KR20210098090A - 프로브 헤드 및 이를 포함하는 프로브 카드 - Google Patents

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박승호
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Abstract

본 발명에 따른 프로브 헤드 및 이를 포함하는 프로브 카드에 있어서, 상부 가이드 구멍을 구비하는 상부 가이드 플레이트; 하부 가이드 구멍을 구비하는 하부 가이드 플레이트; 및 중간부 가이드 구멍을 구비하고, 상기 상부 가이드 플레이트 및 상기 하부 가이드 플레이트의 사이에 구비되는 중간부 가이드 플레이트를 포함하고,복수개의 프로브가 상기 상부 가이드 구멍, 상기 중간부 가이드 구멍 및 상기 하부 가이드 구멍을 순차적으로 관통하며,상기 중간부 가이드 플레이트는 양극산화막 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는, 프로브 카드의 프로브 헤드가 제공될 수 있다.

Description

프로브 헤드 및 이를 포함하는 프로브 카드{PROBE HEAD AND PROBE CARD HAVING THE SAME}
본 발명은 프로브 헤드 및 이를 포함하는 프로브 카드에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 프로브가 관통하는 가이드 구멍의 형성이 용이한 프로브 헤드 및 이를 포함하는 프로브 카드에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제작 공정은 웨이퍼 상에 패턴을 형성시키는 패브리케이션(fabrication) 공정과, 웨이퍼를 구성하고 있는 각각의 칩의 전기적 특성을 검사하는 EDS(Electrical Die Sorting, EDS) 공정과, 패턴이 형성된 웨이퍼를 각각의 칩으로 조립하는 어셈블리(assembly) 공정을 통해서 제조된다.
여기서 EDS 공정은 웨이퍼를 구성하고 있는 칩들 중에서도 불량 칩을 판별하기 위해 수행된다. EDS 공정에는 웨이퍼를 구성하는 칩들에 전기적 신호를 인가시켜 인가된 전기적 신호로부터 체크되는 신호에 의해서 불량을 판단하는 프로브 카드가 주로 사용되고 있다.
프로브 카드는 반도체 소자의 동작을 검사하기 위해 반도체 웨이퍼(또는 반도체 소자)와 검사 장비를 연결하는 장치로서, 프로브 카드에 구비된 프로브를 웨이퍼에 접속하면서 전기를 보내고, 그 때 들어오는 신호에 따라 불량 반도체 칩을 선별하는 역할을 한다.
반도체 소자의 전기적 검사에 이용되는 프로브 카드는 회로 기판, 인터포저, 공간변환기, 프로브 헤드 및 프로브를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 프로브 카드는 회로 기판, 인터포저, 공간변환기 및 프로브 헤드의 순서를 통해 전기 경로가 마련되어 웨이퍼와 직접 접촉하는 프로브에 의해 웨이퍼의 패턴을 검사할 수 있다.
프로브 헤드는 공간변환기를 관통한 프로브를 지지하는 것으로서, 인접한 프로브 간의 접촉에 의한 전기적 단락을 방지하는 역할을 한다. 구체적으로, 프로브 헤드는 하나 이상의 가이드 플레이트를 포함하며, 프로브가 가이드 플레이트에 형성된 가이드 구멍에 삽입되어 웨이퍼 측으로 가이드된다.
이러한 프로브 카드용 가이드 플레이트에 대한 특허로는 한국등록특허 제10-1719912호(이하, '종래기술'이라 한다)에 기재된 것이 공지되어 있다.
종래기술의 프로브 카드용 세라믹 가이드 플레이트는 복수의 그린시트를 적층한 후 프레스하여 그린바를 형성하고, 그린바의 일면에 레이저 광을 조사하여 프로브가 삽입되는 관통홀을 형성한다.
그러나, 위와 같은 세라믹 재질의 세라믹 가이드 플레이트는 투과율이 낮아 프로브를 삽입하기 어려우며, 이로 인해, 프로브 카드의 제조 시간 및 제조 비용이 상승하는 문제점이 있다.
또한, 레이저 광의 조사를 통해 형성된 관통홀은 레이저 광이 조사된 면의 개구면적이 크게 형성됨으로써, 수직하게 형성되지 않고, 상부 또는 하부 중 한 곳의 면적이 큰 경사가 진 구멍 형상을 갖게 된다. 이에 따라, 프로브가 반도체 웨이퍼(또는 반도체 소자)에 접촉될 때, 프로브의 흔들림이 발생하여 프로브의 위치 변화가 발생하는 등 프로브 카드의 신뢰성이 저하될 수 있다.
또한, 레이저 광을 조사하며 발생되는 열에 의해 그린바의 열변형이 발생될 수 있으며, 이로 인해, 복수의 관통홀을 정밀하게 형성할 수 없는 문제점이 발생한다.
더불어, 레이저 광의 조사는 많은 시간이 소요되고, 그 비용도 매우 고가이므로, 프로브 카드의 제조 시간 및 제조 비용이 상승한다는 문제점을 가지고 있다.
한국등록특허 제10-1719912호
이에 본 발명은 종래기술의 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로서, 프로브가 관통하는 가이드 구멍의 형성이 용이한 프로브 헤드 및 이를 포함하는 프로브 카드를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 프로브의 삽입이 용이한 프로브 헤드 및 이를 포함하는 프로브 카드를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 프로브 헤드 및 이를 포함하는 프로브 카드에 있어서, 상부 가이드 구멍을 구비하는 상부 가이드 플레이트; 하부 가이드 구멍을 구비하는 하부 가이드 플레이트; 및 중간부 가이드 구멍을 구비하고, 상기 상부 가이드 플레이트 및 상기 하부 가이드 플레이트의 사이에 구비되는 중간부 가이드 플레이트를 포함하고,복수개의 프로브가 상기 상부 가이드 구멍, 상기 중간부 가이드 구멍 및 상기 하부 가이드 구멍을 순차적으로 관통하며,상기 중간부 가이드 플레이트는 양극산화막 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는, 프로브 카드의 프로브 헤드가 제공될 수 있다.
또한, 상기 중간부 가이드 플레이트의 상부 또는 하부에 필름이 구비되고, 상기 필름은 상기 상부 가이드 구멍, 상기 하부 가이드 구멍, 및 상기 중간부 가이드 구멍과 동일한 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는, 프로브 카드의 프로브 헤드가 제공될 수 있다.
또한, 상기 필름은 리소그래피가 가능한 감광성 필름인 것을 특징으로 하는, 프로브 카드의 프로브 헤드가 제공될 수 있다.
또한, 상기 중간부 가이드 플레이트는 복수개의 단위 양극산화막 시트가 적층되어 구성되는 것을 특징으로 하는, 프로브 카드의 프로브 헤드가 제공될 수 있다.
또한, 적층되어 구성되는 각각의 중간부 가이드 플레이트는 상기 필름을 통해 서로 접착되는 것을 특징으로 하는, 프로브 카드의 프로브 헤드가 제공될 수 있다.
