KR20080105346A

KR20080105346A - 프로브 카드용 프로브 기판, 프로브 카드 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20080105346A
Application number: KR1020070052828A
Authority: KR
Inventors: 홍기필; 채종현; 이학주
Original assignee: (주)엠투엔
Priority date: 2007-05-30
Filing date: 2007-05-30
Publication date: 2008-12-04
Also published as: KR100906497B1

Abstract

본 발명은 반도체 검사 장비로 사용되는 프로브 카드에 관한 것으로서, 특히 프로브가 장착되는 프로브 기판, 프로브 카드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명은 인쇄 회로 기판과, 공간 변형기와, 복수 개의 프로브 및 상기 공간 변환기를 포함하는 프로브 카드에서 상기 공간 변환기와 상기 복수 개의 탐침 사이에 개재되어 전기적 연결을 구성하는 프로브 카드용 프로브 기판으로서, 실리콘 기판 및 상기 실리콘 기판을 관통하여 형성되며 프로브가 장착되는 개방부와 상기 공간 변환기의 패드와 접합되는 기저부를 포함하는 복수 개의 도전성 소켓을 포함하는 프로브 기판을 제공한다.

프로브, 프로브 카드, 공간 변환기, 패드

Description

프로브 카드용 프로브 기판, 프로브 카드 및 그 제조 방법 {SUBSTRATE FOR MOUNTING PROBE IN PROBE CARD, PROBE CARD AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

도 1은 일반적인 프로브 카드의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다.

도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 기판을 형성하는 과정을 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드에 사용되는 공간 변환기의 패드에 범프를 형성한 것을 도시한 도면이다.

도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 기판과 공간 변환기가 접합된 상태를 도시한 도면이다.

도 4b는 도 4a의 도면에서 프로브 기판의 실리콘을 제거한 것을 도시한 도면이다.

도 5는 도 4b에 따른 프로브 기판의 일부 사시도이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 프로브 카드의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100: 실리콘 기판 110: 포토레지스트층

120: 트렌치 130: 도금층

140: 전도성 소켓 150: 프로브 기판

200: 공간 변환기 210: 패드

300: 범프 400: 프로브

500: 인쇄 회로 기판 600: 인터페이스 수단

본 발명은 반도체 검사 장비로 사용되는 프로브 카드용 프로브 기판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히, 프로브의 장착이 용이하고, 공간 변환기에 일괄적으로 프로브를 용이하게 연결할 수 있는 프로브 카드용 프로브 기판 및 그 제조 방법을 제공한다.

일반적으로 프로브 카드는 반도체 메모리, 평면 디스플레이(FPD) 등의 반도체 소자의 제작 중 또는 제작 후에 그 결함 유무를 테스트하기 위하여, 웨이퍼와 반도체 소자 검사 장비를 전기적으로 연결시켜서 검사 장비의 전기적 신호를 웨이퍼에 형성된 반도체 다이(die)에 전달하여 주고, 반도체 다이로부터 돌아오는 신호 를 반도체 소자의 검사 장비에 전달하는 장치이다.

도 1은 종래의 프로브 카드의 단면도이다.

종래의 프로브 카드는 인쇄 회로 기판(PCB; Printed Circuit Board)(10)과, 공간 변환기(20)와, 인쇄 회로 기판(10)과 공간 변환기(20)를 전기적으로 접속해 주는 인터페이스 수단(30)과, 공간 변환기(20)에 장착되는 프로브(40)를 구비하고 있다. 또한, 도 1에 도시되어 있지는 않지만 프로브 카드는 통상 공간 변환기(20)의 기하학적 변형을 보상하는 변형 보상 수단을 구비한다.

인쇄 회로 기판(10)은 반도체 검사 장비로부터 송신된 전기 신호를 수신하며, 수신된 전기 신호는 인터페이스 수단(30)을 통하여 공간 변환기(20)에 장착된 프로브(40)로 전달하는 한편, 프로브(40)로부터 전달된 신호를 역방향으로 반도체 검사 장비로 전달하는 회로를 포함한다.

