KR100580784B1 - Method for manufacturing electric contactor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기적 접촉체의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an electrical contact.
본 발명에 따른 전기적 접촉체의 제조방법은, 전기 구성체의 상부단자와 연결되는 지지단과 지지단에서 측부로 연장 형성된 제 1 빔부와 제 1 빔부와 수직하게 제 1 빔부 단부에서 연장 형성된 연결단과 연결단과 수직하게 연결단에서 측부로 연장 형성되고, 제 1 빔부와 소정각도를 이루는 제 2 빔부 및 제 2 빔부 단부와 수직하게 제 2 빔부에서 지지단 반대측 방향으로 연장 형성된 팁부을 구비하여 이루어지는 전기적 접촉체의 제조방법에 있어서, 상기 팁부 및 제 2 빔부를 MEMS공정에 의해서 희생기판 상에 형성하는 제 1 공정단계, 상기 지지단 및 제 1 빔부를 MEMS공정에 의해서 전기 구성체의 상부단자와 연결되도록 전기 구성체 상에 형성하는 제 2 공정단계, 상기 제 2 빔부 및 제 1 빔부 중의 적어도 한곳에 MEMS공정에 의해서 상기 연결단을 형성하는 제 3 공정단계, 상기 연결단을 게재하여 제 1 빔부 및 제 2 빔부를 본딩에 의해서 서로 연결하는 제 4 공정단계 및 상기 희생기판을 제거하는 제 5 공정단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, a method of manufacturing an electrical contact includes a support end connected to an upper end of an electrical component, a first beam part extending laterally from a support end, and a connection end and a connection end extending from the end of the first beam part perpendicular to the first beam part; An electrical contact body formed vertically extending from the connecting end to the side, and including a second beam part having a predetermined angle with the first beam part and a tip part extending in a direction opposite to the support end from the second beam part perpendicular to the end of the second beam part. In the manufacturing method, the first process step of forming the tip portion and the second beam portion on the sacrificial substrate by a MEMS process, the support end and the first beam portion on the electrical structure to be connected to the upper terminal of the electrical structure by the MEMS process A second process step of forming a third step of forming the connection end in at least one of the second beam part and the first beam part by a MEMS process; And a fourth process step of connecting the first beam part and the second beam part by bonding to each other by placing the connection end and a fifth process step of removing the sacrificial substrate.
따라서, 팁부의 형상을 가변적으로 변화시킬 수 있는 효과가 있다. Therefore, there is an effect that can change the shape of the tip portion variably.
전기적 접촉체, 전기 구성체, 희생기판, 본딩, 팁부Electrical contacts, electrical components, sacrificial substrates, bonding, tips
Description
도 1a 내지 도 1n은 본 발명에 따라 희생기판 상에 전기적 접촉체의 팁부, 제 2 빔부 및 제 1 연결단을 형성하는 공정을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.1A to 1N are cross-sectional views illustrating a process of forming a tip portion, a second beam portion, and a first connection end of an electrical contact on a sacrificial substrate according to the present invention.
도 2a 내지 도 2k는 본 발명에 따른 전기 구성체 상에 전기적 접촉체부의 제 1 빔부, 지지단 및 제 2 연결단을 형성하는 공정을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.2A to 2K are cross-sectional views illustrating a process of forming a first beam portion, a support end, and a second connection end of an electrical contact portion on an electrical component according to the present invention.
