KR20090126494A - 프로브 카드의 리페어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스페이스 트랜스포머에서 손상된 하나 이상의 캔틸레버 빔을 제거하여 노출된 하나 이상의 도전 범프와 하나 이상의 리페어용 캔틸레버 빔을 제논 레이저 빔을 이용하여 동시에 본딩함으로써 용이하게 프로브 카드를 리페어할 수 있는 프로브 카드의 리페어 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 프로브 카드의 리페어 방법은 (a) 손상된 하나 이상의 캔틸레버 빔을 스페이스 트랜스포머에서 제거하는 단계; (b) 상기 손상된 하나 이상의 캔틸레버 빔을 제거하여 노출된 하나 이상의 도전 범프의 전면에 접착층을 형성하는 단계; (c) 후면을 통해 하나 이상의 리페어용 캔틸레버 빔의 단부가 적어도 노출되는 희생 기판을 준비하는 단계; (d) 상기 접착층이 형성된 하나 이상의 도전 범프의 전면에 상기 노출된 상기 하나 이상의 리페어용 캔틸레버 빔의 단부를 정렬하는 단계; (e) 상기 노출된 상기 하나 이상의 리페어용 캔틸레버 빔의 단부에 제논 레이저 빔을 조사하여 상기 하나 이상의 리페어용 캔틸레버 빔과 상기 하나 이상의 도전 범프를 동시에 본딩하는 단계; 및 (f) 상기 희생 기판을 제거하는 단계를 포함한다.

Description

프로브 카드의 리페어 방법{METHOD FOR REPAIRING PROBE CARD}

본 발명은 프로브 카드의 리페어 방법에 관한 것으로, 특히 스페이스 트랜스포머에서 손상된 하나 이상의 캔틸레버 빔을 제거하여 노출된 하나 이상의 도전 범프와 하나 이상의 리페어용 캔틸레버 빔을 제논 레이저 빔을 이용하여 동시에 본딩함으로써 용이하게 프로브 카드를 리페어할 수 있는 프로브 카드의 리페어 방법에 관한 것이다.

웨이퍼 상부에는 하나 이상의 다이가 형성되는데, 각 다이가 정상적으로 제조되었는지 확인하기 위해서는 웨이퍼 레벨 테스트(wafer-level test)를 수행하여야 한다. 통상적으로, 웨이퍼 레벨 테스트는 프로브 빔, 팁 및 도전 범프로 구성되는 복수개의 캔틸레버 구조물이 형성된 프로브 카드를 이용하여 수행된다. 캔틸레버 구조물은 웨이퍼 상부에 형성된 복수개의 패드에 가압 접속되며, 테스터로부터 테스트 신호를 수신하여 상기 복수개의 패드에 전달함으로써 테스트를 수행하게 된다.

반도체 소자의 크기가 축소됨에 따라, 패드의 피치도 감소하게 되었으며, 패드에 가압 접속하여 테스트를 수행하는 프로브 팁 사이의 간격도 급격하게 감소하 게 되었다. 또한, 한 번의 테스트로 많은 수의 다이를 테스트하여야 하므로 프로브 팁의 개수도 급격히 증가하고 있다.

그런데, 캔틸레버 구조물은 기계적인 부품이므로 반복 사용에 의하여 프로브 팁이 손상되거나 프로브 빔 전체가 손상되기도 한다. 프로브 카드 상부에 구비된 복수개의 캔틸레버 구조물 중 프로브 빔 또는 프로브 팁의 일부만 손상되는 경우 프로브 카드 전체를 교체하면 비용적인 손실이 크므로 손상된 캔틸레버 구조물만 교체하게 된다.

종래 기술에 따른 프로브 카드 리페어 방법의 경우, 사람이 직접 손상된 캔틸레버 구조물을 교체하였다. 구체적으로는, 손상된 프로브 빔을 제거하고 노출된 도전 범프에 솔더 페이스트(solder paste)를 도포한 후, 레이저 다이오드를 이용해 생성한 레이저 빔을 국부적으로 조사하여 상기 도전 범프에 리페어용 프로브 빔을 하나씩 부착하였다.

