KR20070029140A

KR20070029140A - 프로브

Info

Publication number: KR20070029140A
Application number: KR1020067018071A
Authority: KR
Inventors: 마사미 야카베; 도모히사 호시노; 나오키 이케우치
Original assignee: 동경 엘렉트론 주식회사
Priority date: 2004-11-02
Filing date: 2005-10-31
Publication date: 2007-03-13
Also published as: CN1942769A; US20070257692A1; WO2006049133A1; JP2006132982A

Abstract

빔부(3)는 지지부(2)에 의해서 프로브 기판(1)에 대하여, 소정의 간격을 두고서 외팔보 형태로 지지되어 있고, 빔부(3)에는 프로브 기판(1)으로부터 멀어지는 방향으로 뻗어 있는 접촉자(4)가 설치되어 있다. 빔부(3)에는 프로브 기판(1)에 대향하여 뻗어 있는 돌기(5)가 설치된다. 프로브 기판(1)에 하중을 가했을 때, 돌기(5)가 프로브 기판(1)에 접촉함으로써 빔부(3)에 가해지는 응력을 분산할 수 있다.

Description

프로브{PROBE}

본 발명은 프로브에 관한 것으로, 예컨대, 반도체 웨이퍼의 전기적 특성을 검사할 때에 이용되는 프로브에 관한 것이다.

예컨대, 반도체 웨이퍼에 다수 형성된 메모리 회로나 로직 회로 등의 IC 칩의 전기적 특성을 검사하기 위해서, 컨택터로서 예컨대, 일본 특허 공개 2000-055936호 공보에 기재되어 있는 것과 같은 프로브 카드가 이용되고 있다. 이 프로브 카드는 검사시에 웨이퍼의 전극 패드와 접촉했을 때에, 시험 장치인 테스터와 IC 칩 사이에서 검사 신호의 교환을 중계하는 역할을 하고 있다.

이 프로브 카드는 예컨대 IC 칩 상에 형성된 복수의 전극 패드에 대응한 복수의 프로브 침을 지니며, 각 프로브 침과 각 전극 패드를 각각 전기적으로 접촉시켜 IC 칩의 검사를 행하도록 하고 있다.

도 14는 종래의 프로브의 일례를 도시한 도면이다. 도 14에 있어서, 프로브는 프로브 기판(1)에 지지부(2)를 통해 빔부(3)가 캔틸레버 지지되어 있고, 빔부(3)의 선단에는 아래 방향으로 뻗어 있는 접촉자(4)가 설치되어 있다. 프로브 기판(1)을 아래 방향으로 밀어 내림으로써, 접촉자(4)의 선단이 테스트하고자 하는 웨이퍼의 전극 패드(10)에 접촉하여, 검사 신호가 도시하지 않는 테스터에 공급된 다.

접촉자(4)를 전극 패드(10)에 접촉시킬 때, 어느 정도 하중을 가하면서 접촉 면적을 크게 하여 전기 저항을 줄이지 않으면, 검사 신호를 안정적으로 추출할 수 없다. 그런데, 프로브 기판(1)을 아래쪽으로 밀어내려 접촉자(4)에 하중을 가하면, 도 15에 도시한 바와 같이, 접촉자(4)의 선단이 전극 패드(10)에 접촉하여, 빔부(3)의 단부가 지지부(2)에 의해서 지지되면서, 한 쪽 끝단 측이 들어 올려진 상태로 변형하여, 빔부(3)의 접촉자(4)와의 접합 부분과, 지지부(2)와의 접합 부분에 응력이 집중한다. 이 응력이 빔부(3)를 구성하는 재료의 탄성 변형역을 초과하여 가해지면, 빔부(3)가 꺾여 파손되거나, 구부러져 변형되어 버려, 원래의 형상으로 복귀되지 않게 될 우려가 생긴다.

따라서, 본 발명의 목적은 프로브를 밀어 내렸을 때에 빔부에 가해지는 응력을 분산함으로써, 빔부가 파손되거나 변형되는 것을 방지할 수 있는 프로브를 제공하는 것이다.