또한, 상기 중간부 가이드 플레이트의 상, 하부 표면 중 적어도 어느 하나는 금속을 양극 산화하여 형성되어 규칙적으로 배열된 기공홀의 일단을 폐쇄하는 배리어층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 프로브 카드의 프로브 헤드가 제공될 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 복수개의 프로브와 전기적으로 연결되는 프로브 접속 패드를 구비하는 공간변환기; 및 상기 공간변환기의 하부에 구비되는 프로브 헤드를 포함하고, 상기 프로브 헤드는, 상부 가이드 구멍을 구비하는 상부 가이드 플레이트; 하부 가이드 구멍을 구비하는 하부 가이드 플레이트; 및 상기 상부 가이드 플레이트와 상기 하부 가이드 플레이트의 사이에 구비되고, 양극산화막 재질로 구성된 중간부 가이드 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 프로브 카드가 제공될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 프로브 헤드 및 이를 포함하는 프로브 카드는, 프로브가 관통하는 가이드 구멍의 형성이 용이할 수 있다.
또한, 프로브의 삽입이 용이할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 프로브 카드를 개략적으로 도시한 도.
도 2는 본 발명을 구성하는 프로브 헤드의 상면도.
도 3은 도 2의 A-A'를 따라 절단한 면을 바라보고 도시한 사시도.
도 4는 도 1의 프로브 헤드를 도시한 도.
도 5는 도 1의 중간부 가이드 플레이트의 제조 방법을 보여주는 도.
도 6는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 프로브 카드의 프로브 헤드를 보여주는 도.
도 7은 도 6의 변형된 모습을 보여주는 도.
이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시 도인 단면도 및/또는 사시도들을 참고하여 설명될 것이다. 이러한 도면들에 도시된 부재들 및 영역들의 두께 및 폭 등은 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다.
또한, 도면에 도시된 홀의 개수는 예시적으로 일부만을 도면에 도시한 것이다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다.
다양한 실시 예들을 설명함에 있어서, 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 실시 예가 다르더라도 편의상 동일한 명칭 및 동일한 참조 번호를 부여하기로 한다. 또한, 이미 다른 실시 예에서 설명된 구성 및 작동에 대해서는 편의상 생략하기로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 프로브 카드(100)를 개략적으로 도시한 도이다. 이 경우, 설명의 편의상 복수개의 프로브(80)의 개수 및 크기는 과장되게 도시된다.
프로브 카드(100)는 프로브(80)를 공간변환기(ST)에 설치하는 구조 및 프로브(80)의 구조에 따라 수직형 프로브 카드(VERTICAL TYPE PROBE CARD), 컨틸레버형 프로브 카드(CANTILEVER TYPE PROBE CARD), 멤스 프로브 카드(MEMS PROBE CARD(100)로 구분될 수 있다. 본 발명에서는 하나의 예로서 수직형 프로브 카드(100)를 도시하여 공간변환기(ST)와 주변 다른 부품간의 결합 구조를 설명한다. 본 발명의 공간변환기(ST)와 주변 다른 부품간의 결합 구조가 구현되는 프로브 카드의 종류는 이에 한정되지 않으며 멤스 프로브 카드 및 컨틸레버형 프로브 카드에 구현될 수도 있다.
도 1은 웨이퍼(W)의 전극패드(WP)가 접촉된 상태를 도시한 도이다. 반도체 소자의 전기적 특성 시험은 배선 기판상에 다수의 프로브(80)를 형성한 프로브 카드(100)에 반도체 웨이퍼(W)를 접근해 각 프로브(80)를 반도체 웨이퍼(W)상의 대응하는 전극 패드(WP)에 접촉시킴으로써 수행된다. 프로브(80)가 전극 패드(WP)에 접촉되는 위치까지 도달한 다음, 프로브 카드(100) 측으로 웨이퍼(W)를 소정높이 추가 상승시킬 수 있다. 이와 같은 과정이 오버 드라이브일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 프로브 카드(100)는 양극산화막(101) 재질로 구성되고, 수직 배선부(2)와, 수직 배선부(2)와 연결되도록 구비되는 수평 배선부(3) 및 복수개의 프로브(80)와 전기적으로 연결되는 프로브 접속 패드(130)를 포함하는 공간변환기(ST) 및 일단(150a)이 공간변환기(ST)의 표면에 고정되고 타단(150b)이 공간변환기(ST)의 상측에 구비되는 회로 기판(160)에 결합되는 결합부재(150)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 결합부재(150)는 볼트로 제공될 수 있으나, 결합부재(150)는 이에 한정되지 않는다.
도 1에 도시된 바와 같이, 공간변환기(ST)는 상측에 회로 기판(160)이 구비되고, 하측에 복수개의 프로브(80)가 구비되는 프로브 헤드(1)가 구비될 수 있다. 다시 말해, 공간변환기(ST)는 회로 기판(160)과 프로브 헤드(1) 사이에 위치할 수 있다. 이러한 공간변환기(ST)는 결합부재(150)에 의해 주변 부품에 결합될 수 있다.
위와 같은 구조로 결합부재(150)에 의해 회로 기판(160)에 결합된 공간변환기(ST)는 회로 기판(160)과 공간변환기(ST) 사이에 인터포저(interposer, 170)를 구비하여 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 공간변환기(ST)의 상부 표면에는 제1 인터포저 접속 패드(110)가 구비되고, 회로 기판(160)의 하부 표면에는 제2 인터포저 접속패드(120)가 구비될 수 있다. 따라서, 공간변환기(ST)와 회로 기판(160) 사이에 위치하는 인터포저(170)는 제1 인터포저 접속 패드(110) 및 제2 인터포저 접속패드(120)에 접합되어 공간변환기(ST)와 회로 기판(160)의 전기적인 연결을 수행할 수 있다.
공간변환기(ST)는 양극산화막(101) 재질로 구성될 수 있다. 양극산화막(101)은 모재인 금속을 양극 산화하여 형성된 막을 의미하고, 기공홀(101a)은 금속을 양극 산화하여 양극산화막(101)을 형성하는 과정에서 형성되는 구멍을 의미한다. 예를 들어, 모재인 금속이 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금인 경우, 모재를 양극 산화하면 모재의 표면(SF)에 양극산화알루미늄(Al2O3) 재질의 양극산화막(101)이 형성된다. 이와 같이 형성되는 양극산화막(101)은 내부에 기공홀(101a)이 형성되지 않은 배리어층(BL)과, 내부에 기공홀(101a)이 형성된 다공층(PL)으로 구분된다. 배리어층(BL)은 모재의 상부에 위치하고, 다공층(PL)은 배리어층(BL)의 상부에 위치한다. 이처럼 배리어층(BL)과 다공층(PL)을 갖는 양극산화막(101)이 표면(SF)에 형성된 모재에서, 모재를 제거하게 되면, 양극산화알루미늄(Al2O3) 재질의 양극산화막(101)만이 남게 된다. 양극산화막(101)은, 지름은 균일하고 수직한 형태로 형성되면서 규칙적인 배열을 갖는 기공홀(101a)을 갖게 된다. 이 경우, 배리어층(BL)을 제거하면, 기공홀(101a)이 상, 하로 수직하게 관통된 구조가 형성된다.
