KR20090120931A - 인터포져 기판과 이를 포함하는 프로브 카드 - Google Patents

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KR20090120931A KR1020080046984A KR20080046984A KR20090120931A KR 20090120931 A KR20090120931 A KR 20090120931A KR 1020080046984 A KR1020080046984 A KR 1020080046984A KR 20080046984 A KR20080046984 A KR 20080046984A KR 20090120931 A KR20090120931 A KR 20090120931A
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Abstract

검사 공정 시 전자파에 의한 검사 오류가 억제된 프로브 카드가 제공된다.
프로브 카드는 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 하측에 위치하는 공간 변환기, 상기 공간 변환기의 하측에 고정되는 프로브 니들 및 상기 공간 변환기와 상기 인쇄 회로 기판 사이에 개재되며 복수 개의 관통홀이 형성된 인터포져 기판을 포함하되, 상기 관통홀은 접지 관통홀과 비접지 관통홀로 구성되고, 상기 비접지 관통홀은 상기 접지 관통홀에 의해 둘러 싸여지도록 형성되어 있다.
프로브 카드, 인터포져 기판, 접지

Description

인터포져 기판과 이를 포함하는 프로브 카드{INTERPOSER SUBSTRATE AND PROBE CARD HAVING THE SAME}
본 발명은 웨이퍼의 검사 공정 시 사용되는 프로브 카드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 인터포져 기판을 포함하는 프로브 카드에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 디바이스는 웨이퍼(wafer) 상에 회로 패턴 및 검사를 위한 접촉 패드를 형성하는 패브리케이션(fabrication) 공정과 회로 패턴 및 접촉 패드가 형성된 웨이퍼를 각각의 반도체 칩으로 조립하는 어셈블리(assembly) 공정을 통해서 제조된다.
패브리케이션 공정과 어셈블리 공정 사이에는 웨이퍼 상에 형성된 접촉 패드에 전기 신호를 인가하여 웨이퍼의 전기적 특성을 검사하는 검사 공정이 수행된다. 이 검사 공정은 웨이퍼의 불량을 검사하여 어셈블리 공정 시 불량이 발생한 웨이퍼의 일 부분을 제거하기 위해 수행하는 공정이다.
검사 공정 시에는 웨이퍼에 전기적 신호를 인가하는 테스터라고 하는 검사 장비와 웨이퍼와 테스터 사이의 인터페이스 기능을 수행하는 프로브 카드라는 검사 장비가 주로 이용된다. 이 중에서 프로브 카드는 테스터로부터 인가되는 전기 신호 를 수신하는 인쇄 회로 기판 및 웨이퍼 상에 형성된 접촉 패드와 접촉하는 복수개의 프로브를 포함한다.
이하, 도 1을 참조하여 종래의 프로브 카드를 설명한다.
도 1은 종래의 프로브 카드를 나타낸 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 프로브 카드(10)는 인쇄 회로 기판(11), 인터포져(12), 공간 변환기(13) 및 프로브(14)를 포함한다.
인쇄 회로 기판(11)은 검사 공정을 위해 형성된 프로브 회로 패턴(미도시) 및 기판 패드(11a)를 포함하며, 테스터(미도시)로부터 인가된 전기 신호를 수신하여 프로브(14)로 전달하는 기능을 수행한다.
인터포져(12)는 인쇄 회로 기판(11)의 프로브 회로 패턴과 연결되어 인쇄 회로 기판(11)과 프로브(14) 사이를 전기적으로 연결하는 기능을 수행한다.
공간 변환기(13)는 상면에 형성되어 있으며, 인터포져(12)와 연결된 제 1 패드(13a) 및 하면에 형성되어 있으며, 프로브(14)와 연결된 제 2 패드(13b)를 포함한다. 서로 마주하는 제 2 패드(13b)간 거리는 서로 마주하는 제 1 패드(13a)간 거리보다 좁게 형성되어, 공간 변환기(13)는 인터포져(12)로부터 프로브(14)까지 공간 변환의 기능을 수행한다.
프로브(14)는 검사 공정 시, 웨이퍼 등의 피검사체에 형성되어 있는 접촉 패드와 접촉하여, 테스터(미도시)로부터 인쇄 회로 기판(11), 인터포져(12) 및 공간 변환기(13)를 통해 프로브(14)로 전달된 전기 신호를 접촉 패드로 전달한다.
