KR20230107659A - 전자 소자의 프로브 헤드를 위한 콘택 프로브 - Google Patents

Abstract

피검 소자의 콘택 패드 상에 접할 수 있는 제1 콘택 말단부(20B) 및 테스트 장치의 PCB 보드의 콘택 패드 상에 접할 수 있는 제2 콘택 말단부(20A)를 가질 뿐만 아니라 상기 제1 및 제2 콘택 말단부들(20B, 20A) 사이에서 종방향(x)을 따라 연장된 막대형 프로브 바디(20C)를 갖는 콘택 프로브(20)가 여기에 설명된다. 적절하게는, 상기 콘택 프로브(20)는 상기 프로브 바디(20C)를 따라 그리고 적어도 하나의 콘택 말단부(20B, 20A)를 따라 연장된 적어도 하나의 개구(17, 17', 17")를 포함하는데, 제1 개구 부분(14, 14a, 14b)은 상기 프로브 바디(20C)에 적어도 한 쌍의 암들(13a, 13b, 13c)을 정의하고, 제2 개구 부분(16, 16a, 16b; 16')은 상기 적어도 하나의 콘택 말단부(20B, 20A)에 적어도 한 쌍의 말단 섹션들(15a, 15b, 15c; 15a', 15b')을 정의한다.

Description

전자 소자의 프로브 헤드를 위한 콘택 프로브

본 발명은, 그것의 더욱 일반적인 관점에서, 전자 소자의 프로브 헤드를 위한 콘택 프로브에 관한 것이며, 아래에서는 오직 그 설명의 단순화를 위한 목적으로 이 응용 분야를 참조하여 본 발명을 설명한다.

주지된 바와 같이, 프로브 헤드는 기본적으로 마이크로 구조, 특히 웨이퍼에 집적된 전자 소자의 다수의 콘택 패드들을 테스트 장치의 대응 채널들에 전기적으로 연결할 수 있는 디바이스인데, 상기 테스트 장치는 상기 전자 소자의 기능성 테스트, 특히 전기적 테스트를 수행하거나, 총칭하여 테스트를 수행한다.

집적 소자들에 대해 수행되는 상기 테스트는 생산 단계에서와 같이 빠른 단계에서 결함 소자를 검출하여 분리해내는데 특히 유용하다. 따라서, 프로브 헤드는 웨이퍼에 집적된 소자들을 절단하여 칩 격납 패키지 내에 조립하기 전에 이들에 대한 전기적 테스트를 위해 사용되는 것이 보통이다.

프로브 헤드는 많은 개수의 콘택 요소들 또는 콘택 프로브들을 일반적으로 포함하는데, 이들은 우수한 전기적 및 기계적 특성을 갖는 특수 합금 와이어로 형성되며 피검 소자의 다수의 대응 콘택 패드들 별로 적어도 하나의 콘택 부분을 구비한다.

"수직형 프로브 헤드"로 흔히 지칭되는 타입의 프로브 헤드는, 실질적으로 플레이트 형태이며 서로 평행한 적어도 한 쌍의 플레이트들 또는 가이드들에 의해 보유되는 다수의 콘택 프로브들을 포함한다. 상기 가이드들은 적절한 홀들을 구비하며 자유 공간 또는 에어 갭의 확보를 위해 일정 거리만큼 서로 떨어져 배치되는데, 상기 자유 공간 또는 에어 갭은 상기 콘택 프로브들의 이동 및 발생 가능한 변형을 위한 것으로서, 특히 피검 소자의 패드들과 콘택하는 동안의 이동 및 발생 가능한 변형을 위한 것이다. 상기 한 쌍의 가이드들은, 상기 프로브 헤드를 포함하는 테스트 장치에 더 가까이 위치하며 상부 가이드로 지칭되는 제1 가이드 및 피검 소자를 포함하는 웨이퍼에 더 가까이 위치하며 하부 가이드로 지칭되는 제2 가이드를 포함하는데, 이 가이드들 모두는 가이드 홀들을 각각 구비하고 있고, 우수한 전기적 및 기계적 특성을 갖는 특수 합금으로 보통 형성되는 콘택 프로브들이 상기 가이드 홀들 내에서 그 축방향으로 슬라이딩한다.

피검 소자 자체에 상기 프로브 헤드를 가압함으로써 상기 프로브 헤드의 콘택 프로브들과 상기 피검 소자의 콘택 패드들 간의 양호한 접속이 보장되는데, 상기 상부 및 하부 가이드들에 형성된 가이드 홀들 내에서 이동 가능한 상기 콘택 프로브들은 상기 가압 콘택 중에 상기 두 개의 가이드들 사이의 에어 갭 내에서 밴딩(bending)되며 상기 가이드 홀 내에서 슬라이딩하게 된다.

또한, 에어 갭에서의 상기 콘택 프로브들의 밴딩은 도 1에 개략적으로 예시된 바와 같이 상기 프로브들 자체 또는 상기 가이들의 적절한 형태 배열을 통해 구형될 수 있는데, 도 1에서는, 오직 예시의 단순화를 위해, 프로브 헤드에 흔히 포함되는 다수의 콘택 프로브들 중 오직 한 개의 콘택 프로브만이 예시되어 있고, 도 1에 예시된 프로브 헤드는 소위 "시프트된 플레이트들(shifted plates)" 타입이다.

특히, 도 1에는 하나의 상부 플레이트 또는 가이드(상부 다이)(2) 및 하부 플레이트 또는 가이드(하부 다이)(3)를 적어도 포함하는 프로브 헤드(10)가 개략적으로 예시되어 있는데, 상기 상부 가이드(2) 및 하부 가이드(3)는 상부 가이드 홀들(2A) 및 하부 가이드 홀들(3A)을 각각 갖고, 도면에 표시된 HH 축을 따른 길이 전개 방향으로 기본적으로 연장된 프로브 바디(1C)를 갖는 적어도 하나의 콘택 프로브(1)가 상기 상부 가이드 홀들(2A)과 상기 하부 가이드 홀들(3A)에서 슬라이딩한다. 다수의 콘택 프로브들(1)은 상기 길이 전개 방향이 피검 소자 및 가이드들에 직각이 되도록, 즉 도면의 국부적 참조를 사용하면 x축을 따라 실질적으로 수직으로 상기 프로브 헤드 내에 배치되는 것이 보통이다.

상기 콘택 프로브(1)는 적어도 하나의 말단 또는 콘택 팁(1A)을 갖는다. 여기서 그리고 아래에서, "말단" 또는 "팁"이란 용어는 말단부를 지칭하는데, 이것은 반드시 뾰족할 필요는 없다. 특히, 상기 콘택 팁(1A)은 피검 소자(4)의 콘택 패드(4A) 상에 접함으로써 상기 소자와 테스트 장치(미도시) 사이의 기계적 및 전기적 콘택을 실현하는데, 상기 프로브 헤드(10)는 상기 테스트 장치의 말단 구성이다.

어떤 경우에는, 상기 콘택 프로브들이 상기 상부 가이드에서 상기 프로브 헤드 자체에 움직이지 않게 고정된다: 이러한 프로브 헤드는 "차단형 프로브 헤드"로 지칭된다.

대안적으로, 움직이지 않게 고정되는 것이 아니라 테스트 장치의 보드에 접속된 상태로 유지되는 프로브들을 갖는 프로브 헤드가 사용된다: 이러한 프로브 헤드는 "비차단형 프로브 헤드"로 지칭된다. 보통, 비차단형 프로브 헤드는 상기 프로브 헤드와 상기 테스트 장치 사이에 개재되는 소위 "스페이스 트랜스포머(space transformer)"도 포함하는데, 이것은 그 위에 구현되어 있는 콘택 패드들이 피검 소자의 콘택 패드들에 대해 공간적으로 재분포될 수 있도록 하며, 특히, 상기 패드들 자체의 중심들 간의 거리 제약을 완화시킨다(즉, 인접 패드들의 중심들 간의 거리 면에서 공간 변환을 수반한다).