양극산화막(101)은 2~3ppm/℃의 열팽창 계수를 갖는다. 이로 인해 온도에 의한 변형이 적다는 이점이 있다.
본 발명은 이러한 양극산화막(101) 재질로 공간변환기(ST)를 구성함으로써 고온의 환경에서 열변형이 적은 공간변환기(ST)를 구현할 수 있다.
공간변환기(ST)의 하부에는 프로브 헤드(1)가 구비된다. 프로브 헤드(1)는 제1, 2플레이트(10, 20)와 상, 중, 하부 가이드 플레이트(40, 50, 60)를 포함하는 가이드 플레이트(GP), 복수개의 프로브(80) 및 상, 중, 하부 보강 플레이트(710, 720, 730)를 포함하는 보강 플레이트(RP)를 포함하여 구성될 수 있다. 프로브 헤드(1)는 하나의 예로서 볼트 체결에 의해 결합될 수 있다. 다만, 이는 하나의 예로서 설명되는 결합 수단이므로 결합 수단을 생략하고 도시한다.
프로브 헤드(1)는 프로브(80)를 지지하는 것으로서, 제1 플레이트(10)의 하부에 제2 플레이트(20)가 구비되는 구조로 형성될 수 있다. 구체적으로, 제1 플레이트(10)는 상부 가이드 플레이트(40) 및 상부 보강 플레이트(710)를 구비하기 위한 상부 안착 영역(15)을 포함할 수 있고, 제2 플레이트(20)는 하부 가이드 플레이트(50) 및 하부 보강 플레이트(720)를 구비하기 위한 하부 안착 영역(25)와, 중간부 가이드 플레이트(60) 및 중간 보강 플레이트(730)를 구비하기 위한 중간부 안착 영역(26)을 포함할 수 있다.
프로브(80)는 상부 가이드 플레이트(40), 하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60)를 관통하여 웨이퍼(W) 측에 제공될 수 있다. 이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 프로브 헤드(1)의 구성에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 2은 본 발명을 구성하는 프로브 헤드의 상면도이며, 도 3는 도 2의 A-A'를 따라 절단한 면을 바라보고 도시한 사시도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 플레이트(10)와 제2 플레이트(20)는 대응되는 형상으로 구비될 수 있으며, 제1 플레이트(10)의 하부에 제2 플레이트(20)가 구비될 수 있다.
제1 플레이트(10)에는 상부 결합홀(12) 및 제1 가이드 핀 삽입홀(13)이 제공될 수 있다. 또한, 제2 플레이트(20)에는 상부 결합홀(12) 및 제1 가이드 핀 삽입홀(13)에 대응하는 위치에 상부 결합홀(12) 및 제1 가이드 핀 삽입홀(13)의 크기에 대응하는 하부 결합홀(미도시) 및 제2 가이드 핀 삽입홀(미도시)이 제공될 수 있다.
상부 결합홀(12) 및 하부 결합홀에는 결합 수단이 구비될 수 있고, 제1 가이드 핀 삽입홀(13) 및 제2 가이드 핀 삽입홀에는 가이드 핀이 제공될 수 있다. 이때, 결합 수단은 제1 플레이트(10)와 제2 플레이트(20)를 결합하기 위한 수단을 의미하고, 가이드 핀은 제1 플레이트(10)와 제2 플레이트(20)의 얼라인을 맞추기 위한 보조 수단을 의미한다. 결합 수단은 하나의 예로서 볼트로 제공될 수 있다.
구체적으로, 가이드 핀이 제1 가이드 핀 삽입홀(13)과 제2 가이드 핀 삽입홀을 순차적으로 관통하여 제1 플레이트(10)와 제2 플레이트(20)의 얼라인을 맞춘 후, 결합 수단이 상부 결합홀(12)과 하부 결합홀을 순차적으로 관통하여 제1 플레이트(10)와 제2 플레이트(20)를 결합할 수 있다. 이때, 가이드 핀은 상부 결합홀(12) 및 하부 결합홀을 통한 볼트 결합 전에 제거될 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 제1 플레이트(10)의 상부 결합홀(12) 및 제1 가이드 핀 삽입홀(13)의 형상 및 개수는 하나의 예로서 도시된 것이므로 위치, 형상 및 개수는 이에 한정되지 않는다.
제1 플레이트(10)에는 상부 안착 영역(15)이 형성되고, 제2 플레이트(20)에는 하부 안착 영역(25) 및 중간부 안착 영역(26)이 형성된다. 이때, 상부 안착 영역(15)은 제1 플레이트(10)의 상측에 형성될 수 있고, 중간부 안착 영역(26)은 제2 플레이트(20)의 상측에 형성될 수 있으며, 하부 안착 영역(25)은 제2 플레이트(20)의 하측에 형성될 수 있다. 또한, 상부 안착 영역(15)과 하부 안착 영역(25) 및 중간부 안착 영역(26)은 동일한 크기 및 형상으로 구비될 수 있다.
제1 플레이트(10)와 제2 플레이트(20)가 결합된 후, 하부 안착 영역(25) 및 중간부 안착 영역(26)은 동일한 수직 선상에 위치할 수 있으나, 상부 안착 영역(15)은 하부 안착 영역(25) 및 중간부 안착 영역(26)과 동일하지 않은 수직 선상에 위치할 수 있다.
제1 플레이트(10) 및 제2 플레이트(20)에는 복수의 가이드 플레이트(GP) 및 보강 플레이트(RP)가 구비된다. 구체적으로, 가이드 플레이트(GP) 및 보강 플레이트(RP)는 상부 안착 영역(15)과 하부 안착 영역(25) 및 중간부 안착 영역(26)에 구비될 수 있다. 따라서, 가이드 플레이트(GP) 및 보강 플레이트(RP)는 상부 안착 영역(15), 하부 안착 영역(25) 및 중간부 안착 영역(26) 보다 작은 크기로 형성될 수 있다.
가이드 플레이트(GP)는 상부 가이드 플레이트(40)와 하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60)를 포함한다. 상부 가이드 플레이트(40)와 하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60)는 서로 대응되는 형태로 형성될 수 있고, 동일한 구성(예를 들어, 복수개의 프로브(80)가 삽입되는 가이드 구멍(GH))을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 구비되는 프로브 헤드(1)의 경우, 이와 같은 구조에 의하여 취급이 용이할 수 있다. 구체적으로, 가이드 구멍(GH)에 먼저 삽입되는 프로브(80)의 일단이 프로브(80)의 선단일 경우, 상부 가이드 플레이트(40)와 하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60)는 복수개의 프로브(80)의 선단을 안내하는 구성일 수 있다. 즉, 상부 가이드 플레이트(40)와 하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60)는 프로브 카드(100)의 프로빙 영역을 형성하는 구성일 수 있다. 이에 따라, 프로브 헤드(1)의 전체 면적을 형성하는 제1 플레이트(10)와 제2 플레이트(20) 중 상부 가이드 플레이트(40)와 하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60)가 구비되는 면적이 프로빙 영역일 수 있다.