한편, 테스터(미도시)로부터 각각 프로브(14)로 전달되는 전기 신호는 고주 파 신호 및 저주파 신호를 포함한다. 검사 공정 시 고주파 신호가 전달되는 고주파 신호 연결 루트와 저주파 신호가 전달되는 저주파 신호 연결 루트는 각각의 루트에서 발생하는 전자파에 의해 상호 간섭을 받게 된다.
최근에, 고집적 반도체 칩의 수요가 증가함에 따라서, 패브리케이션 공정에 의해 웨이퍼에 형성되는 회로 패턴이 고집적하게 되며, 이에 의해, 이웃하는 접촉 패드간의 간격, 즉 피치(pitch)가 매우 좁게 형성되고 있다.
이러한 미세 피치의 접촉 패드를 검사하기 위해, 프로브 카드(10)의 프로브(14)가 연결되어 있는 공간 변환기(13), 인터포져(12) 및 인쇄 회로 기판(11)에 의해 형성되어 있는 이웃하는 신호 연결 루트 역시 미세 피치로 형성된다.
이와 같이, 종래의 프로브 카드(10)는 이웃하는 고주파 신호 연결 루트와 저주파 신호 연결 루트 사이가 미세 피치로 형성되며, 검사 공정 시 고주파 신호 연결 루트 및 저주파 신호 연결 루트 각각은 상호에서 발생하는 전자파에 의해 간섭을 받게 되므로, 검사 공정 시 프로브(14)로 전달되는 신호에 불량이 발생하여 검사의 오류가 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명의 일 실시예는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 웨이퍼 등의 피검사체를 검사할 때, 검사의 오류를 억제할 수 있는 인터포져 기판과 이를 포함하는 프로브 카드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면은 프로브 카드에 있어서, 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 하측에 위치하는 공간 변환기, 상기 공간 변환기의 하측에 고정되는 프로브 니들 및 상기 공간 변환기와 상기 인쇄 회로 기판 사이에 개재되며 복수 개의 관통홀이 형성된 인터포져 기판을 포함하되, 상기 관통홀은 접지 관통홀과 비접지 관통홀로 구성되고, 상기 비접지 관통홀은 상기 접지 관통홀에 의해 둘러 싸여지도록 형성되는 것인 프로브 카드를 제공한다.
상기 인터포져 기판은 기판 본체부, 상기 복수 개의 관통홀의 내면에 형성된 측벽부 및 상기 복수개의 관통홀 중 접지 관통홀에 연결되는 접지부를 포함할 수 있다.
상기 접지부는 상기 인터포져 기판의 내부에 형성될 수 있다.
상기 접지부는 상기 인터포져 기판의 외부에 형성될 수 있다.
상기 관통홀에는 신호 전달용 접촉 구조물이 삽입 고정될 수 있다.
상기 비접지 관통홀에 삽입되는 상기 접촉 구조물은 고주파 신호 전달용 접 촉 구조물일 수 있다.
상기 접지 관통홀에 삽입되는 상기 접촉 구조물은 상기 인쇄 회로 기판 및 상기 공간 변환기로 접지될 수 있다.
또한, 본 발명의 제 2 측면은 프로브 카드용 인터포져 기판에 있어서, 상기 인터포져 기판에는 상기 공간 변환기와 복수 개의 관통홀이 형성되되, 상기 관통홀은 접지 관통홀과 비접지 관통홀로 구성되고, 상기 비접지 관통홀은 상기 접지 관통홀에 의해 둘러 싸여지도록 형성되는 것인 인터포져 기판을 제공한다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단의 일부 실시예 중 하나에 의하면, 접지 관통홀과 비접지 관통홀로 구성된 복수개의 관통홀을 포함하여 웨이퍼 등의 피검사체를 검사할 때, 검사의 오류를 억제할 수 있는 효과가 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 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 부재가 다른 부재와 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다 른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함” 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드(1000)를 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드의 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드(1000)는 인쇄 회로 기판(100), 인터포져(200), 인터포져 기판(300), 공간 변환기(400) 및 프로브(500)를 포함한다.
