KR101068446B1

KR101068446B1 - 열 변형 보상 구조를 가진 프로브 카드

Info

Publication number: KR101068446B1
Application number: KR1020080059695A
Authority: KR
Inventors: 이억기
Original assignee: 티에스씨멤시스(주)
Priority date: 2008-06-24
Filing date: 2008-06-24
Publication date: 2011-09-29
Also published as: KR20100000264A

Abstract

본 발명은 열 변형 보상 구조를 가진 프로브 카드에 관한 것이고, 구체적으로 온도 기울기가 형성되는 2개의 평면에 대한 열평형 도달 시간을 감소시킬 수 있는 구조를 가진 프로브 카드에 관한 것이다. 반도체 검사에 사용되는 프로브 카드의 기판은 접촉 팁이 정렬되는 전면으로부터 다수 개의 접속 패드가 형성된 후면까지 관통하는 다수 개의 전도 홀을 가지는 것을 특징으로 한다.

스페이스 트랜스포머, 접촉 팁, 열평형, 전도 벽, 전도 층, 열전달 매체

Description

열 변형 보상 구조를 가진 프로브 카드{Probe Card with Structure for Compensating Heat-distortion}

본 발명은 열 변형 보상 구조를 가진 프로브 카드에 관한 것이고, 구체적으로 고온이나 저온 조건에서 웨이퍼의 불량검사를 수행함에 따라 온도 기울기가 형성되는 2개의 평면에 대한 열평형 도달 시간을 감소시킬 수 있는 구조를 가진 프로브 카드에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼는 개개의 제품으로 분리되기 이전에 검사과정을 거치게 된다. 웨이퍼의 검사는 프로브 카드가 웨이퍼의 전기 패드에 전기적으로 접촉하는 방식으로 이루어진다. 프로브 카드는 다수 개의 전극 패드와 동시에 접촉하기 위한 수백 내지 수만 개의 접촉 팁을 가진다. 웨이퍼 검사는 다양한 온도 조건에서 연속적으로 이루어지고 실리콘 소재의 웨이퍼는 일정한 온도를 가지게 된다. 검사를 위하여 프로브 카드는 일정한 온도를 유지하고 있는 웨이퍼에 매우 밀접한 거리, 예를 들어 1 mm 이내의 거리로 접근해야 한다. 일반적으로 웨이퍼는 척(chuck)에 고정되어 프로브 카드를 향하여 접근한다. 웨이퍼는 검사 과정에서 필요에 따라 가열되거나 또는 냉각되고 그리고 접촉 팁이 형성된 프로브 카드의 전면은 웨이퍼 면에 노출이 되면서 웨이퍼의 온도에 따라 가열되거나 또는 냉각될 수 있다. 프로브 카드의 전면의 가열 또는 냉각은 접촉 팁의 정렬과 관련된 문제를 유발시킬 수 있다. 프로브 카드의 전면은 웨이퍼의 온도에 따라 가열 또는 냉각이 되지만 프로브 카드의 다른 쪽 면은 여전히 프로브 카드의 전면과 다른 온도 조건에 있게 되고 이로 인하여 프로브 카드의 수직 방향으로 온도 기울기가 형성될 수 있다. 프로브 카드는 예를 들어 접촉 팁이 고정된 스페이스 트랜스포머, 검사 장치와 연결된 배선 기판 및 스페이스 트랜스포머와 배선 기판을 전기적으로 연결하는 인터포저를 포함할 수 있다. 스페이스 트랜스포머의 전면은 웨이퍼와 근접하게 되면서 일정한 온도로 상승하거나 또는 냉각되지만 스페이스 트랜스포머의 다른 면은 동일하게 온도가 변하지 않게 된다. 스페이스 트랜스포머의 전면과 다른 면이 열적 평형 또는 유사 열적 평형 상태에 도달하기 위하여 일정한 시간이 필요하다. 스페이스 트랜스포머가 열적 평형 상태 또는 유사 열적 평형 상태에 도달하는 과정에서 스페이스 트랜스포머의 전면과 다른 면은 각각 다른 온도에 놓이게 된다. 그리고 이로 인하여 스페이스 트랜스포머는 전면과 다른 면이 서로 다른 비율로 팽창하게 되면서 위쪽 또는 아래쪽으로 휘어지게 된다. 이러한 스페이스 트랜스포머의 휘어짐 정도는 스페이스 트랜스포머의 두께와 같은 구조적 특징이나 열전도도와 같은 소재의 물성에 의존하는데, 일반적으로 두께가 두껍고 열전도도가 낮을수록 스페이스 트랜스포머의 전면과 후면의 온도 차이가 커서 휘어짐 또한 커진다. 스페이스 트랜스포머의 휘어짐은 접촉 팁의 정렬을 변하게 만들고 이로 인하여 접촉 팁과 웨이퍼의 전극 패드 사이의 상대적인 위치 관계를 변하게 만들 수 있다. 이와 같은 상대적인 위치 관계의 변화는 스페이스 트랜스포머의 중앙 부분에 위치하는 접촉 팁과 가장 자리 부분에 위치하는 접촉 팁의 수직 방향 또는 z-축 방향의 오차를 발생시킬 수 있다. 일반적으로 다수 개의 접촉 팁은 전극 패드에 동시에 접촉하고 그리고 동시에 분리되는 것이 유리하다. 스페이스 트랜스포머의 온도 기울기에 따른 전면과 후면의 열팽창의 차이는 이와 같은 동시 접촉 및 분리를 어렵게 만들 뿐만 아니라 일부 접촉 팁이 전극 패드에 접촉하지 못하게 되는 문제를 유발시킬 수 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위한 선행기술로 WO 2003/040734 및 WO 2006/113708이 있다. WO 2003/040734는 검사과정에서 발생하는 프로브 카드의 전면과 후면에 발생하는 온도 차로 인한 열 변형을 방지하기 위하여 열을 공급 또는 제거할 수 있는 온도 제어 요소를 설치하는 것에 대하여 개시하고 있다. 추가로 WO 2003/040734는 프로브 카드의 상부면 또는 하부면에 열팽창에 따른 변형 정도를 측정할 수 있는 변형 게이지 및 다수 개의 형상 기억 합금(Shape Memory Alloy)을 설치하는 것에 대하여 개시하고 있다. 한편 WO 2006/113708은 스터드 구조물이 결합된 트러스 구조물 및 보강판을 설치하여 z-방향의 변형을 억제하고 그리고 프로브 카드의 내부에 온도 제어 장치를 설치하여 실리콘 웨이퍼와 프로브 카드의 열팽창 불균일성을 보상하는 방법에 대하여 개시하고 있다.