본 발명을 구성하는 프로브 헤드(1)의 상부 가이드 플레이트(40)와 하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60)는 제1 플레이트(10)와 제2 플레이트(20)의 면적보다 작은 면적으로 구비되므로 프로빙 영역이 직접적으로 파손되거나 손상되는 문제가 최소화될 수 있다. 따라서, 프로브 카드(100)의 취급이 용이할 수 있다.
본 발명을 구성하는 프로브 헤드(1)와 달리, 프로빙 영역을 형성하는 상부 가이드 플레이트(40)와 하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60)가 프로브 헤드(1)의 전체 면적으로 형성될 경우, 복수개의 프로브(80)가 구비되어 실질적인 프로빙 과정을 수행하는 프로빙 영역 외에 불필요한 영역이 프로빙 영역에 포함되어 프로브 헤드(1)의 전체 면적을 형성할 수 있다.
이와 같은 구조는 프로브 헤드(1)의 일부가 파손되더라도 프로빙 영역이 파손되는 것이므로 취급이 어려워지는 문제가 발생할 수 있다. 하지만, 본 발명을 구성하는 프로브 헤드(1)는 프로빙 영역을 형성하는 상부 가이드 플레이트(40)와 하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60)가 프로브 헤드(1)의 전체 면적을 형성하는 제1 플레이트(10) 및 제2 플레이트(20) 보다 작은 면적으로 구비됨으로써 파손의 위험도를 낮추고 용이한 취급이 가능하게 할 수 있다.
또한, 본 발명을 구성하는 프로브 헤드(1)는 상부 가이드 플레이트(40)와 하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60)가 프로브 헤드(1)의 전체 면적을 형성하는 제1 플레이트(10)와 제2 플레이트(20) 보다 작은 면적으로 구비됨으로써, 상부 가이드 플레이트(40)와 하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60)가 프로브 헤드(1)의 전체 면적을 형성하는 구조보다 상대적으로 균일한 평탄도를 형성할 수 있다.
상부 가이드 플레이트(40)와 하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60)가 프로브 헤드(1)의 전체 면적을 형성할 경우, 큰 면적으로 인해 평탄도를 균일하게 하기가 어렵다. 프로브(80)가 삽입되는 가이드 구멍이 형성되는 상부 가이드 플레이트(40)와 하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60)의 평탄도가 균일하지 않을 경우, 프로브(80)의 위치가 변화하여 웨이퍼 패턴 검사의 오류가 발생할 수 있다. 하지만, 본 발명을 구성하는 프로브 헤드(1)는 프로브(80)가 삽입되는 상부 가이드 플레이트(40)와 하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60)의 면적이 프로브 헤드(1)의 면적보다 작은 면적이므로 평탄도를 균일하게 형성하기 유리할 수 있다.
프로브 헤드(1)를 구성하는 제1 플레이트(10)는 프로브(80)의 선단을 안내하는 기능을 수행하는 상부 가이드 플레이트(40)를 상면에서 지지하는 기능을 수행할 수 있다. 제1 플레이트(10)는 상부 가이드 플레이트(40)보다 큰 면적으로 구비되어 상면의 적어도 일부 영역에서 상부 가이드 플레이트(40)를 지지할 수 있다.
제1 플레이트(10)에는 상부 가이드 플레이트(40)를 구비하기 위한 상부 안착 영역(15)이 구비될 수 있다. 상부 안착 영역(15)은 제1 플레이트(10)의 상면에서 오목한 홈으로 구성될 수 있다. 다만, 상부 안착 영역(15)의 오목한 홈 형상은 하나의 예로서 도시된 것이므로 그 구성의 형상에 대한 한정은 없다. 따라서, 상부 안착 영역(15)은 제1 플레이트(10)의 상면에서 상부 가이드 플레이트(40)를 보다 안정적으로 구비할 수 있는 적합한 형태로 구비될 수 있다.
제1 플레이트(10)에는 제1 관통홀(11)이 구비될 수 있다. 제1 관통홀(11)은 상부 가이드 플레이트(40)의 상부 가이드 구멍(43)을 통해 삽입된 복수개의 프로브(80)를 위치시키기 위해 구비될 수 있다. 따라서, 제1 관통홀(11)은 상부 가이드 플레이트(40)의 상부 가이드 구멍(43)이 구비되는 위치와 대응되는 위치에 구비되어 복수개의 프로브(80)가 위치하되, 복수개의 프로브(80)의 탄성 변형을 고려하여 이를 수용할 수 있는 내경으로 형성될 수 있다.
제1 플레이트(10)의 하부에는 제2 플레이트(20)가 결합될 수 있다. 제2 플레이트(20)는 프로브(80)의 선단을 안내하는 기능을 수행하는 하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60)를 지지하는 기능을 할 수 있다. 구체적으로, 제2 플레이트(20)는 상면에서 중간부 가이드 플레이트(60)를 지지하고, 하면에서 하부 가이드 플레이트(50)를 지지하는 기능을 수행할 수 있다. 이 경우, 제2 플레이트(20)는 제1 플레이트(10)와 대응되는 면적으로 구비될 수 있다. 따라서, 제2 플레이트(20)는 상면의 적어도 일부 영역 및 하면의 적어도 일부 영역에서 하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60)를 지지할 수 있다.
제2 플레이트(20)의 하면에는 하부 가이드 플레이트(50)를 안착시키기 위한 하부 안착 영역(25)이 구비될 수 있고, 상면에는 중간부 가이드 플레이트(60)를 안착시키기 위한 중간부 안착 영역(26)이 구비될 수 있다.
제2 플레이트(20)의 하면에 구비된 하부 안착 영역(25)에는 하부 가이드 플레이트(50)가 구비될 수 있고, 제2 플레이트(20)의 상면에 구비된 중간부 안착 영역(26)에는 중간부 가이드 플레이트(60)가 구비될 수 있다. 이 경우, 하부 안착 영역(25) 및 중간부 안착 영역(26)은 제2 플레이트(20)의 상면 및 하면에서 오목한 홈으로 형성될 수 있다. 다만, 이는 하나의 예로서 도시된 것이므로 하부 안착 영역(25) 및 중간부 안착 영역(26)의 형상은 이에 한정되지 않는다.