인쇄 회로 기판(100)은 인쇄 회로 기판(100)은 대략 원판 형상으로 형성되며, 상면 및 상면과 대향하는 하면을 가지고 있다. 인쇄 회로 기판(100)의 상면에는 검사 공정을 위한 프로브 회로 패턴(미도시)이 형성되어 있으며, 인쇄 회로 기판(100)의 하면에는 후술할 인터포져(200)가 연결되어 있는 기판 패드(110)가 형성되어 있다.
또한, 인쇄 회로 기판(100)은 고집적 웨이퍼 등의 피검사체를 검사하기 위해 인쇄 회로 기판(100) 내에서 인쇄 회로 기판(100) 상면으로부터 하면에 형성된 기판 패드(110)까지 배선을 통해 피치 변환이 수행될 수 있다.
인쇄 회로 기판(100)은 검사 공정을 위한 테스터와 연결되어 있을 수 있으며, 테스터로부터 검사 신호인 고주파 신호 및 저주파 신호를 전달 받는다. 저주파 신호를 전달 받는 프로브 회로 패턴은 접지되어 있을 수 있다.
인쇄 회로 기판(100)의 상측 및 하측에는 각각 보강판이 장착될 수 있다.
인쇄 회로 기판(100)의 상측에 위치할 수 있는 보강판은 외부의 충격 또는 검사 공정 시 인쇄 회로 기판(100)에 인가되는 압력으로부터 인쇄 회로 기판(100)을 보호하는 역할을 한다. 또한, 인쇄 회로 기판(100)의 하측에 위치할 수 있는 보강판은 외부의 충격 또는 후술할 공간 변환기(400)의 자체적인 유동을 억제하여, 공간 변환기(400)에 장착되어 있는 후술할 복수개의 프로브(500)가 웨이퍼 등의 피검사체에 형성된 접촉 패드에 균일하게 접촉하도록 한다.
인터포져(200)는 일 단부가 인쇄 회로 기판(100)에 형성되어 있는 기판 패드(110)와 접촉하여, 인쇄 회로 기판(100)에 형성된 프로브 회로 패턴과 연결되어 있으며, 타 단부가 공간 변환기(400)에 형성된 제 1 패드(410)와 접촉하고 있다. 인터포져(200)는 신호 전달용 접촉 구조물로서, 검사 공정을 위해 테스터로부터 인쇄 회로 기판(100)을 거친 전기 신호를 공간 변환기(400)로 전달하는 역할을 한다. 인터포져(200)는 인쇄 회로 기판(100)으로부터 고주파 신호를 전달받는 고주파 신호 전달용 인터포져(210) 및 인쇄 회로 기판(100)으로부터 저주파 신호를 전달받는 저주파 신호 전달용 인터포져(220)를 포함하고 있으며, 각각의 인터포져(200)는 후술할 인터포져 기판(300)의 관통홀(320)을 관통하고 있다.
다른 실시예에서, 인터포져(200)는 공간 변환기(400) 또는 인쇄 회로 기판(100)에 탄성적으로 접하기 위해 탄성을 가지는 핀 부재일 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 인터포져 기판의 사시도이며, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ를 따른 단면도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 인터포져 기판(300)은 기판 본체부(310), 관통홀(320), 측벽부(330) 및 접지부(340)를 포함한다.
기판 본체부(310)는 세라믹, 유리 및 실리콘 등으로 이루어진 절연성 기판이며, 인쇄 회로 기판(100)과 공간 변환기(400) 사이에 위치하고 있다. 기판 본체부(310)를 관통하여 복수개의 관통홀(320)이 형성되어 있다.
관통홀(320)은 접지 관통홀(321) 및 비접지 관통홀(322)을 포함한다. 관통홀(320)은 인터포져(200)가 삽입되어 인터포져(200)를 지지하는 역할을 한다.
접지 관통홀(321)은 비접지 관통홀(322)을 평면 상에서 둘러싸고 있으며, 저주파 신호 전달용 인터포져(220)가 내부에 위치하고 있다. 접지 관통홀(321)은 후술할 접지부(340)와 기판 본체부(310)의 내부에서 연결되어 있으며, 접지부(340)에 의해 접지되어 있다.