선행기술은 z-축 방향의 열 변형 및 열팽창 불균일성에 대한 보상을 제안하고 있지만 프로브 장치에 추가적인 구조물을 설치하거나 또는 팽창에 따른 열 공급/제거를 필요로 한다. 추가적인 구조물의 설치는 프로브 카드를 복잡하게 만들고 그리고 열 공급/제거는 다른 구성요소에 미치는 영향이 고려되어야 한다. 실질적으 로 프로브 카드는 제한된 크기를 가지고 그리고 밀집된 배선을 포함하고 있다. 그러므로 추가적인 구조물의 설치 및 열 공급/제거는 제한된 범위 또는 방법으로 보완적인 형태로 이루어지는 것이 유리하다.

본 발명은 프로브카드 기판과 웨이퍼 사이의 열팽창 계수(CTE)의 차이, 열원으로부터의 이격거리차 등과 같이 다양한 원인에 의해서 발생하는 프로브카드 기판의 열변형에 따라 발생하는 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.

본 발명의 목적은 적어도 2개의 면 사이의 열평형 도달시간을 감소시키고 그리고 열팽창을 보상할 수 있는 구조를 가진 프로브 카드를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 접촉 팁이 정렬된 기판의 온도를 제어하여 기판과 웨이퍼의 열팽창 비율의 차이로 인하여 발생하는 정렬 불일치를 방지하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 반도체 검사에 사용되는 프로브 카드의 기판은 접촉 팁이 정렬되는 전면으로부터 다수 개의 접속 패드가 형성된 후면까지 관통하는 다수 개의 전도 홀을 가진다.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 반도체 검사에 사용되는 프로브 카드의 기판은 전면에 전도 층이 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 반도체 검사를 위한 프로브 카드의 기판은 전면 또는 후면에 다공성 층이 형성된 것을 특징으로 한다.

