(57)【要約】 【課題】  半導体装置のような電子部品の電気的特性を検査するに使用されるプローブカード及びその製造方法を提供する。【解決手段】  プローブカードは第１マイクロプローブヘッド、第２マイクロプローブヘッド及び探針を含む。第１マイクロプローブヘッドは外部接続端子を有する被検体をテストするためのテスト信号が入力される第１導電性トレースを有する。第２マイクロプローブヘッドは第１回路部に電気的に連結され外部接続端子と対応する第２導電性トレースを有する。第２マイクロプローブヘッドは第１マイクロプローブヘッドに着脱可能に結合される。探針は第２導電性トレースに形成され外部接続端子に電気的に接触する。従って、被検体の変更に従って第２マイクロプローブヘッドのみを新しいものに交替すればよいので、プローブカードを製造するに投入される時間と費用が節減される。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部接続端子を有する被検体をテストするためのテスト信号が入力される第１導電性トレースが具備された第１マイクロプローブヘッドと、
前記第１回路部に電気的に連結され前記外部接続端子と対応する第２導電性トレースを有し、前記第１マイクロプローブヘッドに着脱可能に結合される第２マイクロプローブヘッドと、
前記第２導電性トレースに形成され前記外部接続端子に電気的に接触する探針と、
を含むことを特徴とするプローブカード。
【請求項２】
前記第１導電性トレースと第２導電性トレースの間に介在され、前記第１及び第２導電性トレースを電気的に連結させるための導電部材をさらに含むことを特徴とする請求項１記載のプローブカード。
【請求項３】
前記導電部材は、弾性を有する金属物質を含むことを特徴とする請求項２記載のプローブカード。
【請求項４】
前記金属物質は、はんだを含むことを特徴とする請求項３記載のプローブカード。
【請求項５】
前記第１マイクロプローブヘッド及び第２マイクロプローブヘッドの間に介在され前記導電部材が収容された支持板をさらに含むことを特徴とする請求項２記載のプローブカード。
【請求項６】
前記第１及び第２マイクロプローブヘッドに締結され前記第１マイクロプローブヘッド及び第２マイクロプローブヘッドを着脱可能に結合させるための締結部材をさらに含むことを特徴とする請求項１記載のプローブカード。
【請求項７】
前記締結部材は、前記第１及び第２マイクロプローブヘッド間の水平度調節のために前記第１及び第２マイクロプローブヘッドの外郭３地点に垂直方向に沿って締結された３つのスクリューを含むことを特徴とする請求項６記載のプローブカード。
【請求項８】
外部接続端子を有する被検体をテストするためのテスト信号が入力される第１導電性トレースが具備された第１マイクロプローブヘッドを製作する段階と、
前記外部接続端子と対応する第２導電性トレースを有する第２マイクロプローブヘッドを製作する段階と、
前記第１及び第２導電性トレースが互いに電気的に連結されるように前記第２マイクロプローブヘッドを前記第１マイクロプローブヘッドに着脱可能に結合させる段階と、
前記外部接続端子に電気的に接触する探針を前記第２導電性トレースに形成する段階と、
を含むことを特徴とするプローブカードの製造方法。
【請求項９】
前記第１及び第２マイクロプローブヘッドを結合させる段階は、前記第１及び第２導電性トレースを導電部材を媒介にして電気的に連結させる段階を含むことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記第１マイクロプローブヘッド及び第２マイクロプローブヘッドを少なくとも一つのスクリューを用いて結合させることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１１】
前記探針を前記第２導電性トレースに形成する段階は、
犠牲基板上にパターンを形成する段階と、
前記パターンをエッチングマスクとして使用して前記犠牲基板をエッチングし、前記犠牲基板に前記探針の形状と対応するリセスを形成する段階と、
前記リセスを導電性物質で埋立して、前記探針を形成する段階と、
前記探針を前記第２導電性トレースにボンディングする段階と、
前記犠牲基板を除去する段階と、を含むことを特徴とする請求項８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプローブカード及びそれの製造方法に係り、より具体的には半導体装置のような電子部品の電気的特性を検査するに使用されるプローブカード及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、半導体基板に対する複数個の半導体製造工程を実施した後、プロービングテストを通じて良品の半導体装置を選別する。良品の選別された半導体装置をパッケージング工程を通じて半導体パッケージとして形成する。
