KR20210059861A

KR20210059861A - Probe card and test method for semiconductor chip using the same

Info

Publication number: KR20210059861A
Application number: KR1020190146906A
Authority: KR
Inventors: 박철민; 김형욱; 백재현; 야마베 마사히코; 정현태; 천성철; 홍성훈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2019-11-15
Filing date: 2019-11-15
Publication date: 2021-05-26

Abstract

Provided is a probe card, which includes: a circuit board; a space transducer connected to the circuit board; a probe needle in contact with the space transducer; a head providing a through hole through which the probe needle passes; and a vibrator coupled to the head. According to the present invention, the oxide film on the bump of the probe card and the semiconductor chip can be removed.

Description

Probe card and test method for semiconductor chip using the same

본 발명은 프로브 카드 및 이를 이용한 반도체 칩 테스트 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진동기를 포함하여 산화막을 제거할 수 있는 프로브 카드 및 이를 이용한 반도체 칩 테스트 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a probe card and a semiconductor chip test method using the same, and more particularly, to a probe card capable of removing an oxide film including a vibrator, and a semiconductor chip test method using the same.

반도체 칩은 웨이퍼로부터 다양한 단계의 공정을 거쳐 제조될 수 있다. 웨이퍼로부터 만들어진 반도체 칩은 인쇄회로기판 등에 실장되어 패키지가 될 수 있다. 반도체 칩이 패키징되기 전에, 반도체 칩이 제대로 작동하는지 확인할 필요가 있을 수 있다.A semiconductor chip can be manufactured from a wafer through various steps. A semiconductor chip made from a wafer may be mounted on a printed circuit board or the like to form a package. Before the semiconductor chip is packaged, it may be necessary to verify that the semiconductor chip is functioning properly.

반도체 칩의 작동 성능을 평가하기 위해 프로브 카드와 테스터가 사용될 수 있다. 프로브 카드는 반도체 칩의 솔더 등에 접촉할 수 있다. 프로브 카드는 반도체 칩에 전기적으로 연결될 수 있다. 프로브 카드는 테스터에 전기적으로 연결될 수 있다. 프로브 카드는 반도체 칩과 테스터를 전기적으로 연결시킬 수 있다. 테스터는 프로브 카드를 통하여 반도체 칩에 연결될 수 있다. 테스터는 반도체 칩의 성능을 테스트할 수 있다.Probe cards and testers can be used to evaluate the operating performance of the semiconductor chip. The probe card may contact solder of a semiconductor chip or the like. The probe card may be electrically connected to the semiconductor chip. The probe card can be electrically connected to the tester. The probe card can electrically connect the semiconductor chip and the tester. The tester may be connected to a semiconductor chip through a probe card. The tester can test the performance of the semiconductor chip.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 진동기를 이용하여 프로브 카드 및 반도체 칩의 범프 상의 산화막을 제거할 수 있는 프로브 카드 및 이를 이용한 반도체 칩 테스트 방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a probe card capable of removing oxide films on bumps of a probe card and a semiconductor chip using a vibrator, and a semiconductor chip test method using the same.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 마이크로 범프가 뭉개지는 현상을 방지할 수 있는 프로브 카드 및 이를 이용한 반도체 칩 테스트 방법을 제공하는데 있다.An object to be solved by the present invention is to provide a probe card capable of preventing micro bumps from being crushed, and a semiconductor chip test method using the same.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 프로브 팁과 반도체 칩 간의 접촉 불량을 개선하여 테스트의 신뢰성을 확보할 수 있는 프로브 카드 및 이를 이용한 반도체 칩 테스트 방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a probe card capable of securing test reliability by improving a contact failure between a probe tip and a semiconductor chip, and a semiconductor chip test method using the same.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 프로브 카드는 회로 보드; 상기 회로 보드에 연결되는 공간 변환기; 상기 공간 변환기와 접촉하는 프로브 니들; 상기 프로브 니들이 지나가는 관통공을 제공하는 헤드; 및 상기 헤드에 결합되는 진동기; 를 포함할 수 있다.In order to achieve the problem to be solved, a probe card according to an embodiment of the present invention includes a circuit board; A space converter connected to the circuit board; A probe needle in contact with the spatial transducer; A head providing a through hole through which the probe needle passes; And a vibrator coupled to the head. It may include.

상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 칩 테스트 방법은 프로브 카드의 프로브 니들과 반도체 칩의 범프를 접촉시키는 것; 헤드에 결합된 진동기를 구동하는 것; 상기 진동기에 의한 진동이 상기 프로브 니들에 전달되는 것; 및 상기 범프 상의 산화막을 제거하는 것; 을 포함할 수 있다.In order to achieve the problem to be solved, a method for testing a semiconductor chip according to an embodiment of the present invention includes contacting a probe needle of a probe card with a bump of a semiconductor chip; Driving a vibrator coupled to the head; Vibration by the vibrator is transmitted to the probe needle; And removing the oxide film on the bump. It may include.

기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명의 프로브 카드 및 이를 이용한 반도체 칩 테스트 방법에 따르면, 프로브 카드 및 반도체 칩의 범프 상의 산화막을 제거할 수 있다.According to the probe card of the present invention and a semiconductor chip test method using the same, an oxide film on the bump of the probe card and the semiconductor chip can be removed.