이 경우, 도 1에 예시된 바와 같이, 상기 콘택 프로브(1)는 상기 스페이스 트랜스포머(5)의 다수의 콘택 패드들(5A)을 향해 있는 콘택 헤드로 흔히 지칭되는 추가적 콘택 팁(1B)을 갖는다. 피검 소자(4)와의 콘택과 유사하게, 상기 콘택 프로브들(1)의 콘택 헤드(1B)를 상기 스페이스 트랜스포머(5)의 콘택 패드들(5A) 상에 가압함으로써 프로브들(1)과 스페이스 트랜스포머(5) 간의 양호한 전기적 콘택이 보장된다. 더 일반적으로, 상기 프로브들의 콘택 헤드들이 접하는 콘택 패드들은 프로브 헤드(10)와의 접속을 위해 사용되는 상기 테스트 장치의 PCB 인터페이스 보드와 같은 보드 상에 형성될 수 있는데, 앞에서 논의된 고려사항들이 상기 보드에도 적용된다.

이미 설명한 바와 같이, 상기 상부 가이드(2)와 상기 하부 가이드(3)는 에어 갭(6)에 의해 적절이 떨어져 있는데, 상기 에어 갭은 상기 프로브 헤드(10)가 작동하는 동안 상기 콘택 프로브들(1)이 변형될 수 있도록 하며, 상기 콘택 프로브들의 콘택 팁(1A) 및 콘택 헤드(1B)가 상기 피검 소자(4)의 콘택 패드들(4A) 및 상기 스페이스 트랜스포머(5) 또는 상기 테스트 장치의 보드의 콘택 패드들(5A)에 각각 콘택하는 것을 보장한다. 당연히, 상기 상부 가이드 홀들(2A)과 상기 하부 가이드 홀들(3A)은 상기 콘택 프로브(1)를 포함하는 상기 프로브 헤드(10)를 통해 수행되는 테스트 작업 동안에 상기 콘택 프로브(1)가 그 안에서 슬라이딩하는 것을 허용할 수 있는 크기를 가져야 한다.

프로브 헤드의 정확한 작동은 기본적으로 두 가지 파라미터들과 연관이 있다: 콘택 프로브의 수직 이동 또는 초과 이동(overtravel) 및 콘택 프로브의 콘택 팁의 수평 이동 또는 스크럽(scrub)인데, 상기 스크럽은 상기 콘택 팁이 콘택 패드의 표면을 긁을 수 있게 함으로써 그 위에 축적되어 있을 수도 있는 예를 들어 산화물 박층 또는 박막 형태의 불순물을 제거하고, 따라서 상기 콘택 프로브들을 통해 상기 프로브 헤드에 의해 수행되는 콘택을 향상시킨다.

이 특징들 모두가 프로브 헤드 제조 단계에서 평가 및 조율되어야 하고, 프로브들과 피검 소자 간의 우수한 전기적 접속, 특히 상기 프로브들의 콘택 팁들과 상기 피검 소자의 콘택 패드들 간의 우수한 전기적 접속이 항상 보장되어야 한다.

상기 프로브들의 콘택 팁들을 상기 소자의 콘택 패드들 상에 가압 콘택시킬 때 압력이 상기 프로브 또는 상기 패드 자체의 파손을 야기할 정도로 높지 않도록 보장하는 것 역시 마찬가지로 중요하다.

이러한 문제는 소위 쇼트 프로브들(short probes), 즉 길이가 제한된, 특히 5000㎛ 미만의 전체 치수를 갖는 막대형 바디를 갖는 프로브의 경우에 특히 체감된다. 이 유형의 프로브들은 예를 들어 고주파 응용을 위해 사용되는데, 상기 프로브들의 감소된 길이는 고주파 응용에서 상당히 불리하게 작용하는 연관된 자기-인덕턴스 현상을 제한한다. 이 고주파 응용이란 용어는 상기 프로브들에 의해 전송되는 신호가 1000 MHz보다 높은 주파수를 갖는 응용을 지칭한다.

그러나, 이 경우, 상기 프로브들의 바디의 감소된 길이는 상기 프로브 전체의 강성을 급격히 증가시키는데, 이것은 각 콘택 팁에 의해 피검 소자의 콘택 패드 상에 가해지는 힘의 증가를 의미하고, 이것은 상기 패드의 파손을 유발하여 상기 피검 소자에 회복 불가능한 손상을 입힐 수 있다. 이러한 상황은 당연히 피해야만 한다. 더욱 위험한 것은, 콘택 프로브의 바디 길이 감소로 인해 상기 콘택 프로브의 강성이 증가하면 상기 프로브 자체의 파손 위험도 증가하게 되고, 프로브 헤드 전체의 오작동이 유발되며, 그 교체 또는 수리가 필요하게 된다는 것이다.

이 문제점들을 해결하기 위해, 관련 막대형 바디를 따라 연장된 하나 이상의 개구를 갖는 프로브를 제조하는 것이 알려져 있는데, 상기 하나 이상의 개구는 상기 프로브의 바디의 충분한 탄성을 보장하면서도 상기 프로브의 강성을 감소시킴으로써 결과적으로 상기 프로브에 의해 상기 콘택 패드 상에 가해지는 압력을 감소시킬 수 있으며, 실질적으로 서로 평행한 다수의 암들을 상기 프로브의 바디에 정의한다.

이 경우, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 콘택 프로브(1)는, 그 바디(1C)에 상응하는 위치에 형성되어 있으며 그 안에 다수의 암들(11a, 11b 또는 11a, 11b 및 11c)을 정의할 수 있는 하나의 개구(12) 또는 다수의 개구들(12a, 12b)을 포함한다. 예를 들어 2010년 12월 14일자로 허여된 Feinmetall GmbH의 미국 특허 번호 제7,850,460호에 이러한 유형의 프로브가 설명되어 있다.

프로브의 바디에 개구와 암이 존재하는 덕분에, 이러한 방식으로 제조되는 프로브는, 관련 응용들, 즉 특히 고주파 응용을 위해 충분히 높은 전류 값을 갖는 신호의 전송을 보장하면서도, 증가된 탄성을 가지며 따라서 파손을 덜 겪게 될 것임을 바로 확인할 수 있다.

다양한 측면들에서 유리함에도 불구하고, 이 해결방안은, 콘택 팁들에 의해 피검 소자의 대응 콘택 패드들에 가해지는 압력이, 일단 테스트된 소자의 양호한 작동에 영향을 미치는 패드 파손을 야기하지 않는 것을 보장하기에는 충분하지 않다.

또한, 이 공지된 해결방안은 콘택 프로브의 콘택 헤드에 상응하는 위치에서 상기 콘택 프로브에 의해 가해지는 압력을 줄이는데 효과적이지 않은데, 스페이스 트랜스포머의 콘택 패드들 또는 일반적으로는 테스트 장치의 보드의 콘택 패드들 상에 콘택 헤드들이 똑같이 접하는 비차단형 프로브들의 경우 특히 그러하고, 상기 패드들의 파손 위험은 여전히 존재한다.

콘택 프로브(1)가 프로브 헤드(10)의 상부 가이드(2) 및 하부 가이드(3)에 형성된 대응 가이드 홀들(2A, 3A)로부터 빠져나올 수 없도록 보장할 수 있는 적어도 하나의 확대부를 콘택 헤드(1C)에 상응하는 위치에 형성하는 것도 잘 알려져 있는데, 상기 확대부는 따라서 콘택 프로브(1)의 나머지 부분보다 더 큰 치수를 가지며, 특히 프로브 바디(1C)의 직경보다 큰 적어도 하나의 직경을 갖는다. "직경"이란 용어는 해당 단면들 중 가장 큰 연장(extension)의 치수를 지칭한다.

콘택 프로브(1)의 콘택 헤드(1C)에 상응한 위치의 상기 확대부의 증가된 치수가 바로 그 강성을 증가시키며, 도 1에 예시된 스페이스 트랜스포머(5)의 콘택 패드(5A)에 대한 또는 테스트 장치와의 연결 보드에 형성된 패드에 대한 상기 프로브의 충돌과 관련하여 앞에서 언급한 문제들을 악화시킨다 점을 강조한다. 상기 테스트 장치는 프로브 헤드(10)가 그 말단 구성이다.