비접지 관통홀(322)은 접지 관통홀(321)에 의해 평면 상에서 둘러싸여 있으며, 고주파 신호 전달용 인터포져(210)가 내부에 위치하고 있다.
관통홀(320)의 내면에는 측벽부(330)가 위치하고 있다.
측벽부(330)는 도전성 물질로 이루어져 있으며, 관통홀(320)의 내면을 감싸도록 형성되어 있다. 접지 관통홀(321)에 위치한 측벽부(330)는 접지부(340)와 연결되어 있으며, 비접지 관통홀(322)에 위치한 측벽부(330)는 접지부(340)와 연결되어 있지 않다.
접지부(340)는 도전성 물질로 이루어져 있으며, 기판 본체부(310)의 내부에 위치하고 있다. 접지부(340)는 하나의 층 또는 복수개의 층으로 형성될 수 있으며, 접지부(340) 외부에 위치하는 접지용 부재에 접지되어 있다.
다른 실시예에서, 접지부(340)는 인터포져 기판(300)의 외부에 위치할 수 있으며, 이 경우 기판 본체부(310)의 표면에 형성되거나 인터포져 기판(300)과 이격되어 보강판 등의 다른 부재에 형성될 수 있다.
인터포져 기판(300)은 공간 변환기(400)와 대향하고 있다.
다시, 도 2에 도시된 바와 같이, 공간 변환기(400)는 세라믹, 유리 및 실리콘 등으로 이루어진 절연층과 금, 은, 구리 등으로 이루어진 도전층이 교호적으로 중첩되어 있는 다층 세라믹(Multi Layer Ceramic: MLC)으로 이루어져 있으며, 인쇄 회로 기판(100)과 프로브(500) 사이의 공간 변환을 수행한다. 공간 변환기(400)는 인쇄 회로 기판(100)과 대향하는 상면에 형성된 제 1 패드(410) 및 상면과 대향하는 하면에 형성된 제 2 패드(420)를 포함한다. 공간 변환기(400)의 제 1 패드(410)는 인터포져(200)와 접촉하고 있으며, 제 2 패드(420)에는 프로브(500)가 부착되어 있다. 저주파 신호 전달용 인터포져(220)를 통해 인쇄 회로 기판(100)으로부터 저주파 신호를 전달 받는 공간 변환기(400)의 도전층은 접지되어 있을 수 있다.
다른 실시예에서, 공간 변환기(400)는 전체적으로 세라믹, 유리 및 실리콘 등으로 이루어진 절연 기판에 스루홀(through hole)을 형성하고, 상기 스루홀에 도전성 물질을 채워 인쇄 회로 기판(100)과 프로브(500) 사이의 공간 변환을 수행할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 공간 변환기(400)는 도전층과 절연층이 교호로 중첩되어 있는 가요성 기판일 수 있다.
프로브(500)는 공간 변환기(400)의 제 2 패드(420)에 부착되어 있으며, 검사 공정 시 웨이퍼 등의 피검사체에 형성되어 있는 접촉 패드와 접촉한다. 프로브(500)는 멤스(MEMS: Micro Electro Mechanical System) 기술을 이용해 제조할 수 있다.
예를 들어, 멤스 기술은 포토리소그래피(photolithography)를 이용해 희생 기판에 프로브(500) 형태의 개구부를 형성한 후, 상기 개구부에 니켈 등의 도전성 물질을 도금 방법 등을 이용해 채우고 희생 기판을 제거하여 개구부에 채워진 도전성 물질인 프로브(500)를 제조하는 기술 등을 말한다.
다른 실시예에서, 프로브(500)는 공간 변환기(400) 없이 프로브(500)를 지지할 수 있는 기판에 장착되어 인쇄 회로 기판(100)에 연결될 수 있으며, 이 경우, 인터포져 기판(300)은 프로브(500)가 장착된 기판과 인쇄 회로 기판(100) 사이에 위치할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 검사 공정 시, 테스터로부터 인쇄 회로 기판(100)을 거쳐 저주파 신호 전달용 인터포져(220)에 전달되는 저주파 신호는 인터포져 기판(300)에 형성된 접지 관통홀(321)에 의해 접지되며, 이 접지된 저주파 신호 전달용 인터포져(220)는 고주파 신호 전달용 인터포져(210)를 둘러싸고 있다. 즉, 이웃하는 고주파 신호 전달용 인터포져(210)는 저주파 신호용 인터포져(200)를 사이에 두고 서로 이격되어 있다. 이에 의해, 검사 공정 시 각각의 인터포져(200)에서 발생하는 전자파에 의한 상호 간섭이 억제된다.
