• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.11a
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• pp.68-68
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• 2009

최근 디스플레이 산업의 발달로 LCD 판넬의 수요가 급증함에 따라 검사장치 분야도 동반 성장하고 있다. LCD 검사를 위한 probe unit은 미세전기기계시스템 (MEMS) 공정을 이용하여 제작된다. 본 연구에서는 probe card의 미세 슬릿을 제작하기 위한 Si 깊은 식각 공정을 수행하였다. 공정에 사용된 장비는 STS 사의 D-RIE 시스템으로 식각가스로 $SF_6$, passivation용으로 $C_4F_8$ 가스를 각각 사용하였다. 식각용 마스크는 $30{\sim}50{\mu}m$의 선폭을 probe card의 패턴에 따라 제작되었으며, 분석은 SEM 측정을 이용하였다. 식각 공정 중 발생하는 scallop은 시료를 oxidation 시켜 $SiO_2$ 층을 형성한 후에 식각용액에 에칭하여 제거하였다. 제거전 scallop의 크기는 약 120 nm에서 제거후 약 $50{\mu}m$로 크게 개선됨을 SEM 사진으로 확인하였다.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2007.05a
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• pp.1730-1733
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• 2007

As semiconductor and MEMS devices become smaller, testing process during their production should follow such a high density trend. A circuit inspection tool "probe card" makes contact with electrode pads of the device under test (DUT). Nowadays, electrode pads are irregularly arranged and have height difference. In order to absorb variations in the heights of electrode pads and to generate contact loads, contact probes must have some levels of mechanical spring properties. Contact probes must also yield a force to break the surface native oxide layer or contamination layer on the electrodes to make electric contact. In this research, new vertical micro contact probe with bellows shape is developed to overcome shortage of prior work. Especially, novel bellows shape is used to reduce stress concentration in this design and stopper is used to change the stiffness of micro contact probe. Variable stiffness can be one solution to overcome the height difference of electrode pads.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.21 no.7
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• pp.831-841
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• 2010

The conventional vertical probe has the thin and long signal path that makes transfer characteristic of probe worse because of the S-shaped structure. So we propose the new vertical probe structure that has branch springs in the S-shaped probe. It makes closed loop when the probe mechanically connects to the electrode on a wafer. We fabricated the proposed vertical probe and measured the transfer characteristic and mechanical properties. Compared to the conventional S-shaped vertical probe, the proposed probe has the overdrive that is 1.2 times larger and the contact force that is 2.5 times larger. And we got the improved transfer characteristic by 1.4 dB in $0{\sim}10$ GHz. Also we developed the simulation model of the probe card by using full-wave simulator and the simulation result is correlated with measurement one. As a result of this simulation model, the cantilever probe and PCB have the worst transfer characteristic in the probe card.

• Journal of Applied Reliability
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• v.7 no.1
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• pp.23-29
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• 2007

Probe card is a test component which is to classify the known good die with electrical contact before the packaging in the ATE (automatic testing equipment). Conventional probe tip was mostly needle type, it has been difficult to meet with conventional type, because of decreasing chip size, pad to pad pitch and pads size increasingly. For that reason, probe cards using MEMS (micro electro mechanical system) technology have been developed for various semiconductor chips. In this paper, Area Array type MEMS Probe tip was designed,, fabricated, and characterized its mechanical and electrical properties. The authors found that good electrical characteristics under $1{\Omega}$ were acquired with gold (Au) and aluminium (Al) pad contact test over 0.5gf and 4gf respectively. And, contact resistance variation under $0.1{\Omega}$ were achieved with 100,000 times of repetition test. And, insertion loss (IS) for high frequency operation was ascertained over 300MHz at -3dB loss.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.22 no.1
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• pp.89-94
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• 2013

