KR20240081020A - 스크럽 길이 조절이 가능한 수직형 프로브 카드 - Google Patents

Abstract

게시된 내용은 웨이퍼 상에 형성되는 회로 패턴의 전기적 특성을 검사하는 경우 스크럽 길이를 조절할 수 있도록 한, 스크럽 길이 조절이 가능한 수직형 프로브 카드에 관한 것으로,
본 명세서의 일 실시예에 따른 스크럽 길이 조절이 가능한 수직형 프로브 카드는
검사대상물에 접촉되어 상기 검사대상물로부터 전달되는 전기적신호를 외부의 테스트 장비로 전달하는 수직형 프로브 카드에 적용되고,
일측에 제1가이드홀이 형성되는 상부 가이드플레이트;
상기 상부 가이드플레이트의 하부로 소정간격 이격되게 배치되고, 일측에 제2가이드홀이 형성되는 중간 가이드플레이트;
상기 중간 가이드플레이트의 하부로 소정간격 이격되게 배치되고, 일측에 제3가이드홀이 형성되는 하부 가이드플레이트;
상기 제1가이드홀과 상기 제2,3가이드홀에 상단의 헤드부와 하단의 팁부가 각각 삽입되어 상기 상부 가이드플레이트와, 상기 중간 및 하부 가이드플레이트의 내면에 지지되며, 중간의 바디부가 만곡지게 형성되는 수직형 프로브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크럽 길이 조절이 가능한 수직형 프로브 카드를 제공한다.

Description

스크럽 길이 조절이 가능한 수직형 프로브 카드{probe card for vertical type with scrub length control}

본 명세서는 프로브 카드에 관한 것으로, 보다 구체적으로 설명하면, 웨이퍼 상에 형성되는 회로 패턴의 전기적 특성을 검사하기 위한, 스크럽 길이 조절이 가능한 수직형 프로브 카드에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

일반적으로, 반도체 제작 공정은 웨이퍼(Wafer)상에 패턴(pattern)을 형성시키는 패브리케이션(fabrication)공정과, 웨이퍼를 구성하고 있는 각각의 칩의 전기적 특성을 검사하는 이디에스(Electrical Die Sorting:EDS)공정과, 패턴이 형성된 웨이퍼를 각각의 칩(chip)으로 조립하는 어셈블리(assembly)공정을 통해서 제조된다.

전술한 EDS공정은 웨이퍼를 구성하고 있는 칩들 중에서도 불량칩을 판별하기 위해 수행하는 것으로, 웨이퍼를 구성하는 칩들에 전기적 신호를 인가시켜 인가된 전기적 신호로부터 체크되는 신호에 의해서 불량을 판단하게 되는 프로브 카드라는 검사장치가 주로 사용되고 있다.

프로브 카드는 PCB기판에 프로브 핀(probe pin)을 접착제로 고정하여 제작하는 방식의 캔티레버 프로브(cantilever probe)와, 가이드 플레이트(guide plate;프로브 핀을 고정시키기 위한 지지체를 말함)에 프로브 핀을 삽입시켜 제작하는 방식의 수직형 프로브(vertical probe)로 구분된다.

이러한 프로브 카드는 웨이퍼를 구성하는 각 칩의 패턴과 접촉되어 전기적 신호를 인가하는 다수의 니들(Needle)이 구비되는데, 통상 웨이퍼의 각 디바이스의 전극패드에 프로브 카드의 니들이 접촉되게 하면서 이 니들을 통해 특정의 전류를 통전시켜 그때 출력되는 전기적 특성을 측정한다.

한편, 최근의 반도체 디바이스는 디자인 룰이 더욱 미세화되면서 고집적화와 동시에 극소형화되고 있는 추세이므로 미세해지는 반도체 디바이스의 패턴과 접속되기 위해서는 프로브 카드의 니들들도 그에 적절한 사이즈로 미세화됨과 아울러 니들과 니들간 보다 좁은 간격으로 배치되는 협피치가 요구된다.

도 1은 종래 기술의 프로브 카드 일부를 도시한 단면도이고, 도 2는 종래 기술의 니들이 검사대상물에 접촉되는 상태를 도시한 도면이다.

도 1에서 보는 바와 같이, 종래 기술의 프로브 카드(100)는 일측에 제1가이드홀(111)이 형성된 제1가이드플레이트(110)와, 제1가이드 플레이트(110)의 하부에 제1가이드플레이트(110)와 이격되게 설치되고 일측에 제2가이드홀(121)이 형성된 제2가이드플레이트(120) 및 제1가이드홀(111)과 제2가이드홀(121)에 삽입되는 니들(130)로 구성된다.