공간 변환기(space transformer)(20)는 통상 세라믹 기판을 다층으로 형성한 MLC (Multi Layer Ceramic)의 형태로 제작되는데, 이러한 공간 변환기는 그 제조 공정이 복잡할 뿐만 아니라 제조 비용이 고가이다. 공간 변환기(20)는 상부면 및 하부면에 패드가 형성되는데, 상부면에 형성된 패드 간격(피치)과 하부면에 형성된 패드 간격(피치)이 상이하게 형성되어 피치 변환의 기능을 수행하며, 상부면에 형성된 패드와 하부면에 형성된 패드는 공간 변환기(20)의 내부 배선에 의해 전기적으로 연결된다. 또한, 공간 변환기(20)의 상부면에 형성된 복수 개의 패드(50)에는 MEMS (MicroElectric Mechanical System) 방식으로 제작된 다수의 미세한 프로브(40)가 일괄 또는 개별적으로 부착된다.

테스트 결과의 신뢰성을 확보하기 위해서는 공간 변환기(20)에 부착되는 프로브(40) 모두가 공간 변환기(20)의 패드(50)에 대응하는 패턴으로 정확하게 장착되어야 하는데, 복수 개의 프로브(40) 중 하나 이상의 프로브(40)가 공간 변환기(20)에 잘못 장착되는 경우 고가의 공간 변환기(20) 전체를 못쓰게 될 뿐만 아니라, 새로운 공간 변환기(20)에 프로브(40)를 재장착하여야 하는 어려움이 있었다.

한국 특허공개 제10-2006-0058189호에는 공간 변환기에 프로브를 직접 부착하지 않고, 단층 세라믹 기판 형태의 프로브 기판에 형성된 다수의 컨택 홀에 프로브를 삽입하여 고정한 후, 강성을 보강하기 위해 상기 프로브 기판에 보강 기판을 결합시켜 조립체를 형성한 다음 상기 조립체를 공간 변환기에 장착함으로써, 보강 기판에 형성된 오픈 영역을 통해 노출된 복수 개의 프로브 선단과 공간 변환기에 형성된 복수 개의 패드를 일괄 접촉시키는 방법이 제안되어 있다.

그러나, 한국 특허공개 제10-2006-0058189호에서 제안된 방법의 경우, 프로브 선단은 수 마이크로미터의 오차 범위 내에서 공간 변환기의 패드와 접촉되어야 하는 반면, 상기 프로브 기판과 보강 기판의 조립체는 나사 결합 등 기계적 결합에 의해 공간 변환기에 장착되므로 프로브 선단과 패드를 정확하게 대응시켜 정렬하는 것에 한계가 있다.

또한, 공간 변환기와 프로브 사이에 프로브 기판과 보강 기판이 결합된 조립체가 개재됨으로써 프로브 카드 전체 두께의 소형화가 용이하지 않은 문제가 있었다.

본 발명의 일부 실시예들은 전술한 종래 기술을 개선하기 위하여, 공간 변환기의 패드에 프로브를 직접 부착하지 않고, 공간 변환기의 패드와 프로브를 전기적으로 연결하도록 하는 프로브 카드용 프로브 기판, 프로브 카드 및 그 제조 방법을 제공한다.

또한, 본 발명의 일부 실시예들은 공간 변환기와 프로브 팁을 연결하는 경우 일괄 정렬이 용이한 프로브 카드용 프로브 기판, 프로브 카드 및 그 제조 방법을 제공한다.

또한, 본 발명의 일부 실시예들은 프로브 카드의 소형화가 가능한 프로브 카드용 프로브 기판, 프로브 카드 및 그 제조 방법을 제공한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제1 측면은 인쇄 회로 기판과, 공간 변형기와, 복수 개의 프로브 및 상기 공간 변환기를 포함하는 프로브 카드에서 상기 공간 변환기와 상기 복수 개의 탐침 사이에 개재되어 전기적 연결을 구성하는 프로브 카드용 프로브 기판으로서, 실리콘 기판 및 상기 실리콘 기판을 관통하여 형성되며 프로브가 장착되는 개방부와 상기 공간 변환기의 패드와 접합되는 기저부를 포함하는 복수 개의 도전성 소켓을 포함하는 프로브 기판을 제공한다.

