KR20090030426A - 프로브 카드의 프로브 연마 방법 - Google Patents

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Abstract

프로브 카드의 프로브 연마 방법에서, 표면에 미세한 융털들이 형성된 연마 페이퍼를 척의 상단에 배치하고, 융털들 상에 공정액을 도포한다. 계속해서 전기적 소자에 접촉하여 검사신호를 인가하는 복수의 프로브들을 갖는 프로브 카드의 하부로부터 척을 상승시켜 프로브들의 접촉단들을 공정액이 도포된 융털들과 접촉시킨다. 척을 회전시켜 공정액 및 융털들로 프로브들의 접촉단들을 연마하여, 기준면으로부터 프로브들의 접촉단들의 높이를 균일하게 한다. 따라서, 프로브의 접촉단이 라운드지게 형성되며, 연마 공정 이후에도 프로브들의 각 좌표들이 변동되지 않는다.

Description

프로브 카드의 프로브 연마 방법{METHOD OF POLISHING PROBES OF PROBE CARD}
본 발명은 프로브 카드의 프로브 연마 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 전기적 소자에 접촉하여 검사신호를 인가하는 프로브 카드의 프로브들의 연마 방법에 관한 것이다.
일반적으로 웨이퍼 상태로 제조가 완료된 반도체 칩은 액정표시소자(Liquid Crystal Display: LCD)나, 반도체 패키지로 조립되기 이전에 그 전기적 특성을 검사하는 전기적 다이 분류(Electrical Die Sorting: EDS) 검사를 실시하며, 이러한 EDS 검사 결과에 의해 양품의 반도체칩은 액정표시소자나 반도체 패키지로 조립이 진행되고, 불량의 반도체칩은 조립되지 않고 폐기처분된다.
이와 같은 EDS 검사는 컴퓨터에 각종 측정기기들이 내장된 테스터(tester)와, 피검사체인 웨이퍼의 단위 반도체칩을 전기적으로 접촉시킬 수 있는 프로브 카드(probe card)가 탑재된 프로브 설비를 이용하여 수행된다.
프로브 카드는 웨이퍼에 있는 반도체칩의 미세 패턴과 전극의 특성을 검사하기 위하여 반도체칩의 패드와 테스터를 연결시키는 중간 매개체로 활용되며, 웨이 퍼가 설치되는 척을 프로브스테이션에 의해 X, Y, Z 축으로 움직여 웨이퍼 내의 지정된 포인트와 각각의 프로브를 접촉시켜 테스트하게 된다.
이때, 프로브 카드에 설치되는 프로브는 니들(Needle) 타입과 멤스(Micro Electro Mechanical System; MEMS) 타입이 있다. 니들 타입의 프로브는, 예를 들어, 레늄-텅스텐 재질의 와이어를 그 길이 방향에 직교하는 방향으로 다수 개씩 압축하여 제작되고, 그 외주면에는 절연재가 코팅된다. 멤스 타입의 프로브는 기판 상에 포토리소그래피 공정 및 도금 공정으로 마이크로 프로브를 패터닝하여 제작된다.
니들 타입의 프로브는 다수 개가 매우 좁은 피치로 프로브 카드의 세라믹링 상에 고정된다. 웨이퍼 상의 지정된 포인트들에 각 프로브가 정확히 접촉되어야 웨이퍼에 대한 정확한 검사를 수행할 수 있다. 따라서 프로브 카드 제조 공정에서는 수평면 상에서의 X, Y 좌표와 기준면으로부터 프로브의 접촉단들의 높이를 나타내는 Z좌표에 따라 프로브들을 정확한 위치에 얼라인 시키는 공정이 수행된다.
각 프로브들의 Z축 좌표는 대략 동일하게 설정되는데, 종래에는 프로브들의 접촉단의 Z축 좌표를 균일하게 만들기 위하여 프로브들의 접촉단을 샌드페이퍼로 연삭하는 공정을 수행하였다. 그러나 척에 의해 회전되는 샌드페이퍼와의 큰 마찰력으로 인해 프로브들의 X, Y 좌표가 크게 변경되는 프로브들이 다수 발생하게 된다. 이로 인해 연삭 공정 이후에 프로브들을 다시 X, Y, Z 좌표에 맞추어 정렬해야하는 불편함이 따른다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하는 것으로, 본 발명은 프로브들에 대한 연마 공정을 수행해도 프로브들의 위치가 크게 변경되지 않는 프로브 연마 방법을 제공한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 프로브 카드의 프로브 연마 방법은 표면에 미세한 융털들이 형성된 연마 페이퍼를 척의 상단에 배치하는 단계와, 융털들 상에 공정액을 도포시키는 단계와, 전기적 소자에 접촉하여 검사신호를 인가하는 복수의 프로브들을 갖는 프로브 카드의 하부로부터 척을 상승시켜 프로브들의 접촉단들을 공정액이 도포된 융털들과 접촉시키는 단계와, 척을 회전시켜 공정액 및 융털들로 프로브들의 접촉단들을 연마하여 기준면으로부터 프로브들의 접촉단들의 높이를 균일하게 하는 단계를 포함한다.