【０００３】
プロービングテストでは、半導体装置の電極パッドのような外部接続端子にプローブカードの探針を接触させる。テスト装置がテスト信号を探針を通じて外部接続端子に供給して、外部接続端子から出力される電気信号をテスト装置が受信する。テスト装置は受信された電気信号に基づいて半導体装置の正常可否を判別する。
【０００４】
前記のようなプロービングテストに使用されるプローブカードはテスト信号が流れる回路を有する印刷回路基板、印刷回路基板の底面に結合され回路と電気的に連結されたマイクロプローブヘッド、及びマイクロプローブヘッドに電気的に連結され半導体装置の外部接続端子と接触する探針を含む。
【０００５】
図１は従来のプローブカードを示す断面図であり、図２は図１の印刷回路とマイクロプローブヘッドを拡大して示す断面図である。
図１及び図２を参照すると、従来のプローブカード１００は印刷回路基板１０２、マイクロプローブヘッド１０６及び探針１０８を含む。  
【０００６】
印刷回路基板１０２はテスト電流を発生するテスタ１２０に連結部１２２を媒介に電気的に連結された複数個の電気的接点１３０を有する。また、印刷回路基板１０２は電気的接点１３０から延長された導電性トレース１５０を有する。
【０００７】
マイクロプローブヘッド１０６は印刷回路基板１０６の下部に配置される。マイクロプローブヘッド１０６は導電部材１５２を媒介に印刷回路基板１０６の導電性トレース１５０と電気的に連結された導電性トレース１５４を有する。
【０００８】
探針１０８はマイクロプローブヘッド１０６の導電性トレース１５４に形成され、被検体である半導体装置１６０の電極パッド１６２上に接触する。
ここで、各探針１０８を各電極パッド１６２に接触させるために、マイクロプローブヘッド１０６の導電性トレース１５４は半導体装置１６０の電極パッドの数と配列と対応しなければならない。
【０００９】
しかし、従来のプローブカードでは、マイクロプローブヘッドが一つからなる単品である。それにより、他の数と配列の外部接続端子を有する新しい被検体をテストするためには、既存に使用されていたマイクロプローブヘッドを新しい被検体の外部接続端子と対応する導電性トレースを有する新しいマイクロプローブヘッドに交替しなければならない。即ち、新しい被検体の電気的特性をテストするためには、新しいマイクロプローブヘッドを別途に製作しなければならない。
【００１０】
特に、一つの半導体基板から生産される半導体装置の個数が増加することにより、複数個の半導体装置をテストするためにマイクロプローブヘッドが２０層以上の多層構造を有するようになる。ところで、テスタは大部分標準化されてあって、テスト信号を提供する連結部が略同一の配列を有する。従って、被検体変更と関係なしにテスタと連結されるマイクロプローブヘッドの上部層はそのまま使用することができる。しかし、前述されたように、従来のマイクロプローブヘッドは分離できない一つの単品であるため、被検体の変更に従ってマイクロプローブヘッド全体を新しいものに交替しなければならない問題があった。
【００１１】
また、２０層以上を順次に形成して一つの単品であるマイクロプローブヘッドが完成されるので、従来のマイクロプローブヘッドはよくない平坦度を有する恐れがたかい。優れていない平坦度を有するマイクロプローブヘッドを用いて被検体をテストすると、全ての探針が被検体の外部接続端子に正確に接触することができなくなる。従って、優れていない平坦度を有するマイクロプローブヘッドが用いたテスト結果の信頼度が大きく低下される。
【００１２】
時に、プローブカードの全体製造時間のうちマイクロプローブヘッドの製造時間が７０％以上を占める。従って、新しいマイクロプローブヘッド製造に起因してプローブカードを製造するに投入される費用と時間が増加され、それにより電気的特性検査を通過すればこそ出荷される半導体装置の出荷時点が遅延されるという問題点が誘発される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は被検体の変更により全体を交替する必要のないプローブカードを提供する。
また、本発明は前記のようなプローブカードを製造する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一特徴によるプローブカードは、第１マイクロプローブヘッド、第２マイクロプローブヘッド及び探針を含む。第１マイクロプローブヘッドは外部接続端子を有する被検体をテストするためのテスト信号が入力される第１導電性トレースを有する。第２マイクロプローブヘッドは第１回路部に電気的に連結され外部接続端子と対応する第２導電性トレースを有する。第２マイクロプローブヘッドは第１マイクロプローブヘッドに着脱可能に結合される。探針は第２導電性トレースに形成され外部接続端子に電気的に接触される。