본 발명은 프로브 기판과, 프로브 기판에 의해서 지지되며, 이 프로브 기판에 대하여 간격을 두고서 대면하는 영역을 갖는 빔부와, 빔부로부터 프로브 기판에서 멀어지는 방향으로 돌출되어 뻗어 있는 접촉자를 포함하고, 프로브 기판 및 빔부 중 적어도 어느 한 쪽은 양자가 대면하는 영역에서 다른 쪽을 향하여 돌출되는 돌기를 갖고 있다.

본 발명에서는, 프로브 기판과 빔부와의 사이에 대향하여 돌기를 설치함으로써, 프로브 기판에 하중을 가했을 때, 돌기가 프로브 기판 또는 빔부에 접촉하기 때문에 빔부의 지지부와 접촉자의 접합 부분에 가해지는 응력을 분산할 수 있다.

바람직한 실시형태에서는, 빔부는 프로브 기판에 외팔보 형태로 지지되어 있거나, 또는 프로브 기판에 양팔보 형태로 지지되어 있다.

바람직하게는, 돌기의 선단면은 빔부의 변형에 따라서, 대면하는 상대 부재에 접촉할 때에 면 접촉하도록, 한 쪽은 낮고, 다른 쪽은 높아지도록 경사를 가지고 있다. 경사면이 상대 부재에 접촉하기 때문에, 응력의 분산을 도모할 수 있다.

바람직하게는, 돌기는 2개 이상 설치된다. 돌기를 2개 이상 설치함으로써 응력을 더욱 분산할 수 있다. 그리고, 2개 이상의 돌기 중, 적어도 하나의 돌기는 빔부에 대향하여 프로브 기판에 설치되고, 적어도 하나의 돌기는 프로브 기판에 대향하여 빔부에 설치된다.

바람직하게는, 프로브 기판에 설치되는 적어도 하나의 돌기와, 빔부에 설치되는 적어도 하나의 돌기는 상이한 대향 위치에 설치되거나, 또는 동일한 대향 위치에 설치된다.

바람직하게는, 2개 이상의 돌기는 프로브 기판과 빔부 중 어느 한 쪽에, 빔부가 뻗어 있는 방향의 한 쪽과 다른 쪽에 소정의 간격을 두고서 설치된다. 2개 이상의 돌기에 의해, 응력의 분산을 도모할 수 있다. 그리고, 한 쪽에 배치되는 돌기의 높이는 낮고, 다른 쪽에 배치되는 돌기의 높이는 낮다.

본 발명의 다른 양태는 프로브 기판과, 프로브 기판에 지지되어 이 프로브 기판에서 멀어지는 방향으로 굴곡되어 뻗어 있는 빔부와, 빔부로부터 프로브 기판에서 멀어지는 방향으로, 돌출되어 뻗어 있는 접촉자를 포함하고, 빔부는 굴곡되어 대면하는 영역에 대향 부분을 향하여 돌출되는 돌기를 갖고 있다.

바람직하게는, 돌기는 완충재로 형성된다.

본 발명은 프로브 기판과, 빔부와의 대면하는 영역의 적어도 어느 한 쪽에 돌기를 설치함으로써, 프로브 기판에 하중을 가했을 때 돌기가 프로브 기판 또는 빔부에 접촉함으로써, 빔부의 프로브 기판의 지지부 및 접촉자에서의 접합부에 가해지는 응력을 분산할 수 있기 때문에, 빔부의 파손이나 변형을 방지할 수 있다.

또한, 프로브 기판에서 멀어지는 방향으로 굴곡되어 뻗어 있는 빔부를 포함하는 프로브에 있어서는 빔부가 굴곡되어 대면하는 영역에 대향 부분을 향하여 돌출되는 돌기를 설치함으로써, 프로브 기판에 하중을 가하더라도, 돌기가 대향하는 빔부에 접촉함으로써 굴곡 부분에 가해지는 응력을 경감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태의 프로브를 도시한 도면이다.