본 발명의 기술적 과제는, 집적 소자들의 프로브 헤드를 위한 콘택 프로브로서, 상기 프로브 헤드에 연결된 테스트 장치를 향해 대응 콘택 패드 상에 상기 콘택 프로브가 적절한 전기적 및 기계적 콘택을 할 수 있도록 보장하면서도 전체적으로는 물론이고 특히 그 콘택 헤드 부분에서 충분한 탄성을 가짐으로써 상기 콘택 패드 상에 접하는 동안 가해지는 힘을 감소시킬 수 있고, 따라서 선행기술에 따라 제조되는 콘택 프로브들에 여전히 영향을 미치는 한계들 및 단점들을 극복할 수 있는 콘택 프로브를 제공하는 것이다.

본 발명의 근간을 이루는 해결 방안은 대응하는 막대형 바디를 따라 연장된 적어도 하나의 개구를 갖는 콘택 프로브를 제공하는 것인데, 상기 개구가 적어도 하나의 말단부에 상응하는 위치에서도 적절히 연장됨으로써 상기 프로브 바디는 제1 개구 부분에 의해 분리된 적어도 한 쌍의 암들로 형성되고 상기 적어도 하나의 말단부는 제2 개구 부분에 의해 분리된 적어도 두 개의 말단 섹션들로 형성된다. 이를 통해, 상기 프로브의 바디의 충분한 탄성 및 피검 소자의 대응 콘택 패드에 대한 또는 상기 프로브가 수용된 프로브 헤드에 연결된 테스트 장치의 보드의 콘택 패드에 대한 그 말단부의 적절한 콘택은 보장되면서도, 상기 프로브 전체의 강성, 특히 상기 적어도 하나의 말단부에 상응하는 위치에서의 강성이 감소하게 되고, 그 결과, 상기 프로브에 의해 대응 콘택 패드에 가해지는 압력이 감소하게 된다.

이러한 해결 방안에 기초하여, 상기 기술적 과제는, 테스트 장치의 보드의 콘택 패드 상에 접할 수 있는 제1 콘택 말단부 및 피검 소자의 콘택 패드 상에 접할 수 있는 제2 콘택 말단부를 가질 뿐만 아니라 상기 제1 및 제2 콘택 말단부들 사이에서 종방향을 따라 연장된 막대형 프로브 바디를 갖는 콘택 프로브에 의해 해결되는데, 상기 콘택 프로브는 상기 프로브 바디를 따라 그리고 상기 제1 및 제2 콘택 말단부들 중 적어도 하나를 따라 연장된 적어도 하나의 개구(opening)를 포함하고, 제1 개구 부분은 상기 프로브 바디에 적어도 한 쌍의 암들(arms)을 정의하며, 제2 개구 부분은 상기 제1 및 제2 콘택 말단부들 중 적어도 하나에 적어도 한 쌍의 말단 섹션들을 정의하는 것을 특징으로 한다.

더욱 구체적으로, 본 발명은 개별적으로 또는 필요에 따라 조합으로 취해지는 아래의 추가적 및 선택적 특징들을 포함한다.

본 발명의 일 관점에 따르면, 상기 개구는 상기 개구의 상기 제2 부분의 횡단 치수(transversal dimension)보다 큰 횡단 치수를 갖는 상기 제1 개구 부분을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 관점에 따르면, 상기 개구는 상기 제1 개구 부분과 상기 제2 개구 부분 사이에 점진적 변천(gradual transition), 바람직하게는 각각의 원호들(circle arcs)을 따른 점진적 변천을 포함할 수 있다.

또한, 상기 개구는, 상기 제1 콘택 말단부에 적어도 한 쌍의 말단 섹션들을 정의하는 상기 제2 개구 부분 및 제2 콘택 말단부에 적어도 한 쌍의 추가 말단 섹션들을 정의하는 추가 개구 부분을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 관점에 따르면, 상기 콘택 프로브는 상기 개구에 의해 정의되는 별개의 프로브 부분들을 연결할 수 있는 머티리얼 브릿지들(material bridges)을 포함할 수 있다.

특히, 상기 머티리얼 브릿지들은 상기 개구의 상기 제1 부분에 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 관점에 따르면, 상기 제1 콘택 말단부는 콘택 헤드 부분일 수 있고 적어도 하나의 확대부를 더 포함할 수 있는데, 상기 확대부는 상기 콘택 헤드 부분의 나머지 부분의 횡직경에 비해 더 큰 치수의 횡직경을 가짐으로써 상기 확대부에 대해 각각의 언더컷 벽들(undercut walls)이 정의되며, 상기 횡직경은 상기 종방향에 직각인 횡방향에 따른 치수이다.

특히, 상기 확대부 외의 상기 콘택 헤드 부분은 상기 프로브 바디의 횡직경보다 작은 횡직경을 가질 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 프로브 바디의 횡직경은 상기 콘택 팁 부분의 횡직경과 동일할 수 있다.

본 발명의 일 관점에 따르면, 상기 콘택 프로브는, 상기 프로브 바디를 따라 형성되어 그 안에 다수의 암들을 정의하는 다수의 개구들을 포함할 수 있는데, 상기 다수의 암들은 제1 개구 부분들에 의해 분리되어 있으며, 상기 개구들 중 적어도 하나는 상기 적어도 하나의 콘택 말단부를 따라서도 형성되어 그 안에 한 쌍의 말단 섹션들을 정의한다.

또한, 상기 콘택 프로브는 테이퍼형(tapered-shaped) 콘택 팁 부분인 제2 콘택 말단부를 포함할 수 있다. 상기 제2 콘택 말단부는 가늘고 긴 부분을 구비한 콘택 팁 부분일 수도 있다.

상기 기술적 과제는, 다수의 콘택 프로브들을 수용하기 위한 가이드 홀들을 구비한 적어도 하나의 가이드를 포함하되 상기 콘택 프로브들이 위에서 설명한 바와 같이 제조된 것을 특징으로 하는, 피검 소자의 기능성 테스트를 위한 프로브 헤드에 의해서도 해결된다.

본 발명의 일 관점에 따르면, 각각의 콘택 프로브는, 말단 섹션들이 단 하나의 콘택 패드 상에 가압 콘택하거나 또는 그 각각이 별개의 콘택 패드(50Aa, 50Ab; 40Aa, 40Ab) 상에 각각 가압 콘택할 수 있다.

마지막으로, 본 발명의 다른 관점에 따르면, 상기 적어도 하나의 가이드의 상기 가이드 홀들은 각 콘택 프로브의 상기 암들 모두를 수용하거나 또는 상기 콘택 프로브들 각각의 별개의 암을 각각 수용할 수 있다.

본 발명에 따른 콘택 프로브의 특징들과 이점들이 첨부된 도면을 참조하여 아래에서 제공되는 그 실시예의 설명으로부터 명확해질 것인데, 상기 실시예는 예시적 및 비제한적 예로서 제시되는 것이다.

도면들에서:
- 도 1은 선행기술에 따라 제조된 프로브 헤드의 정면을 개략적으로 보여주고;
- 도 2a 및 도 2b는 선행기술에 따라 제조된 콘택 프로브들의 각각의 정면들을 보여주고;
- 도 3은 본 발명에 따라 제조된 콘택 프로브의 정면을 개략적으로 보여주고;
- 도 4, 도 5a-5b, 도 6, 도 7, 및 도 8은 본 발명에 따른 콘택 프로브의 대안적 실시예들의 각각의 정면들을 개략적으로 보여주며;
- 도 9 내지 도 11은 본 발명에 따라 제조된 다수의 콘택 프로브들을 포함하는 프로브 헤드의 정면을 개략적으로 보여준다.

이 도면들, 특히 도 3을 참조하면, 본 발명에 따라 제조된 콘택 프로브가 여기에 설명되며, 전체적으로 참조번호 20으로 표시된다.

상기 도면들은 개략도를 나타내며 실제 크기로 그려진 것이 아니라 본 발명의 중요 특징들이 부각되도록 그려진 것임을 유념하여야 한다. 또한, 상기 도면들에서, 상이한 부분들은 그 형태가 원하는 응용에 따라 변경될 수 있기 때문에 개략적으로 도시되어 있다. 마지막으로, 한 도면에 예시된 특정 특징은 다른 도면들에 예시된 하나 이상의 다른 실시예들에서도 사용될 수 있다.