【００１５】
本発明の他の特徴によるプローブカードの製造方法によると、外部接続端子を有する被検体をテストするためのテスト信号が入力される第１導電性トレースが具備された第１マイクロプローブヘッドを製作する。その後、外部接続端子と対応する第２導電性トレースを有する第２マイクロプローブヘッドを製作する。続いて、第１及び第２導電性トレースが互いに電気的に連結されるように第２マイクロプローブヘッドを第１マイクロプローブヘッドに着脱可能に結合させる。外部接続端子に電気的に接触する探針を第２導電性トレースに形成する。
【００１６】
本発明によると、マイクロプローブヘッドが着脱可能な２つの部品からなることができるので、被検体の変更に従って第２マイクロプローブヘッドのみを新しいものに交替すればよいのである。従って、プローブカードを製造するに投入される時間と費用が節減される。また、多層構造のプローブカード全体を交替しなくてもよいので、プローブカードが優れた平坦度を有するようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態をより詳細に説明する。
実施例１
図３は本発明の第１実施例によるプローブカードを示す分解断面図であり、図４は図３のプローブカードを示した結合断面図である。
【００１８】
図３及び図４を参照すると、本実施例によるプローブカードは印刷回路基板５００、第１マイクロプローブヘッド２００、第２マイクロプローブヘッド３００及び探針３３０を含む。
【００１９】
印刷回路基板５００は外部接続端子を有する被検体、本実施例においては外部接続端子として電極パッド６１０を有する半導体装置６００の電気的特性をテストするためのテスト信号をテスタ（図示せず）から入力を受ける回路（図示せず）を有する。
【００２０】
第１マイクロプローブヘッド２００は印刷回路基板５００の底面に結合される。第１マイクロプローブヘッド２００は複数個の層が積層された多層構造を有する。第１マイクロプローブヘッド２００はセラミックのような絶縁性物質からなる。印刷回路基板５００の回路に電気的に連結された電気的接点２１０が第１マイクロプローブヘッド２００の上面に形成される。また、第１マイクロプローブヘッド２００は電気的接点２１０に電気的にそれぞれ連結された複数個の第１導電性トレース２２０を有する。第１導電性トレース２２０は第１マイクロプローブヘッド２００の底面を通じて露出される。
【００２１】
ここで、第１導電性トレース２２０は印刷回路基板５００の回路と対応する数と配列を有する。印刷回路基板５００の回路は標準化されるテスタ内の回路と対応する構成を有するので、第１導電性トレース２２０も標準化された規格を有するようになる。従って、半導体パッケージ６００が他のもので変更されても、印刷回路基板５００と第１マイクロプローブヘッド２００を他のものに交替する必要はない。
【００２２】
第２マイクロプローブヘッド３００は第１マイクロプローブヘッド２００の底面に着脱可能に結合される。第２マイクロプローブヘッド３００も第１マイクロプローブヘッド２００と同様に複数個の層が積層された多層構造でありセラミックのような絶縁性物質からなる。第２マイクロプローブヘッド３００は第１導電性トレース２２０それぞれに電気的に連結された第２導電性トレース３２０を有する。第２導電性トレース３２０は第２マイクロプローブヘッド３００の底面を通じて露出される。
【００２３】
ここで、各探針３３０を各電極パッド６１０に接触させるために、第２導電性トレース３２０は半導体パッケージ６００の電極パッド６１０と対応する数と配列を有することが要求される。即ち、半導体パッケージ６００が他のもので変更され、新しい半導体パッケージに具備された電極パッドの数と配列と対応する数と配列を有する新しい第２導電性トレースを有する新しい第２マイクロプローブヘッドを製造することが要求される。
【００２４】
即ち、本実施例によると、被検体である半導体パッケージ６００の変更の際、第１マイクロプローブヘッド２００を交替する必要がなく第２マイクロプローブヘッド３００のみを新しいものに交替すればよいのである。
【００２５】
第２マイクロプローブヘッド３００を第１マイクロプローブヘッド２００に着脱可能に接着するために、本実施例においては第１及び第２導電性トレース２２０、３２０の間に介在された導電部材２３０を用いる。導電部材２３０の例として弾性を有する金属、例えば、はんだを挙げることができる。はんだを使用する場合、第１及び第２導電性トレース２２０、２３０は半田付け工程によって着脱可能に電気的に結合される。反対に、第２マイクロプローブヘッド３００を第１マイクロプローブヘッド２００から分離させる場合、はんだを除去さえすればよいのである。
【００２６】