본 발명의 제2 측면은, 인쇄 회로 기판과, 공간 변형기와, 복수 개의 프로브 및 상기 공간 변환기를 포함하는 프로브 카드에서 상기 공간 변환기와 상기 복수 개의 탐침 사이에 개재되어 전기적 연결을 구성하는 복수 개의 도전성 소켓으로서, 프로브가 장착되는 개방부와 상기 공간 변환기의 패드와 접합되는 기저부를 포함하되, 실리콘 기판에 상기 복수 개의 도전성 소켓이 관통 형성된 프로브 기판에서 상기 실리콘 기판 부분을 식각 제거하여 형성되는 것인 복수 개의 도전성 소켓을 제공한다.

본 발명의 제3 측면은, 복수 개의 프로브를 구비하여 반도체 웨이퍼를 프로빙하는 프로브 카드에 있어서, 인쇄 회로 기판과, 상기 복수 개의 프로브가 장착되는 프로브 기판 및 상기 인쇄 회로 기판과 상기 프로브 기판 사이에서 이들을 전기적으로 연결하는 공간 변환기를 포함하되, 상기 프로브 기판은, 실리콘 기판 및 상기 실리콘 기판을 관통하여 형성되며 프로브가 장착되는 개방부와 상기 공간 변환기의 패드와 접합되는 기저부를 포함하는 복수 개의 도전성 소켓을 포함하는 것인 프로브 카드를 제공한다.

본 발명의 제4 측면은, 복수 개의 프로브를 구비하여 반도체 웨이퍼를 프로빙하는 프로브 카드에 있어서, 인쇄 회로 기판과, 상기 인쇄 회로 기판과 전기적으로 연결되는 공간 변환기 및 상기 복수 개의 프로브가 각각 장착되며 상기 공간 변환기의 복수 개의 단자 상에 각각 형성되는 복수 개의 도전성 소켓을 포함하되, 상 기 복수 개의 도전성 소켓은, 상기 프로브가 장착되는 개방부와 상기 공간 변환기의 패드와 접합되는 기저부를 포함하며, 실리콘 기판에 상기 복수 개의 도전성 소켓이 관통 형성된 프로브 기판에서 상기 실리콘 기판 부분을 식각 제거하여 형성되는 것인 프로브 카드를 제공한다.

본 발명의 제5 측면은, 복수 개의 프로브를 구비하여 반도체 웨이퍼를 프로빙하는 프로브 카드용 프로브 기판 제조 방법에 있어서, 실리콘 기판에 복수 개의 트렌치를 형성하는 단계와, 상기 복수 개의 트렌치가 형성된 상기 실리콘 기판의 일 표면에 도전성 재료를 형성하는 단계와, 상기 실리콘 기판의 상기 표면을 연마하는 단계 및 상기 실리콘 기판의 다른 표면을 연마하는 단계를 포함하여, 상기 실리콘 기판을 관통하되, 상기 일 표면 측으로는 개방되고, 상기 다른 표면 측으로는 폐쇄된 복수 개의 전도성 소켓을 형성하는 프로브 기판 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 제6 측면은, 복수 개의 프로브를 구비하여 반도체 웨이퍼를 프로빙하는 프로브 카드의 제조 방법에 있어서, MEMS 공정에 의해 실리콘 기판에 복수 개의 전도성 소켓이 관통 형성된 프로브 기판을 마련하는 단계와, 상기 복수 개의 전도성 소켓에 대응하는 위치에 형성된 복수 개의 패드를 포함하는 공간 변환기를 마련하는 단계와, 상기 복수 개의 전도성 소켓과 상기 복수 개의 패드 사이에 복수 개의 도전성 범프를 각각 개재시키는 단계 및 상기 복수 개의 전도성 소켓과 상기 복수 개의 단자를 일괄 접합하는 단계를 포함하는 프로브 카드 제조 방법을 제공한 다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

프로브 카드용 프로브 기판의 제작

도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드용 프로브 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다. 이들 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 MEMS 방식에 의한 프로브 기판 제조 방법을 설명한다.

우선, 도 2a에 도시된 바와 같이, 반도체 기판으로서 실리콘 기판(100) 위에 스핀 코팅과 같은 방식으로 포토레지스트층(110)을 도포한다.

그 다음, 도 2b에 도시된 바와 같이, 복수 개의 소켓 패턴이 정의된 마스크를 실리콘 기판(100)에 정렬시키고, 자외선 노광 장치, 엑스레이(X-ray) 노광 장치, 전자 빔(E-beam) 등을 이용하여 포토레지스트층(110)을 노광한다.