또한, 저주파 신호용 인터포져(200)와 연결되는 인쇄 회로 기판(100)의 프로 브 회로 패턴 및 공간 변환기(400)의 도전층이 접지되어 있을 수 있고, 저주파 신호용 인터포져(200)가 인터포져 기판(300)의 접지 관통홀(321)에 의해 접지되기 때문에, 검사 공정 시 테스터로부터 인쇄 회로 기판(100), 인터포져(200) 및 공간 변환기(400)를 거쳐 프로브(500)로 전달되는 저주파 신호의 루트인 저주파 신호 루트가 접지된다. 이에 의해, 테스터로부터 프로브(500)로 전달되는 고주파 신호의 루트인 고주파 신호 루트와 저주파 신호의 루트인 저주파 신호 루트에서 발생하는 전자파에 의한 상호 간섭이 억제된다.
상기와 같이, 검사 공정 시 테스터로부터 프로브(500)로 전달되는 저주파 신호 및 고주파 신호 각각에 전자파에 의한 상호 간섭이 억제되기 때문에 검사 오류를 억제할 수 있는 인터포져 기판 및 이를 포함하는 프로브 카드가 제공된다.
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. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
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.
도 1은 종래의 프로브 카드를 나타낸 단면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드의 단면도이고,
도 3은 도 2에 도시된 인터포져 기판의 사시도이며,
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ를 따른 단면도이다.

Claims (8)

  1. 프로브 카드에 있어서,
    인쇄 회로 기판,
    상기 인쇄 회로 기판의 하측에 위치하는 공간 변환기,
    상기 공간 변환기의 하측에 고정되는 프로브 니들 및
    상기 공간 변환기와 상기 인쇄 회로 기판 사이에 개재되며 복수 개의 관통홀이 형성된 인터포져 기판을 포함하되,
    상기 관통홀은 접지 관통홀과 비접지 관통홀로 구성되고, 상기 비접지 관통홀은 상기 접지 관통홀에 의해 둘러 싸여지도록 형성되는 것인 프로브 카드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인터포져 기판은,
    기판 본체부,
    상기 복수 개의 관통홀의 내면에 형성된 측벽부 및
    상기 복수개의 관통홀 중 접지 관통홀에 연결되는 접지부
    를 포함하는 것인 프로브 카드.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 접지부는 상기 인터포져 기판의 내부에 형성되는 것인 프로브 카드.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 접지부는 상기 인터포져 기판의 외부에 형성되는 것인 프로브 카드.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 관통홀에는 신호 전달용 접촉 구조물이 삽입 고정되는 것인 프로브 카드.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 비접지 관통홀에 삽입되는 상기 접촉 구조물은 고주파 신호 전달용 접촉 구조물인 것인 프로브 카드.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 접지 관통홀에 삽입되는 상기 접촉 구조물은 상기 인쇄 회로 기판 및 상기 공간 변환기로 접지되는 것인 프로브 카드.
  8. 프로브 카드용 인터포져 기판에 있어서,
    상기 인터포져 기판에는 상기 공간 변환기와 복수 개의 관통홀이 형성되되,
    상기 관통홀은 접지 관통홀과 비접지 관통홀로 구성되고, 상기 비접지 관통홀은 상기 접지 관통홀에 의해 둘러 싸여지도록 형성되는 것인 인터포져 기판.
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KR20200119471A (ko) 2019-04-10 2020-10-20 주식회사 디아이티 상이한 열팽창 계수를 갖는 상하면을 구비한 다층 세라믹 기판 및 그의 제조 방법
KR20200119472A (ko) 2019-04-10 2020-10-20 주식회사 디아이티 층간 도전성 향상을 위한 다층 세라믹 기판 및 그의 제조 방법

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