하부 안착 영역(25) 및 중간부 안착 영역(26)은 제2 플레이트(20)의 중심을 기준으로 서로 반전되는 위치에 구비될 수 있다. 따라서, 하부 가이드 플레이트(50)와 중간부 가이드 플레이트(60)도 제2 플레이트(20)의 중심을 기준으로 서로 반전되는 위치에 구비될 수 있다. 다만, 하부 안착 영역(25)과 중간부 안착 영역(26)의 서로 반전되는 형태는 하나의 예로서 도시된 형태이므로 하부 안착 영역(25)과 중간부 안착 영역(26)의 형태는 이에 한정되지 않는다.
제2 플레이트(20)에는 제1 플레이트(10)의 제1 관통홀(11)과 대응하여 제2 관통홀(21)이 구비될 수 있다. 이로 인해, 제1 관통홀(11)에 위치하는 프로브(80)가 제2 관통홀(21)에도 위치할 수 있게 된다.
제2 관통홀(21)은 제1 관통홀(11)의 내경과 동일한 내경으로 형성될 수 있다. 그러나, 제1 관통홀(11) 및 제2 관통홀(21)의 내경의 크기는 한정되지 않으며, 제2 관통홀(21)은 제1 관통홀(11)과 대응되면서 제1 관통홀(11)보다 작은 내경으로 형성되되, 제1 관통홀(11)에 위치하는 복수개의 프로브(80)가 탄성 변형될 경우 이를 수용할 수 있는 여유 공간을 확보할 수 있는 내경으로 형성될 수 있다. 또는, 제2 관통홀(21)이 제1 관통홀(11)과 대응되는 위치에 제1 관통홀(11)보다 큰 내경으로 형성될 수도 있다.
상부 가이드 플레이트(40)의 상부 가이드 구멍(43)으로 삽입되어 중간부 가이드 플레이트(60)의 중간부 가이드 구멍(63)을 거쳐 하부 가이드 플레이트(50)의 하부 가이드 구멍(53)으로 삽입되는 복수개의 프로브(80)에 의해 제1 관통홀(11) 및 제2 관통홀(21)의 내부에는 복수개의 프로브(80)가 위치할 수 있다. 따라서, 프로브 헤드(1)는 제1 플레이트(10)에 구비된 제1 관통홀(11)과, 제1 관통홀(11)에 대응하여 제2 플레이트(20)에 구비된 제2 관통홀(21)을 포함하여 구성되어 제1 관통홀(11) 및 제2 관통홀(21) 내부에 복수개의 프로브(80)가 위치하는 형태일 수 있다.
상부 가이드 플레이트(40), 하부 가이드 플레이트(50), 및 중간부 가이드 플레이트(60) 중 적어도 하나는 양극산화막(101) 재질로 구성될 수 있다. 따라서, 본 발명을 구성하는 공간변환기(ST) 및 복수개의 프로브(80)가 삽입되는 가이드 구멍(GH)이 형성되어 실질적인 프로빙 영역을 형성하는 상부 가이드 플레이트(40), 하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60)는 동일한 양극산화막(101) 재질로 구성될 수 있다.
프로브 카드(100)는 웨이퍼를 구성하고 있는 각각의 칩의 전기적 특성을 검사하는 EDS(Electronic Die Sorting) 공정을 수행할 수 있다. EDS공정의 경우 고온의 환경에서 수행될 수 있다. 따라서, 프로브 카드(100)의 전체적인 온도가 상승하면서 상부 가이드 플레이트(40), 하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60)가 열팽창할 수 있다. 이 때, 상부 가이드 플레이트(40), 하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60) 중 적어도 하나가 양극산화막(101) 재질로 구성될 경우, 쉽게 열변형되지 않을 수 있다.
상부 가이드 플레이트(40), 하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60)는 투명한 양극산화막(101) 재질로 구성됨으로써 상부 가이드 구멍(43), 하부 가이드 구멍(53), 및 중간부 가이드 구멍(63)의 위치 정밀도가 낮아지는 문제를 방지할 수 있다.
양극산화막(101) 재질의 상부 가이드 플레이트(40), 하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60)는 에칭 공정에 의해 상부 가이드 구멍(43), 하부 가이드 구멍(53) 및 중간부 가이드 구멍(63)이 형성될 수 있다. 양극산화막(101) 재질의 경우 에칭 공정으로 상부 가이드 구멍(43), 하부 가이드 구멍(53) 및 중간부 가이드 구멍(63)을 수직하게 형성할 수 있으므로, 이로 인해, 상부 가이드 구멍(43), 하부 가이드 구멍(53), 및 중간부 가이드 구멍(63)의 미세화 및 협피치화가 가능할 수 있다.
본 발명의 프로브 카드(100)는 프로브 접속 패드(130)를 구비하는 공간변환기(ST) 및 공간변환기(ST)의 하측에 구비되되 프로브(80)가 구비되는 상부 가이드 플레이트(40), 하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60)를 동일한 양극산화막(101) 재질로 구성함으로써 열변형으로 인해 프로브 접속 패드(130)와, 프로브 접속 패드(130)와 접촉되는 프로브(80)의 얼라인이 틀어지는 문제를 방지할 수 있다. 그 결과 오버 드라이브 되어 웨이퍼의 전기적 특성을 검사하는 수직형 프로브 카드(100)의 프로빙 신뢰도가 높아질 수 있다.
상부 가이드 플레이트(40), 하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60)의 적어도 일면에는 보강 플레이트(70, RP)가 구비될 수 있다. 본 발명에서는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 예로서 상부 가이드 플레이트(40)와 중간부 가이드 플레이트(60)의 하면 및 하부 가이드 플레이트(50)의 상면에 각각 보강 플레이트(RP)가 구비될 수 있다. 이로 인해, 상부 가이드 플레이트(40), 하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60)의 기계적 강도가 향상될 수 있다.
상부 가이드 플레이트(40), 하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60)의 적어도 일면에 보강 플레이트(RP)가 구비될 경우, 보강 플레이트(RP)는 상부 가이드 플레이트(40)의 일면에 결합되는 상부 보강 플레이트(710)와, 하부 가이드 플레이트(50)의 일면에 결합되는 하부 보강 플레이트(720) 및 중간부 가이드 플레이트(60)의 일면에 결합되는 중간 보강 플레이트(730)로 구성될 수 있다.
따라서, 상부 가이드 플레이트(40)에는 상부 가이드 플레이트(40)의 일면에 구비되는 상부 보강 플레이트(710)와 가이드 핀을 이용하여 얼라인을 맞추기 위한 상부 가이드 핀 삽입홀(41)이 구비될 수 있다. 또한, 상부 가이드 플레이트(40)에는 상부 보강 플레이트(710)와 제1 플레이트(10)를 결합하기 위한 결합 수단이 삽입되는 상부 메인 볼트 체결홀(42)이 구비될 수 있다.
하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60)는 상부 가이드 플레이트(40)와 대응되는 형상으로 구성되므로 동일한 위치에 동일한 형상으로 동일한 기능을 수행하는 가이드 핀 삽입홀 및 메인 볼트 체결홀이 구비될 수 있다.