상기 콘택 프로브(20)는 제1 콘택 말단부(20A) 및 제2 콘택 말단부(20B)를 포함할 뿐만 아니라, 상기 말단부들 사이에서 종방향을 따라, 특히 도면의 국부적 참조의 x 방향을 따라 연장된 막대형 프로브 바디(20C)를 포함한다.

선행기술과 관련하여 살펴본 바와 같이, 상기 제1 말단부는 피검 소자의 콘택 패드 상에 접할 수 있는 콘택 말단을 갖고 콘택 팁 부분(20A)으로 흔히 지칭되며, 상기 제2 말단부는 테스트 장치의 보드의 콘택 패드 상에 접할 수 있는 콘택 말단을 갖고 콘택 헤드 부분(20B)으로 흔히 지칭된다.

적절하게는, 상기 콘택 프로브(20)는 상기 바디(20C)를 따라서는 물론이고 적어도 하나의 말단부, 도 3의 예에서는 상기 콘택 헤드 부분(20B)을 따라 연장된 적어도 하나의 개구(opening)(17)를 더 포함한다. 특히, 상기 개구(17)는 상기 프로브 바디(20C)의 전체 길이를 따라 연장된 제1 개구 부분(14) 및 상기 콘택 헤드 부분(20B)의 전체 길이를 따라 연장된 제2 개구 부분(16)을 포함하고, 따라서, 상기 프로브 바디(20C)는 상기 제1 개구 부분(14)에 의해 분리되어 있는 서로 실질적으로 평행한 적어도 하나씩의 제1 및 제2 암들(13a, 13b)로 형성되고, 상기 콘택 헤드 부분(20B)은 상기 제2 개구 부분(16)에 의해 분리되어 있는 바람직하게는 서로 거울상인 두 개의 섹션들, 특히 두 개의 헤드 섹션들(15a, 15b)로 형성된다.

상기 개구(17)의 존재 덕분에 상기 콘택 프로브(20)의 강성(rigidity)이 어떻게 급격히 감소되는 지가 강조된다. 특히, 프로브 바디(20C)에 상기 암들(13a, 13b)이 생성됨으로써, 도면에 도시되지 않은 피검 소자의 대응 콘택 패드에 상기 콘택 팁 부분(20A)이 가하는 힘이 감소하게 된다. 더욱 구체적으로, 상기 힘은 상기 암들(13a, 13b)이 없는 동일 치수의 공지된 콘택 프로브보다 작다.

또한, 이와 유사하게, 상기 제2 개구 부분(15) 덕분에 상기 콘택 헤드 부분(20B)이 두 개의 헤드 섹션들(15a, 15b)로 분리됨으로써, 역시 도시되어 있지 않은 테스트 장치의 PCB 보드의 대응 패드에 상기 콘택 헤드 부분(20B)이 가하는 힘이 감소될 수 있다.

이러한 콘택 헤드 부분(20B)을 통해, 상기 테스트 장치의 보드와의 적절한 콘택, 특히 상기 두 개의 헤드 섹션들(15a, 15b)이 상기 보드의 대응 콘택 패드에 가압됨으로써 일어나는 더블 콘택이 보장될 수 있다.

상기 보드가 부정확하게 정렬되고 그에 따라 대응 콘택 패드들이 경사져 있을 수도 있는 경우는 물론이고, 일단 프로브 헤드에 장착된 콘택 프로브(20)가 경사져 있거나 또는 상기 프로브 헤드가 대응 피검 소자 상에 접할 때, 즉 소위 초과 이동(overtravel) 중에, 상기 콘택 프로브(20)가 변형되어 경사지게 되는 경우에도, 상기 콘택 헤드 부분(20B)의 상기 헤드 섹션들(15a, 15b)에 의해 이루어지는 상기 더블 콘택이 어떻게 상기 테스트 장치의 보드와의 적절한 콘택을 특히 보장하는 지가 강조된다.

바람직하게는, 상기 프로브 바디(20C)를 따라 연장된 상기 제1 개구 부분(14)의 횡단 치수(H1)(즉, 상기 x축에 따른 종방향에 직각인 도면의 국부적 참조의 y축을 따른 치수)는 상기 콘택 헤드 부분(20B)을 따라 연장된 상기 제2 개구 부분(16)의 횡단 치수(H2)보다 크다.

상기 제1 개구 부분(14)과 상기 제2 개구 부분(16) 사이의 횡단 치수 변화가 단차 형태, 특히 90°의 단차 형태를 초래할 수 있음이 강조된다; 그 대신에, 도 3의 바람직한 실시예에서는, 상기 제1 개구 부분(14)과 상기 제2 개구 부분(16) 사이의 변천(transition)이 점진적이며, 바람직하게는 각각의 원호들(circle arcs)(14ac1, 14ac2)을 따라 점진적이다. 이를 통해, 상기 프로브 자체에서 크랙 또는 파손이 형성되는 임계 지점들(critical points)이 생성될 가능성을 줄일 수 있다. 상기 프로브 바디(20C)와 상기 콘택 헤드 부분(20B) 사이의 연속적 개구 사용 자체가 이미, 원치 않는 크랙 또는 파손이 상기 프로브 바디(20C) 전체를 따라 그리고 상기 개구(14)에 의해 영향을 받는 말단부를 따라 유발될 가능성을 줄인다.

도 3에 예시된 상기 바람직한 실시예에서, 상기 콘택 헤드 부분(20B)은 적어도 하나의 확대부(18), 즉 상기 콘택 헤드 부분(20B)의 나머지 부분의 횡직경(DB1)보다 더 큰 치수의 횡직경(DB2)을 갖는 부분을 포함한다; 특히, 상기 확대부(18)는 테스트 장치의 보드의 패드 상에 접하는 헤드 말단을 말단으로 갖는 상기 콘택 헤드 부분(20B)의 영역이며, 감소된 직경의 말단을 구현하기 위해 테이퍼 형태를 갖는다. 이를 통해, 상기 콘택 프로브(20)를 그 가이드 홀에 상응하는 위치에서 수용하는 가이드와 콘택할 수 있는 언더컷 벽들(undercut walls)(Sqa, Sqb)이 상기 헤드 섹션들(15a, 15b)에 대해 각각 정의된다. 특히, 상기 가이드 홀은, 이하에서 설명되듯이, 상기 확대부(18)에서 상기 콘택 프로브(20)의 통과를 방지하면서도 상기 콘택 프로브(20)을 슬라이딩 방식으로 수용할 수 있는 크기를 가질 필요가 있을 것이다.

상기 확대부(18)를 포함하는 상기 콘택 프로브(20)는 프로브 헤드 내에서의 보유성이 향상되는데, 상기 가이드 상에 상기 언더컷 벽들(Sqa, Sqb)이 접하게 됨으로써 상기 콘택 프로브(20)의 아래를 향한, 즉 피검 소자를 향한 이동이 방지되되, 특히 상기 피검 소자를 포함하는 웨이퍼로부터 상기 프로브 헤드가 제거되고 이를 통해 상기 프로브의 이동이 자유로워질 때 상기 콘택 프로브(20)의 상기 이동이 방지된다. 상기 이동은 상기 콘택 프로브(20)의 콘택 팁 부분(20A)이 상기 피검 소자의 콘택 패드 상에 일시적으로나마 연결되는 경우에 선호된다.

도 3에 예시된 콘택 프로브(20)는 서로 동일하며 거울상인 헤드 섹션들(15a, 15b)을 포함하지만, 상기 섹션들을 상이하게 형성하는 것도 당연히 가능한데, 예를 들어 상기 두 개의 헤드 섹션들 중 하나에만 확대부를 갖도록 할 수 있다. 대응 가이드 상에 접하기 위한 언더컷 벽이 그래도 생기기 때문에, 심지어 상기 콘택 프로브(20)가 피검 소자의 웨이퍼와 콘택하지 않은 경우에도, 특히 테스트 작업이 수행되는 상기 웨이퍼로부터 멀어지는 경우에도, 프로브 헤드 내 상기 콘택 프로브(20)의 정확한 보유가 보장될 수 있다.

도 3에 예시된 실시예에서, 콘택 프로브(20)는 그 콘택 팁 부분(20A) 및 프로브 바디(20C) 각각의 횡직경들(DA, DC)을 더 갖는데, 이 횡직경들(DA, DC)은 서로 동일하며, 상기 확대부(18)가 존재하지 않는 상기 콘택 헤드 부분(20B)의 횡직경(DB1)과 동일하다.