발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 반도체 검사를 위한 프로브 카드의 기판은 둘레 면을 따라 탄성 벽이 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 프로브 카드는 프로브 카드의 서로 다른 면 사이의 온도 기울기를 내부 구조에 의하여 빠른 시간에 제거하는 것에 의하여 웨이퍼의 검사 효율 을 향상시킬 수 있다는 이점을 가진다. 아울러 팽창을 흡수할 수 있는 구조로 인하여 추가적인 구조물의 설치를 필요로 하지 않는다는 장점을 가진다.

아래에서 본 발명은 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 된다. 실시 예는 예시적인 것으로 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.

본 명세서에서 프로브 카드는 접촉 팁 및 한 쪽 면에 접촉 팁이 배열되고 그리고 다른 쪽 면에 배선이 형성된 스페이스 트랜스포머를 의미한다. 그러나 프로브 카드는 추가적으로 스페이스 트랜스포머와 전기적으로 연결된 인쇄회로기판(Printed Circuit Board) 및 인쇄회로기판과 스페이스 트랜스포머를 연결하기 위한 인터포저와 같은 추가적인 장치를 포함할 수 있다. 프로브 카드는 반도체 웨이퍼와 접촉하여 검사를 위하여 필요한 전기 신호를 검사 장치(tester)로 전달한다.

도 1은 본 발명에 따른 프로브 카드의 실시 예를 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 프로브 카드(10)는 한쪽 면에 다수 개의 접촉 팁(111)이 배열되고 그리고 다른 쪽 면에 접속 패드(112)가 형성된 스페이스 트랜스포머(11); 스페이스 트랜스포머(11)와 전기적으로 연결된 배선 기판(12); 및 배선 기판(12) 위에 형성된 보강판(13)을 포함한다.

접촉 팁(111)은 척(C)에 고정되어 이동하는 웨이퍼(W)에 형성된 개개의 전극 패드(E)에 접촉하여 전기 신호를 전달한다. 접촉 팁(111)은 예를 들어 캔틸레버 형태 프로브 또는 니들 형태 프로브와 같이 이 분야에 공지된 임의의 형태가 될 수 있다. 접촉 팁(111)은 각각의 전극 패드(E)에 대응될 수 있도록 스페이스 트랜스포 머(11)의 한쪽 면에 정렬되고 그리고 스페이스 트랜스포머(11)의 다른 쪽 면에 형성된 접속 패드(112)와 전기적으로 연결된다. 스페이스 트랜스포머(11)는 세라믹 소재로 제조될 수 있고 그리고 내부 배선을 통하여 접촉 팁(111)의 피치 간격을 확장시키는 기능을 가진다. 스페이스 트랜스포머(11)의 다른 쪽 면에 형성된 접속 패드(112)는 예를 들어 인터포저(도시되지 않음)와 같은 상호 접속 소자를 통하여 배선 기판(12)에 전기적으로 연결될 수 있다. 배선 기판(12)은 인쇄회로기판과 같이 이 분야에서 공지된 임의의 형태의 기판이 될 수 있다.

번인 시험(burn-in test)을 위하여 웨이퍼(W)가 스페이스 트랜스포머(11)에 접근하면 웨이퍼(W)와 면하는 스페이스 트랜스포머(11)의 전면은 웨이퍼(W)의 온도에 의하여 영향을 받게 된다. 번인 시험은 다양한 온도 조건에서 연속적으로 실행될 수 있다. 웨이퍼(W)의 온도 조건이 변하거나 또는 웨이퍼(W)가 이동되는 경우 스페이스 트랜스포머(11) 전면의 온도는 변하게 된다. 다른 한편 스페이스 트랜스포머(11)의 후면은 적어도 근사적으로 변화 이전의 온도 조건에 놓이게 된다. 이로 인하여 스페이스 트랜스포머(11)의 전면과 후면은 두께 방향 또는 z-축 방향을 따라 온도 기울기를 형성하게 된다. 스페이스 트랜스포머(11) 전면의 온도 변화는 스페이스 트랜스포머(11) 전면의 팽창 또는 수축을 유발시킬 수 있다. 스페이스 트랜스포머(11) 전면의 팽창 또는 수축은 스페이스 트랜스포머(11)를 z-축 방향으로 휘어지도록 하는 압력을 발생시키지만 보강판(13)은 이러한 압력에 대한 저항력을 발생시킬 수 있다. 이를 위하여 보강판(13)은 인장 강도가 높은 소재로 제조될 수 있다.