본 발명의 프로브 카드 및 이를 이용한 반도체 칩 테스트 방법에 따르면, 마이크로 범프가 뭉개지는 현상을 방지할 수 있다.According to the probe card of the present invention and a semiconductor chip test method using the same, it is possible to prevent the micro bump from being crushed.

본 발명의 프로브 카드 및 이를 이용한 반도체 칩 테스트 방법에 따르면, 프로브 팁과 반도체 칩 간의 접촉 불량을 개선하여 테스트의 신뢰성을 확보할 수 있다.According to the probe card of the present invention and a semiconductor chip test method using the same, it is possible to secure test reliability by improving a contact failure between a probe tip and a semiconductor chip.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 프로브 카드를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 프로브 카드를 이용한 반도체 칩 테스트 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 예시적인 실시 예들에 따른 프로브 카드에 의해 반도체 칩의 산화막을 제거하는 모습을 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 프로브 카드를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 프로브 카드를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a probe card according to exemplary embodiments of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of testing a semiconductor chip using a probe card according to exemplary embodiments of the present invention.
3 is a cross-sectional view illustrating a state in which an oxide layer of a semiconductor chip is removed by a probe card according to exemplary embodiments.
4 is a cross-sectional view showing a probe card according to exemplary embodiments of the present invention.
5 is a cross-sectional view showing a probe card according to exemplary embodiments of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 대하여 설명한다. 명세서 전문에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지칭할 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals may refer to the same constituent elements throughout the entire specification.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 프로브 카드를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a probe card according to exemplary embodiments of the present invention.

이하에서, 도 1의 D1을 제1 방향, 제1 방향(D1)에 실질적으로 수직인 D2를 제2 방향, 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)에 실질적으로 수직인 D3를 제3 방향이라 칭할 수 있다.Hereinafter, D1 of FIG. 1 is denoted by the first direction, D2 being substantially perpendicular to the first direction D1 is denoted by the second direction, D3 being substantially perpendicular to the first direction D1 and the second direction D2. It can be called a three-way.

도 1을 참고하면, 프로브 카드가 제공될 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 프로브 카드는 테스터(tester)에 연결될 수 있다 프로브 카드는 반도체 칩(8, 도 3 참고)과 테스터를 연결시킬 수 있다. 프로브 카드는 반도체 칩과 전기적으로 연결될 수 있다. 테스터를 프로브 카드를 통하여 반도체 칩에 연결되어, 반도체 칩의 성능을 평가할 수 있다. 반도체 칩은 패키징되기 전에 프로브 카드와 테스터에 의해 성능이 평가될 수 있다. 테스터에 의한 성능 평가에서 양품으로 판정된 반도체 칩은 패키징될 수 있다.Referring to FIG. 1, a probe card may be provided. The probe card according to exemplary embodiments of the present invention may be connected to a tester. The probe card may connect the semiconductor chip 8 (refer to FIG. 3) and the tester. The probe card may be electrically connected to the semiconductor chip. The tester is connected to the semiconductor chip through the probe card, so that the performance of the semiconductor chip can be evaluated. Semiconductor chips can be evaluated for performance by probe cards and testers before they are packaged. A semiconductor chip judged as good in the performance evaluation by a tester can be packaged.

프로브 카드는 회로 보드(6), 제1 공간 변환기(4), 제2 공간 변환기(2), 프로브 니들(1), 헤드(3) 및 진동기를 포함할 수 있다. 실시 예들에서, 프로브 카드는 외부 연결단자(75), 내부 연결단자(73), 솔더 볼(71) 및 진동기 연결부(9)를 더 포함할 수 있다.The probe card may include a circuit board 6, a first spatial transducer 4, a second spatial transducer 2, a probe needle 1, a head 3, and a vibrator. In embodiments, the probe card may further include an external connection terminal 75, an internal connection terminal 73, a solder ball 71, and a vibrator connection part 9.