보강 플레이트(70, RP)의 경우, 상부 가이드 플레이트(40), 하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60)를 지지하는 기능을 수행할 수 있으므로 바람직하게는 기계적 강도가 높은 재질로 구성될 수 있다. 구체적으로, 보강 플레이트(RP)는 Si3N4 재질로 구성될 수 있다. 또한, 보강 플레이트(RP)는 세라믹 재질로 구성될 수 있다.
보강 플레이트(RP)와 상부 가이드 플레이트(40), 하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60)는 본딩 결합 또는 몰딩 결합에 의해 결합될 수 있다.
이와 같은 구조에 의해 양극산화막(101) 재질의 상부 가이드 플레이트(40), 하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60)에 상부 가이드 구멍(43), 하부 가이드 구멍(53) 및 중간부 가이드 구멍(63)의 미세화 및 협피치화를 구현하면서 기계적 강도 측면에서도 장점을 가질 수 있다.
얇은 두께의 양극산화막(101) 재질은 상부 가이드 구멍(43), 하부 가이드 구멍(53) 및 중간부 가이드 구멍(63)을 수직하게 형성하는데에 보다 효율적일 수 있다. 또한, 양극산화막(101) 재질은 상부 가이드 구멍(43), 하부 가이드 구멍(53), 중간부 가이드 구멍(63)의 미세화 및 협피치화를 구현하기에 적합한 재질일 수 있다. 프로브 헤드(1)는 이러한 양극산화막(101) 재질로 상부 가이드 플레이트(40), 하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60) 중 적어도 하나를 구비하고, 상부 가이드 플레이트(40), 하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60)의 일면에 보강 플레이트(710, 720, 730)를 결합하는 구조를 형성함으로써 미세화된 프로브(80)를 협피치로 구비하는 것을 가능하게 할 수 있다. 이와 동시에 프로브 카드(100)는 휨 변형이 방지된 우수한 내구성을 가질 수 있게 된다.
도 4은 도 1의 프로브 헤드를 도시한 도이다. 구체적으로, 도 4(a)는 탄성 변형이 일어나기 전의 프로브(80)를 포함하여 도시한 도이고, 도 4(b)는 탄성 변형이 일어난 후의 프로브(80)를 포함하여 도시한 도이다.
도 4를 참조하면, 프로브(80)는 상부 가이드 플레이트(40)와 하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60)를 수직하게 관통할 수 있다. 이때, 프로브(80)는 변형이 일어나지 않은 수직한 형태로 제공될 수 있다.
구체적으로, 프로브(80)는 상부 가이드 플레이트(40)의 상부 가이드 구멍(43)을 관통한 후, 중간부 가이드 플레이트(60)의 중간부 가이드 구멍(63)의 관통하며, 중간부 가이드 구멍(63)을 관통한 후 하부 가이드 플레이트(50)의 하부 가이드 구멍(53)을 관통할 수 있다. 이에 따라, 프로브(80)의 선단이 제2 플레이트(20)의 하측에 제공될 수 있다.
상부 가이드 플레이트(40)와 중간부 가이드 플레이트(60)는 투명 재질로 형성될 수 있다. 구체적으로, 프로브(80)는 상부 가이드 플레이트(40)와 중간부 가이드 플레이트(60) 및 하부 가이드 플레이트(50)를 순차적으로 관통할 수 있다. 이때, 사용자는 투명 재질로 형성된 상부 가이드 플레이트(40) 및 중간부 가이드 플레이트(60)를 통해 중간부 가이드 구멍(63) 및 하부 가이드 구멍(53)을 보다 정확하게 식별할 수 있다. 즉, 프로브(80)의 삽입이 용이한 효과를 가질 수 있다.
프로브(80)가 상부 가이드 플레이트(40), 하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60)를 관통한 뒤, 제1 플레이트(10)는 수평적으로 상대 이동된다.
도 4(a)에 도시된 바와 같이, 제1 플레이트(10)와 제2 플레이트(20)의 얼라인을 맞추면, 상부 가이드 플레이트(40), 하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60)는 동일한 수직 선상에 위치할 수 있다. 이에 따라, 상부 가이드 구멍(43)과 하부 가이드 구멍(53) 및 중간부 가이드 구멍(63)이 동일 수직 선상에 위치하게 되고, 프로브(80)는 수직하게 상부 가이드 구멍(43)과 중간부 가이드 구멍(63) 및 하부 가이드 구멍(53)을 수직하게 관통할 수 있다.
프로브(80)의 삽입이 완료되면, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 제1 플레이트(10)가 수평적으로(화살표 방향) 이동될 수 있다. 이때, 제1 플레이트(10)는 가이드 핀이 제거된 후 이동될 수 있다.
제1 플레이트(10)가 일측으로 이동되면, 상부 가이드 구멍(43)의 위치 또한 변경되고, 상부 가이드 구멍(43)의 위치 이동에 따라 프로브(80)에는 탄성 변형이 일어날 수 있다. 즉, 상부 가이드 구멍(43)을 관통한 프로브(80)의 상측은 제1 플레이트(10)의 이동 방향에 따라 변형이 일어나게 되고, 중간부 가이드 구멍(63) 및 하부 가이드 구멍(53)을 관통한 프로브(80)의 중심측 및 하측은 수직 상태가 유지될 수 있다. 따라서, 제1 플레이트(10)가 이동되면, 도 4(b)와 같이 프로브(80)의 탄성 변형 구조가 구현될 수 있다.
도 5는 도 1의 중간부 가이드 플레이트의 제조 방법을 보여주는 도이다. 도 5에 도시된 가이드 플레이트(GP)는 상부 가이드 플레이트(40), 하부 가이드 플레이트(50) 및 중간부 가이드 플레이트(60) 중 적어도 어느 하나일 수 있고, 이하에서는 하나의 예로서 중간부 가이드 플레이트(60)인 것으로 설명한다. 도 5에서는 설명의 편의상 중간부 가이드 구멍(63)을 구비하는 중간부 가이드 플레이트(60)의 일부가 확대되어 개략적으로 도시된다.
도 5(a)에 도시된 바와 같이, 기공홀(101a)이 포함된 양극산화막(101)이 구비될 수 있다. 그런 다음 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 양극산화막(101)의 하부에 필름(5)이 구비될 수 있다. 이때, 양극산화막(101)은 배리어층(BL)이 제거되지 않은 상태로 구비될 수 있으며, 필름(5)이 구비되지 않은 양극산화막(101)의 상부 표면(180)에 배리어층(BL)이 구비될 수 있다. 즉, 배리어층(BL)과 필름(5)의 사이에 다공층(PL)이 구비될 수 있다. 중간부 가이드 플레이트(60)의 상부 표면(180)이 배리어층(BL)으로 형성됨에 따라, 파티클이 기공홀(101a)을 통해 중간부 가이드 플레이트(60)의 내부로 유입되는 문제가 방지될 수 있다. 또한, 프로브(80)의 삽입 과정에 있어서 프로브(80) 선단이 가장 먼저 삽입되는 가이드 플레이트(GP)의 개구 내벽이 밀도가 높은 배리어층(BL)으로 구성되어 내구성이 높을 수 있다. 이로 인해 프로브(80)의 삽입과 동시에 발생할 수 있는 가이드 구멍(GH)의 개구의 내벽 마모를 방지할 수 있다. 그 결과 가이드 구멍(GH)의 개구의 내벽 마모로 인한 파티클 발생 문제를 최소화할 수 있다.