실시예에서, 공정액은 강산을 포함하며, 강산은 불산(HF), 질산(HNO3) 및 불산과 질산의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다. 다른 실시예에서, 공정액은 수산화칼륨(KOH)과 적혈염(K3Fe(CN6))의 혼합물을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 프로브 카드의 프로브 연마 방법은 척에 제1 극성 전원을 연결하고, 프로브에 상기 제1 극성과 반대되는 제2 극성 전원을 인가하여 상기 프로브의 접촉단을 전기분해 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
더욱 또 다른 실시예에서, 프로브 카드의 프로브 연마 방법은 척에 제1 극성 전원을 연결하고, 공정액에 제1 극성과 반대되는 제2 극성 전원을 연결하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우 공정액은 수산화나트륨(NaOH)을 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 실시예에 따른 프로브 카드의 프로브 연마 방법에 의하면, 프로브들의 연마 공정 중에, 프로브들에 가해지는 힘을 현저히 감소시켜 프로브들의 정렬 위치의 변경을 억지시켜 불필요한 프로브 얼라인 공정의 추가를 삭제시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예들을 상세히 설명한다.
프로브 카드의 프로브 연마 방법
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프로브 연마 방법에 따라 처리되는 프로브 카드의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 웨이퍼, IC, DRAM 등과 같은 검사 대상물체는 프로브 기기(probe station)에 의해 설계상 요구되는 기능적 특성을 가지고 있는지 여부를 테스트 받는다. 이러한 테스트를 통해 불량품을 도태시켜 제품의 품질이 보증된다.
프로브 기기는, 예를 들어 도 1에 도시된 것과 같이, 상기 대상물체에 전기적으로 접촉하는 프로브 카드(1)를 포함한다. 프로브 카드(1)는 주로 회로기판(11) 상에 설계된다. 회로기판(11)에는 위치고정대(12)가 설치되고, 위치고정대(12)에는 다수 개의 프로브(13)들이 고정 및 배열되며, 이 프로브에는 도선(14)이 연결되어 회로기판(11)에 연결된다.
일반적인 프로브(13)는 도전성 금속 혹은 기타 도전재질로 제작된다. 예를 들어, 프로브(13)는 레늄-텅스텐 재질의 와이어를 그 길이 방향에 직교하는 방향으로 다수 개씩 압축하여 제작될 수 있다.
프로브(13)의 일단은, 예를 들어, 고정단으로서 위치고정대(12)에 고정되며, 프로브(13)의 타단은 접촉단으로서 회로기판(11)에서 수직으로 세워져 굽어진 형상을 갖는다. 프로브(13)의 접촉단은 검사 대상물체의 신호접점에 접촉된다. 접촉단으로부터 검사 대상물체에 신호가 인가되며, 검사 대상물체로부터 응답신호의 출력치를 측정한다.
프로브 카드(1) 제조 공정에서는 프로브(13)들의 접촉단들이 수직방향으로 균일한 높이를 갖도록 연마 공정이 수행될 수 있다.
본 실시예에 따른 프로브 카드의 프로브 연마 방법은 표면에 미세한 융털들이 형성된 연마 페이퍼를 척의 상단에 배치하는 단계와, 융털들 상에 공정액을 도포시키는 단계와, 전기적 소자에 접촉하여 검사신호를 인가하는 복수의 프로브들을 갖는 프로브 카드(1)의 하부로부터 척을 상승시켜 프로브들의 접촉단들을 공정액이 도포된 융털들과 접촉시키는 단계와, 척을 회전시켜 공정액 및 융털들로 프로브들의 접촉단들을 연마하여 기준면으로부터 프로브들의 접촉단들의 높이를 균일하게 하는 단계를 포함한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드의 프로브 연마 방법을 설명하기 위한 척 및 프로브 카드의 측면도이다. 도 3은 연마 전의 프로브와 연마 페이퍼의 측면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 먼저, 척(110)의 상단에 연마 페이퍼(130)를 부착시킨다. 척(110)은 프로브 스테이션의 스테이지 상에 설치되어 있고, 척(110)은 수평 및 수직 방향으로 이동될 수 있다. 연마 페이퍼(130)는 호닝 페이퍼(horning paper)일 수 있다. 연마 페이퍼(130)의 표면에는 미세한 융털(135)들이 형성되어 있다.