회로 보드(6)는 프로브 카드의 몸체일 수 있다. 회로 보드(6)는 내부에 복수 개의 배선을 포함할 수 있다. 실시 예들에서, 회로 보드(6)는 PCB(Printed Circuit Board, 인쇄 회로 기판)를 포함할 수 있다. 회로 보드(6)는 외부 테스터 등과 전기적으로 연결될 수 있다. 회로 보드(6)는 제1 공간 변환기(4)에 전기적으로 연결될 수 있다. 회로 보드(6)는 제1 공간 변환기(4)와 외부 테스터를 전기적으로 연결시킬 수 있다. 회로 보드(6)에 외부 연결단자(75), 내부 연결단자(73) 및 진동기 연결부(9) 등이 결합될 수 있다. 외부 연결단자(75)는 회로 보드(6)의 상면 상에 위치할 수 있다. 외부 연결단자(75)는 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 외부 연결단자(75)는 알루미늄(Al), 구리(Cu) 등의 금속을 포함할 수 있다. 외부 연결단자(75)를 통해 회로 보드(6)는 테스터와 전기적으로 연결될 수 있다. 실시 예들에서, 외부 연결단자(75)는 복수 개가 제공될 수 있다. 복수 개의 외부 연결단자(75)의 각각은 제2 방향(D2) 및/또는 제3 방향(D3)으로 서로 이격될 수 있다. 내부 연결단자(73)는 회로 보드(6)의 하면에 위치할 수 있다. 내부 연결단자(73)는 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 내부 연결단자(73)는 알루미늄(Al), 구리(Cu) 등의 금속을 포함할 수 있다. 내부 연결단자(73)를 통해 회로 보드(6)는 제1 공간 변환기(4)와 전기적으로 연결될 수 있다. 실시 예들에서, 내부 연결단자(73)는 복수 개가 제공될 수 있다. 복수 개의 내부 연결단자(73)의 각각은 제2 방향(D2) 및/또는 제3 방향(D3)으로 서로 이격될 수 있다. 진동기 연결부(9)는 회로 보드(6)에 결합될 수 있다. 실시 예들에서, 진동기 연결부(9)는 회로 보드(6)의 하면에 결합될 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 진동기 연결부(9)는 회로 보드(6)의 다른 위치에 결합할 수도 있다. 진동기 연결부(9)는 진동기에 연결될 수 있다. 진동기 연결부(9)는 진동기에 전원을 공급할 수 있다. 진동기 연결부(9)는 진동기의 작동을 제어할 수 있다. 즉, 진동기 연결부(9)는 진동기의 온/오프를 제어할 수 있다.The circuit board 6 may be a body of a probe card. The circuit board 6 may include a plurality of wirings therein. In embodiments, the circuit board 6 may include a printed circuit board (PCB). The circuit board 6 may be electrically connected to an external tester or the like. The circuit board 6 may be electrically connected to the first spatial converter 4. The circuit board 6 may electrically connect the first spatial converter 4 and an external tester. An external connection terminal 75, an internal connection terminal 73, and a vibrator connection 9 may be coupled to the circuit board 6. The external connection terminal 75 may be located on the upper surface of the circuit board 6. The external connection terminal 75 may include a conductive material. For example, the external connection terminal 75 may include a metal such as aluminum (Al) or copper (Cu). The circuit board 6 may be electrically connected to the tester through the external connection terminal 75. In embodiments, a plurality of external connection terminals 75 may be provided. Each of the plurality of external connection terminals 75 may be spaced apart from each other in the second direction D2 and/or the third direction D3. The internal connection terminal 73 may be located on the lower surface of the circuit board 6. The internal connection terminal 73 may include a conductive material. For example, the internal connection terminal 73 may include a metal such as aluminum (Al) or copper (Cu). The circuit board 6 may be electrically connected to the first spatial converter 4 through the internal connection terminal 73. In embodiments, a plurality of internal connection terminals 73 may be provided. Each of the plurality of internal connection terminals 73 may be spaced apart from each other in the second direction D2 and/or the third direction D3. The vibrator connection 9 can be coupled to the circuit board 6. In embodiments, the vibrator connection 9 may be coupled to the lower surface of the circuit board 6. However, the present invention is not limited thereto, and the vibrator connector 9 may be coupled to another position of the circuit board 6. The vibrator connector 9 can be connected to the vibrator. The vibrator connector 9 can supply power to the vibrator. The vibrator connector 9 can control the operation of the vibrator. That is, the vibrator connector 9 can control the on/off of the vibrator.

제1 공간 변환기(4)는 회로 보드(6)의 하면에 결합될 수 있다. 제1 공간 변환기(4)는 회로 보드(6)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 공간 변환기(4)는 내부 연결단자(73)를 통해 회로 보드(6)와 전기적으로 연결될 수 있다. 실시 예들에서, 제1 공간 변환기(4)는 회로 보드(6)에 착탈 가능하게 결합할 수 있다. 제1 공간 변환기(4)는 회로 보드(6)와 다양한 방식으로 결합할 수 있다. 실시 예들에서, 제1 공간 변환기(4)와 회로 보드(6)는 볼트 결합, 후크 결합, 스냅 결합 등으로 결합할 수 있다. 제1 공간 변환기(4)는 회로 보드(6)와 제2 공간 변환기(2)를 전기적으로 연결시킬 수 있다. 이를 위해서 제1 공간 변환기(4)는 내부에 다수의 배선을 포함할 수 있다. 실시 예들에서, 제1 공간 변환기(4)는 재배선 라인을 포함할 수 있다. 제1 공간 변환기(4)는 MLC(Multi-Layer Ceramic) 또는 MLO(Multi-Layer Organic) 구조 등을 포함할 수 있다. 즉, MLC 또는 MLO 등의 구조에서, 다층세라믹기판 또는 다층유기기판 내에 다수의 배선이 위치할 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니다. 즉, 제1 공간 변환기(4)는 와이어를 이용한 구조를 포함할 수도 있다.The first spatial converter 4 may be coupled to the lower surface of the circuit board 6. The first spatial converter 4 may be electrically connected to the circuit board 6. The first spatial converter 4 may be electrically connected to the circuit board 6 through an internal connection terminal 73. In embodiments, the first spatial converter 4 may be detachably coupled to the circuit board 6. The first spatial converter 4 can be coupled to the circuit board 6 in various ways. In embodiments, the first space converter 4 and the circuit board 6 may be coupled by bolting, hooking, snapping, or the like. The first spatial converter 4 may electrically connect the circuit board 6 and the second spatial converter 2. To this end, the first spatial converter 4 may include a plurality of wirings therein. In embodiments, the first spatial converter 4 may include a redistribution line. The first spatial converter 4 may include a multi-layer ceramic (MLC) or a multi-layer organic (MLO) structure. That is, in a structure such as MLC or MLO, a plurality of wirings may be located in a multilayer ceramic substrate or a multilayer organic substrate. However, it is not limited thereto. That is, the first spatial converter 4 may include a structure using a wire.