노광된 포토레지스트층(110)에 현상 공정을 진행하여 도 2b에 도시된 바와 같이, 정의된 마스크 패턴에 따라 포토레지스트층(110)을 패터닝한다.

그 다음, 도 2c에 도시된 바와 같이, 패터닝된 포토레지스트 패턴에 의해 노출된 실리콘 기판(100)을 딥 실리콘 에칭(deep silcon etching) 같은 건식 식각(dry etching) 공정 또는 습식 식각(wet etching) 공정에 의해 식각한다. 그러면, 노출된 포토레지스트 패턴에 따라 실리콘 기판(100)에는 복수 개의 트렌치(120)가 형성된다. 이와 달리, 딥 실리콘 에칭을 위한 마스크는 포토레지스트 이외에 금속이나 실리콘 산화막 등의 하드 마스크를 이용할 수도 있다.

복수 개의 트렌치(120)를 형성한 다음, 포토레지스트 패턴을 에싱(ashing) 또는 습식 제거 공정을 진행하여 포토레지스트 패턴을 제거한다.

계속해서 도 2d에 도시된 바와 같이, 복수 개의 트렌치(120)가 형성된 실리콘 기판(110)의 일 표면에 도금 공정을 진행하여 도금층(130)을 형성한다. 도금 공정에서는, 예컨대 Cu, Au 등의 금속을 시드층(seed layer)으로 이용하여 Ni, Ni 합금, Cu 등의 금속 또는 금속 합금으로 도금층(130)을 형성할 수 있다. 또한, 실리콘 기판(110)과 도금층(130)의 절연을 위해 시드층의 증착 전에 실리콘 기판(110) 상에 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막을 형성할 수 있다.

도금층(130)을 형성한 다음에는, 도 2e에 도시된 바와 같이 실리콘 기판(110)의 상부면 및 하부면을 화학적 기계적 연마(CMP ; Chemical Mechanical Polishing)를 통해 연마한다. 연마 공정에서, 실리콘 기판(100)의 도금층(130)이 형성된 상부면은 트렌치(120)의 내부를 제외한 실리콘 기판(100)이 노출될 때까지 연마되고, 실리콘 기판(100)의 도금층(130)이 형성되지 않은 하부면은 트렌치(120) 내부에 형성된 도금층(130)의 기저부가 노출될 때까지 연마된다.

연마 공정이 완료되면, 실리콘 기판(100) 및 실리콘 기판(100)을 관통하는 'U'자형 단면을 갖는 복수 개의 전도성 소켓(140)을 포함하는 프로브 기판(150)이 완성된다. 실리콘 기판(100)을 관통하도록 형성된 복수 개의 전도성 소켓(140) 각각에는 프로브가 장착되며, 프로브 기판(150)은 후술하는 바와 같이 상기 전도성 소켓(140)에 장착되는 프로브가 공간 변환기와 연결되도록 매개한다.

프로브 기판과 공간 변환기의 접합

도 3에는 프로브 기판(150)에 대향하는 공간 변환기(200)가 도시되어 있다. 공간 변환기(space transformer)(200)의 상부면 및 하부면에는 각각 복수 개의 패드가 형성된다. 공간 변환기(200)의 상부면에 형성된 패드(210)는 프로브에 대응하고, 하부면에 형성된 패드(미도시)는 인쇄 회로 기판(500)에 대응하며, 상기 상부면 및 하부면 상의 패드는 공간 변환기(200)의 내부 배선에 의해 전기적으로 연결된다.

공간 변환기(200)에서 프로브가 장착되어 검사 대상 웨이퍼와 대향하는 표면 에 형성된 패드(210)는 검사 대상 웨이퍼의 패드 피치가 감소함에 따라 높은 집적도를 가지고 있어야 하며, 공간 변환기(200)에서 인쇄 회로 기판과 대향하는 표면에 형성된 패드는 상대적으로 낮은 집적도를 갖는다. 공간 변환기(200)는 공간 변환기(200)의 양 표면에 형성되는 패드를 전기적으로 연결함과 동시에 패드 간의 간격 등 패드 피치를 변환한다.