본 발명에 따르면, 스페이스 트랜스포머(11)의 전면과 후면 사이의 온도 차를 감소시키기 위하여 스페이스 트랜스포머(11)는 다수 개의 전도 홀(113)을 포함할 수 있다. 전도 홀(113)은 스페이스 트랜스포머(11)의 두께를 관통하여 형성되고 그리고 일정한 크기의 지름을 가진 실린더 형상을 가질 수 있다. 전도 홀(113)은 스페이스 트랜스포머(11)의 두께 방향에 따른 열전달을 촉진하여 온도 기울기를 완화시킨다. 이와 동시에 수축 또는 팽창을 위한 여유 공간을 제공한다. 스페이스 트랜스포머(11)에 형성되는 전도 홀(113)의 구체적인 형태가 아래에서 설명된다.

도 2는 전도 홀(113)이 형성된 스페이스 트랜스포머(11)의 실시 예를 도시한 것이다.

다수 개의 전도 홀(113)은 스페이스 트랜스포머(11)의 표면에 균일하게 분포될 수 있다. 예를 들어 도 2의 (가)에 도시된 것처럼, 전도 홀(113)은 서로 다른 반지름을 가진 원주를 따라 균일 간격으로 분포할 수 있다. 도 2의 (나)에 도시된 것처럼, 전도 홀(113)은 스페이스 트랜스포머(11)를 관통하여 형성되고 그리고 각각의 전도 홀(113)은 동일한 형상을 가질 필요가 없지만 바람직하게 실린더 형상이 될 수 있다. 그러나 실린더 형상의 각각의 전도 홀(113)의 반지름이 동일할 필요는 없다. 전도 홀(113)의 내벽을 따라 전도 벽(114)이 형성될 수 있다. 전도 벽(114)은 스페이스 트랜스포머(11)에 비하여 비열이 작은 금속과 같은 소재로 형성되는 것이 유리하다. 스페이스 트랜스포머(11)의 전면과 후면 사이의 온도 기울기는 전도 벽(114)의 열전도에 의하여 완화되고 그리고 스페이스 트랜스포머(11)는 빠른 시간 내에 열적 평행 상태 또는 의사 열적 평행 상태에 도달할 수 있게 된다. 전도 벽(114)은 임의의 두께로 형성될 수 있고 심지어 전도 홀(113)을 채우는 방식으로 형성될 수도 있다. 도 2의 (나)에 도시된 것처럼, 전도 벽(114)은 또한 스페이스 트랜스포머(11)의 전면 또는 후면을 따라 연장된 형태가 되는 것이 유리하다. 스페이스 트랜스포머(11)의 전면과 후면에 각각 접촉 팁의 연결 부분과 배선 기판의 접속 부분이 형성된다. 전도 벽(114)은 연결 부분 및 접속 부분과 절연성을 확보할 수 있는 영역까지 연장될 수 있다. 이와 같은 연장된 형태는 열 평행 도달 시간을 감소시킬 수 있다.

스페이스 트랜스포머(11)의 중심으로부터 서로 다른 반지름에 위치하는 전도 홀(113)의 수가 달라질 수 있다. 도 2의 (가)의 경우 서로 다른 반지름을 가진 원주를 따라 동일한 수의 전도 홀(113)이 정렬되어 있다. 그러나 실제로 팽창 비율을 동일할지라도 팽창 면적은 반지름이 증가할수록 커진다. 그러므로 반지름은 큰 원주를 따라 많은 수의 전도 홀(113)을 정렬시킬 수 있다.

전도 홀(113)의 형성은 스페이스 트랜스포머(11)의 전면과 후면 사이의 열평형 도달시간을 감소시킬 수 있다. 열 평행의 도달 여부에 상관없이 스페이스 트랜스포머(11)는 수축 또는 팽창한다. 그러므로 팽창 또는 수축으로 인한 변화를 완화시킬 수 있는 방법이 요구된다. 아래에서 스페이스 트랜스포머(11)의 가장자리에 따른 팽창 또는 수축을 흡수할 수 있는 수단이 설명된다.

도 3은 탄성 벽(31)이 형성된 스페이스 트랜스포머(11)의 다른 실시 예를 도시한 것이다.