探針３３０は第２マイクロプローブヘッド３００の底面を通じて露出された第２導電性トレース３２０それぞれに形成される。各探針３３０は半導体装置６００の各電極パッド６１０に接触する。従って、探針３３０は電極パッド６１０の数と配列と対応する数と配列を有することが要求される。ここで、探針３３０の形成位置は第２導電性トレース３２０であるので、第２導電性トレース３２０が電極パッド６１０の数と配列と対応すると、探針３３０の数と配列も電極パッド６１０の数と配列と自然的に対応するようになる。テスタから発生されたテスタ信号は印刷回路基板５００、第１導電性トレース２２０、第２導電性トレース３２０及び探針３３０を通じて電極パッド６１０に提供され、半導体装置６００の電気的特性検査が実施される。
【００２７】
本実施例によると、マイクロプローブヘッドが着脱可能な２つの部品からなる。従って、被検体が変更される場合、標準化された第１マイクロプローブヘッドを交替する必要がなく第２マイクロプローブヘッドのみを新しいものに交替すればよいのである。従って、プローブカード全体を新しく製作する必要がなく、被検体と対応する新しい第２マイクロプローブヘッドのみを製作すればよいのである。結果的に、プローブカード製造に投入される時間と費用が大幅減少するようになる
また、第２マイクロプローブヘッドのみを交替すればよいので、プローブカードが全般的に優れた平坦度を有するようになる。従って、各探針を被検体の各外部接続端子に正確に接触させることができ、テスト結果の信頼度が大幅に向上されることができる。
実施例２
図５は本発明の第２実施例によるプローブカードを示す断面図であり、図６は図５の第１マイクロプローブヘッドを示す平面図であり、図７及び図８は図５のプローブカードの水平度調節動作を示した断面図である。
【００２８】
本実施例によるプローブカードは第１及び第２マイクロプリズムヘッド間の結合構造が変更されたものを除いては実施例１のプローブカードと実質的に同一の構成要素を含む。従って、同一の構成要素マトリックスを同一の参照符号に示し、また、同一の構成要素に対する反復説明は省略する。
【００２９】
図５を参照すると、第１及び第２マイクロプローブヘッド２００、３００がスクリュー４００を媒介に着脱可能に結合される。スクリュー４００は第１マイクロプローブヘッド２００の上部から垂直な方向に沿って第１及び第２マイクロプローブヘッド２００、３００に締結される。
【００３０】
一方、第１及び第２導電性トレース２２０、３２０の間には導電部材４５０が介在される。導電部材４５０が実施例１の結合構造とは異なり、第１及び第２導電性トレース２２０、３２０と電気的に接触する。導電部材４５０を収容する支持板４１０が第１及び第２マイクロプローブヘッド２００、３００の間に介在される。従って、スクリュー４００は支持板４１０にも締結される。
【００３１】
ここで、スクリュー４００は第１及び第２マイクロプローブヘッド２００、３００を着脱可能に結合させる役割と、第１及び第２マイクロプローブヘッド２００、３００の水平度を調整する役割もする。
【００３２】
図６に示されたように、３個のスクリュー４００が第１及び第２マイクロプローブヘッド２００、３００の外郭３地点に締結される。例えば、図７に示されたように、被検体の水平面に対して第２マイクロプローブヘッド３００が傾斜するように配置されると、他の探針３３０より高く位置した一部探針３３０が電極パッドに接触できなくなる場合が発生される。このような場合に、高く位置した探針３３０と隣接したスクリュー４００を下降させ、図８のように第２マイクロプローブヘッド３００の水平度を被検体の水平面と平行するように調整することができる。
実施例３
図９は本発明の第３実施例によるプローブカードを製造する方法を順次に示す流れ図であり、図１０は図９の方法のうち探針形成工程を順次に示す流れ図である。
【００３３】
図９を参照すると、段階ＳＴ７１０で、第１導電性トレースを有する第１マイクロプローブヘッドを製作する。具体的に、貫通孔を有する第１絶縁膜上に貫通孔を埋立するように金属膜を形成した後、金属膜をパターニングして第１サブトレースを形成する。第２絶縁膜に対しても第１絶縁膜に対して実施した工程と実質的に同一の工程を実施し、第２サブトレースを形成する。所望する第１マイクロプローブヘッドの層によって、複数個の絶縁膜に対して前記工程を実施する。その後、各サブトレースが電気的に連結されるように各絶縁膜を積層して、複数の構造の第１マイクロプローブヘッドを製作する。ここで、第１導電性トレースは印刷回路基板の標準化された回路配列と実質的に同一の配列を有する。
【００３４】
段階ＳＴ７２０で、前記された工程と実質的に同一の工程を通じて第２導電性トレースを有する第２マイクロプローブヘッドを製作する。ここで、第２導電性トレースはテストしようとする被検体の外部接続端子の数と配列と対応する。即ち、第１導電性トレースは被検体と対応する配列及び数を有する必要はないが、第２導電性トレースは被検体と対応する配列及び数を有することが要求される。従って、被検体が変更されると、第１マイクロプローブヘッドを交替する必要なしに第２マイクロプローブヘッドのみを交替すればよいのである。