제2 공간 변환기(2)는 제1 공간 변환기(4)의 하면에 결합될 수 있다. 제2 공간 변환기(2)는 제1 공간 변환기(4)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 공간 변환기(2)는 솔더 볼(71)을 통해 제1 공간 변환기(4)에 전기적으로 연결될 수 있다. 솔더 볼(71)은 복수 개가 제공될 수 있다. 복수 개의 솔더 볼(71)의 각각은 제2 방향(D2) 및/또는 제3 방향(D3)으로 서로 이격될 수 있다. 제2 공간 변환기(2)의 하면에 프로브 니들(1)이 접촉할 수 있다. 제2 공간 변환기(2)는 프로브 니들(1)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 공간 변환기(2)는 제1 공간 변환기(4)와 프로브 니들(1)을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 이를 위해서 제2 공간 변환기(2)는 내부에 다수의 배선을 포함할 수 있다. 실시 예들에서, 제2 공간 변환기(2)는 재배선 라인을 포함할 수 있다. 제2 공간 변환기(2)는 MLC(Multi-Layer Ceramic) 또는 MLO(Multi-Layer Organic) 구조 등을 포함할 수 있다. 즉, MLC 또는 MLO 등의 구조에서, 다층세라믹기판 또는 다층유기기판 내에 다수의 배선이 위치할 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 제2 공간 변환기(2)는 와이어를 이용한 구조를 포함할 수도 있다.The second spatial converter 2 may be coupled to the lower surface of the first spatial converter 4. The second spatial converter 2 may be electrically connected to the first spatial converter 4. The second spatial converter 2 may be electrically connected to the first spatial converter 4 through a solder ball 71. A plurality of solder balls 71 may be provided. Each of the plurality of solder balls 71 may be spaced apart from each other in the second direction D2 and/or the third direction D3. The probe needle 1 may contact the lower surface of the second spatial transducer 2. The second spatial transducer 2 may be electrically connected to the probe needle 1. The second spatial transducer 2 may electrically connect the first spatial transducer 4 and the probe needle 1. To this end, the second spatial converter 2 may include a plurality of wirings therein. In embodiments, the second spatial converter 2 may include a redistribution line. The second spatial converter 2 may include a multi-layer ceramic (MLC) or a multi-layer organic (MLO) structure. That is, in a structure such as MLC or MLO, a plurality of wirings may be located in a multilayer ceramic substrate or a multilayer organic substrate. However, the present invention is not limited thereto, and the second spatial converter 2 may include a structure using a wire.

프로브 니들(1)은 제2 공간 변환기(2)에 전기적으로 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 프로브 니들(1)은 제2 공간 변환기(2)의 하면에 접촉될 수 있다. 프로브 니들(1)은 와이어(13) 및 프로브 팁(11)을 포함할 수 있다. 와이어(13)는 유연(flexible)할 수 있다. 와이어(13)는 내구성이 좋은 물질을 포함할 수 있다. 와이어(13)는 전도성 물질을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 와이어(13)는 전도성이 우수한 금속성 물질을 포함할 수 있다. 실시 예들에서, 와이어(13)는 니켈(Ni), 니켈-코발트(Ni-Co), 니켈-망간(Ni-Mn), 텅스텐(W), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), Cu 합금 및/또는 Au 합금 등을 포함할 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 와이어(13)는 다른 물질을 포함할 수도 있다. 와이어(13)의 상부(131)는 제2 공간 변환기(2)의 하면에 접촉할 수 있다. 와이어(13)는 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 와이어(13)는 제2 공간 변환기(2)의 하면 부근에서부터 아래로 연장되며 헤드(3)의 관통공을 지날 수 있다. 이에 대한 상세한 내용은 후술하도록 한다. 프로브 팁(11)은 와이어(13)의 하단에 결합될 수 있다. 프로브 팁(11)은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 프로브 팁(11)은 금속성 물질을 포함할 수 있다. 프로브 팁(11)은 반도체 칩(8, 도 3 참고)의 범프(81)에 전기적으로 연결될 수 있다. 프로브 팁(11)을 통해 테스터와 반도체 칩(8)이 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 대한 상세한 내용은 도 3을 참고하여 후술하도록 한다. 프로브 니들(1)은 복수 개가 제공될 수 있다. 복수 개의 프로브 니들(1)의 각각은 제2 방향(D2) 및/또는 제3 방향(D3)으로 서로 이격될 수 있다.The probe needle 1 may be electrically connected to the second spatial transducer 2. More specifically, the probe needle 1 may contact the lower surface of the second spatial transducer 2. The probe needle 1 may include a wire 13 and a probe tip 11. The wire 13 may be flexible. The wire 13 may include a material having good durability. The wire 13 may include a conductive material. More specifically, the wire 13 may include a metallic material having excellent conductivity. In embodiments, the wire 13 is nickel (Ni), nickel-cobalt (Ni-Co), nickel-manganese (Ni-Mn), tungsten (W), palladium (Pd), copper (Cu), silver (Ag ), gold (Au), Cu alloy and/or Au alloy, and the like. However, the present invention is not limited thereto, and the wire 13 may include other materials. The upper portion 131 of the wire 13 may contact the lower surface of the second spatial converter 2. The wire 13 may extend in the first direction D1. The wire 13 extends downward from the vicinity of the lower surface of the second space converter 2 and may pass through the through hole of the head 3. Details on this will be described later. The probe tip 11 may be coupled to the lower end of the wire 13. The probe tip 11 may include a conductive material. More specifically, the probe tip 11 may include a metallic material. The probe tip 11 may be electrically connected to the bump 81 of the semiconductor chip 8 (refer to FIG. 3 ). The tester and the semiconductor chip 8 may be electrically connected through the probe tip 11. Details about this will be described later with reference to FIG. 3. A plurality of probe needles 1 may be provided. Each of the plurality of probe needles 1 may be spaced apart from each other in the second direction D2 and/or the third direction D3.