하지만, 이와 같은 방법은 상기 레이저 빔을 상기 도전 범프와 상기 리페어용 프로브 빔에 하나씩 조사하여 부착하여야 하므로 리페어 속도가 느리다는 단점이 있다. 또한, 각 프로브 빔을 도전 범프에 정확하게 정렬하여 본딩하기 어렵다는 단점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로 스페이스 트랜스포머에서 손상된 하나 이상의 캔틸레버 빔을 제거하여 노출된 하나 이상의 도전 범프와 하나 이상의 리페어용 캔틸레버 빔을 제논 레이저 빔을 이용하여 동시에 본딩함으로써 용이하게 프로브 카드를 리페어할 수 있는 프로브 카드의 리페어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 프로브 카드의 리페어 방법은 (a) 손상된 하나 이상의 캔틸레버 빔을 스페이스 트랜스포머에서 제거하는 단계; (b) 상기 손상된 하나 이상의 캔틸레버 빔을 제거하여 노출된 하나 이상의 도전 범프의 전면에 접착층을 형성하는 단계; (c) 후면을 통해 하나 이상의 리페어용 캔틸레버 빔의 단부가 적어도 노출되는 희생 기판을 준비하는 단계; (d) 상기 접착층이 형성된 하나 이상의 도전 범프의 전면에 상기 노출된 상기 하나 이상의 리페어용 캔틸레버 빔의 단부를 정렬하는 단계; (e) 상기 노출된 상기 하나 이상의 리페어용 캔틸레버 빔의 단부에 제논 레이저 빔을 조사하여 상기 하나 이상의 리페어용 캔틸레버 빔과 상기 하나 이상의 도전 범프를 동시에 본딩하는 단계; 및 (f) 상기 희생 기판을 제거하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 상기 접착층은 솔더 페이스트 층을 포함할 수 있으며, AuSn 층을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 프로브 카드의 리페어 방법은 상기 (a) 단계를 수행하기 전에, 상기 하나 이상의 도전 범프의 주변에 고정층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 고정층은 에폭시층을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 (a) 단계는, 각 다이에 대응하는 하나 이상의 캔틸레버 빔 중에서 상기 손상된 하나 이상의 캔틸레버 빔을 선별하고, 각 다이에 대응하도록 제거하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 상기 (c) 단계는, (c-1) 상기 희생 기판의 전면에 상기 하나 이상의 리페어용 캔틸레버 빔의 단부를 노출시키는 마스크층 패턴을 형성하는 단계; 및 (c-2) 상기 마스크층 패턴에 의해 노출된 상기 희생 기판을 제거하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 프로브 카드의 리페어 방법은 스페이스 트랜스포머에서 손상된 하나 이상의 캔틸레버 빔을 제거하여 노출된 도전 범프의 전면에 접착층을 형성하고, 제논 레이저 빔을 조사함으로써 하나 이상의 리페어용 캔틸레버 빔을 동시에 본딩할 수 있으므로 리페어 시간이 절감된다는 장점이 있다.

또한, 하나 이상의 리페어용 캔틸레버 빔을 제논 레이저 빔을 조사하여 동시에 본딩하므로 열 팽창 또는 상기 접착층이 용융(Melting)되는 시간차 등에 의한 상기 하나 이상의 리페어용 캔틸레버 빔과 하나 이상의 도전 범프간의 정렬의 흐트러짐을 방지함으로써, 정확한 리페어용 캔틸레버 빔을 제작할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 프로브 카드의 리페어 방법을 도시한 흐름도이며, 도 2 및 도 3은 각각 본 발명에 따른 프로브 카드의 리페어 방법의 일부를 도시한 평면도 및 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 손상된 하나 이상의 캔틸레버 빔(미도시)이 본딩된 하나 이상의 도전 범프(200)의 주변에 고정층(미도시)를 형성한다(S110).