여기서, 니들(130)은 대략 일직선의 막대 형상으로 형성되고, 상단부와 하단부가 각각 제1가이드플레이트(110)의 제1가이드홀(111) 및 제2가이드플레이트(120)의 제2가이드홀(121)에 삽입되어 제1가이드플레이트(110) 및 제2가이드플레이트(120)의 내면 일측에 지지된다.

이러한 종래 기술의 프로브 카드(100)는 검사대상물(G)이 상방으로 이동하면서 니들(130)의 하단부, 즉 팁부(132)가 검사대상물(G)에 접촉되는 경우 니들(130) 상방으로 전달되는 접촉압력에 의해 중앙영역이 일방향으로 휘어지면서 팁부(132)에 하방으로 탄성력을 제공하여 니들(130)이 검사대상물(G)에 안정적으로 접촉되며, 검사대상물(G)로부터 전달되는 전기적 신호를 외부의 테스터 장치로 전달한다.

한편, 프로브 카드들은 일반적으로 니들이 검사대상물(G)에 접촉되는 경우 그 접촉압력에 의해 중앙영역이 소정각도로 벤딩되면서 니들과, 가이드플레이트의 가이드홀 간 유격공간에 의해 니들의 하단이 접촉위치에서 소정거리 밀리는 스크럽 (scrub) 현상이 발생된다.

이러한 스크럽 현상은 환경에 따라 니들과 검사대상물(G)과의 전기적 특성을 향상시켜 검사의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 장점이 발생할 수 있으나, 반면에 니들의 스크럽 거리에 따른 스크럽 량에 따라 오히려 검사대상물(G)을 손상시키거나 파손시키는 단점 또한 발생하게 된다.

종래 기술의 프로브 카드(100)의 경우 니들(130)이 1자에 가까운 막대형상으로 형성되기 때문에 기존 중앙부가 만곡진 니들에 비해 상대적으로 스크럽 거리가 커지게 되어 단점이 부각되는 문제점이 있었다.

최근에는 니들의 스크럽 거리를 제어하여 스크럽 현상에 대한 장점을 부각시키고, 단점을 상쇄시켜 프로브 카드의 검사 신뢰도를 향상시킬 수 있는 방법에 대한 요구가 높아지고 있다.

대한민국 등록특허공보 등록번호 10-2285752호(2021.8.4)에 스크럽 제어가 가능한 수직형 프로브 카드용 멀티 니들이 등록공고되어 있다.

본 명세서의 실시예는, 검사환경에 따라 스크럽 길이를 조절할 수 있어 검사의 신뢰도를 향상시킬 수 있도록 한, 스크럽 길이 조절이 가능한 수직형 프로브 카드와 관련된다.

상기 및 기타 본 명세서의 목적을 달성하기 위하여 본 명세서의 일 실시예에 따르면,

검사대상물에 접촉되어 상기 검사대상물로부터 전달되는 전기적신호를 외부의 테스트 장비로 전달하는 수직형 프로브 카드에 적용되고,

일측에 제1가이드홀이 형성되는 상부 가이드플레이트;

상기 상부 가이드플레이트의 하부로 소정간격 이격되게 배치되고, 일측에 제2가이드홀이 형성되는 중간 가이드플레이트;

상기 중간 가이드플레이트의 하부로 소정간격 이격되게 배치되고, 일측에 제3가이드홀이 형성되는 하부 가이드플레이트;

상기 제1가이드홀과 상기 제2,3가이드홀에 상단의 헤드부와 하단의 팁부가 각각 삽입되어 상기 상부 가이드플레이트와, 상기 중간 및 하부 가이드플레이트의 내면에 지지되며, 중간의 바디부가 만곡지게 형성되는 수직형 프로브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크럽 길이 조절이 가능한 수직형 프로브 카드를 제공한다.

더욱 바람직한 실시예에 의하면, 상기 중간 가이드플레이트의 제2가이드홀과 상기 하부 가이드플레이트의 제3가이드홀을 동일축선상에 형성하되, 상기 중간 가이드플레이트의 제2가이드홀 직경에 대해 상기 하부 가이드플레이트의 제3가이드홀의 직경을 동일하거나 크게 형성할 수 있고, 또는 상기 제2가이드홀에 대해 상기 제3가이드홀을 수평방향으로 임의거리만큼 시프팅시켜 스크럽 길이를 가변 조정할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

전술한 구성을 갖는 본 명세서의 실시예에 따른 스크럽 길이 조절이 가능한 수직형 프로브 카드는 아래와 같은 이점을 갖는다.