헤드(3)는 제2 공간 변환기(2) 밑에 위치할 수 있다. 헤드(3)는 관통공을 포함할 수 있다. 관통공의 직경은 작을 수 있다. 실시 예들에서, 관통공의 직경은 대략 55μm 일 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니다. 관통공은 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 헤드(3)는 관통공 내에 프로브 니들(1)을 수용할 수 있다. 헤드(3)의 관통공은 복수 개가 제공될 수 있다. 실시 예들에서, 관통공은 프로브 니들(1)의 개수만큼 제공될 수 있다. 복수 개의 관통공의 각각은 제2 방향(D2) 및/또는 제3 방향(D3)으로 서로 이격될 수 있다. 헤드(3)는 비전도성 물질을 포함할 수 있다. 실시 예들에서, 헤드(3)는 세라막을 포함할 수 있다. 관통공을 지나는 프로브 니들(1)의 와이어(13)의 일부는 헤드(3)의 내측면에 접촉할 수 있다. 따라서 헤드(3)와 와이어(13)의 일부는 접할 수 있다. 헤드(3)의 관통공에 삽입된 와이어(13)는, 이웃한 와이어와 접촉하지 아니할 수 있다. 와이어(13)에 힘이 가해져도, 와이어(13)의 위치는 일정 범위 내로 한정될 수 있다. 와이어(13)의 기능과 작동에 대한 상세한 내용은 도 3을 참고하여 후술하도록 한다.The head 3 may be located under the second spatial transducer 2. The head 3 may include a through hole. The diameter of the through hole can be small. In embodiments, the diameter of the through hole may be approximately 55 μm. However, it is not limited thereto. The through hole may extend in the first direction D1. The head 3 may accommodate the probe needle 1 in the through hole. A plurality of through holes of the head 3 may be provided. In embodiments, the through holes may be provided as many as the number of probe needles 1. Each of the plurality of through holes may be spaced apart from each other in the second direction D2 and/or the third direction D3. The head 3 may comprise a non-conductive material. In embodiments, the head 3 may comprise a Ceramak. A part of the wire 13 of the probe needle 1 passing through the through hole may contact the inner surface of the head 3. Therefore, the head 3 and a part of the wire 13 can be in contact. The wire 13 inserted into the through hole of the head 3 may not contact neighboring wires. Even if a force is applied to the wire 13, the position of the wire 13 may be limited within a certain range. Details of the function and operation of the wire 13 will be described later with reference to FIG. 3.

진동기는 헤드(3)에 결합될 수 있다. 진동기는 진동을 발생시킬 수 있다. 이를 위해, 진동기는 진동을 발생시킬 수 있는 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 진동기는 전기적 신호를 받아 동력을 생산하는 모터 등을 포함할 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 진동기는 진동을 생성하는 다양한 메커니즘을 포함할 수 있다. 진동기는 복수 개가 제공될 수 있다. 실시 예들에서, 진동기는 2개가 제공될 수 있다. 두 개의 진동기는 각각 제1 진동기(51) 및 제2 진동기(53)라 명명될 수 있다. 진동기들(51, 53)의 각각은 헤드(3)의 측면에 각각 결합할 수 있다. 진동기들(51, 53)은 헤드(3)에 진동을 가할 수 있다. 진동기들(51, 53)은 진동기 연결부(9)에 연결될 수 있다. 진동기들(51, 53)은 진동기 연결부(9)로부터 전원을 공급받을 수 있다. 진동기들(51, 53)은 진동기 연결부(9)로부터 제어 신호를 받을 수 있다. 즉, 진동기들(51, 53)은 진동기 연결부(9)로부터 온/오프 신호를 받아 작동이 제어될 수 있다. 진동기들(51, 53)이 진동기 연결부(9)로부터 동작 신호를 받으면, 진동기들(51, 53)은 진동할 수 있다. 진동기들(51, 53)의 진동은 헤드(3)에 전달될 수 있다.The vibrator can be coupled to the head 3. Vibrators can generate vibrations. To this end, the vibrator may include a configuration capable of generating vibration. For example, the vibrator may include a motor or the like that generates power by receiving an electrical signal. However, the present invention is not limited thereto, and the vibrator may include various mechanisms for generating vibration. A plurality of vibrators may be provided. In embodiments, two vibrators may be provided. The two vibrators may be referred to as a first vibrator 51 and a second vibrator 53, respectively. Each of the vibrators 51 and 53 may be coupled to a side surface of the head 3, respectively. The vibrators 51 and 53 may apply vibration to the head 3. The vibrators 51 and 53 may be connected to the vibrator connector 9. The vibrators 51 and 53 may receive power from the vibrator connector 9. The vibrators 51 and 53 may receive a control signal from the vibrator connector 9. That is, the vibrators 51 and 53 may receive on/off signals from the vibrator connector 9 to control their operation. When the vibrators 51 and 53 receive an operation signal from the vibrator connector 9, the vibrators 51 and 53 may vibrate. The vibration of the vibrators 51 and 53 may be transmitted to the head 3.