도 3의 (가) 및 (나)는 각각 스페이스 트랜스포머(11)의 평면도 및 단면도를 도시한 것이다. 위에서 이미 설명을 한 것처럼, 다수 개의 전도 홀(113)이 스페이스 트랜스포머(11)에 형성될 수 있다. 만약 스페이스 트랜스포머(11)의 전면과 후면에 온도 기울기가 형성된다면, z-축 방향의 휨을 방지하기 위하여 전면과 후면은 빠른 시간 내에 열적 평행 상태에 도달되는 것이 유리하다. 전도 홀(113)의 열전달 효율을 증가시키기 위하여 전도 홀(113)에 전도 바(114a)가 형성될 수 있다. 전도 바(114a)는 스페이스 트랜스포머(11)에 비하여 비열이 적은 소재로 만들어질 수 있고 예를 들어 철, 알루미늄 또는 구리와 같은 금속 소재가 되거나 또는 실리콘과 같은 비금속소재가 될 수 있다. 또한 전도 바(114a)는 스페이스 트랜스포머(11)의 표면을 따라 연장될 수 있다. 이와 같은 연장된 형태는 스페이스 트랜스포머(11)의 전면과 후면 사이의 열 평행 도달시간을 감소시킬 수 있다.

스페이스 트랜스포머(11)의 전면과 후면이 전도 홀(113)에 의하여 열 평행에 도달하는 과정에서 스페이스 트랜스포머(11) 자체는 팽창 또는 수축을 하게 된다. 이와 같은 팽창 또는 수축에 의하여 스페이스 트랜스포머(11)가 특정 방향으로 많은 큰 힘을 받게 되면 스페이스 트랜스포머(11)의 전면에 형성된 접촉 팁은 정해진 배열로부터 벗어나게 된다. 그러므로 팽창 또는 수축으로 인하여 스페이스 트랜스포머(11) 자체의 특정 방향으로 이동을 방지할 수 있는 수단이 요구된다. 본 발명의 프로브 카드에 따르면, 스페이스 트랜스포머(11)의 둘레 면을 따라 탄성 벽(31)이 형성될 수 있다. 탄성 벽(31)은 스페이스 트랜스포머(11)의 둘레를 따라 탄성 소재를 사용하여 균일한 두께(T)로 형성될 수 있다. 균일한 두께(T)로 형성된 탄성 벽(31)은 스페이스 트랜스포머(11)의 중심 방향으로 동일한 힘을 작용시켜 팽창 또 는 수축으로 인한 스페이스 트랜스포머(11) 자체의 위치 이동을 방지할 수 있도록 한다. 이를 자세히 설명하면 다음과 같다. 스페이스 트랜스포머(11)는 둘레를 따라 형성된 탄성 벽(31)에 의하여 둘레에서 중심 방향으로 일정한 힘을 받는다. 이러한 일정한 힘은 둘레의 모든 위치에서 동일하게 주어지므로 스페이스 트랜스포머(11)가 받는 힘의 벡터 합은 영(0)이 된다. 그리고 스페이스 트랜스포머(11)가 팽창 또는 수축하는 경우에도, 팽창 또는 수축에 의한 힘은 탄성 벽의 탄성력과 평형을 이루면서 스페이스 트랜스포머(11)가 받는 힘의 벡터 합은 영(0)이 되므로, 스페이스 트랜스포머(11)의 둘레만이 동심원 방향으로 이동하고 그 중심은 이동하지 않게 되는 것이다. 탄성 벽(31)은 스페이스 트랜스포머(11) 자체의 위치 이동을 방지함과 동시에 스페이스 트랜스포머(11)의 수축 또는 팽창으로 인하여 요구되는 추가적인 여유 공간을 확보할 수 있도록 한다. 탄성 벽(31)의 탄성 변형 정도 또는 탄성 계수(Young's modulus)는 스페이스 트랜스포머(11)의 크기, 온도 변화 및 소재 팽창 계수에 의하여 결정될 수 있다.