도 3a 내지 도 5a는 본 발명에 따라 희생기판 상의 전기적 접촉체의 팁부, 제 2 빔부 및 제 1 연결단과 전기 구성체 상의 전기적 접촉체의 제 1 빔부, 지지단 및 제 2 연결단을 서로 연결하는 방법을 설명하기 위한 공정시시도이고, 도 3b 내지 도 5b는 이의 단면도이다. 3a to 5a show a method of connecting the first beam portion, the support end and the second connection end of the electrical contact on the sacrificial substrate with the tip, the second beam and the first connection end of the sacrificial substrate according to the invention; It is a process trial for demonstrating, and FIG. 3B-FIG. 5B is sectional drawing.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
10 : 희생기판 12 : 산화막 10: sacrificial substrate 12: oxide film
14 : 제 1 포토레지스트 16 : 제 1 포토레지스트 패턴14
18 : 산화막 패턴 20 : 홀18: oxide film pattern 20: hole
21, 50 : 씨드층 22 : 제 2 포토레지스트 패턴21 and 50: seed layer 22: second photoresist pattern
24 : 팁부 26 : 제 2 빔부24: tip portion 26: second beam portion
28 : 제 3 포토레지스트 패턴 30 : 제 1 연결단28: third photoresist pattern 30: first connection end
32 : 금도금층 40 : 전기 구성체32: gold plated layer 40: electrical structure
42 : 상부단자 44 : 하부단자42: upper terminal 44: lower terminal
46 : 절연막 48 : 내부회로46: insulating film 48: internal circuit
52 : 제 4 포토레지스트 패턴 54 : 지지단52: fourth photoresist pattern 54: support end
56 : 제 5 포토레지스트 패턴 57 : 희생금속층56: fifth photoresist pattern 57: sacrificial metal layer
60 : 제 6 포토레지스트 패턴 62 : 제 1 빔부60: sixth photoresist pattern 62: first beam portion
64 : 제 7 포토레지스트 패턴 66 : 제 2 연결단64: seventh photoresist pattern 66: second connection end
68 : 솔더볼68: solder ball
본 발명은 전기적 접촉체의 제조방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 접촉체의 단부 형상을 가변적으로 변화시켜 면적 배열(Area array)형 패드가 형성된 반도체소자에 대한 전기적 검사를 용이하게 수행할 수 있는 전기적 접촉체의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing an electrical contact, and more particularly, an electrical inspection of a semiconductor device having an area array type pad can be easily performed by varying the end shape of the contact. The present invention relates to a method for manufacturing an electrical contact.
통상, 반도체 칩(Chip)은 산화공정, 확산공정, 이온주입공정, 사진식각공정 및 금속공정 등의 일련의 웨이퍼 가공공정을 반복적으로 수행함으로써 웨이퍼 상에 구현된다. In general, a semiconductor chip is implemented on a wafer by repeatedly performing a series of wafer processing processes such as an oxidation process, a diffusion process, an ion implantation process, a photolithography process, and a metal process.
이와 같은 웨이퍼 상에 구현된 각 칩은 EDS(Electrical Die Sorting)공정을 통해서 정상 및 비정상 칩으로 선별되고, 상기 EDS 공정에 의해서 선별된 비정상 칩의 일부는 리페어(Repair)되어 정상 칩과 함께 슬라이싱(Slicing)되고 다시 패키징(Packaging)되어 외부로 출하된다.Each chip implemented on such a wafer is sorted into normal and abnormal chips through an EDS (Electrical Die Sorting) process, and some of the abnormal chips selected by the EDS process are repaired and sliced together with the normal chips. Slicing) and repackaged and shipped out.
그런데, 최근에는 EDS공정을 완료한 후, 상기 각 칩을 각각 슬라이싱하여 패키징함으로써 발생하는 시간손실, 공정비용의 증가, 생산성의 저하 등의 문제점을 해결하기 위하여 웨이퍼 상에 구현된 각 칩에 대하여 일괄적으로 패키징하는 웨이퍼 레벨 패키징(Wafer level packaging) 방법이 제안 사용되고 있다. However, recently, after the completion of the EDS process, in order to solve problems such as time loss, increase in process cost, and decrease in productivity caused by slicing and packaging the respective chips, the chips are collectively provided for each chip implemented on the wafer. A wafer level packaging method of packaging is proposed and used.
이와 같은 웨이퍼 레벨 패키징에 의한 접촉단자 및 패드는, 면적 배열로 이루어짐으로써 이에 대한 테스트 공정을 진행하는 전기적 접촉체는, 반도체소자의 패드와 패드 사이의 피치간격, 패드의 배열상태 등에 의한 제약을 극복할 수 있는 모델로 제안되어야 한다. The contact terminals and pads by the wafer-level packaging are arranged in an area, so that the electrical contact body undergoing a test process overcomes the limitations due to the pitch spacing between the pads of the semiconductor device and the arrangement of the pads. It should be proposed as a model to do this.
본 출원인은 2003년 4월 15일 한국 특허 출원 제 23552 호에 " 전기적 접촉체 및 이의 제조방법 " 를 출원함으로써 이에 대한 모델을 제안한 바 있다.The applicant has proposed a model for this by filing "Electrical Contact and Manufacturing Method thereof" in Korean Patent Application No. 23552 on April 15, 2003.