필름(5)은 감광성 재료로 구비될 수 있으며, 바람직하게는, 필름(5)이 리소그래피가 가능한 감광성 필름일 수 있다. 또한, 필름(5)은 접착이 가능한 소재일 수 있으며, 이에 따라, 양극산화막(101)과 필름(5)은 별도의 접착 수단 없이 접착이 가능할 수 있다.
도 5(c)에 도시된 바와 같이, 필름(5)은 포토 공정에 의해 적어도 일부가 패터닝될 수 있다. 즉, 필름(5)에는 복수의 필름홀(5a)이 형성될 수 있다.
도 5(d)에 도시된 바와 같이, 양극산화막(101)은 패터닝 과정에 의해 제거된 영역인 필름홀(5a)을 통해 에칭 공정이 수행될 수 있다. 따라서, 양극산화막(101)은 이와 같은 에칭 공정에 의해 필름홀(5a)에 대응하는 복수의 중간부 가이드 구멍(63)을 형성할 수 있다. 즉, 중간부 가이드 구멍(63)은 필름홀(5a)과 동일한 크기의 홀일 수 있다.
중간부 가이드 구멍(63)이 형성된 중간부 가이드 플레이트(60)는 필름(5)이 제거된 후 제2 플레이트(20)에 구비될 수 있다. 그러나, 중간부 가이드 플레이트(60)는 이에 한정되지 않으며, 필름(5)이 구비된 채 제2 플레이트(20)에 제공될 수도 있다.
종래의 가이드 플레이트는 레이저 또는 드릴 가공 등의 기계적 가공을 통해 프로브의 삽입 구멍을 형성하였다. 따라서, 가이드 플레이트에 프로브의 삽입 구멍을 기계적 가공을 수행함으로써 잔류응력이 형성되어 프로브 카드 사용시 내구성이 저하되는 문제가 발생하였다. 또한, 레이저 또는 드릴 가공에 의해 형성된 구멍은 수직하지 않으므로, 프로브의 삽입에 어려움이 있었다. 이에 반해, 본 발명의 중간부 가이드 플레이트(60)는 에칭 공정에 의해 중간부 가이드 구멍(63)을 형성함으로써, 기계적 가공에 의해 발생하는 문제를 방지할 수 있으며, 내벽이 일직선 형태로 수직한 중간부 가이드 구멍(63)을 형성할 수 있다. 이에 따라, 프로브(80)의 삽입이 용이할 수 있다.
본 발명에서는 중간부 가이드 플레이트(60)의 제조 방법만 설명하였으나, 상부 가이드 플레이트(40) 및 하부 가이드 플레이트(50)가 양극산화막(101) 소재로 형성될 경우 동일한 과정을 통해 상부 가이드 구멍(43) 및 하부 가이드 구멍(53)이 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 프로브 카드의 프로브 헤드를 보여주는 도이고, 도 7은 도 6의 변형된 모습을 보여주는 도이다. 제2 실시 예는 제1 실시 예와 비교하여 가이드 플레이트의 형태에 차이가 있으므로, 차이점을 위주로 설명하며 동일한 부분에 대하여는 제1 실시 예의 설명과 도면 부호를 원용한다. 도 6 및 도 7에 도시된 가이드 플레이트(GP)는 상부 가이드 플레이트(40'), 하부 가이드 플레이트(50') 및 중간부 가이드 플레이트(60') 중 적어도 어느 하나일 수 있고, 이하에서는 하나의 예로서 중간부 가이드 플레이트(60')인 것으로 설명한다. 도 6 및 도 7에서는 설명의 편의상 중간부 가이드 구멍(63')을 구비하는 중간부 가이드 플레이트(60')의 일부가 확대되어 개략적으로 도시된다.
먼저, 도 6은 중간부 가이드 플레이트(60')가 2개의 단위 양극산화막 시트(200')로 구성될 경우의 적층 구조에 대해 도시한 도이다.
구체적으로, 중간부 가이드 플레이트(60')는 제1 단위 양극산화막 시트(201')와 제2 단위 양극산화막 시트(202')가 순차적으로 적층될 수 있다.
중간부 가이드 플레이트(60')는 하부 표면(190')을 형성하는 제1 단위 양극산화막 시트(201')가 다공층(PL)과, 다공층(PL)의 하부에 배리어층(BL)이 구비되는 양극산화막(101')으로 구성되어 구비될 수 있다. 또한, 중간부 가이드 플레이트(60)는 상부 표면(180')을 형성하는 제2 단위 양극산화막 시트(202')가 다공층(PL)과, 다공층(PL)의 상부에 배리어층(BL)이 구비되는 양극산화막(101')으로 구성되어 구비될 수 있다. 이때, 제1 단위 양극산화막 시트(201')와 제2 단위 양극산화막 시트(202')의 일측에는 필름(5')이 구비될 수 있다. 구체적으로, 필름(5')은 배리어층(BL)과 겹치지 않는 위치에 구비될 수 있으며, 이에 따라, 제1 단위 양극산화막 시트(201')의 상부와 제2 단위 양극산화막 시트(202')의 하부에 위치할 수 있다. 따라서, 제1 단위 양극산화막 시트(201')와 제2 단위 양극산화막 시트(202')가 적층될 경우, 제1 단위 양극산화막 시트(201')와 제2 단위 양극산화막 시트(202')의 사이에 필름(5')이 구비될 수 있다.
제1 단위 양극산화막 시트(201')와 제2 단위 양극산화막 시트(202')는 필름(5')에 의해 서로 접착될 수 있으며, 이에 따라, 제1 단위 양극산화막 시트(201')와 제2 단위 양극산화막 시트(202')는 별도의 접착 수단 없이 적층될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 중간부 가이드 플레이트(60')는 표면(SF)을 배리어층(BL)이 대칭되는 구조를 이루도록 구성되어 중간부 가이드 플레이트(60')의 상, 하면 밀도를 균일하게 할 수 있다. 구체적으로, 기공홀이 존재하지 않는 배리어층(BL)과, 규칙적으로 배열된 기공홀이 존재하는 다공층(PL)의 경우 밀도 차이가 존재할 수 있다. 따라서, 비대칭 구조를 갖는 하나의 단위 양극산화막 시트(200')만을 이용하여 중간부 가이드 플레이트(60)를 구비할 경우, 고온의 환경에서 휨 변형이 발생할 수 있다. 또한, 중간부 가이드 플레이트(60')에는 프로브(80)를 삽입하기 위한 중간부 가이드 구멍(63')이 형성될 수 있다. 그런데 중간부 가이드 플레이트(60')의 표면(SF)이 기공홀을 포함하는 다공층(PL)으로 구성될 경우, 미세한 파티클이 포집되어 가이드 구멍(GH)을 통한 프로브(80)의 삽입과 함께 배출되는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명은 프로브(80)를 삽입하는 가이드 구멍(GH)이 구비되는 상부 가이드 플레이트(40'), 하부 가이드 플레이트(50'), 및 중간부 가이드 플레이트(60') 중 적어도 어느 하나를 복수개의 단위 양극산화막 시트(200')로 적층하여 구성하되, 그 표면(SF)이 배리어층(BL)으로 대칭되는 구조로 이루어지도록 구비할 수 있다.