본 발명에 따르면, 스페이스 트랜스포머의 전면과 후면 사이의 온도 기울기는 전도 홀을 형성하는 것에 의하여 완화될 수 있다. 전도 홀은 전면과 후면 사이의 열전달 통로 기능을 가지게 되고 그리고 빠른 시간 내에 전면과 후면이 열 평행 상태에 도달하도록 할 수 있다. 열전달 통로는 전도 벽 또는 전도 바와 같은 열전달 매체를 가질 수 있다. 열전달 통로를 형성하는 것에 의하여 스페이스 트랜스포머의 전면과 후면은 빠르게 열평형 상태에 도달할 수 있고 이에 따라 z-축 방향의 변형은 방지될 수 있다. 그러나 열평형 상태에 도달한다고 할지라도 스페이스 트랜 스포머 자체는 팽창 또는 수축을 하므로 웨이퍼의 팽창 비율의 차이로 인한 접촉 팁의 정렬 불일치가 발생할 수 있다. 아래에서 접촉 팁의 정렬 불일치를 방지할 수 있는 방법에 대하여 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 프로브 카드에 적용되는 스페이스 트랜스포머(11)의 다른 실시 예를 도시한 것이다.

접촉 팁(111)이 정렬된 스페이스 트랜스포머(11)에 전도 층(41)이 형성된다. 전도 층(41)은 예를 들어 낮은 비열을 가진 금속 소재 또는 비금속 소재를 이용하여 코팅 방식으로 형성될 수 있다. 그리고 전도 층(41)은 자체적으로 일정한 크기의 전기 저항을 가지거나 또는 전기 저항을 가지는 배선을 가질 수 있다. 웨이퍼의 온도가 스페이스 트랜스포머(11)의 온도보다 높은 경우 전도 층(41)은 낮은 비열을 가지므로 웨이퍼로부터 발생하는 열을 쉽게 흡수하여 전도 홀(113)을 통하여 열을 스페이스 트랜스포머(11)의 후면으로 전달한다. 그리고 웨이퍼의 온도가 스페이스 트랜스포머(11)의 온도보다 낮은 경우 반대의 작용이 일어난다. 그러나 실지로 웨이퍼와 스페이스 트랜스포머가 열적 평행 상태가 된다고 할지라도 스페이스 트랜스포머(11)와 웨이퍼가 열팽창 계수가 서로 다른 소재인 경우 접촉 팁(113)의 정렬 불일치 문제가 완화될 수는 있지만 완전히 해결되는 것은 아니다. 일반적으로 세라믹 소재의 스페이스 트랜스포머(11)는 실리콘 소재의 웨이퍼에 비하여 큰 값의 열팽창 계수를 가진다. 그러므로 만약 25℃와 같은 일정한 온도에서 접촉 팁(111)을 정렬시킨다면 온도가 높아지는 경우 웨이퍼의 빠른 팽창 속도로 인한 정렬 불일치가 발생한다. 이와 달리 온도가 낮아지는 경우 웨이퍼의 빠른 수축 속도로 인한 정 렬 불일치가 발생한다. 열팽창 계수의 차이로 인한 정렬 불일치는 추가적인 열의 공급 및 제거에 의하여 해결될 수 있다.

추가적인 열의 공급은 예를 들어 전도 층(41)을 통하여 이루어질 수 있다. 전도 층(41)이 저항을 가지거나 또는 저항을 가지도록 배선이 형성되는 경우 전도 층(41)에 전류를 공급하는 것에 의하여 열을 발생시킬 수 있다. 스페이스 트랜스포머(11)의 소재가 결정되면 열팽창 계수가 결정되고 그리고 웨이퍼의 팽창 비율과 차이가 산출될 수 있다. 그리고 이에 기초하여 공급되어야 할 전류 또는 열이 결정될 수 있다.