이러한 공간 변환기(200)는 MEMS 공정에 의해 MLC(Multi Layer Ceramic) 기판으로 형성된다. MLC 기판의 상부면 및 하부면에 형성된 기판 표면에는 패드가 형성되고, MLC 기판 각각에 형성된 컨택홀에는 은 페이스트(Ag paste) 등을 채워 컨택을 형성하며, 이러한 기판을 연속적으로 적층함으로써 대응하는 양 표면의 패드가 서로 연결된다. 물론, 전술한 공간 변환기(200)의 구조는 일 예시에 불과하며 본 발명에 있어서 공간 변환기(200)는 양 표면의 패드가 MLC 기판을 통해 연결된 것으로 충분하다.

한편, 도 2a 내지 도 2e에 도시된 공정에 의해 제작된 프로브 기판(150)을 공간 변환기에 접합하기 위해 공간 변환기(200)의 복수 개의 패드(210) 상부에는 각각 범프(300)가 형성된다. 범프(300)는 SPP (Solder Paste Printing) 공정에 의해 패드(210) 상부에 형성될 수 있다. 또한, SPP 공정 대신 공간 변환기(200)의 상부면에 포토리소그래피 공정을 이용하여 범프(300) 형상을 패터닝한 후 솔더(solder)를 도금하는 방식으로 범프(300)를 형성하는 것도 가능하다.

도 4a는 도 2e에 도시된 프로브 기판(150)과 도 3에 도시된 공간 변환기(200)를 접합한 것을 도시한 도면이다.

실리콘 기판(100)을 관통하도록 형성된 복수 개의 소켓(140)을 포함하는 프로브 기판(150)을, 패드(210) 상부에 범프(300)가 형성된 공간 변환기(200)와 접촉시킨다. 이 때, 패드(210) 상부에 형성된 범프(300)는 프로브 기판(150)에 형성된 'U'자형 단면을 갖는 전도성 소켓(140)의 기저부와 접촉하며, 이 때, 범프(300)에 열을 가하게 되면 프로브 기판(150)과 공간 변환기(200)가 접합된다.

공간 변환기(200)의 상부면에 형성되는 복수 개의 패드(210)와 프로브 기판(150)에 형성되는 복수 개의 전도성 소켓(140)은 각각 서로 대응하는 패턴을 가지며, 공간 변환기(200)와 프로브 기판(150)이 접합될 때 도전성 소켓(140)과 패드(210)는 일대일 대응하도록 정렬된다.

이와 같은 방식으로 프로브 기판(150)과 공간 변환기(200)를 접합시키면, 프로브 기판(150)의 복수 개의 전도성 소켓(140)과 공간 변환기(200)의 복수 개의 패드(210)를 범프(300)를 매개로 하여 용이하게 일괄 접합할 수 있다.

이 후, 선택적으로 도 4b에 도시된 바와 같이, 프로브 기판(150)에서 실리콘 기판(100) 부분을 습식 식각하여 제거하는 것도 가능하다.

도 5에는 도 4b와 같이 프로브 기판(150)과 공간 변환기(200)를 접합한 후 실리콘 기판(100) 부분을 제거한 상태의 조립체가 도시되어 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 공간 변환기(200)의 상부면 형성된 각각의 패드(210) 상부에는 범프(300)를 매개로 접합된 전도성 소켓(140)이 형성되어 있으며, 복수 개의 전도성 소켓(140) 각각에는 프로브가 장착된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 공간 변환기(200)에 전동성 소켓(140)을 접 합하였으나, 공간 변형기(200)를 생략하고 PCB에 직접 도전성 소켓(140)을 접합할 수도 있다.

위와 같이, MEMS 공정을 이용하여 복수 개의 전도성 소켓(140)을 포함하는 프로브 기판(150)을 제작한 다음, 전도성 소켓(140)에 프로브를 장착하게 되면, 공간 변환기(210)의 패드(210)에 프로브를 직접 장착하는 것과 비교하여 프로브 카드 전체의 두께를 급격하게 증가시키지 않고도, 공간 변환기(210)에 프로브를 직접 장착함으로서 발생하는 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있다.

또한, 프로브 장착을 위해 프로브 기판과 보강 기판을 함께 사용하던 종래 기술과 비교하여, 본 발명은 MEMS 공정에 의한 단일 구조체의 프로브 기판만을 사용하므로 프로브 카드 전체의 두께를 소형화 할 수 있다.