연마 전에는 프로브(13)의 접촉단(15)은 매우 날카롭게 모서리지게 형성되어 있다. 이렇게 모서리진 프로브(13)의 접촉단(15)이 웨이퍼 상의 칩패드에 접촉되는 경우, 칩패드가 긁히거나 손상될 수 있으며, 접촉저항이 증가한다. 따라서, 프로브(13)의 접촉단(15)은 라운드지게 연마되는 것이 바람직하다.
또한, 다수의 프로브(13)들의 접촉단(15)의 수직방향, 즉 Z 좌표들은 균일한 것이 바람직하다. 이를 위해서 프로브(13)의 접촉단(15)은 일정한 길이 만큼 연삭되어 제거되는 것이 바람직하다.
계속해서, 연마 페이퍼(130)의 융털(135)들 상에 소량의 공정액(150)을 도포한다. 공정액(150)은 융털(135)이 촉촉하게 젖을 수 있는 정도의 양만큼만 도포되는 것이 바람직하다.
공정액(150)은 강산을 포함할 수 있다. 강산은 불산(HF), 질산(HNO3) 및 상기 불산과 질산의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다. 연 마 부재는 강산에 반응하지 않는 재질로 이루어진다. 따라서 융털(135)은 강산에 녹지 않는다.
이와 다른 실시예에서, 공정액(150)은 수산화칼륨(KOH)과 적혈염(K3Fe(CN6))의 혼합물을 포함할 수 있다.
계속해서, 연마 페이퍼(130)가 부착된 척(110)을 프로브 카드(1)의 하부로부터 상승시킨다. 프로브(13)의 접촉단(15)이 융털(135)들에 사이로 삽입되면 척(110)의 상승을 중단시킨다.
도 4는 연마 중인 연마 페이퍼와 프로브의 측면도이다. 도 5는 연마 후의 연마 페이퍼와 프로브의 측면도이다.
도 4를 참조하면, 척(110)을 회전시켜 프로브(13)의 접촉단(15)을 연마한다. 척(110)의 회전으로 인해 융털(135)들은 프로브(13)의 접촉단(15)에 부딪히며 마찰을 일으킨다. 또한, 연마 페이퍼(130)의 융털(135)들은 공정액(150)이 프로브(13)의 접촉단(15)에 보다 잘 작용할 수 있도록 접촉단(15)을 문지른다.
이로 인해 프로브(13)의 접촉단(15)은 융털들에 의해 부드럽게 마찰되어 라운드지게 연삭된다. 융털(135)들은 매우 유연하여 프로브(13)와 부딪혀도 프로브(13)에 거의 스트레스를 가하지 않는다. 따라서, 연마 공정이 수행된 후에도 프로브(13)의 수평 방향 좌표는 변하지 않는다.
또한, 일정한 시간이 경과되면 척(110)을 다시 수 내지 수십 마이크로 미터 정도 상승시켜 연삭 공정을 계속한다.
이러한 방식으로 연삭 공정을 수행하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 프로 브(13)의 접촉단(15)은 공정액(150)에 의해 수십 마이크로 미터 정도 식각된다. 그 결과, 다수의 프로브(13)들의 접촉단(15)들의 기준면으로부터의 높이가 균일하게 된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브 카드의 프로브 연마 방법을 설명하기 위한 척 및 프로브 카드의 측면도이다.
도 6을 참조하면, 프로브 카드의 프로브 연마 방법은 표면에 미세한 융털(135)들이 형성된 연마 페이퍼(130)를 척(110)의 상단에 배치하는 단계와, 융털(135)들 상에 공정액(150)을 도포시키는 단계와, 전기적 소자에 접촉하여 검사신호를 인가하는 복수의 프로브(13)들을 갖는 프로브 카드(1)의 하부로부터 척(110)을 상승시켜 프로브(13)들의 접촉단들을 공정액(150)이 도포된 융털(135)들과 접촉시키는 단계와, 척(110)을 회전시켜 공정액(150) 및 융털(135)들로 프로브(13)들의 접촉단들을 연마하여 기준면으로부터 프로브(13)들의 접촉단들의 높이를 균일하게 하는 단계를 포함한다.
본 실시예에서, 프로브 카드의 프로브 연마 방법은 척(110)에 제1 극성 전원을 연결하고, 프로브(13)에 제1 극성과 반대되는 제2 극성 전원을 인가하여 프로브(13)의 접촉단(15)을 전기분해 하는 단계를 더 포함한다.
예를 들어, 척(110)에 음극 전원을 연결하고, 프로브(13)에 양극 전원을 인가한다. 이 경우 공정액(150)은 수산화나트륨과 같은 전해질 용액을 포함할 수 있다.