전도 층(41)에 열을 공급하는 것에 의하여 스페이스 트랜스포머(11)를 팽창시키는 방법으로 웨이퍼의 온도가 상승하여 발생하는 정렬 불일치를 방지할 수 있다. 그러나 낮은 온도에서 번인 시험이 이루어지는 경우 스페이스 트랜스포머(11)의 팽창 계수가 웨이퍼의 팽창 계수보다 작다면 스페이스 트랜스포머(11)의 온도가 웨이퍼의 온도보다 낮아져야 한다. 본 발명에 따르면 스페이스 트랜스포머(11)의 온도를 낮추기 위하여 다공성 층(42)이 전도 층(41) 위에 형성될 수 있다. 다공성 층(42)은 적어도 공기의 흐름이 가능한 층을 의미하고 섬유 또는 폴리머로 형성될 수 있다. 다공성 층(42)은 저온의 공기가 흐를 수 있는 구조를 가진다. 저온 번인 시험의 경우 다공성 층(42)의 한쪽으로 저온의 공기를 유입하고 그리고 다른 쪽으로 저온의 공기를 유출시키는 것에 의하여 스페이스 트랜스포머(11) 전면의 온도를 낮출 수 있다. 대안으로 다공성 층(42)은 스페이스 트랜스포머(11)의 후면에 형성될 수 있다. 다공성 층(42)으로 유입된 저온의 공기는 스페이스 트랜스포머(11)의 전면 또는 후면의 온도를 강하시키고 그리고 전도 홀(113)을 통한 열의 이동을 통하여 전체 스페이스 트랜스포머(11)의 온도를 낮출 수 있게 된다.

다공성 층(42)의 밀폐를 위하여 다공성 층(42)의 위쪽에 차단 층(43)이 형성될 수 있다. 차단 층(43)은 공기의 유입을 차단할 수 있는 임의의 소재로 형성될 수 있다. 위에서 이미 설명을 한 것처럼 다공성 층(42) 및 차단 층(43)은 선택적으로 형성될 수 있고 그리고 필요에 따라 스페이스 트랜스포머(11)의 전면 또는 후면에 형성될 수 있다. 대안으로 스페이스 트랜스포머(11)의 전면과 후면 양쪽 모두에 전도 층(41), 다공성 층(42) 및 차단 층(43)이 형성될 수 있다. 아래에서 위와 같은 스페이스 트랜스포머(11)의 온도 제어 구조를 적용하여 접촉 팁(111)의 불일치를 방지하는 과정에 대하여 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 프로브 카드(10)를 적용하여 접촉 팁을 정렬 일치시키는 실시 예를 도시한 것이다.

접촉 팁(111)은 예를 들어 25℃와 같은 일정 온도에서 웨이퍼(W) 전극 패드(E)의 정해진 위치에 정렬된다. 척(C)에 고정된 웨이퍼(W)에 대한 번인 시험이 끝나면 척(C)이 이동하게 되고 그리고 웨이퍼(W)의 다른 영역에 대한 번인 시험이 이루어진다. 새로이 시험이 되어야 할 웨이퍼(W)의 온도 조건가 변하면, 접촉 팁(111)과 웨이퍼(W) 전극 패드(E) 사이에 정렬 불일치가 발생한다. 만약 웨이퍼(W)가 상승된 온도 조건에 있다면, 전도 층(41)에 전류를 공급하여 열을 발생시키는 방법으로 스페이스 트랜스포머(11)의 온도를 상승시켜 팽창을 유도한다. 도 5에 도시된 것처럼 전도 층(41)은 전압원의 양의 단자(+)와 음의 단자(-)에 각각 연 결될 수 있다. 스페이스 트랜스포머(11)의 전면에 공급된 열은 전도 홀(113)을 통하여 스페이스 트랜스포머(11)의 후면으로 전달되면서 전체 스페이스 트랜스포머(11)는 열평형에 도달할 수 있다. 열평형에 도달하는 과정에서 스페이스 트랜스포머(11)의 팽창은 탄성 벽(31)에 의하여 흡수될 수 있다. 공급되어야 할 열량은 미리 계산될 수 있다. 번인 시험 중인 웨이퍼의 온도가 측정되고 그리고 팽창 비율이 산출되면 그에 따라 스페이스 트랜스포머의 팽창에 필요한 온도가 계산된다. 공급되어야 할 열량이 계산되면, 전도 층(41)의 저항은 일정한 값을 가지므로 전도 층(41)의 양의 단자(+) 및 음의 단자(-) 사이에 인가되어야 할 전압이 산출된다. 이와 같은 과정은 예를 들어 컴퓨터 제어 시스템과 같은 자동 제어 시스템을 통하여 이루어질 수 있다.