이로 인해, 상부 가이드 플레이트(40'), 하부 가이드 플레이트(50'), 및 중간부 가이드 플레이트(60')는 상, 하부 표면(180', 190')의 밀도가 균일하여 휨 변형이 발생하지 않을 수 있다.
도 7은 중간부 가이드 플레이트(60')가 3개의 단위 양극산화막 시트(200')로 구성될 경우의 적층 구조를 도시한 도이다.
구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 중간부 가이드 플레이트(60')는 하부 표면(190')을 형성하는 제1 단위 양극산화막 시트(201')가 다공층(PL)과, 다공층(PL)의 하부에 배리어층(BL)이 구비되는 양극산화막(101')으로 구성되어 구비될 수 있다. 또한, 상부 표면(180')을 형성하는 제3 단위 양극산화막 시트(203')가 다공층(PL)과, 다공층(PL)의 상부에 배리어층(BL)이 구비되는 양극산화막(101')으로 구성되어 구비될 수 있다. 그런 다음 도 7(a)에 도시된 바와 같이 배리어층(BL)을 포함하는 제2 단위 양극산화막 시트(202') 또는 도 7(b)에 도시된 바와 같이 배리어층(BL)이 제거된 다공층(PL)으로 구성된 제2 단위 양극산화막 시트(202')가 제1 단위 양극산화막 시트(201') 및 제3 단위 양극산화막 시트(203') 사이에 구비될 수 있다.
본 실시 예에서는 중간부 가이드 플레이트(60')가 2개 또는 3개의 적층 구조로 형성되는 것을 예로 설명하였으나, 중간부 가이드 플레이트(60')의 구조는 이에 한정되지 않는다. 하나의 예로, 중간부 가이드 플레이트(60')는 4개 이상의 적층 구조로 형성될 수 있다.
위와 같이 중간부 가이드 플레이트(60')가 적층 구조로 형성됨에 따라, 중간부 가이드 플레이트(60')의 강도가 높아질 수 있다. 즉, 중간부 가이드 플레이트(60')는 프로브(80)를 효과적으로 지지할 수 있다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 프로브 헤드 및 이를 포함하는 프로브 카드를 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합, 치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
1 : 프로브 헤드 10 : 제1 플레이트
100 : 프로브 카드 101 : 양극산화막
101a : 기공홀 11 : 제1 관통홀
110 : 제1 인터포저 접속 패드 12 : 상부 결합홀
120 : 제2 인터포저 접속패드 13 : 제1 가이드 핀 삽입홀
130 : 프로브 접속 패드 15 : 상부 안착 영역
150 : 결합부재 150a : 일단
150b : 타단 160 : 회로 기판
170 : 인터포저 180 : 상부 표면
190 : 하부 표면 2 : 수직 배선부
20 : 제2 플레이트 200' : 단위 양극산화막 시트
201' : 제1 단위 양극산화막 시트
202' : 제2 단위 양극산화막 시트
203' : 제3 단위 양극산화막 시트
21 : 제2 관통홀 25 : 하부 안착 영역
26 : 중간부 안착 영역 3 : 수평 배선부
40 : 상부 가이드 플레이트 41 : 상부 가이드 핀 삽입홀
42 : 상부 메인 볼트 체결홀 43 : 상부 가이드 구멍
5 : 필름 50 : 하부 가이드 플레이트
53 : 하부 가이드 구멍 5a : 필름홀
60 : 중간부 가이드 플레이트 63 : 중간부 가이드 구멍
70 : 보강 플레이트 710 : 상부 보강 플레이트
711 : 상부 절개홈 720 : 하부 보강 플레이트
721 : 하부 절개홈 730 : 중간 보강 플레이트
731 : 중간부 절개홈 80 : 프로브
BL : 배리어층 GH : 가이드 구멍
GP : 가이드 플레이트 PL : 다공층
RP : 보강 플레이트 SF : 표면
ST : 공간변환기 W : 웨이퍼
WP : 전극 패드

Claims (7)

  1. 상부 가이드 구멍을 구비하는 상부 가이드 플레이트;
    하부 가이드 구멍을 구비하는 하부 가이드 플레이트; 및
    중간부 가이드 구멍을 구비하고, 상기 상부 가이드 플레이트 및 상기 하부 가이드 플레이트의 사이에 구비되는 중간부 가이드 플레이트를 포함하고,
    복수개의 프로브가 상기 상부 가이드 구멍, 상기 중간부 가이드 구멍 및 상기 하부 가이드 구멍을 순차적으로 관통하며,
    상기 중간부 가이드 플레이트는 양극산화막 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 프로브 헤드.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 중간부 가이드 플레이트의 상부 또는 하부에 필름이 구비되고,
    상기 필름은 상기 상부 가이드 구멍, 상기 하부 가이드 구멍, 및 상기 중간부 가이드 구멍과 동일한 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 프로브 헤드.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 필름은 리소그래피가 가능한 감광성 필름인 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 프로브 헤드.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 중간부 가이드 플레이트는 복수개의 단위 양극산화막 시트가 적층되어 구성되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 프로브 헤드.
  5. 제4 항에 있어서,
    적층되어 구성되는 각각의 중간부 가이드 플레이트는 상기 필름을 통해 서로 접착되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 프로브 헤드.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 중간부 가이드 플레이트의 상, 하부 표면 중 적어도 어느 하나는 금속을 양극 산화하여 형성되어 규칙적으로 배열된 기공홀의 일단을 폐쇄하는 배리어층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 프로브 헤드.
  7. 복수개의 프로브와 전기적으로 연결되는 프로브 접속 패드를 구비하는 공간변환기; 및
    상기 공간변환기의 하부에 구비되는 프로브 헤드를 포함하고,
    상기 프로브 헤드는,
    상부 가이드 구멍을 구비하는 상부 가이드 플레이트;
    하부 가이드 구멍을 구비하는 하부 가이드 플레이트; 및
    상기 상부 가이드 플레이트와 상기 하부 가이드 플레이트의 사이에 구비되고, 양극산화막 재질로 구성된 중간부 가이드 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
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