도 2는 본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 프로브 카드를 이용한 반도체 칩 테스트 방법을 나타낸 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a method of testing a semiconductor chip using a probe card according to exemplary embodiments of the present invention.

도 2를 참고하면, 프로브 카드를 이용한 반도체 칩 테스트 방법(S)은 프로브 팁과 범프를 접촉시키는 것(S1), 진동기를 구동하는 것(S2), 프로브 니들에 진동이 전달되는 것(S3) 및 산화막을 제거하는 것(S4)을 포함할 수 있다. 이하에서, 도 3을 참고하여 프로브 카드를 이용한 반도체 칩 테스트 방법(S)의 각 단계를 상세히 서술하도록 한다.Referring to FIG. 2, the semiconductor chip test method (S) using a probe card includes contacting the probe tip and the bump (S1), driving the vibrator (S2), and transmitting vibration to the probe needle (S3). And removing the oxide film (S4). Hereinafter, each step of the method (S) for testing a semiconductor chip using a probe card will be described in detail with reference to FIG. 3.

도 3은 예시적인 실시 예들에 따른 프로브 카드에 의해 반도체 칩의 산화막을 제거하는 모습을 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a state in which an oxide layer of a semiconductor chip is removed by a probe card according to exemplary embodiments.

도 3을 참고하면, 반도체 칩(8)이 제공될 수 있다. 반도체 칩(8)은 상면에 범프(81)를 포함할 수 있다. 범프(81)는 전도성 물질을 포함할 수 있다. 범프(81)는 마이크로 범프를 포함할 수 있다. 범프(81)의 직경은 대략 25μm 일 수 있다. 범프(81)는 기둥(811, pillar) 및 캡(813, cap)을 포함할 수 있다. 기둥(811)은 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 기둥(811)의 길이는 대략 20μm 일 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니다. 실시 예들에서, 기둥(811)은 구리(Cu) 및/또는 니켈(Ni) 등을 포함할 수 있다. 캡(813)은 기둥(811) 상에 위치할 수 있다. 캡(813)의 높이는 대략 15μm일 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니다. 실시 예들에서, 캡(813)은 SnAg 합금 솔더 등을 포함할 수 있다. 범프(81)는 복수 개가 제공될 수 있다. 복수 개의 범프(81)의 각각은 서로 제2 방향(D2) 및/또는 제3 방향(D3)으로 이격될 수 있다. 도 3에는 적은 수의 범프(81)만 도시되어 있지만, 범프(81)는 수천 개가 제공될 수 있다.Referring to FIG. 3, a semiconductor chip 8 may be provided. The semiconductor chip 8 may include a bump 81 on an upper surface. The bump 81 may include a conductive material. The bump 81 may include micro bumps. The diameter of the bump 81 may be approximately 25 μm. The bump 81 may include a pillar 811 and a cap 813. The pillar 811 may extend in the first direction D1. The length of the pillar 811 may be approximately 20 μm. However, it is not limited thereto. In embodiments, the pillar 811 may include copper (Cu) and/or nickel (Ni). The cap 813 may be located on the pillar 811. The height of the cap 813 may be approximately 15 μm. However, it is not limited thereto. In embodiments, the cap 813 may include SnAg alloy solder or the like. A plurality of bumps 81 may be provided. Each of the plurality of bumps 81 may be spaced apart from each other in the second direction D2 and/or the third direction D3. Although only a small number of bumps 81 are shown in FIG. 3, thousands of bumps 81 may be provided.

프로브 팁과 범프를 접촉시키는 것(S1)은 프로브 니들(1)이 하강하여 범프(81)와 접촉하는 것을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 프로브 팁(11)이 제1 방향(D1)의 반대 방향으로 이동하여 범프(81)와 접촉할 수 있다. 프로브 팁(11)은 범프(81)를 가압할 수 있다. 와이어(13)는 위아래로 힘을 받을 수 있다. 와이어(13)는 휘어질 수 있다. 와이어(13)의 일부는 관통홀 내에서, 관통홀을 정의하는 헤드(3)의 내측면과 접할 수 있다. 복수 개의 프로프 팁(11)의 각각은 같은 방식으로 복수 개의 범프(81)의 각각과 접촉할 수 있다.Contacting the probe tip and the bump (S1) may include that the probe needle 1 descends and makes contact with the bump 81. More specifically, the probe tip 11 may move in a direction opposite to the first direction D1 to contact the bump 81. The probe tip 11 may press the bump 81. The wire 13 can be forced up and down. The wire 13 can be bent. A part of the wire 13 may come into contact with the inner surface of the head 3 defining the through hole within the through hole. Each of the plurality of probe tips 11 may contact each of the plurality of bumps 81 in the same manner.

진동기를 구동하는 것(S2)은 진동기 연결부(9)가 진동기(51, 53)에 전원을 공급하는 것을 포함할 수 있다. 진동기 연결부(9)가 제공하는 신호에 의해 진동기(51, 53)는 진동할 수 있다. 진동기(51, 53)는 제1 방향(D1), 제2 방향(D2) 및/또는 제3 방향(D3)으로 진동할 수 있다.Driving the vibrator (S2) may include the vibrator connector 9 supplying power to the vibrators 51 and 53. The vibrators 51 and 53 may vibrate by a signal provided by the vibrator connector 9. The vibrators 51 and 53 may vibrate in a first direction D1, a second direction D2, and/or a third direction D3.

