Fabrication of Bump-type Probe Card Using Bulk Micromachining

벌크 마이크로머시닝을 이용한 Bump형 Probe Card의 제조

A probe card is one of the most important pan of test systems as testing IC(integrated circuit) chips. This work was related to bump-type silicon vertical probe card which enabled simultaneous tests for multiple semiconductor chips. The probe consists of silicon cantilever with bump tip. In order to obtain optimum size of the cantilever, the dimensions were determined by FEM(finite element method) analysis. The probe was fabricated by RIE(reactive ion etching), isotropic etching, and bulk-micromachining using SDB(silicon direct bonding) wafer. The optimum height of the bump of the probe detemimed by FEM simulation was 30um. The optimum thickness, width, and length of the cantilever were 20 $\mum$, 100 $\mum$,and 400 $\mum$,respectively. Contact resistance of the fabricated probe card measured at contact resistance testing was less than $2\Omega$. It was also confirmed that its life time was more than 20,000 contacts because there was no change of contact resistance after 20,000 contacts.

프로브 카드는 IC(integrated circuit) 칩을 테스트할 때, 테스트 시스템의 가장 중요한 부분의 하나이다. 본 연구는 다수의 반도체 칩을 동시에 테스트 할 수 있는 범프(bump)형 수직형 프로브 카드에 관한 것이다. 프로브는 범프 팁을 가지는 실리콘 캔틸레버로 구성되어 있다. 캔틸레버의 최적 크기를 결정하기 위하여 캔틸레버의 크기는 유한요소해석에 의하여 결정되었다. 프로브는 SDB웨이퍼를 사용하여 RIE, 등방성 에칭, 그리고 벌크 마이크로머시닝에 의하여 제조되었다. FEM에 의해 결정된 최적 크기로 제작된 프로브 카드는 범프의 높이가 30$\mum$, 캔틸레버의 두께가 $\mum$, 빔의 폭이 100 $\mum$, 길이가 400 $\mum$, 이었다. 제조된 프로브 카드의 접촉 테스트에서 측정된 접촉 저항은 $2 \Omega$ 미만이고, 2만회의 접촉동안 접촉 저항의 변화가 거의 없는 특성을 보였다. 따라서 20,000회 이상의 수명을 가질 수 있음을 알 수 있었다.