웨이퍼 상에 형성되는 회로 패턴의 전기적 특성을 검사하는 경우에, 검사환경에 따라 스크럽 길이를 조절할 수 있어 전기적 특성을 개선시켜 검사의 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 종래 기술의 프로브 카드 일부를 도시한 단면도,
도 2는 종래 기술의 니들이 검사대상물에 접촉되는 상태를 나타내는 도면,
도 3은 본 명세서의 바람직한 일 실시예에 따른 스크럽 길이 조절이 가능한 수직형 프로브 카드의 개략도,
도 4(a,b,c,d)는 도 3에 도시된 프로브 카드의 사용상태도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 명세서의 바람직한 실시예에 따른 스크럽 길이 조절이 가능한 수직형 프로브 카드를 상세하게 설명하기로 한다.

도 3 내지 도 4(a,b,c,d)를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 스크럽 길이 조절이 가능한 수직형 프로브 카드는

검사대상물에 접촉되어 검사대상물로부터 전달되는 전기적신호를 외부의 테스트 장비로 전달하는 수직형 프로브 카드에 적용되고,

일측에 제1가이드홀(10)이 형성되는 상부 가이드플레이트(20)(upper guide plate)(일 예로서, 세라믹재로 형성될 수 있고 이로 제한하는 것을 의미하지는 않는다);

상부 가이드플레이트(20)의 하부로 소정간격 이격되게 배치되고, 일측에 제2가이드홀(30)이 형성되는 중간 가이드플레이트(middle guide plate)(40);

중간 가이드플레이트(40)의 하부로 소정간격 이격되게 배치되고, 일측에 제3가이드홀(50)이 형성되는 하부 가이드플레이트(60)(lower guide plate)(일 예로서, 세라믹재로 형성될 수 있고 이로 제한하는 것을 의미하지는 않는다);

제1가이드홀(10)과 제2,3가이드홀(30,50)에 상단의 헤드부(70)와 하단의 팁부(80)가 각각 삽입되어 상부 가이드플레이트(20)와, 중간 및 하부 가이드플레이트(40,60)의 내면에 지지되며, 중간의 바디부(90)가 만곡지게 형성되는 수직형 프로브(vertical probe)(100);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직한 실시예에 의하면, 전술한 중간 가이드플레이트(40)의 제2가이드홀(30)과 하부 가이드플레이트(60)의 제3가이드홀(50)을 동일축선상에 형성하되, 중간 가이드플레이트(40)의 제2가이드홀(30) 직경에 대해 하부 가이드플레이트(60)의 제3가이드홀(50)의 직경을 동일하거나 크게 형성할 수 있고, 또는 제2가이드홀(30)에 대해 제3가이드홀(50)을 수평방향으로 임의거리만큼 시프팅(shifting)시켜 스크럽(scrub) 길이를 가변 조정할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

도면중 미 설명부호 110은 가이드 필름(guide film)이고, 120은 필름 플레이트(film plate)이다.

이하에서, 본 명세서의 일 실시예에 따른 스크럽 길이 조절이 가능한 수직형 프로브 카드를 첨부도면에 따라 설명한다.

도 3 및 도 4(a)에서와 같이, 일 예로서, 전술한 중간 가이드플레이트(40)에 형성된 제2가이드홀(30)의 직경이 35㎛로 형성되고, 제2가이드홀(30)에 대해 동일축선상에 형성되는 하부 가이드플레이트(60)의 제3가이드홀(50)의 직경은 35㎛로 형성된다. 이때 제2가이드홀(30)에 대해 제3가이드홀(50)은 동일 축선상에 형성된다.

따라서, 수직형 프로브 카드에 설치되는 프로브 핀의 접촉단을 기판(미 도시)의 회로 패턴에 접촉시킬 경우, 프로브 핀의 접촉단이 밀리게 되는 수직형 프로브(100)의 스크럽 마크 사이즈(scrub mark size)는 10∼13㎛(수직형 프로브(100)의 팁(tip) 직경 10㎛를 포함)임을 확인할 수 있다.

도 3 및 도 4(b)에서와 같이, 일 예로서, 전술한 중간 가이드플레이트(40)에 형성된 제2가이드홀(30)의 직경이 35㎛로 형성되고, 제2가이드홀(30)에 대해 동일축선상에 형성되는 하부 가이드플레이트(60)의 제3가이드홀(50)의 직경은 37㎛로 형성된다. 이때 제2가이드홀(30)에 대해 제3가이드홀(50)은 동일 축선상에 형성된다.