새로이 시험되어야 하는 웨이퍼(W)의 온도가 낮다면, 스페이스 트랜스포머(11)의 온도를 낮추어야 한다. 스페이스 트랜스포머(11)의 온도를 낮추기 위하여 다공성 층(42)으로 예를 들어 저온의 기체를 공급할 수 있다. 저온의 기체는 유입 통로(I)를 통하여 다공성 층(42)에 공급되고 그리고 유출 통로(O)로 배출될 수 있다. 저온의 기체는 압력차로 순환될 수 있고 그리고 저온의 기체를 공급하는 방법은 이 분야에서 공지된 방법에 따라 이루어질 수 있다. 저온의 기체는 낮은 비열을 가진 전도 층(41)을 통하여 빠른 속도를 스페이스 트랜스포머(11)를 냉각시킬 수 있다. 위에서 설명을 한 것처럼 다공성 층(42)에 공급되는 기체는 차단 층(43)에 의하여 누출이 방지될 수 있다. 또한 다공성 층(42) 및 차단 층(43)은 웨이퍼(W)와 마주보는 스페이스 트랜스포머(11)의 전면이 아닌 배선 기판(12)과 면하는 스페이 스 트랜스포머(11)의 후면에 설치될 수 있다.

본 발명에 따른 프로브 카드는 추가로 z-방향의 휨을 방지할 수 있는 보강판(13)을 포함할 수 있다. 보강판(31)은 배선 기판(12) 위에 설치될 수 있고 휨 강도가 높은 소재로 만들어 질 수 있다.

도 5와 관련하여 설명을 한 것처럼 스페이스 트랜스포머(11)에 전도 층(41)을 설치하고 그리고 필요에 따라 선택적으로 다공성 층(42)을 형성하는 것에 의하여 스페이스 트랜스포머(11)의 팽창정도가 제어될 수 있다. 그리고 팽창 정도의 제어에 의하여 웨이퍼(W)와 스페이스 트랜스포머(11)의 팽창 비율의 차이로 인하여 발생하는 정렬 불일치가 방지될 수 있다.

위에서 본 발명은 실시 예를 이용하여 상세하게 설명이 되었다. 제시된 실시 예는 예시적인 것으로 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 제시된 실시 예에 대한 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명의 범위는 이러한 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않고 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의해서만 제한된다.

도 2는 전도 홀이 형성된 스페이스 트랜스포머의 실시 예를 도시한 것이다.

도 3은 탄성 벽이 형성된 스페이스 트랜스포머의 다른 실시 예를 도시한 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 프로브 카드에 적용되는 스페이스 트랜스포머의 다른 실시 예를 도시한 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 프로브 카드를 적용하여 접촉 팁을 정렬 일치시키는 실시 예를 도시한 것이다.

Claims

반도체 검사에 사용되는 프로브 카드의 기판에 있어서,

전류 공급에 의해 열이 발생하는 상기 기판의 전면에 형성된 전도 층을 포함하며,

상기 기판에는 전면으로부터 후면까지 관통하는 다수 개의 전도 홀이 형성되고,

상기 기판의 둘레 면을 따라 형성된 탄성 벽을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 기판.
청구항 1에 있어서, 전도 홀은 내부의 벽을 따라 형성된 전도 벽을 더 가지는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 기판.
청구항 1에 있어서, 상기 전도 홀의 크기가 서로 상이한 것을 특징으로 하는

프로브 카드의 기판.
청구항 1에 있어서, 전도 홀은 관통하는 전도 바를 더 가지는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 기판.
청구항 2에 있어서, 전도 벽은 기판에 비하여 상대적으로 비열이 낮은 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 기판.
청구항 4에 있어서, 전도 바는 기판에 비하여 상대적으로 비열이 낮은 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 기판.
삭제
청구항 1에 있어서, 전도 층은 기판에 비하여 상대적으로 비열이 낮은 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 기판.
청구항 1에 있어서, 전도 층은 전기 저항을 가지는 배선을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 기판.
청구항 1에 있어서, 기판의 전면 또는 후면에 형성된 다공성 층을 더 포함하는 프로브 카드의 기판.
청구항 10에 있어서, 다공성 층을 밀폐시키는 차단 층을 더 포함하는 프로브 카드의 기판.
삭제
청구항 1 내지 청구항 6 및 청구항 8 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서, 프로브 카드의 기판은 전면에 접촉 팁이 정렬되고 후면에 접속 패드가 배열되는 스페이스 트랜스포머인 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 기판.
청구항 1 내지 청구항 6 및 청구항 8 내지 청구항 11 중 어느 한 항의 프로브 카드의 기판을 포함하는 프로브 카드.