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국문요약

감사의 글

목차

Ⅰ. 서론 11

１.１. 연구의 배경 11

１.２. 프로브 카드 16

１.３. 연구의 방향 19

Ⅱ. 프로브 설계 및 시뮬레이션 22

２.1. MEMS 프로브의 기구적 해석 22

Ⅲ. MEMS 프로브 제작 29

３-１. 제작 공정 29

３-２. 제작 결과 31

Ⅳ. 프로브 카드 제작 33

４.１. SI (Signal Integrated) Analysis 33

４.２. 프로브 카드제작 36

Ⅴ. 프로브 카드 특성 39

Ⅵ. 결론 41

Reference 43

Abstract 44

표목차

표 １-１. MEMS 프로브 카드 기술 평가 항목 21

표 ２-１. 프로브에 대한 물성기준 및 조건 값 22

표 ２-２. Simulation결과 비교 25

표 ３-１. 프로브 Card 주요 구성요소 및 역할 37

그림목차

그림 １-１. 테스트 장비와 프로브 카드의 가격변동 추세 (Intel, 2004) 12

그림 １-２. 캔틸레버 프로브 카드 14

그림 １-３. MLC를 사용한 프로브 카드의 형상 16

그림 １-４. JEM사 프로브 카드의 형태 17

그림 １-５. Wentworth사 Vertical type(Cobra) 18

그림 １-６. JEM사 Probe Card 18

그림 １-７. Formfactor사 일괄 성장 or Bonding방식 19

그림 １-８. 프로브 카드 및 반도체 검사장비 20

그림 ２-１. Type별 항복강도 및 Force비교 24

그림 ２-２. 3 mN 가압시 유한 요소 해석 결과 26

그림 ２-３. Force 가압시 MEMS 프로브 변형량 및 변형률 27

그림 ２-４. 최종 선정된 프로브 형상 27

그림 ３-１. 프로브 제작 Process 31

그림 ３-２. 최종 프로브형태 (a) 프로브 마스크형태 (b) Handling이 용이한 형태로의 cutting (c)실제 제작된 프로브 32

그림 ４-１. TEST Simulation을 위한 회로 구성 34

그림 ４-２. 시뮬레이션 결과 35

그림 ４-３. 프로브 Card형상 36

그림 ４-４. 프로브 Card형상 투영도 37

그림 ４-５. 프로브 카드제작용 부품 38

그림 ４-６. 프로브 카드 완제품 38

그림 ５-１. FFI사 주파수 특성(150MHz = -0.0026dB) 39

그림 ５-２. 제작된 프로브 Card 주파수특성(150MHz = -0.0042dB) 40

초록보기

최근 반도체 산업에서 300mm 대구경 웨이퍼가 적용되어 양산이 진행됨에 따라 이를 검사하기 위한 프로브 Station과 프로브 카드의 성능 향상이 issue화 되어지고 있다. 최근 개발을 진행 중인 차세대용 프로브 카드인 “Vertical" 및 ”MEMS" type 프로브 카드는 기존에 텅스텐 니들을 사용하는 Cantilever Type 프로브 카드에서 요구하는 Pattern Width/Space 100/50㎛ 수준보다 초미세 패턴 수준인 40/20㎛ Pattern Width/Space를 요구하고 있다.

본 연구는 이러한　미세 피치 요구에　대응하고자

1) MEMS 프로브의 구조해석을 수행하여 요구 조건을 만족하는 형상을 설계,

2) 해석이 완료된 형상의 MEMS 프로브 시제품을 제작,

3) 제작된 MEMS 프로브의 기계적, 전기적 특성을 평가하여,

4) 우수한 성능을 갖는 MEMS 프로브 카드를 개발하는데 목적이 있다.

본 연구에서는 MEMS공정 기술을 활용하여 새로운 형상의 MEMS 프로브 Tip을 설계하고　MEMS공정　기술을　활용해　제조하였다．제조된　프로브를　활용해　80㎛ 패드 피치에 대응이 가능하고, 동시에 64개 칩을 테스트할 수 있으며(64para), 6500개의 프로브 수(pin count)를 가지는 프로브 카드를 제작하여 기계적/전기적 특성을 연구하였다.

기존 제작된 MEMS 프로브 카드의 경우 구조적인 특성상 70MHz 이하의 제품만 측정이 가능한　것에　비해　제작된　MEMS프로브　카드는 우수한 성능을 나타내어 100MHz 이상의 전기적 특성이 측정 가능하였다. 이를 통해 MEMS 프로브 카드에 적용되는 MEMS 프로브의 결합방식이 제품 성능에 큰 영향을 주는 인자임이 파악되었다.

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