그 대신에, 도 4에 예시된 대안적 실시예에 따르면, 상기 횡직경(DB1)은 상기 프로브 바디(20C)의 횡직경(DC)보다 작다; 도면의 예에서, 상기 프로브 바디(20C)의 횡직경(DC)은 그래도 그 콘택 팁 부분(20A)의 횡직경(DA)과 동일하다. 이를 통해, 이 대안적 실시예에 따라 적절하게는, 상기 확대부(18)가, 프로브 헤드 내 상기 콘택 프로브(20)의 적절한 보유를 보장할 수 있는 언더컷 벽들(Sqa, Sqb)을 구현하면서도, 그 콘택 팁 부분(20A) 및 프로브 바디(20C)의 횡직경들(DA, DC)과 동일한 횡직경(DB2)을 가질 수 있다.

따라서, 도 4의 대안적 실시예에 따른 콘택 프로브(20)는 확대부(18)에 상응하는 위치에서 그 콘택 헤드 부분(20B)의 최대 횡단 크기를 갖는데, 이 최대 횡단 크기는 상기 프로브 바디(20C)와 상기 콘택 팁 부분(20A)에 대응하는 상기 콘택 프로브(20)의 나머지 부분의 횡단 크기와 동일하다.

이를 통해, 도 4의 대안적 실시예에 따라 제조된 다수의 콘택 프로브들(20)을 포함하는 프로브 헤드에서는, 상기 프로브들을 상기 콘택 헤드 부분들(20B)에서 서로 가깝게 위치하도록 하는 것이 가능하다. 즉, 도 3에 예시된 실시예에 비해 더 작은 피치(pitch)를 갖는, 특히 피검 소자의 피치와 동일한 피치를 갖는, 테스트 장치와의 인터페이스 보드를 사용하는 것이 가능하다.

이 경우, 상기 콘택 프로브들(20)을 그 콘택 헤드 부분들(20B)에 상응하는 위치에서 수용하는 가이드는, 상기 언더컷 벽들(Sqa, Sqb)이 접하는 것을 보장하면서도 상기 콘택 헤드 부분들(20B)을 수용하기에 적합한 치수(특히, 횡직경)의 가이드 홀들로 형성된다. 다시 말해, 다음의 관계식이 확인된다:

DB2 > DFG > DB1

여기서,

DFG는 상기 가이드 홀들의 횡직경이고;

DB2는 상기 확대부(18)의 횡직경이며;

DB1은 상기 콘택 헤드 부분(20B)의 나머지 부분의 횡직경이다.

또한, 이 경우, "횡직경"이란 용어는 도면들의 국부적 참조의 x 방향에 대응하는 길이 전개 축에 직각인 횡단 면에서 취해지는 단면의 최대 크기 치수를 가리킨다.

이 경우, 상기 제2 개구 부분(16)을 통해 상기 콘택 헤드 부분(20B)이 소위 "스프링 효과"를 확실히 갖게 된다는 점이 강조되는데, 상기 확대부(18)가 가이드 홀을 통과하여 상기 언더컷 벽들이 대응 가이드에 접하게 되고 상기 가이드가 상기 콘택 헤드 부분(20B) 아래에 특히 상기 확대부(18) 아래에 위치하게 될 때까지 상기 확대부(18)를 상기 가이드 홀 안으로 밀어 넣을 때 상기 스프링 효과를 통해 상기 헤드 섹션들(15a, 15b)이 서로 가까이 다가가는 덕분에, 상기 확대부(18)의 횡직경(DB2)보다 작은 치수의 가이드 홀 내로 상기 콘택 헤드 부분(20B)을 가압하여 조립할 수 있다.

게다가, 콘택 헤드 부분(20B)에 상응하는 위치에서의 더 작은 직경 덕분에 콘택 프로브(20)의 크기를 전체적으로 제한된 정도로만 증가시키면서도 횡직경이 상기 프로브 바디(20C)의 횡직경보다 여전히 살짝 크도록 상기 확대부(18)를 형성하는 것도 가능한데, 이를 통해, 대응 가이드의 가이드 홀에 유의미한 간격 여유가 있는 경우에도 언더컷 벽들(Spa, Spb)이 상기 대응 가이드 상에 접하는 것이 보장될 수 있다.

도 4부터 시작해서 도 5a및 도 5b에 예시된 바와 같이, 테이퍼형의(tapered-shaped) 콘택 팁 부분(20A) 또는 가늘고 긴 부분(19)을 구비한 콘택 팁 부분(20A)을 포함하는 콘택 프로브(20)의 대안적 실시예를 고려하는 것도 가능하다. 테이퍼형의 콘택 팁 부분(20A) 또는 가늘고 긴 부분(19)을 구비한 콘택 팁 부분(20A)을 포함하도록 도 3의 콘택 프로브(20)를 제조하는 것도 당연히 가능하다.

콘택 프로브(20)의 또 다른 대안적 실시예가 도 6에 개략적으로 예시되어 있다. 특히, 이 경우, 콘택 프로브(20)는 프로브 바디(20C)를 따라 종방향으로 형성된 다수의 개구들(17a, 17b)을 포함하는데, 상기 개구들의 적어도 하나는(대안적으로, 상기 개구들 모두는) 콘택 헤드 부분(20B)에서도 연장되어 있다.

이를 통해, 상기 콘택 프로브(20)는 프로브 바디(20C) 및 프로브 헤드 부분(20B)을 포함하되, 상기 프로브 바디(20C)는 상기 개구들(17a, 17b)의 제1 개구 부분들(14a, 14b)에 의해 분리되어 있는 다수의 암들(13a, 13b, 13c)에 의해 형성되고, 상기 프로브 헤드 부분(20B)은 적어도 하나의 개구(17a 또는 17b)의 적어도 하나의 제2 개구 부분에 의해 분리되어 있는 적어도 한 쌍의 헤드 섹션들에 의해 형성된다. 상기 프로브 헤드 부분(20B)은 모든 상기 개구들(17a, 17b) 각각의 제2 개구 부분들(16a, 16b)에 의해 분리되어 있는 다수의 헤드 섹션들(15a, 15b, 15c)에 의해 형성될 수 있다.

도 7에 예시된 대안적 실시예에 따르면, 콘택 프로브(20)는 적어도 하나의 개구(17')를 포함하되, 상기 개구(17')는 바디(20C)를 따라 연장되어 있을 뿐만 아니라 적어도 하나의 말단부, 특히 콘택 팁 부분(20A)을 따라 연장되어 있다. 이 경우, 상기 개구(17')는 상기 프로브 바디(20C)의 전체 길이를 따라 연장된 제1 개구 부분(14) 및 상기 콘택 팁 부분(20A)의 전체 길이를 따라 연장된 제2 개구 부분(16')을 포함하고, 따라서, 상기 프로브 바디(20C)는 상기 제1 개구 부분(14)에 의해 분리되어 있는 서로 실질적으로 평행한 적어도 하나씩의 제1 및 제2 암들(13a, 13b)로 형성되고, 상기 콘택 팁 부분(20A)은 상기 제2 개구 부분(16')에 의해 분리되어 있는 바람직하게는 서로 거울상인 두 개의 섹션들, 특히 두 개의 팁 섹션들(15a', 15b')로 형성된다.

여전히 상기 대안적 실시예에 따르면, 상기 개구(17')를 통해 한 편으로는 상기 프로브 바디(20C)에 상기 암들(13a, 13b)이 생성되고 다른 한편으로는 상기 콘택 팁 부분(20A)이 두 개의 팁 섹션들(15a', 15b')로 분리되기 때문에 상기 콘택 프로브(20)의 강성이 대폭적으로 감소될 수 있다. 이것은 도면에 도시되어 있지 않은 피검 소자의 대응 콘택 패드 상에 상기 콘택 팁 부분(20A)이 가하는 힘을 감소시키는데 기여하는데, 상기 힘은 동일 치수를 갖되 상기 암들(13a, 13b)이 존재하지 않고 상기 콘택 팁 부분(20A)의 분할이 존재하지 않는 공지의 콘택 프로브보다 작다.