프로브(13)의 접촉단(15)이 공정액(150)에 잠기고 융털(135)이 프로브(13)의 접촉단(15)을 마찰하면서, 상기 음극 전원 및 양극 전원이 척(110) 및 프로브(13)에 각각 인가되면 프로브(13)의 접촉단(15)은 융털(135)과의 마찰로 인해 라운드지게 형성되며, 전기분해 메커니즘으로 인해 프로브(13)의 접촉단(15)은 공정액(150) 속으로 녹아들어 간다.
따라서, 프로브(13)들의 접촉단(15)들은 높이가 균일하게 되면서, 융털(135)들에 의해 접촉단이 라운드지게 형성되며, 융털(135)들은 매우 유연하기 때문에 연마 공정 이후에도 프로브(13)들의 수평 좌표는 변동되지 않는다.
다수의 프로브(13)들에 양극 전원을 인가하기 위하여, 프로브(13)들이 전기적으로 연결된 인쇄회로기판(11)의 채널들에 양극 전원을 연결할 수 있다. 각 프로브(13)들은 인쇄회로기판(11)의 각 채널에 연결되므로, 양극 전원은 인쇄회로기판(11) 상의 다수의 채널들에 동시에 함께 인가되는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 다수의 채널들을 쇼트시키는 소정의 전원인가 패드를 사용할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프로브 카드의 프로브 연마 방법을 설명하기 위한 척 및 프로브 카드의 측면도이다.
도 7을 참조하면, 프로브 카드의 프로브 연마 방법은 전원을 연결하는 방법을 제외하고는 도 6에서 설명된 프로브 카드(1)의 연마방법과 실질적으로 동일할 수 있다.
본 실시예에서, 척(110)에 제1 극성 전원, 예를 들어, 음극 전원을 연결하고, 공정액(150)에 제1 극성과 반대되는 제2 극성 전원, 예를 들어, 양극 전원을 연결한다.
이와 같이, 전원을 연결하면 프로브(13)의 접촉단(15)은 전해질인 공정액(150)과의 전기-화학적 반응을 하고, 공정액(150) 속으로 녹는다.
따라서, 다수의 프로브(13)의 접촉단(15)들을 큰 마찰력 없이 가공할 수 있어서 연마 공정 이후에도 프로브(13)들의 수평 좌표는 변동되지 않는다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 프로브 카드의 프로브 연마 방법은 프로브들을 각 지정된 좌표에 정렬하기 위해 프로브들을 연마하는 공정에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프로브 연마 방법에 따라 처리되는 프로브 카드의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드의 프로브 연마 방법을 설명하기 위한 척 및 프로브 카드의 측면도이다. 도 3은 연마 전의 프로브와 연마 페이퍼의 측면도이다.
도 4는 연마 중인 연마 페이퍼와 프로브의 측면도이다. 도 5는 연마 후의 연마 페이퍼와 프로브의 측면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브 카드의 프로브 연마 방법을 설명하기 위한 척 및 프로브 카드의 측면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프로브 카드의 프로브 연마 방법을 설명하기 위한 척 및 프로브 카드의 측면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 프로브 카드 12 : 위치고정대
13 : 프로브 15 : 접촉단
110 : 척 130 : 연마 부재
135 : 융털 150 : 공정액

Claims (7)

  1. 표면에 미세한 융털들이 형성된 연마 페이퍼를 척의 상단에 배치하는 단계;
    상기 융털들 상에 공정액을 도포시키는 단계;
    전기적 소자에 접촉하여 검사신호를 인가하는 복수의 프로브들을 갖는 프로브 카드의 하부로부터 상기 척을 상승시켜 상기 프로브들의 접촉단들을 상기 공정액이 도포된 융털들과 접촉시키는 단계;
    상기 척을 회전시켜 상기 공정액 및 융털들로 상기 프로브들의 접촉단들을 연마하여 기준면으로부터 상기 프로브들의 접촉단들의 높이를 균일하게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 프로브 연마 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 공정액은 강산을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 프로브 연마 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 강산은 불산(HF), 질산(HNO3) 및 상기 불산과 질산의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 프로브 연마 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 공정액은 수산화칼륨(KOH)과 적혈염(K3Fe(CN6))의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 프로브 연마 방법.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 척에 제1 극성 전원을 연결하고, 상기 프로브에 상기 제1 극성과 반대되는 제2 극성 전원을 인가하여 상기 프로브의 접촉단을 전기분해 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 프로브 연마 방법.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 척에 제1 극성 전원을 연결하고, 상기 공정액에 상기 제1 극성과 반대되는 제2 극성 전원을 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 프로브 연마 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 공정액은 수산화나트륨(NaOH)을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 프로브 연마 방법.
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