프로브 니들에 진동이 전달되는 것(S3)은 진동기(51, 53)가 헤드(3)에 진동을 전달하는 것, 헤드(3)가 와이어(13)에 진동을 전달하는 것 및 와이어(13)가 프로브 팁(11)에 진동을 전달하는 것을 포함할 수 있다. 진동기(51, 53)가 진동하면, 진동기(51, 53)는 진동기(51, 53)가 결합된 헤드(3)에 진동을 전달할 수 있다. 헤드(3)가 진동하면, 진동이 헤드(3)에 접촉된 와이어(13)에 전달될 수 있다. 와이어(13)는 진동할 수 있다. 와이어(13)의 진동은 프로브 팁(11)에 전달될 수 있다.The vibration is transmitted to the probe needle (S3) is that the vibrators 51 and 53 transmit the vibration to the head 3, the head 3 transmits the vibration to the wire 13, and the wire 13 May include transmitting vibration to the probe tip 11. When the vibrators 51 and 53 vibrate, the vibrators 51 and 53 may transmit the vibration to the head 3 to which the vibrators 51 and 53 are coupled. When the head 3 vibrates, the vibration can be transmitted to the wire 13 in contact with the head 3. The wire 13 can vibrate. Vibration of the wire 13 may be transmitted to the probe tip 11.

산화막을 제거하는 것(S4)은 범프(81)에 접촉된 프로브 팁(11)이 진동하는 것을 포함할 수 있다. 프로브 팁(11)이 진동하면, 범프(81) 상에 형성된 산화막을 긁을 수 있다. 프로브 팁(11)의 진동에 의해, 범프(81) 상에 형성된 산화막은 범프(81)로부터 제거될 수 있다. 또한, 프로브 팁(11)과 범프(81)가 접촉된 채 진동을 하게 되면, 프로브 팁(11)에 형성된 산화막이 긁혀질 수 있다. 산화막은 프로브 팁(11)으로부터 제거될 수 있다. 또한, 프로브 팁(11)이 범프(81)를 가압한 상태에서 진동하므로, 산화막의 제거 효과는 향상될 수 있다.Removing the oxide layer (S4) may include vibrating the probe tip 11 in contact with the bump 81. When the probe tip 11 vibrates, the oxide film formed on the bump 81 may be scratched. Due to the vibration of the probe tip 11, the oxide film formed on the bump 81 may be removed from the bump 81. In addition, when the probe tip 11 and the bump 81 vibrate while being in contact, the oxide film formed on the probe tip 11 may be scratched. The oxide film may be removed from the probe tip 11. In addition, since the probe tip 11 vibrates while pressing the bump 81, the effect of removing the oxide film may be improved.

산화막을 제거하는 것(S4)이 완료되면, 진동기(51, 53)의 작동이 중단될 수 있다. 진동기(51, 53)의 작동이 중단되면, 반도체 칩(8)에 대한 테스트가 진행될 수 있다.When removing the oxide film (S4) is completed, the operation of the vibrators 51 and 53 may be stopped. When the operation of the vibrators 51 and 53 is stopped, the semiconductor chip 8 may be tested.

본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 프로브 카드 및 이를 이용한 반도체 칩 테스트 방법에 따르면, 프로브 팁이 반도체 칩의 범프에 접촉한 상태로 진동할 수 있다. 따라서 프로브 팁과 범프 상에 형성된 산화막이 진동에 의해 긁어내질 수 있다. 이에 따라 프로브 팁과 범프 간의 컨택 저항은 감소될 수 있다. 즉, 프로브 팁과 범프 간의 접촉 불량이 감소될 수 있다. 결과적으로, 프로브 카드를 이용한 반도체 칩에 대한 테스트의 신뢰성이 향상될 수 있다.According to the probe card and the semiconductor chip test method using the probe card according to exemplary embodiments of the present invention, the probe tip may vibrate while in contact with the bump of the semiconductor chip. Therefore, the oxide film formed on the probe tip and bump may be scraped off by vibration. Accordingly, contact resistance between the probe tip and the bump may be reduced. That is, a contact failure between the probe tip and the bump may be reduced. As a result, reliability of a test for a semiconductor chip using a probe card can be improved.

본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 프로브 카드 및 이를 이용한 반도체 칩 테스트 방법에 따르면, 수직형 프로브 니들에 진동을 가하여 산화막을 제거하므로, 마이크로 범프 상에 형성되는 산화막을 용이하게 제거할 수 있다. 즉, 캔틸레버형 프로브를 사용할 경우 발생할 수 있는 마이크로 범프 뭉개짐 현상을 방지할 수 있다. 또한, 다수의 수직형 프로브 니들을 사용하므로 한 번에 다수의 마이크로 범프의 산화막을 제거하며 테스트 작업을 진행할 수 있다.According to the probe card and the semiconductor chip test method using the same according to exemplary embodiments of the present invention, since the oxide film is removed by applying vibration to the vertical probe needle, the oxide film formed on the micro bump can be easily removed. That is, it is possible to prevent micro bump crushing that may occur when a cantilever-type probe is used. In addition, since a plurality of vertical probe needles are used, it is possible to perform a test operation while removing the oxide film of a plurality of micro bumps at once.