따라서, 수직형 프로브 카드에 설치되는 프로브 핀의 접촉단을 기판(미 도시)의 회로 패턴에 접촉시킬 경우, 프로브 핀의 접촉단이 밀리게 되는 수직형 프로브(100)의 스크럽 마크 사이즈(scrub mark size)는 13∼15㎛(수직형 프로브(100)의 팁(tip) 직경 10㎛를 포함)임을 확인할 수 있다.

도 3 및 도 4(c)에서와 같이, 일 예로서, 전술한 중간 가이드플레이트(40)에 형성된 제2가이드홀(30)의 직경이 35㎛로 형성되고 하부 가이드플레이트(60)에 형성된 제3가이드홀(50)의 직경을 37㎛로 형성하되, 제2가이드홀(30)에 대해 동일축선상에 형성되는 제3가이드홀(50)을 수평방향으로 임의거리만큼 시프팅(shifting)시킬 경우(일 예로서, 제3가이드홀(50)을 1∼2㎛만큼 시프팅시킨 경우)이다.

따라서, 수직형 프로브 카드에 설치되는 프로브 핀의 접촉단을 기판(미 도시)의 회로 패턴에 접촉시킬 경우, 프로브 핀의 접촉단이 밀리게 되는 수직형 프로브(100)의 스크럽 마크 사이즈(scrub mark size)는 14∼17㎛(수직형 프로브(100)의 팁(tip) 직경 10㎛를 포함)임을 확인할 수 있다.

도 3 및 도 4(d)에서와 같이, 일 예로서, 전술한 중간 가이드플레이트(40)에 형성된 제2가이드홀(30)의 직경이 35㎛로 형성되고, 제2가이드홀(30)에 대해 동일축선상에 형성되는 하부 가이드플레이트(60)의 제3가이드홀(50)의 직경은 39㎛로 형성된다. 이때 제2가이드홀(30)에 대해 제3가이드홀(50)은 동일 축선상에 형성된다.

따라서, 수직형 프로브 카드에 설치되는 프로브 핀의 접촉단을 기판(미 도시)의 회로 패턴에 접촉시킬 경우, 프로브 핀의 접촉단이 밀리게 되는 수직형 프로브(100)의 스크럽 마크 사이즈(scrub mark size)는 16∼19㎛(수직형 프로브(100)의 팁(tip) 직경 10㎛를 포함)임을 확인할 수 있다.

전술한 본 명세서에서는 바람직한 기술 사상을 예시적으로 참조하여 설명하였지만, 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 명세서의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능할 것이다.

따라서 본 명세서에 개시된 실시예는 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 명세서의 보호 범위는 청구범위의 기술적사상에 의하여 해석되어야 하며 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 명세서의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10; 제1가이드홀
20; 상부 가이드플레이트
30; 제2가이드홀
40; 중간 가이드플레이트
50; 제3가이드홀
60; 하부 가이드플레이트
70; 헤드부
80; 팁부
90; 바디부
100; 수직형 프로브(vertical probe)

Claims (2)

1. 검사대상물에 접촉되어 상기 검사대상물로부터 전달되는 전기적신호를 외부의 테스트 장비로 전달하는 수직형 프로브 카드에 적용되고,
   일측에 제1가이드홀이 형성되는 상부 가이드플레이트;
   상기 상부 가이드플레이트의 하부로 소정간격 이격되게 배치되고, 일측에 제2가이드홀이 형성되는 중간 가이드플레이트;
   상기 중간 가이드플레이트의 하부로 소정간격 이격되게 배치되고, 일측에 제3가이드홀이 형성되는 하부 가이드플레이트;
   상기 제1가이드홀과 상기 제2,3가이드홀에 상단의 헤드부와 하단의 팁부가 각각 삽입되어 상기 상부 가이드플레이트와, 상기 중간 및 하부 가이드플레이트의 내면에 지지되며, 중간의 바디부가 만곡지게 형성되는 수직형 프로브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크럽 길이 조절이 가능한 수직형 프로브 카드.
2. 제1항에 있어서,
   상기 중간 가이드플레이트의 제2가이드홀과 상기 하부 가이드플레이트의 제3가이드홀을 동일축선상에 형성하되, 상기 중간 가이드플레이트의 제2가이드홀 직경에 대해 상기 하부 가이드플레이트의 제3가이드홀의 직경을 동일하거나 크게 형성할 수 있고, 또는 상기 제2가이드홀에 대해 상기 제3가이드홀을 수평방향으로 임의거리만큼 시프팅시켜 스크럽 길이를 가변 조정할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 스크럽 길이 조절이 가능한 수직형 프로브 카드.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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