상기 콘택 팁 부분(20A)이 두 개의 팁 섹션들(15a', 15b')로 분할되어 있는 덕분에 상기 두 개의 팁 섹션들(15a', 15b')이 피검 소자의 콘택 패드 상에 따로따로 가압되는 더블 콘택(double contact)이 실현됨으로써 피검 소자의 콘택 패드와의 적절한 콘택 역시도 보장될 수 있는데, 이것은, 심지어 피검 소자를 포함하는 웨이퍼가 부정확하게 정렬되어 있는 경우 또는 일단 프로브 헤드에 장착된 콘택 프로브가 경사져 있거나 심지어는 상기 프로브 헤드가 대응 피검 소자 상에 접할 때(즉, 소위 초과 이동 중에) 상기 콘택 프로브가 변형되어 경사지게 되는 경우에도 그러하다.

바람직하게는, 상기 프로브 바디(20C)를 따라 연장된 상기 제1 개구 부분(14)의 횡단 치수(H1)는 상기 콘택 팁 부분(20A)을 따라 연장된 상기 제2 개구 부분(16')의 횡단 치수(H2')보다 크다. 상기 횡단 치수는 상기 x축에 따른 종방향에 직각인 도면의 국부적 참조의 y축을 따른 치수이다. 상기 제1 개구 부분(14)과 상기 제2 개구 부분(16') 사이의 변천은 바람직하게는 각각의 원호들을 따라 점진적이다. 이를 통해, 앞에서 살펴본 바와 같이, 상기 프로브 자체에서 크랙 또는 파손이 형성되는 임계 지점들의 생성 가능성을 줄일 수 있다.

또한, 도 7에 예시된 실시예에서, 콘택 헤드 부분(20B)은 적어도 하나의 확대부(18), 즉 상기 콘택 헤드 부분(20B)의 나머지 부분의 횡직경(DB1)보다 큰 침수의 횡직경(DB2)을 갖는 부분을 포함한다; 특히, 상기 확대부(18)는 테스트 장치의 보드의 패드 상에 접하는 헤드 말단을 말단으로 갖는 상기 콘택 헤드 부분(20B)의 영역이며, 감소된 직경의 말단을 형성하기 위해 테이퍼 형태를 갖는다. 이를 통해, 상기 확대부(18)에 대해 언더컷 벽들(Sqa, Sqb)이 각각 정의되는데, 이 언더컷 벽들(Sqa, Sqb)은 가이드 상에 접할 수 있다. 상기 가이드는 그 가이드 홀에서 상기 콘택 프로브(20)를 수용한다. 상기 가이드 홀은, 프로브 헤드 내에서의 상기 프로브의 보유성을 향상시키기 위해 상기 확대부(18)에 상응하는 위치에서 상기 프로브의 통과를 방지하면서도 상기 프로브를 슬라이딩 방식으로 수용할 수 있는 크기를 갖는다.

도 7에 예시된 콘택 프로브(20)는 서로 동일하며 거울상인 팁 섹션들(15a', 15b')을 포함하지만, 당연히 상기 섹션들을 상이하게 형성할 수도 있다.

앞에서 살펴본 바와 같이, 확대부(18)가 존재하지 않는 영역에서의 상기 콘택 헤드 부분(20B)의 횡직경(DB1)이 프로브 바디(20C)의 횡직경(DC)보다 작음으로써 상기 콘택 헤드 부분(20B)의 y 횡단 방향으로의 전제 크기가 감소된 콘택 프로브(20)를 제조하는 것이 가능하다.

도 8에 개략적으로 예시된 또 다른 대안적 실시예에 따르면, 콘택 프로브(20)는 바디(20C)를 따라서는 물론이고 양 말단부들, 즉 콘택 팁 부분(20A) 및 콘택 헤드 부분(20B)을 따라서도 연장된 적어도 하나의 개구(17")를 포함한다. 이 경우, 상기 개구(17")는 상기 프로브 바디(20C)의 전체 길이를 따라 연장된 제1 개구 부분(14), 상기 콘택 헤드 부분(20B)의 전체 길이를 따라 연장된 제2 개구 부분(16), 및 상기 콘택 팁 부분(20A)의 전체 길이를 따라 연장된 추가 개구 부분(16')을 포함하고, 따라서, 상기 프로브 바디(20C)는 상기 제1 개구 부분(14)에 의해 분리되어 있는 서로 실질적으로 평행한 적어도 하나씩의 제1 및 제2 암들(13a, 13b)로 형성되고, 상기 콘택 헤드 부분(20B)은 상기 제2 개구 부분(16)에 의해 분리되어 있는 바람직하게는 서로 거울상인 두 개의 섹션들, 특히 두 개의 헤드 섹션들(15a, 15b)로 형성되며, 상기 콘택 팁 부분(20A)은 상기 추가 개구 부분(16')에 의해 분리되어 있는 바람직하게는 서로 거울상인 두 개의 섹션들, 특히 두 개의 팁 섹션들(15a', 15b')로 형성된다.

이를 통해, 상기 콘택 프로브(20)는 상기 개구(17")에 의해 두 개의 프로브 부분들(200a, 200b)로 분할되되, 바람직하게는 상기 개구(17")에 의해 분리되어 있는 서로 거울상인 두 개의 프로브 부분들(200a, 200b)로 분할된다.

적절하게는, 상기 콘택 프로브(20)는 상기 두 개의 프로브 부분들(200a, 200b)을 서로 연결시킬 수 있는 적어도 하나의 머티리얼 브릿지(material bridge)도 포함한다. 도 8에 예시된 실시예에서는, 상기 콘택 프로브(20)가 제1 머티리얼 브릿지(21a) 및 제2 머티리얼 브릿지(21b)를 포함하는데, 이들은 상기 제1 개구 부분(14)의 내부에 위치하며, 바람직하게는 상기 내부의 양 말단들에, 즉 상기 제2 개구 부분(16)과 상기 추가 개구 부분(16')에 각각 가까운 양 말단들에 위치한다.

이 경우, 두 개의 별개 섹션들로 분할된 양 말단부들 모두, 피검 소자의 대응 패드 및 테스트 장치의 보드의 대응 패드와 더블 콘택을 각각 형성할 수 있다.

앞에서와 같이, 상기 콘택 헤드 부분(20B)은 적어도 하나의 확대부(18), 즉 상기 콘택 헤드 부분(20B)의 나머지 부분의 횡직경(DB1)보다 큰 치수의 횡직경(DB2)을 갖는 부분을 포함함으로써 상기 콘택 프로브(20)를 수용하는 가이드와 콘택할 수 있는 각각의 언더컷 벽들(Sqa, Sqb)을 정의한다.

본 발명에 따라 제조된 다수의 콘택 프로브들(20)을 포함하는 프로브 헤드가 도 9에 개략적으로 예시되어 있으며, 전체적으로 참조번호 30으로 표시되어 있다. 특히, 도 9의 예에서는 상기 콘택 프로브들(20)이, 오직 예로서, 도 3의 실시예에 따라 제조된 것들이다.

상기 프로브 헤드(30)는, 도면의 예에서는 다섯 개인 다수의 콘택 프로브들(20)이 안으로 슬라이딩되는 상부 가이드 홀들(31A) 및 하부 가이드 홀들(32A)을 각각 갖는 상부 가이드(31) 및 하부 가이드(32)를 포함한다. 상기 콘택 프로브들(20)은 자신들의 프로브 바디(20)를 갖는데, 기본적으로 상기 프로브 바디는 피검 소자(40)를 포함하는 웨이퍼의 면에 해당하는 평면(π)에 직각인 도면의 국부적 참조의 길이 전개 방향(x)으로 연장되어 있다.

각각의 콘택 프로브(20)는 상기 피검 소자(40)의 콘택 패드(40A) 상에 접할 수 있는 콘택 말단을 갖는 콘택 팁 부분(20A) 및 스페이스 트랜스포머(50)와 같은 테스트 장치의 보드의 콘택 패드(50A) 상에 접할 수 있는 콘택 말단을 갖는 콘택 헤드 부분(20B)을 갖는다.