도 4는 본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 프로브 카드를 나타낸 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing a probe card according to exemplary embodiments of the present invention.

이하에서, 도 1 내지 도 3을 참고하여 설명한 것과 실질적으로 동일 또는 유사한 내용에 대한 것은 설명의 편의를 위하여 생략될 수 있다.Hereinafter, contents that are substantially the same as or similar to those described with reference to FIGS. 1 to 3 may be omitted for convenience of description.

도 4를 참고하면, 진동기가 헤드(3)의 하면에 제공될 수 있다. 즉, 진동기가 헤드(3)의 하면에 결합될 수 있다. 헤드(3)의 하면에 결합된 진동기는 복수 개가 제공될 수 있다. 실시 예들에서, 진동기는 2개가 제공될 수 있다. 2개의 진동기의 각각을 제3 진동기(51') 및 제4 진동기(53')라 칭할 수 있다. 제3 진동기(51') 및 제4 진동기(53')는 진동기 연결부(9)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이 외에, 진동기는 다양한 곳에 배치될 수 있다.Referring to FIG. 4, a vibrator may be provided on the lower surface of the head 3. That is, the vibrator can be coupled to the lower surface of the head 3. A plurality of vibrators coupled to the lower surface of the head 3 may be provided. In embodiments, two vibrators may be provided. Each of the two vibrators may be referred to as a third vibrator 51 ′ and a fourth vibrator 53 ′. The third vibrator 51 ′ and the fourth vibrator 53 ′ may be electrically connected to the vibrator connector 9. In addition to this, the vibrator can be placed in various places.

도 5는 본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 프로브 카드를 나타낸 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing a probe card according to exemplary embodiments of the present invention.

이하에서, 도 1 내지 도 4를 참고하여 설명한 것과 실질적으로 동일 또는 유사한 내용에 대한 것은 설명의 편의를 위하여 생략될 수 있다.Hereinafter, contents substantially the same as or similar to those described with reference to FIGS. 1 to 4 may be omitted for convenience of description.

도 5를 참고하면, 진동기가 4개가 제공될 수 있다. 즉, 헤드(3)의 측면에 제1 진동기(51) 및 제2 진동기(53)가 결합되고, 헤드(3)의 하면에 제3 진동기(51') 및 제4 진동기(53')가 결합될 수 있다. 진동기의 개수와 위치는 이에 한정하지 아니하고, 다양한 위치에 다양한 개수로 제공될 수 있다.Referring to FIG. 5, four vibrators may be provided. That is, the first vibrator 51 and the second vibrator 53 are coupled to the side of the head 3, and the third vibrator 51' and the fourth vibrator 53' are coupled to the lower surface of the head 3 Can be. The number and position of the vibrators are not limited thereto, and may be provided in various positions at various positions.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.As described above, embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. You can understand that there is. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting.

1: 프로브 니들
11: 프로브 팁
13: 와이어
2: 제2 공간 변환기
3: 헤드
4: 제1 공간 변환기
51: 제1 진동기
53: 제2 진동기
6: 회로 기판
71: 솔더 볼
73: 내부 연결단자
75: 외부 연결단자
8: 반도체 칩
81: 범프
811: 기둥
813: 캡
9: 진동기 연결부1: probe needle
11: probe tip
13: wire
2: second spatial transducer
3: head
4: first spatial transducer
51: first vibrator
53: second vibrator
6: circuit board
71: solder ball
73: internal connection terminal
75: external connection terminal
8: semiconductor chip
81: bump
811: pillar
813: cap
9: vibrator connection

Claims

Circuit board;
A space converter connected to the circuit board;
A probe needle in contact with the spatial transducer;
A head providing a through hole through which the probe needle passes; And
A vibrator coupled to the head; Probe card comprising a.

The method of claim 1,
The vibrator is a probe card coupled to the side of the head.

The method of claim 2,
A probe card provided with a plurality of vibrators.

The method of claim 1,
The vibrator is a probe card coupled to a lower surface of the head.

The method of claim 1,
Further comprising a vibrator connection coupled to the circuit board,
The vibrator connection part is electrically connected to the vibrator to control the vibrator.

The method of claim 1,
The head is a probe card including ceramic.

The method of claim 1,
The probe needle is:
A wire passing through the through hole; And
A probe tip coupled to the lower end of the wire; Probe card comprising a.

Contacting the probe needle of the probe card with the bump of the semiconductor chip;
Driving a vibrator coupled to the head;
Vibration by the vibrator is transmitted to the probe needle; And
Removing the oxide film on the bump; Semiconductor chip testing method comprising a.

The method of claim 8,
The probe needle includes a wire passing through the through hole of the head and a probe tip coupled to a lower end of the wire,
Vibration by the vibrator is transmitted to the probe needle:
Vibration by the vibrator is transmitted to the wire through the head; And
Vibration is transmitted to the probe tip through the wire; Including,
Removing the oxide layer on the bump includes vibrating while the probe tip is in contact with the bump.

The method of claim 8,
The head is connected to the circuit board,
A vibrator connection part electrically connected to the vibrator is coupled to the circuit board,
Driving the vibrator includes operating the vibrator in response to a signal from the vibrator connection unit.