【００３５】
その次、段階ＳＴ７３０で、第１及び第２導電性トレースが電気的に連結されるように第１及び第２マイクロプローブヘッドを着脱可能に結合させる。
ここで、はんだのような導電部材を第１及び第２導電性トレースの間に位置させた状態で、はんだ工程を通じて第１及び第２マイクロプローブヘッドを結合させることができる。また、第１及び第２マイクロプローブヘッドの外郭部分にスクリューを締結して、第１及び第２マイクロプローブヘッドを着脱可能に結合させることができる。付加的に、導電部材を収容する支持板を第１及び第２マイクロプローブヘッドの間に介在させた状態で、スクリューを第１及び第２マイクロプローブヘッドと支持板に締結することもできる。
【００３６】
段階ＳＴ７４０で、被検体の外部接続端子と電気的に接触する探針を第２導電性トレースに形成する。
図１０を参照すると、段階ＳＴ７５０で、犠牲基板上にパターンを形成する。ここで、パターンはフォトリソグラフィ工程を通じて形成されたフォトレジストパターンであることができる。具体的に、フォトレジストフィルムを犠牲基板上に形成する。フォトレジストフィルムを露光及び現象させて、フォトレジストパターンを形成する。
【００３７】
段階ＳＴ７６０で、パターンをエッチングマスクとして使用して犠牲基板をエッチングすることで、犠牲基板にリセスを形成する。ここで、リセスは所望する探針の形状と対応する形状を有する。
【００３８】
段階ＳＴ７７０で、リセスを導電性物質で埋立して、探針を形成する。導電性物質の例としては銅、アルミニウムなどのような金属を挙げることができる。
段階ＳＴ７８０で、探針を第２導電性トレースにボンディングする。
【００３９】
段階ＳＴ７９０で、犠牲基板を除去すると、第１及び第２マイクロプローブヘッドと探針からなるプローブカードが完成される。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
前記のような本発明によると、マイクロプローブヘッドが着脱可能な２つの部品からなることができ、被検体の変更に従って第２マイクロプローブヘッドのみを新しいものに交替すればよいのである。従って、プローブカードを製造するにかかる時間と費用が節減される。
【００４１】
また、優れた平坦度を有する第１マイクロプローブヘッドをそのまま使用し、第２マイクロプローブヘッドのみを交替して使用すればよいので、多層構造のプローブカードが優れた平坦度を有するようになる。
【００４２】
以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離脱することなく、本発明を修正または変更できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】従来のプローブカードを示す断面図である。
【図２】図１の印刷回路基板とマイクロプローブヘッドを拡大して示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施例によるプローブカードを示す分解断面図である。
【図４】図３のプローブカードを示す結合断面図である。
【図５】本発明の第２実施例によるプローブカードを示す断面図である。
【図６】図５の第１マイクロプローブヘッドを示す平面図である。
【図７】図５のプローブカードの水平度調節動作を示す断面図である。
【図８】図５のプローブカードの水平度調節動作を示す断面図である。
【図９】本発明の第３実施例によるプローブカードを製造する方法を順次に示す流れ図である。
【図１０】図８の方法のうち探針形成工程を順次に示し流れ図である。
【符号の説明】
【００４４】
２００      第１マイクロプローブヘッド
２２０      第１導電性トレース
３００      第２マイクロプローブヘッド
３２０      第２導電性トレース
３３０      探針
４００      スクリュー
４１０      導電部材
４５０      支持板
【図１】
2008536109.tif 000003
【図２】
2008536109.tif 000004
【図３】
2008536109.tif 000005
【図４】
2008536109.tif 000006
【図５】
2008536109.tif 000007
【図６】
2008536109.tif 000008
【図７】
2008536109.tif 000009
【図８】
2008536109.tif 000010
【図９】
2008536109.tif 000011
【図１０】
2008536109.tif 000012
【国際調査報告】
2008536109.tif 000013
2008536109.tif 000014