프로브 카드의 제작

도 6 내지 도 7은 상호 접합된 프로브 기판(150)과 공간 변환기(200)를 이용하여 제작된 프로브 카드를 모식적으로 도시하고 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 프로브 기판(150)과 공간 변환기(200)를 접합한 다음에는 프로브 기판(150)에 형성된 복수 개의 전도성 소켓(140)에 복수 개의 프로브(400)를 수직 방향으로 삽입한다.

이 때, 프로브(400)는 전도성 에폭시 또는 솔더링 페이스트(soldering paste)를 이용하여 소켓(140) 내부에 고정된다.

따라서, 프로브 기판(150)에 장착된 프로브(400)는 소켓(140)을 통하여 공간 변환기(200)의 패드(210)와 전기적으로 연결된다. 소켓(140)은 일측이 개방되고 다른 일측이 폐쇄된 'U'자형 단면 형상을 가지고 있으므로, 소켓(140)의 개방부로 삽입되어 장착되는 프로브(400)는 전도성 소켓(140)을 통해 공간 변환기(200)와 전기적으로 연결될 뿐, 프로브 기판(150)을 관통하여 외부로 노출되지 않는다.

이와 같이, 공간 변환기(200)에 복수 개의 전도성 소켓(140)이 형성된 프로브 기판(150)을 접합한 다음, 각각의 소켓(140)에 프로브(400)를 장착하게 되면, 공간 변환기(200)에 프로브(400)가 잘못 장착된 경우 고가의 공간 변환기(200) 전체를 버려야 하는 문제를 해결할 수 있다.

또한, 프로브(400)를 'U'자형 단면을 갖는 소켓에 삽입하는 방식으로 장착하므로 프로브(400)의 장착이 용이하며, 프로브의 기저부를 공간 변환기(200)의 패드(210)에 직접 접촉시키는 것이 아니라, 화학적 기계적 평탄화(CMP) 작업을 통해 평탄화된 도전성 소켓(140)의 기저부가 공간 변환기(200)의 패드에 일괄 접합되므로, 종래 기술과 같이 일괄 정렬 및 일괄 접합이 상대적으로 어려운 공간 변환기(200)의 패드(210)와 프로브(400) 사이의 직접 접합을 피할 수 있다.

한편, 공간 변환기(200)의 하부면 포고 핀(pogo pin)을 포함하는 포고 블록과 같은 전기적 인터페이스 수단(600)에 의해 인쇄 회로 기판(500) 측으로 연결된다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명의 일부 실시예들에 의하면, 공간 변환기에 팁을 직접 부착하지 않으며, 프로브를 용이하게 장착할 수 있는 프로브 카드용 프로브 기판 및 그 제조 방법을 제공한다.

또한, 본 발명의 일부 실시예에 의하면, 공간 변환기와 프로브 팁을 연결하는 경우, 일괄 정렬을 통한 접합이 가능한 프로브 카드용 프로브 기판 및 그 제조 방법을 제공한다.

또한, 본 발명의 일부 실시예에 의하면, 프로브 장착을 위한 별도의 프로브 기판을 사용하더라도 프로브 카드의 두께 증가를 최소화할 수 있는 프로브 카드용 프로브 기판 및 그 제조 방법을 제공한다.

Claims

인쇄 회로 기판과, 공간 변형기와, 복수 개의 프로브 및 상기 공간 변환기를 포함하는 프로브 카드에서 상기 공간 변환기와 상기 복수 개의 탐침 사이에 개재되어 전기적 연결을 구성하는 프로브 카드용 프로브 기판으로서,

실리콘 기판 및

상기 실리콘 기판을 관통하여 형성되며 프로브가 장착되는 개방부와 상기 공간 변환기의 패드와 접합되는 기저부를 포함하는 복수 개의 도전성 소켓

을 포함하는 프로브 기판.
제1항에 있어서,

상기 실리콘 기판 및 상기 복수 개의 도전성 소켓은 MEMS 공정에 의해 형성되는 것인 프로브 기판.
제2항에 있어서,

상기 MEMS 공정은,

상기 실리콘 기판에 복수 개의 트렌치를 형성하는 단계와,

상기 복수 개의 트렌치가 형성된 상기 실리콘 기판의 일 표면에 도전성 재료 를 형성하는 단계와,

상기 실리콘 기판의 상기 일 표면을 연마하는 단계 및

상기 실리콘 기판의 다른 표면을 연마하는 단계

를 포함하는 공정인 것인 프로브 기판.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 복수 개의 도전성 소켓은 'U'자형 단면 형상을 갖는 것인 프로브 기판.
인쇄 회로 기판과, 공간 변형기와, 복수 개의 프로브 및 상기 공간 변환기를 포함하는 프로브 카드에서 상기 공간 변환기와 상기 복수 개의 탐침 사이에 개재되어 전기적 연결을 구성하는 복수 개의 도전성 소켓으로서,