상기 한국 특허 출원 제 232552 호에 의한 전기적 접촉체의 제조방법은, 기판 상에 지지단 형상을 한정하는 제 1 보호막 패턴을 형성하는 단계, 상기 제 1 보호막 패턴의 개방 부위 내부에 제 1 도전성 물질을 매립하여 지지단을 형성하는 단계, 상기 제 1 보호막 패턴을 제거하는 단계, 상기 제 1 보호막 패턴이 제거된 기판 상에 제 2 도전성 물질로 이루어지는 제 1 희생 금속층을 형성한 후, 상기 지지단이 외부로 노출되도록 상기 기판 상면을 평탄화하는 단계, 상기 지지단에서 연장된 제 1 빔부의 형상을 한정하는 제 2 보호막 패턴을 형성하는 단계, 상기 제 2 보호막 패턴 내부에 제 1 도전성 물질을 매립하여 제 1 빔부를 형성하는 단계, 상기 제 1 빔부가 형성된 기판 상에 상기 제 1 빔부와 수직하게 상기 제 1 빔부 단부에서 연장 형성된 연결단의 형상을 한정하는 제 3 보호막 패턴을 형성하는 단계, 상기 제 3 보호막 패턴 내부에 제 1 도전성 물질을 매립하여 연결단을 형성하는 단계, 상기 제 2 보호막 패턴 및 제 3 보호막 패턴을 제거한 후, 상기 기판 상에 제 2 도전성 물질로 이루어지는 제 2 희생 금속층을 형성한 후, 상기 연결단이 외부로 노출되도록 상기 기판 상면을 평탄화하는 단계, 상기 연결단이 외부로 노출된 기판 상에 상기 연결단과 수직하게 상기 연결단에서 연장 형성되고, 상기 제 1 빔부와 소정각도를 이루는 제 2 빔부의 형상을 한정하는 제 4 보호막 패턴을 형성하는 단계, 상기 제 4 보호막 패턴 내부에 제 1 도전성 물질을 매립하여 제 2 빔부를 형성하는 단계, 상기 제 2 빔부가 형성된 기판 상에 상기 제 2 빔부 단부와 수직하게 상기 제 2 빔부에서 상기 지지단 반대측 방향으로 연장 형성되고, 피검사체와 접촉하는 팁의 형상을 한정하는 제 5 보호막 패턴을 형성하는 단계, 상기 제 5 보호막 패턴의 개방부위 내부에 제 1 도전성 물질을 매립하여 팁을 형성하는 단계, 상기 제 4 보호막 패턴 및 제 5 보호막 패턴과 제 1 희생 금속층 및 제 2 희생 금속층을 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. In the method of manufacturing an electrical contact according to the Korean Patent Application No. 232552, forming a first passivation pattern defining a support end shape on a substrate, and forming a first conductive material inside an open portion of the first passivation pattern. Forming a supporting end by filling the first protective film pattern, removing the first protective film pattern, and forming a first sacrificial metal layer of a second conductive material on the substrate from which the first protective film pattern is removed. Planarizing an upper surface of the substrate to be exposed to the substrate; forming a second passivation pattern defining a shape of the first beam part extending from the support end; and embedding a first conductive material in the second passivation pattern; Forming a beam portion, the connecting end extending from an end portion of the first beam portion perpendicular to the first beam portion on a substrate on which the first beam portion is formed; Forming a third passivation layer pattern to form a connecting end by embedding a first conductive material in the third passivation layer pattern, removing the second passivation pattern and the third passivation layer pattern, and then forming a third passivation layer on the substrate. Forming a second sacrificial metal layer made of a conductive material, and then planarizing the upper surface of the substrate such that the connection end is exposed to the outside, wherein the connection end is perpendicular to the connection end on the substrate exposed to the outside. Forming a fourth passivation layer pattern extending and formed to define a shape of a second beam portion forming a predetermined angle with the first beam part; forming a second beam part by embedding a first conductive material in the fourth passivation layer pattern Step, extending from the second beam portion in the direction opposite to the support end perpendicular to the end of the second beam portion on the substrate on which the second beam portion is formed; Forming a fifth passivation layer pattern defining a shape of a tip contacting the test object, forming a tip by embedding a first conductive material in an open portion of the fifth passivation pattern, the fourth passivation layer pattern, and And removing the fifth passivation layer pattern, the first sacrificial metal layer, and the second sacrificial metal layer.
그러나, 상기 한국 특허 출원 제 232552 호에 의한 전기적 접촉체의 제조방법은, 팁의 단부면이 평평함으로써 패드 상에 형성된 자연산화막을 용이하게 뚫고 접촉할 수 없는 문제점이 있었다. However, the method of manufacturing an electrical contact according to the Korean Patent Application No. 232552 has a problem that the end surface of the tip is flat so that the natural oxide film formed on the pad cannot be easily penetrated and contacted.