In this paper, we developed a beam of MEMS probe card using a BeCu sheet. Silicon wafer thickness of $400{\mu}m$ was fabricated by using deep reactive ion etching (RIE) process. After forming through silicon via (TSV), the silicon wafer was bonded with BeCu sheet by soldering process. We made BeCu beam stress-free owing to removing internal stress by using joule heating. BeCu beam was fused by using joule heating caused by high current. The fabricated BeCu beam measured length of 1.75 mm and width of 0.44 mm, and thickness of $15{\mu}m$. We measured fusing current as a function of the cutting planes. Maximum current was 5.98 A at cutting plane of $150{\mu}m^2$. The proposed low-cost and simple fabrication process is applicable for producing MEMS probe beam.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2008.08a
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• pp.151-151
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• 2008

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.152-152
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• 2009

We investigate micro-tip properties as Ni-Co plating and CMP processes for MEMS probe card and units. The micro-tip are fabricated by using Ni-Co plating machine, lapping machine, and chemo-mechanical polisher. In order to get high conductive and reliable micro-tip, we control Co contents and thickness by CMP speed. We have found that about 20-25% of Co contents are required and have to lapping speed of 30 rpm. Also, we investigate photolithography and Ni-Co plating processes conditions for the one-step and the three-step micro-tips.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.449-449
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• 2013

최근 반도체 소자의 집적회로는 점점 복잡해지고 있는 반면, 소자의 크기는 작아지고 있으며 그로 인해 패드의 크기가 작아지고 패드사이의 간격 또한 협소해지고 있다. 따라서 웨이퍼 단계에서 제조된 집적회로의 불량여부를 판단하기위한 검사 장비인 프로브카드(Probe Card)의 높은 집적도가 요구되고 있다. 하지만 기존의 MEMS 공법으로 제작되는 프로브 빔은 복잡한 제조 공정과 높은 생산비용, 낮은 집적도의 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 간단한 제조 공정과 낮은 생산비용, 높은 집적도를 가지는 프로브 빔을 개발하기 위하여 절연절단 방식으로 BeCu (Beryllium-Copper) 프로브 빔을 제작하였다. 낮은 소비 전력으로 우수한 프로브 빔 어레이를 제작하기 위해서 가장 고려해야할 대상은 프로브 빔의 재료와 구조(형상)이다. 절연전단 방식으로 프로브 빔을 형성할 때 요구되는 Fusing current는 프로브 빔의 구조(형상)에 크게 영향을 받는다. 낮은 Fusing current는 소비 전력을 줄여주고, 절연절단으로 형성되는 프로브 빔의 단면(끝)을 날카롭게 하여 프로브 빔과 집적회로의 패드 간의 접촉 저항을 감소시킨다. 프로브 빔의 제작은 BeCu 박판을 빔 형태로 식각하여 제작하였으며, 실리콘 비아 홀(Via hole) 구조의 기판위에 정렬하여 soldering 공정을 통해 실리콘 기판과 BeCu 박판을 접합시켰다. 접합된 프로브 빔의 끝부분을 들어 올린 상태로 전류를 인가하여 stress free 상태로 만들어 내부 응력을 제거하였으며, BeCu 박판에 fusing current를 인가하여 BeCu 박판 프레임으로부터 제거를 하였다. 제작된 프로브 빔의 길이는 1.7 mm, 폭은 $50{\mu}m$, 두께는 $15{\mu}m$, 절단부의 단면적은 1$50{\mu}m^2$로 제작되었다. 그리고 프로브 빔의 절단부의 길이는 $50{\mu}m$ 부터 $90{\mu}m$까지 $10{\mu}m$ 증가시켜 제작되었다. 이후에 절연절단 공정에 요구되는 Fusing current를 측정하였고, 절연절단 후의 절단면의 형상을 SEM (Scanning Electron Microscope)장비를 통하여 확인하였다. 절단부의 길이가 $50{\mu}m$일 때 5.98A의 fusing current를 얻었으며, 절연절단 후 절단부 상태 또한 가장 우수했다. 본 연구에서 제안된 프로브 빔 제작 방법은 프로브카드 및 테스트 소켓(Test socket) 생산에 응용이 가능하리라 기대한다.