프로브가 장착되는 개방부와 상기 공간 변환기의 패드와 접합되는 기저부를 포함하되, 실리콘 기판에 상기 복수 개의 도전성 소켓이 관통 형성된 프로브 기판에서 상기 실리콘 기판 부분을 식각 제거하여 형성되는 것인 복수 개의 도전성 소켓.
제5항에 있어서,

상기 프로브 기판은 MEMS 공정에 의해 형성되는 것인 복수 개의 도전성 소켓.
제6항에 있어서,

상기 MEMS 공정은,

상기 실리콘 기판에 복수 개의 트렌치를 형성하는 단계와,

상기 복수 개의 트렌치가 형성된 상기 실리콘 기판의 일 표면에 도전성 재료를 형성하는 단계와,

상기 실리콘 기판의 상기 일 표면을 연마하는 단계 및

상기 실리콘 기판의 다른 표면을 연마하는 단계

를 포함하는 공정인 것인 복수개의 도전성 소켓.
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 복수 개의 도전성 소켓은 각각 'U'자형 단면 형상을 갖는 것인 복수 개의 도전성 소켓.
복수 개의 프로브를 구비하여 반도체 웨이퍼를 프로빙하는 프로브 카드에 있 어서,

인쇄 회로 기판과,

상기 복수 개의 프로브가 장착되는 프로브 기판 및

상기 인쇄 회로 기판과 상기 프로브 기판 사이에서 이들을 전기적으로 연결하는 공간 변환기를 포함하되,

상기 프로브 기판은,

실리콘 기판 및

상기 실리콘 기판을 관통하여 형성되며 프로브가 장착되는 개방부와 상기 공간 변환기의 패드와 접합되는 기저부를 포함하는 복수 개의 도전성 소켓을 포함하는 것인 프로브 카드.
제9항에 있어서,

상기 프로브 기판은 MEMS 공정에 의해 형성된 것인 프로브 카드.
제10항에 있어서,

상기 MEMS 공정은,

상기 실리콘 기판에 복수 개의 트렌치를 형성하는 단계와,

상기 복수 개의 트렌치가 형성된 상기 실리콘 기판의 일 표면에 도전성 재료 를 형성하는 단계와,

상기 실리콘 기판의 상기 일 표면을 연마하는 단계 및

상기 실리콘 기판의 다른 표면을 연마하는 단계

를 포함하는 공정인 것인 프로브 카드.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 프로브 기판의 상기 복수 개의 소켓과 상기 공간 변환기의 상기 복수 개의 패드를 접합하기 위한 복수 개의 도전성 범프를 더 포함하는 것인 프로브 카드.
제12항에 있어서,

상기 프로브 기판의 상기 복수 개의 도전성 소켓과 상기 공간 변환기의 상기 복수 개의 패드는 상기 복수 개의 도전성 범프를 가열하여 일괄 접합되는 것인 프로브 카드.
제13항에 있어서,

상기 복수 개의 도전성 범프는 SPP (Solder Paste Printing) 공정에 의해 상 기 공간 변환기의 상기 복수 개의 패드 상에 미리 형성된 후 가열 접합되는 것인 프로브 카드.
복수 개의 프로브를 구비하여 반도체 웨이퍼를 프로빙하는 프로브 카드에 있어서,

인쇄 회로 기판과,

상기 인쇄 회로 기판과 전기적으로 연결되는 공간 변환기 및

상기 복수 개의 프로브가 각각 장착되며 상기 공간 변환기의 복수 개의 단자 상에 각각 형성되는 복수 개의 도전성 소켓을 포함하되,

상기 복수 개의 도전성 소켓은,

상기 프로브가 장착되는 개방부와 상기 공간 변환기의 패드와 접합되는 기저부를 포함하며, 실리콘 기판에 상기 복수 개의 도전성 소켓이 관통 형성된 프로브 기판에서 상기 실리콘 기판 부분을 식각 제거하여 형성되는 것인 프로브 카드.
제15항에 있어서,