도 2는 도 1에 도시한 프로브에서 하중을 가했을 때의 이동을 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시형태에서의 프로브를 도시한 도면이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시형태에서의 프로브에 있어서 프로브 기판에 돌기를 설치한 예를 도시하는 도면이다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시형태에서의 프로브에 있어서 프로브 기판과 빔부에 돌기를 설치한 예를 도시하는 도면이다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시형태에서의 프로브에 있어서 프로브 기판과 빔부에 돌기를 설치한 예를 도시하는 도면이다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시형태에서의 프로브에 있어서 빔부에 설치한 돌기의 선단을 경사지게 한 예를 도시하는 도면이다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시형태에서의 프로브에 있어서 프로브 기판에 설치한 돌기의 선단을 경사지게 한 예를 도시하는 도면이다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시형태에서의 프로브에 있어서 빔부에 복수의 돌기를 설치한 예를 도시하는 도면이다.

도 10은 도 9에 도시한 프로브에 하중을 가했을 때의 이동을 도시한 도면이다.

도 11은 도 9에 도시한 프로브에 더욱 하중을 가했을 때의 이동을 도시한 도면이다.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시형태의 프로브를 도시한 도면이다.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시형태에서의 양팔보 형태로 지지의 프로브를 도시한 도면이다.

도 14는 종래의 프로브를 도시한 도면이다.

도 15는 종래의 프로브에 하중을 가했을 때의 이동을 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시형태의 프로브를 도시한 도면이다. 도 1에 있어서, 빔부(3)는 프로브 기판(1)에 대하여 지지부(2)에 의해서 소정의 간격을 두 고서 외팔보 형태로 지지되어 있으며, 프로브 기판(1)에 대면하는 영역을 갖고 있다. 빔부(3)로부터, 프로브 기판(1)으로부터 멀어지는 방향으로 돌출하여 뻗어 있는 접촉자(4)가 빔부(3)의 선단부에 설치되어 있다. 빔부(3)의 프로브 기판(1)에 대향하는 영역에는 스토퍼로서 작용하는 돌기(5)가 프로브 기판(1)을 향하여 돌출하여 형성된다.

이 돌기(5)는 도 2에 도시한 바와 같이, 프로브 기판(1)에 하중을 가하여 밀어내려, 접촉자(4)의 선단을 전극 패드(10)에 접촉시켰을 때, 돌기(5)가 프로브 기판(1)에 접촉함으로써, 돌기(5)의 선단과 프로브 기판(1)의 접촉부에 응력이 가해지기 때문에, 빔부(3)의 지지부(2) 및 접촉자(4)의 접합부에 응력이 집중하는 것을 분산시킬 수 있다. 그 결과, 빔부(3)가 꺾여 파손되거나, 굽어져 변형되어 버려, 원래의 형상으로 복귀되지 않게 될 우려를 줄일 수 있다.

돌기(5)의 재질은 특별히 한정되지 않지만, 빔부(3)나 접촉자(4)와 동일한 재질을 이용하면 제조가 용이하게 된다. 보다 바람직하게는, 보다 부드러운 재질의 것을 이용하면, 완충재로서의 기능을 갖게 할 수 있다. 또한, 돌기(5)의 높이는 프로브 기판(1)에 가하는 하중의 크기를 고려하여 결정하면 된다.