적절하게는, 각각의 콘택 프로브(20)는 개구(17)를 포함하는데, 상기 개구(17)는 상기 프로브 바디(20C)를 따라 배열되어 그 안에 한 쌍의 암들(13a, 13b)을 정의하는 제1 부분(14) 및 상기 콘택 헤드 부분(20B)을 따라 배열되어 그 안에 한 쌍의 헤드 섹션들(15a, 15b)을 정의하는 제2 부분(16)을 갖는다.

이를 통해, 앞에서 설명한 바와 같이, 상기 프로브 바디(20C)에 있는 암들(13a, 13b)의 존재는 물론이고 상기 헤드 섹션들(15a, 15b)의 존재 덕분에, 상기 프로브 헤드(30)가 작동하는 동안 그리고 상기 콘택 프로브들(20)이 피검 소자(40) 및 스페이스 트랜스포머(50)에 각각 가압 콘택되는 동안 각 콘택 프로브(20)의 적절한 동작이 보장되는데, 상기 암들(13a, 13b)은 상기 콘택 프로브(20), 특히 상기 콘택 팁 부분(20A)에 충분한 탄성을 부여함으로써 상기 피검 소자(30)의 콘택 패드들(40A) 상으로의 가압 콘택이 상기 패드 또는 상기 프로브의 파손 위험 없이 수행되는 것을 보장하고, 상기 헤드 섹션들(15a, 15b)은 상기 스페이스 트랜스포머(50)의 콘택 패드들(50A)과 상기 콘택 헤드 부분(20B)의 가압 콘택을 위해 유사한 탄성을 보장할 뿐만 아니라 상기 패드들 상으로의 더블 콘택을 구현한다.

도 10에 개략적으로 예시된 대안적 실시예에 따르면, 프로브 헤드(30)는 다수의 콘택 프로브들(20)(도면에서는 세 개)을 포함하는데, 각각의 콘택 프로브(20)는 스페이스 트랜스포머(50)의 서로 별개의 콘택 패드들(50Aa, 50Ab) 상에 개별적으로 각각 가압 콘택되는 헤드 섹션들(15a, 15b)을 갖는다.

또한, 도 10에 예시된 바와 같이, 상부 가이드(31)와 하부 가이드(32)는 개별적으로 다수의 가이드 홀들(31Aa, 31Ab 및 32Aa, 32Ab)을 포함할 수 있고, 각각의 가이드 홀은 콘택 프로브(20)의 하나의 암(13a, 13b)을 수용하도록 구성되는데, 상기 예에서는 한 쌍의 가이드 홀들이 한 쌍의 암들을 수용한다.

예를 들어, 피검 소자(40)의 단 하나의 콘택 패드(40A) 상에 접하는 소위 포스 및 센스 프로브(force and sense probe)의 경우에 상기 대안적 실시예의 프로브 헤드(30)를 사용하는 것이 가능하다. 본 발명에 따라 적절하게는, 이 환경에서, 상기 콘택 프로브(20)의 기생 저항이 상기 콘택 팁 부분(20A)을 제외하고는 거의 전체적으로 보상된다(compensated).

도 11에 개략적으로 예시된 바와 같이, 각 암(13a, 13b)에 대응하여 적어도 한 쌍의 팁 섹션들(15a', 15b')을 갖는 다수의 콘택 프로브들(20)을 포함하도록 프로브 헤드(30)를 제조하는 것 역시도 가능한데, 상기 팁 섹션들(15a', 15b') 각각은 피검 소자(40)의 개별 콘택 패드(40Aa, 40Ab) 상에 접하는 반면, 콘택 헤드 부분(20B)은 스페이스 트랜스포머(50)의 단 하나의 콘택 패드(50A) 상에 접한다.

이 경우에도 역시, 상부 가이드(31)와 하부 가이드(32)는 개별적으로 다수의 가이드 홀들(31Aa, 31Ab 및 32Aa, 32Ab)을 포함할 수 있고, 각각의 가이드 홀은 콘택 프로브(20)의 하나의 암(13a, 13b)을 수용하도록 구성되는데, 상기 예에서는 두 개이다.

이 경우, 프로브 헤드(30)(도 11의 예에서는, 오직 예로서, 세 개의 콘택 프로브들을 포함하고 있음)에 포함되어 있는 콘택 프로브(20) 하나만을 이용하여 피검 소자(40)의 두 개의 별개 콘택 패드들(40Aa, 40Ab)을 단락시키고 이들을 스페이스 트랜스포머(50)의 단 하나의 콘택 패드(50A)에 연결하는 것이 가능하다.

두 개보다 많은 개수의 암들을 구비한 콘택 프로브들을 이용함으로써, 프로브들이 그 헤드 섹션들 및/또는 팁 섹션들에서 스페이스 트랜스포머 및/또는 피검 소자의 두 개보다 많은 다수의 콘택 패드들과 가압 콘택하는 프로브 헤드를 제조하는 것도 당연히 가능하다.

결론적으로, 프로브 바디를 따라 그리고 적어도 하나의 콘택 말단부와 함께 연장된 적어도 하나의 개구를 구비한 콘택 프로브는, 그 프로브 바디에 다수의 암들이 존재하는 덕분에 상기 콘택 말단부가 대응 콘택 패드에 콘택하는 동안 향상된 탄성을 갖고 따라서 상기 프로브의 강성을 전체적으로 감소시키고 그 파손 가능성을 대폭 감소시키는 한편, 상기 개구의 대응 부분에 의해 상기 적어도 하나의 콘택 말단부에 형성되는 다수의 말단 섹션들의 존재 덕분에 상기 콘택 말단부에 가해지는 압력의 적절한 감소를 보장한다.

적절하게도, 다수의 말단 섹션들, 특히 헤드 섹션들 및/또는 팁 섹션들이 존재함으로써 적어도 더블 콘택을 형성할 수 있고 다중 콘택을 형성하는 것도 가능하다. 이를 통해, 이러한 콘택 프로브가 테스트 장치의 보드 및 피검 소자와 적절히 연결되는 것이 보장될 수 있는데, 이것은, 상기 보드 또는 피검 소자가 부정확하게 정렬되어 있는 경우, 따라서 대응 콘택 패드들이 길어져 있을 수도 있는 경우는 물론이고 일단 프로브 헤드에 장착된 콘택 프로브가 경사져 있거나 상기 프로브 헤드가 대응 피검 소자 및 테스트 장치의 보드 상에 접할 때 상기 콘택 프로브가 변형되어 경사지게 되는 경우에도 그러하다.

본 발명에 따라 제조된 콘택 프로브는 고주파 응용에서의 사용에 적합한 성능을 가지며, 특히, 패드를 손상시키거나 프로브를 파손시킬 위험 없이, 상기 프로브의 바디에 요구되는 종방향 치수의 감소를 가능하게 한다.

또한, 상기 프로브에 구비된 상기 개구는 그 안에서 연속적으로, 특히 그 프로브 바디를 따라 그리고 그 콘택 말단부를 따라 형성되기 때문에, 제안된 상기 해결 방안은, 적어도 프로브 자체의 파손을 언제나 야기하는 크랙 형성을 유발할 수 있는 불연속 또는 임계 지점을 상기 프로브에 도입하지 않는다.

콘택 헤드 부분에 형성되는 확대부의 존재 덕분에 상기 프로브가 프로브 헤드 내에 정확히 보유되는 것을 보장하면서도, 상기 개구를 상기 콘택 헤드 부분의 감소된 직경과 조합하여 사용함으로써 상기 프로브의 최대 크기를 변함없이 유지시킬 수 있게 되고, 따라서 상기 프로브를 포함하는 프로브 헤드에 연결되는 테스트 장치의 보드의 피치(pitch)를 공지의 해결방안에 비해 감소시킬 수 있게 된다.

상기 확대부의 존재는 그 언더컷 벽들이 대응 가이드 상에 접하는 것을 특히 보장함으로써, 예를 들어 상기 피검 소자를 포함하는 웨이퍼로부터 프로브 헤드를 제거하는 테스트 작업의 종료 시점에, 그리고 피검 소자의 패드와 콘택 팁 말단이 원치 않게 접착되는 경우에도, 상기 콘택 프로브가 피검 소자를 향해 이동하는 것을 방지한다.