상기 프로브 기판은 MEMS 공정에 의해 형성되는 것인 프로브 카드.
제16항에 있어서,

상기 MEMS 공정은,

상기 실리콘 기판에 복수 개의 트렌치를 형성하는 단계와,

상기 복수 개의 트렌치가 형성된 상기 실리콘 기판의 일 표면에 도전성 재료를 형성하는 단계와,

상기 실리콘 기판의 상기 일 표면을 연마하는 단계 및

상기 실리콘 기판의 다른 표면을 연마하는 단계

를 포함하는 공정인 것인 프로브 카드.
제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 복수 개의 도전성 소켓과 상기 공간 변환기의 복수 개의 패드를 각각 접합하기 위한 복수 개의 도전성 범프를 더 포함하는 것인 프로브 카드.
제18항에 있어서,

상기 복수개의 도전성 소켓과 상기 공간 변환기의 상기 복수 개의 패드는 상기 복수 개의 도전성 범프를 가열하여 일괄 접합되는 것인 프로브 카드.
제19항에 있어서,

상기 복수 개의 도전성 범프는 SPP (Solder Paste Printing) 공정에 의해 상기 공간 변환기의 복수 개의 패드 상에 미리 형성된 후 가열 접합되는 것인 프로브 카드.
복수 개의 프로브를 구비하여 반도체 웨이퍼를 프로빙하는 프로브 카드용 프로브 기판 제조 방법에 있어서,

실리콘 기판에 복수 개의 트렌치를 형성하는 단계와,

상기 복수 개의 트렌치가 형성된 상기 실리콘 기판의 일 표면에 도전성 재료를 형성하는 단계와,

상기 실리콘 기판의 상기 일 표면을 연마하는 단계 및

상기 실리콘 기판의 다른 표면을 연마하는 단계를 포함하여,

상기 실리콘 기판을 관통하되, 상기 일 표면 측으로는 개방되고, 상기 다른 표면 측으로는 폐쇄된 복수 개의 전도성 소켓을 형성하는 프로브 기판 제조 방법.
제21항에 있어서,

상기 복수 개의 전도성 소켓의 양 단부는 상기 실리콘 기판의 양 표면과 동일 평면으로 연마 가공되는 것인 프로브 기판 제조 방법.
제21항 또는 제22항에 있어서,

상기 트렌치를 형성하는 단계는,

상기 실리콘 기판에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계 및

상기 포토레지스트 패턴에 의해 개방된 상기 실리콘 기판을 식각하는 단계를 포함하는 것인 프로브 기판 제조 방법.
제23항에 있어서,

상기 식각하는 단계는, 딥 실리콘 에칭(Deep Silicon Etching) 공정에 의해 수행되는 것인 프로브 기판 제조 방법.
제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 도전성 재료를 형성하는 단계 이전에,

시드층(Seed Layer)을 형성하는 단계를 더 포함하는 프로브 기판 제조 방법.
제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 일 표면을 연마하는 단계와, 상기 다른 표면을 연마하는 단계는 화학적 기계적 연마(CMP; Chemical Mechanical Polishing)에 의해 수행되는 것인 프로브 기판 제조 방법.
복수 개의 프로브를 구비하여 반도체 웨이퍼를 프로빙하는 프로브 카드의 제조 방법에 있어서,

MEMS 공정에 의해 실리콘 기판에 복수 개의 전도성 소켓이 관통 형성된 프로브 기판을 마련하는 단계와,

상기 복수 개의 전도성 소켓에 대응하는 위치에 형성된 복수 개의 패드를 포함하는 공간 변환기를 마련하는 단계와,

상기 복수 개의 전도성 소켓과 상기 복수 개의 패드 사이에 복수 개의 도전성 범프를 각각 개재시키는 단계 및

상기 복수 개의 전도성 소켓과 상기 복수 개의 단자를 일괄 접합하는 단계를 포함하는 프로브 카드 제조 방법.
제27항에 있어서,

상기 일괄 접합하는 단계 이 후에, 상기 프로브 기판의 상기 실리콘 기판을 식각 제거하는 단계를 더 포함하는 것인 프로브 카드 제조 방법.