도 3은 본 발명의 다른 실시형태에서의 프로브를 도시한 도면이다. 이 실시형태는 돌기(5)를 접촉자(4)가 뻗어 있는 동일선상이 되도록, 프로브 기판(1)에 대향하여 빔부(3)의 선단부에 형성한 것이다. 이 실시형태에서는, 돌기(5)를 접촉자(4)와 동일선상에 배치함으로써, 도 1과 동일한 높이의 돌기(5)를 설치한 경우에는 도 1의 실시형태에 비해서 작은 하중으로 돌기(5)의 선단이 프로브 기판(1)에 접촉하기 때문에, 빔부(3)의 변형을 작게 할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시형태에서의 프로브를 도시한 도면이다. 이 실시형태는 돌기(5)를 빔부(3)에 대향하여 프로브 기판(1)에 설치한 것으로, 그 작용 효과는 도 1 및 도 2의 실시형태와 같다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시형태에서의 프로브를 도시한 도면이다. 이 실시형태는 2개 이상의 돌기(5a, 5b)를 설치한 것이다. 즉, 프로브 기판(1)과, 빔부(3)의 각각 상이한 대향 위치에 돌기(5a, 5b)가 설치되어 있다. 돌기(5a)는 돌기(5b)에 비해서 높이가 약간 높게 되도록 설치되어 있다.

이 실시형태에서는, 프로브 기판(1)에 하중을 가했을 때, 돌기(5a)의 선단이 프로브 기판(1)에 접촉하고, 이어서 돌기(5b)의 선단이 빔부(3)에 접촉하기 때문에, 빔부(3)의 지지부(2) 및 접촉자(4)의 접합 부분에 가해지는 응력을 더욱 분산시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시형태에서의 프로브를 도시한 도면이다. 이 실시형태는 프로브 기판(1)과 빔부(3)의 같은 대향하는 위치에, 각각 돌기(5c, 5d)를 대향시켜 배치한 것이다.

이 실시형태에서는, 프로브 기판(1)에 하중을 가했을 때, 돌기(5c, 5d)의 선단면끼리가 접촉함으로써, 빔부(3)의 지지부(2) 및 접촉자(4)의 접합 부분에 가해지는 응력을 분산시킬 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시형태에서의 프로브를 도시한 도면이다. 이 실시형태는 도 1에 도시한 실시형태와 같은 방식으로 하여, 빔부(3)에 돌기(5e)를 설 치하여, 빔부(3)의 변형에 따라서, 대면하는 프로브 기판(1)에 접촉할 때에 면 접촉하도록, 돌기(5e)의 한 쪽은 낮게, 다른 쪽은 높게 되도록 경사를 갖도록 설치한 것이다.

도 1에 도시한 실시형태에서의 돌기(5)는 선단면이 돌출 방향에 대하여 직각으로 설치되어 있기 때문에, 돌기(5)의 선단의 각(角) 부분이 프로브 기판(1)에 대하여 점 접촉하지만, 이 실시형태에서는, 돌기(5e)에 경사면을 형성했기 때문에, 돌기(5e)의 선단면이 프로브 기판(1)에 면 접촉하므로 응력의 분산을 양호하게 할 수 있다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시형태에서의 프로브를 도시한 도면이다. 이 실시형태는 도 7의 실시형태와 같은 방식으로 하여, 선단면이 경사져 형성된 돌기(5e)를 프로브 기판(1)에, 빔부(3)에 대향하도록 설치한 것이다. 이 실시형태에서는, 프로브 기판(1)에 하중을 가했을 때, 돌기(5e)의 선단면이 빔부(3)에 면 접촉함으로써 응력을 분산할 수 있다.

도 9∼도 11은 본 발명의 또 다른 실시형태에서의 프로브를 도시한 도면이다. 이 실시형태는 빔부(3)에 복수의 돌기(5f, 5g)를 설치한 것이다. 즉, 빔부(3)에는 프로브 기판(1)에 대향하여, 빔부(3)의 길이 방향을 따라서, 지지부(2)측과 선단측인 접촉자(4) 측에 소정의 간격을 두고서 2개의 돌기(5f, 5g)가 배치되어 있다. 보다 바람직하게는, 돌기(5f)는 돌기(5g)에 비해서 높게 설치되어 있고, 돌기(5f)와 프로브 기판(1)과의 간격이 돌기(5g)와 프로브 기판(1)과의 간격보다도 좁게 되어 있다.