프로브 헤드의 프로브들의 헤드 섹션들 및/또는 팁 섹션들이 피검 소자 및/또는 스페이스 트랜스포머의 서로 별개의 콘택 패드들 상에 가압 콘택됨으로써 상기 패드들이 서로 단락되도록 상기 프로브 헤드를 제조하는 것 역시도 가능하다.

당연히, 상황에 따른 구체적 요구를 만족시키기 위해, 당업자는 위에서 설명한 콘택 프로브에 대해 수많은 수정 및 변경을 가할 수 있으며, 이들 모두는 다음의 청구항들에 의해 정의되는 본 발명의 보호 범위 내에 포함된다.

특히, 프로브 바디에 임의의 개수의 암들을 형성하기 위한 임의의 개수의 종방향 개구들을 고려할 수 있는데, 이 개구들 중 하나 이상은 콘택 헤드 부분 및/또는 콘택 팁 부분에서 그 전체 연장 길이를 따라 또는 그 일부만을 따라 진행될 수 있다; 또한, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 횡방향 및 종방향 모두에서 상이한 치수를 갖는 암들 및/또는 개구들을 갖는 프로브를 제조하는 것도 가능하다.

자유 바디(free body)를 가지며 사전-변형(pre-deformed)되었을 수도 있는, 수직형 프로브 또는 버클링 빔과 같은 상이한 타입의 프로브들, 특히 차단형 또는 비차단형 타입의 프로브들을 제조하는 것도 가능하다.

마지막으로, 상기 팁 부분 및 콘택 헤드의 그 밖의 기학적 형태들 외에도, 프로브 바디로부터 돌출된 스토퍼(stoppers)와 같은 추가적 특징들을 갖는 본 발명의 콘택 프로브를 제공하는 것도 가능하다.

Claims (17)

1. 테스트 장치의 보드의 콘택 패드 상에 접할 수 있는 제1 콘택 말단부(20B) 및 피검 소자의 콘택 패드 상에 접할 수 있는 제2 콘택 말단부(20A)를 가질 뿐만 아니라 상기 제1 및 제2 콘택 말단부들(20B, 20A) 사이에서 종방향(x)을 따라 연장된 막대형 프로브 바디(20C)를 갖는 콘택 프로브(20)에 있어서,
   상기 콘택 프로브(20)는 상기 프로브 바디(20C)를 따라 그리고 상기 제1 및 제2 콘택 말단부들(20B, 20A) 중 적어도 하나를 따라 연장된 적어도 하나의 개구(opening)(17, 17', 17")를 포함하고, 제1 개구 부분(14, 14a, 14b)은 상기 프로브 바디(20C)에 적어도 한 쌍의 암들(arms)(13a, 13b, 13c)을 정의하며, 제2 개구 부분(16, 16a, 16b; 16')은 상기 제1 및 제2 콘택 말단부들(20B, 20A) 중 적어도 하나에 적어도 한 쌍의 말단 섹션들(15a, 15b, 15c; 15a', 15b')을 정의하는 것을 특징으로 하는,
   콘택 프로브(20).
2. 제1항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 개구(17, 17', 17")는 상기 제2 개구 부분(16, 16a, 16b; 16')의 횡단 치수(transversal dimension)(H2)보다 큰 횡단 치수(H1)를 갖는 상기 제1 개구 부분(14, 14a, 14b)을 포함하는 것을 특징으로 하는,
   콘택 프로브(20).
3. 제2항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 개구(17, 17', 17")는 상기 제1 개구 부분(14, 14a, 14b)과 상기 제2 개구 부분(16, 16a, 16b; 16') 사이에 점진적 변천(gradual transition)을 포함하되, 바람직하게는 각각의 원호들(circle arcs)(14ac1, 14ac2)을 따른 점진적 변천을 포함하는 것을 특징으로 하는,
   콘택 프로브(20).
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 개구(17")는, 제1 콘택 말단부(20B)에 적어도 한 쌍의 말단 섹션들(15a, 15b)을 정의하는 상기 제2 개구 부분(16) 및 제2 콘택 말단부(20A)에 적어도 한 쌍의 추가 말단 섹션들(15a', 15b')을 정의하는 추가 개구 부분(16')을 포함하는 것을 특징으로 하는,
   콘택 프로브(20).
5. 제4항에 있어서,
   상기 콘택 프로브(20)는 상기 개구(17")에 의해 정의되는 별개의 프로브 부분들(200a, 200b)을 연결할 수 있는 머티리얼 브릿지들(material bridges)(21a, 21b)을 포함하는 것을 특징으로 하는,
   콘택 프로브(20).
6. 제5항에 있어서,
   상기 콘택 프로브(20)는 상기 개구(17")의 상기 제1 부분(14)에 상응하는 위치에 상기 머티리얼 브릿지들(21a, 21b)을 포함하는 것을 특징으로 하는,
   콘택 프로브(20).
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 콘택 말단부(20B)는 콘택 헤드 부분(contact head portion)이고 적어도 하나의 확대부(18)를 더 포함하는데, 상기 확대부(18)는 상기 콘택 헤드 부분(20B)의 나머지 부분의 횡직경(DB1)에 비해 더 큰 치수의 횡직경(DB2)을 가짐으로써 상기 확대부(18)에 대해 각각의 언더컷 벽들(undercut walls)(Sqa, Sqb)이 정의되는 것을 특징으로 하는 - 상기 횡직경은 상기 종방향(x)에 직각인 횡방향(y)에 따른 치수임 -,
   콘택 프로브(20).
8. 제7항에 있어서,
   상기 확대부(18) 외의 상기 콘택 헤드 부분(20B)은 상기 프로브 바디(20C)의 횡직경(DC)보다 작은 횡직경(DB1)을 갖는 것을 특징으로 하는,
   콘택 프로브(20).
9. 제8항에 있어서,
   상기 프로브 바디(20C)의 횡직경(DC)은 상기 콘택 팁 부분(20A)의 횡직경(DA)과 동일한 것을 특징으로 하는,
   콘택 프로브(20).
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 콘택 프로브(20)는, 상기 프로브 바디(20C)를 따라 형성되어 그 안에 다수의 암들(13a, 13b, 13c)을 정의하는 다수의 개구들(17a, 17b)을 포함하고, 상기 다수의 암들(13a, 13b, 13c)은 제1 개구 부분들(14a, 14b)에 의해 분리되어 있으며, 상기 개구들 중 적어도 하나는 상기 적어도 하나의 콘택 말단부(20B, 20A)를 따라서도 형성되어 그 안에 한 쌍의 말단 섹션들(15a, 15b; 15a', 15b')을 정의하는 것을 특징으로 하는,
    콘택 프로브(20).
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 콘택 프로브(20)는 테이퍼형(tapered-shaped) 콘택 팁 부분(contact tip portion)인 제2 콘택 말단부(20A)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    콘택 프로브(20).
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 콘택 프로브(20)는 가늘고 긴 부분(19)을 구비한 콘택 팁 부분인 제2 콘택 말단부(20A)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    콘택 프로브(20).
13. 다수의 콘택 프로브들을 수용하기 위한 가이드 홀들을 구비한 적어도 하나의 가이드를 포함하는, 피검 소자의 기능성 테스트를 위한 프로브 헤드에 있어서,
    상기 콘택 프로브들(20)은 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 것인,
    프로브 헤드.
14. 제13항에 있어서,
    각각의 콘택 프로브는 상기 말단 섹션들(15a, 15b; 15a', 15b')이 단 하나의 콘택 패드(50Aa, 50Ab; 40Aa, 40Ab) 상에 가압 콘택하는 것을 특징으로 하는,
    프로브 헤드.
15. 제13항에 있어서,
    각각의 콘택 프로브는 상기 말단 섹션들(15a, 15b; 15a', 15b') 각각이 별개의 콘택 패드(50Aa, 50Ab; 40Aa, 40Ab) 상에 각각 가압 콘택하는 것을 특징으로 하는,
    프로브 헤드.
16. 제13항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가이드의 상기 가이드 홀들은 상기 콘택 프로브들 각각의 상기 암들 모두를 수용하는 것을 특징으로 하는,
    프로브 헤드.
17. 제13항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가이드의 상기 가이드 홀들은 상기 콘택 프로브들 각각의 별개의 암을 각각 수용하는 것을 특징으로 하는,
    프로브 헤드.

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