상기 고정층은 테스트시 웨이퍼의 각 다이에 대응하는 하나 이상의 캔틸레버 빔(미도시) 중에서 상기 손상된 하나 이상의 캔틸레버 빔을 제거하는 경우, 하나 이상의 도전 범프(200)가 스페이스 트랜스포머(300)의 전면으로부터 이탈하지 않도록 보호하는 기능을 수행한다.

따라서, 상기 고정층은 하나 이상의 도전 범프(200)가 형성된 스페이스 트랜스포머(300)의 상부에 소정 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 상기 손상된 하나 이상의 캔틸레버 빔과 하나 이상의 도전 범프(200)의 본딩 부위가 노출되도록 하나 이상의 도전 범프(200)의 소정 높이까지 오도록 형성한다. 상기 고정층은 에폭시 층인 것을 바람직하다.

예를 들어, 스페이스 트랜스포머(300) 전면에 형성된 하나 이상의 캔틸레버 빔 중에서 손상된 하나 이상의 캔틸레버 빔을 선별한 후, 상기 손상된 하나 이상의 캔틸레버 빔이 본딩된 하나 이상의 도전 범프(200)가 형성된 스페이스 트랜스포 머(300)의 상부에 배리어(barrier)를 형성한다. 형성된 상기 배리어 내측으로 상기 손상된 하나 이상의 캔틸레버 빔과 하나 이상의 도전 범프(200)의 본딩 부위가 노출되도록 상기 고정층을 하나 이상의 도전 범프(200)의 소정 높이까지 오도록 형성한다.

다음에는, 상기 손상된 하나 이상의 캔틸레버 빔을 스페이스 트랜스포머(300)에서 제거한다(S120). 바람직하게는, 상기 고정층이 형성된 스페이스 트랜스포머(300)의 상부에 형성된 하나 이상의 도전 범프(200)와 본딩된 상기 손상된 하나 이상의 캔틸레버 빔을 제거하는 것이 바람직하다.

다음에는, 상기 손상된 하나 이상의 캔틸레버 빔을 제거하여 노출된 하나 이상의 도전 범프(200)의 전면에 접착층(400)을 형성한다(S130). 상기 접착층(400)은 솔더 페이스트(solder paste)를 포함할 수 있으며, 상기 손상된 하나 이상의 캔틸레버 빔을 제거한 후 노출된 하나 이상의 도전 범프(200)의 전면에 형성하는 것이 바람직하다. 상기 솔더 페이스트 층은 AuSn층을 포함할 수 있다.

다음에는, 후면을 통해 하나 이상의 리페어용 캔틸레버 빔(110)의 단부가 노출되는 희생 기판(100)을 준비한다(S140). 희생 기판(100)은 실리콘 기판일 수 있으며, 희생 기판(100)의 전면에는 통상적인 캔틸레버 빔의 형성 방법을 이용하여 하나 이상의 리페어용 캔틸레버 빔(110)을 형성한다.

희생 기판(100)의 후면에 상기 하나 이상의 리페어용 캔틸레버 빔(110)의 단부를 노출시키는 마스크층 패턴을 형성하고, 상기 마스크층 패턴에 의해 노출된 희생 기판(100)을 식각하여 제거한다.

또한, 희생 기판(100)의 전면에는 제1 얼라인 키(130)가 형성될 수 있으며, 제1 얼라인 키(130)는 상기 식각 공정에 의해 제거되지 않는 부분에 형성되는 것이 바람직하다.

다음에는, 접착층(400)이 형성된 하나 이상의 도전 범프(200)의 전면에 상기 하나 이상의 리페어용 캔틸레버 빔(110)의 단부를 정렬한다(S150). 구체적으로는, 희생 기판(100)은 광학적 정렬 장치 등에 의해 하나 이상의 도전 범프(200)의 전면에 정렬될 수 있으며, 상기 광학적 정렬 장치는 제1 얼라인 키(130)의 모양, 크기 및 배열 상태를 감지하여 희생 기판(100)을 하나 이상의 도전 범프(200)의 전면에 정렬한다.