도 9에 도시한 실시형태의 프로브의 이동에 관해서, 도 10 및 도 11을 참조하여 설명한다. 프로브 기판(1)에 서서히 하중을 가해 밀어, 접촉자(4)의 선단부가 전극 패드(10)에 접촉하면, 도 10에 도시한 바와 같이 빔부(3)에서의 지지부(2) 및 접촉자(4)의 접합 부분에 응력이 가해진다. 또한, 하중을 가하면, 지지부(2)에 가까운 돌기(5f)의 선단부가 프로브 기판(1)에 접촉하여, 빔부(3)의 지지부(2) 및 접촉자(4)의 접합부에서의 응력이 분산된다.

접촉자(4)와 전극 패드(10)와의 접촉 면적을 크게 하고 전기 저항을 작게 하기 위해서, 더욱 하중을 가하면, 도 11에 도시한 바와 같이 접촉자(4)에 가까운 돌기(5g)가 프로브 기판(1)에 접촉한다. 그 결과, 하중의 인가에 의한 응력이 지지부(2)와 빔부(3)와의 접합부, 돌기(5f)와 프로브 기판(1)과의 접촉부, 돌기(5g)와 프로브 기판(1)과의 접촉부 및 빔부(3)와 접촉자(4)와의 접합부의 4점에서 분산된다. 이와 같이 응력을 분산시킴으로써, 빔부(3)의 지지부(2) 및 접촉자(4)의 접합부에 응력이 집중하는 일이 없어, 이들 부분에서의 파손을 방지할 수 있다.

한편, 도 9에 도시한 실시형태에 있어서도, 돌기(5f, 5g)의 선단면을 도 6 및 도 7의 실시형태와 같은 방식으로 경사지게 하도록 하더라도 좋다.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시형태를 도시한 도면이다. 이 실시형태는 빔부(3)를 프로브 기판(1)에 의해서 양팔보 형태로 지지하도록 구성한 것이다. 즉, 빔부(3)는 프로브 기판(1)에 대면하는 영역을 갖고 있고, 빔부(3)의 양끝이 지지부(2a, 2b)에 의해서 프로브 기판(1)에 대하여 양팔보 형태로 지지되어 있다. 접촉자(4)는 빔부(3)로부터, 프로브 기판(1)으로부터 멀어지는 방향으로 돌출하여 뻗도 록 설치되어 있다. 빔부(3)의 지지부(2a)와 접촉자(4)의 위치와의 사이 및 지지부(2b)와 접촉자(4)의 위치의 사이에는 각각 돌기(5h, 5i)가 프로브 기판(1)을 향하여 돌출되어 설치되어 있다.

이 실시형태에서는, 프로브 기판(1)에 하중을 가하여 접촉자(4)의 선단을 전극 패드(10)에 접촉시키면, 빔부(3)의 중앙부가 프로브 기판(1)에 접근하도록 밀어 올려져, 지지부(2a)와 빔부(3)와의 접합부 및 지지부(2b)와 빔부(3)와의 접합부에 응력이 집중하지만, 빔부(3)가 프로브 기판(1)에 접근하도록 들어 올려짐으로써 돌기(5h, 5i)가 프로브 기판(1)에 접촉하기 때문에, 이들의 접촉 부분에서 응력이 분산된다. 그 결과, 지지부(2a, 2b)와 빔부(3)와의 접합부가 응력의 집중에 의해 파괴되는 것을 적게 할 수 있다.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시형태의 프로브를 도시한 도면이다. 이 실시형태의 프로브는 복수의 빔(6)이 프로브 기판(1)으로부터 멀어지는 방향으로 굴곡되어 뻗어 있는 등나무 상자와 같은 접는 형상으로 형성되어 있고, 선단의 빔(6)으로부터, 프로브 기판(1)으로부터 멀어지는 방향으로 돌출하여 뻗도록 접촉자(7)가 설치되어 있다. 접촉자(7)의 선단이 전극 패드(10)에 접촉하여, 검사 신호를 추출한다.