즉, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 희생 기판(100)의 전면을 스페이스 트랜스포머(300)의 전면에 대향하도록 한 후, 상기 광학적 정렬 장치를 통해 제1 얼라인 키(130)와 스페이스 트랜스포머(300)의 전면을 정렬하여 하나 이상의 도전 범프(200)와 상기 하나 이상의 리페어용 캔틸레버 빔(110)의 단부를 정렬한다.

다음에는, 제논 레이저 빔(xenon laser beam)을 조사하여 하나 이상의 도전 범프(200)와 하나 이상의 리페어용 캔틸레버 빔(110)을 동시에 본딩한다(S160). 상기 제논 레이저 빔은 대면적에 조사가 가능하며, 바람직하게는, 접착층(400)이 형성된 부위에 조사하여 접착층(400)을 통해 하나 이상의 리페어용 캔틸레버 빔(110)을 도전 범프(200)에 동시에 본딩한다.

다음에는, 희생 기판(100) 및 상기 고정층을 제거한다(S170). 희생 기판(100) 및 상기 고정층은 KOH 용액을 이용하여 제거할 수 있다.

이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 여타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 이하의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

따라서 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 프로브 카드의 리페어 방법을 도시한 흐름도.

도 2는 본 발명에 따른 프로브 카드의 리페어 방법의 일부를 도시한 평면도.

도 3은 본 발명에 따른 프로브 카드의 리페어 방법의 일부를 도시한 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 희생 기판 110 : 리페어용 캔틸레버 빔

130: 제1 얼라인 키 200 : 도전 범프

300 : 스페이스 트랜스포머 400 : 접착층

Claims (7)

1. (a) 손상된 하나 이상의 캔틸레버 빔을 스페이스 트랜스포머에서 제거하는 단계;

   (b) 상기 손상된 하나 이상의 캔틸레버 빔을 제거하여 노출된 하나 이상의 도전 범프의 전면에 접착층을 형성하는 단계;

   (c) 후면을 통해 하나 이상의 리페어용 캔틸레버 빔의 단부가 적어도 노출되는 희생 기판을 준비하는 단계;

   (d) 상기 접착층이 형성된 하나 이상의 도전 범프의 전면에 상기 노출된 상기 하나 이상의 리페어용 캔틸레버 빔의 단부를 정렬하는 단계;

   (e) 상기 노출된 상기 하나 이상의 리페어용 캔틸레버 빔의 단부에 제논 레이저 빔을 조사하여 상기 하나 이상의 리페어용 캔틸레버 빔과 상기 하나 이상의 도전 범프를 동시에 본딩하는 단계; 및

   (f) 상기 희생 기판을 제거하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 리페어 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 접착층은 솔더 페이스트 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 리페어 방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 솔더 페이스트 층은 AuSn 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 리페어 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 (a) 단계를 수행하기 전에, 상기 하나 이상의 도전 범프의 주변에 고정층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 리페어 방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 고정층은 에폭시층을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 리페어 방법.
6. 제1항에 있어서,

   상기 (a) 단계는, 각 다이에 대응하는 하나 이상의 캔틸레버 빔 중에서 상기 손상된 하나 이상의 캔틸레버 빔을 선별하고, 각 다이에 대응하도록 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 리페어 방법.
7. 제1항에 있어서,

   상기 (c) 단계는,

   (c-1) 상기 희생 기판의 전면에 상기 하나 이상의 리페어용 캔틸레버 빔의 단부를 노출시키는 마스크층 패턴을 형성하는 단계; 및

   (c-2) 상기 마스크층 패턴에 의해 노출된 상기 희생 기판을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 리페어 방법.

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