프로브 기판(1)에 하중이 가해지면, 접촉자(7)의 각 빔(6) 사이의 원호 형상의 굴곡 부분에 응력이 집중하지만, 대향하는 빔(6)의 굴곡되어 대면하는 영역에 대향부분을 향하여 돌출되는 돌기(8)를 배치함으로써, 돌기(8)가 빔(6)의 대면하는 영역에 접촉하여 굴곡 부분에 가해지는 응력을 분산할 수 있다. 이에 따라, 굴곡되 는 원호 부분의 파손을 경감할 수 있다.

이상, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명했지만, 본 발명은 도시한 실시형태의 것에 한정되지 않는다. 도시된 실시형태에 대하여, 본 발명과 동일한 범위 내에서, 또는 균등한 범위 내에서, 여러 가지 수정이나 변형을 가하는 것이 가능하다.

본 발명은 접촉자가 설치된 빔부를 프로브 기판에 의해서 지지하고, 빔부와 프로브 기판 사이에 돌기를 설치하여, 프로브 기판에 하중을 가했을 때에, 빔부의 지지 부분 및 접촉자의 접합부에서의 응력의 집중을 분산할 수 있기 때문에, IC 칩 상에 설치된 복수의 전극 패드에 대응하여 복수의 프로브 침을 지닌 프로브 카드에 이용할 수 있다.

Claims

프로브 기판과,

상기 프로브 기판에 의해서 지지되며, 이 프로브 기판에 대하여 간격을 두고서 대면하는 영역을 갖는 빔부와,

상기 빔부로부터 상기 프로브 기판에서 멀어지는 방향으로 돌출되어 뻗어 있는 접촉자

를 포함하고,

상기 프로브 기판 및 상기 빔부 중 적어도 어느 한 쪽은 양자가 대면하는 영역에서 다른 쪽을 향하여 돌출되는 돌기를 갖고 있는 것인 프로브.
제1항에 있어서, 상기 빔부는 상기 프로브 기판에 외팔보 형태로 지지되어 있는 것인 프로브.
제1항에 있어서, 상기 빔부는 상기 프로브 기판에 양팔보 형태로 지지되어 있는 것인 프로브.
제1항에 있어서, 상기 돌기의 선단면은 상기 빔부의 변형에 따라서 대면하는 상대 부재에 접촉할 때에 면 접촉하도록 한 쪽은 낮게, 다른 쪽은 높게 되도록 경사를 갖고 있는 것인 프로브.
제1항에 있어서, 상기 돌기는 2개 이상 설치되어 있는 것인 프로브.
제5항에 있어서, 상기 2개 이상의 돌기 중 적어도 하나의 돌기는 상기 빔부에 대향하여 상기 프로브 기판에 설치되어 있고, 적어도 하나의 돌기는 상기 프로브 기판에 대향하여 상기 빔부에 설치되어 있는 것인 프로브.
제6항에 있어서, 상기 프로브 기판에 설치되는 적어도 하나의 돌기와, 상기 빔부에 설치되는 적어도 하나의 돌기는 상이한 대향 위치에 설치되어 있는 것인 프로브.
제6항에 있어서, 상기 프로브 기판에 설치되는 적어도 하나의 돌기와, 상기 빔부에 설치되는 적어도 하나의 돌기는 동일한 대향 위치에 설치되어 있는 것인 프로브.
제5항에 있어서, 상기 2개 이상의 돌기는 상기 프로브 기판과 상기 빔부 중 어느 한 쪽에 소정의 간격을 두고 설치되어 있는 것인 프로브.
제1항에 있어서, 상기 돌기는 완충재로 형성되는 것인 프로브.
프로브 기판과,

상기 프로브 기판에 지지되며, 상기 프로브 기판에서 멀어지는 방향으로 굴곡되어 뻗어 있는 빔부와,

상기 빔부로부터 상기 프로브 기판에서 멀어지는 방향으로 돌출되어 뻗어 있는 접촉자

를 포함하고,

상기 빔부는 굴곡되어 대면하는 영역에서 대향 부분을 향하여 돌출되는 돌기를 갖고 있는 것인 프로브.