즉, 상기 팁의 단부의 형상을 가변적으로 변화시킬 수 없는 문제점이 있었다. That is, there was a problem that the shape of the end of the tip cannot be changed variably.
본 발명의 목적은, 팁의 단부의 형상을 변화시켜 면적 배열(Area array)형 패드가 형성된 반도체소자에 대한 전기적 검사를 용이하게 수행할 수 있는 전기적 접촉체의 제조방법을 제공하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an electrical contact that can easily perform an electrical inspection on a semiconductor device on which an area array pad is formed by changing the shape of the end of the tip.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기적 접촉체의 제조방법은, 내부회로와 연결되는 상부단자 및 하부단자를 구비한 전기 구성체의 상부단자와 연결되는 지지단과 상기 지지단에서 측부로 연장 형성된 제 1 빔부와 상기 제 1 빔부와 수직하게 상기 제 1 빔부 단부에서 연장 형성된 연결단과 상기 연결단과 수직하게 상기 연결단에서 측부로 연장 형성되고, 상기 제 1 빔부와 소정각도를 이루는 제 2 빔부 및 상기 제 2 빔부 단부와 수직하게 상기 제 2 빔부에서 상기 지지단 반대측 방향으로 연장 형성된 팁부을 구비하여 이루어지는 전기적 접촉체의 제조방법에 있어서, 상기 팁부 및 제 2 빔부를 MEMS(Micro Electro Mechanical System)공정에 의해서 희생기판 상에 형성하는 제 1 공정단계; 상기 지지단 및 제 1 빔부를 MEMS공정에 의해서 상기 전기 구성체의 상부단자와 연결되도록 상기 전기 구성체 상에 형성하는 제 2 공정단계; 상기 제 2 빔부 및 제 1 빔부 중의 적어도 한곳에 MEMS공정에 의해서 상기 연결단을 형성하는 제 3 공정단계; 상기 연결단을 게재하여 상기 제 1 빔부 및 제 2 빔부를 본딩(Bonding)에 의해서 서로 연결하는 제 4 공정단계; 및 상기 희생기판을 제거하는 제 5 공정단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an electrical contact according to the present invention. A first beam portion and a connection end extending from the end of the first beam portion perpendicular to the first beam portion; and a second beam portion and a second angle extending from the connection end to the side perpendicular to the connection end and forming a predetermined angle with the first beam portion. In the manufacturing method of the electrical contact body comprising a tip portion extending from the second beam portion in the direction opposite to the support end perpendicular to the end of the two beam portion, the tip portion and the second beam portion by a MEMS (Micro Electro Mechanical System) process A first process step formed on the sacrificial substrate; A second process step of forming the support end and the first beam part on the electrical structure to be connected to the upper terminal of the electrical structure by a MEMS process; A third process step of forming the connection end in at least one of the second beam portion and the first beam portion by a MEMS process; A fourth process step of connecting the first beam part and the second beam part to each other by bonding by placing the connection end; And a fifth process step of removing the sacrificial substrate.
이때, 상기 제 1 공정단계 및 제 3 공정단계는, 상기 희생기판 상에 제 1 보호막 패턴을 형성하는 단계; 상기 제 1 보호막 패턴을 마스크로 사용한 식각공정의 수행에 의해서 상기 희생기판 상에 홀(Hole)을 형성하는 단계; 상기 제 1 보호막 패턴을 제거하는 단계; 상기 홀을 포함하는 상기 희생기판 상에 제 2 보호막 패턴을 형성하는 단계; 상기 제 2 보호막 패턴 내부에 제 1 도전성 물질을 매립하여 상기 팁부 및 제 2 빔부를 일체로 형성하는 단계; 상기 제 2 빔부가 형성된 희생기판 상에 제 3 보호막 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 제 3 보호막 패턴 내부에 제 1 도전성 물질을 매립하여 상기 연결단으로써의 제 1 연결단을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다. In this case, the first process step and the third process step, the step of forming a first protective film pattern on the sacrificial substrate; Forming a hole on the sacrificial substrate by performing an etching process using the first passivation layer pattern as a mask; Removing the first passivation layer pattern; Forming a second passivation layer pattern on the sacrificial substrate including the hole; Embedding a first conductive material in the second passivation pattern to integrally form the tip portion and the second beam portion; Forming a third passivation layer pattern on the sacrificial substrate on which the second beam part is formed; And embedding a first conductive material in the third passivation layer pattern to form a first connection end as the connection end.
그리고, 상기 제 2 공정단계 및 제 3 공정단계는, 상기 전기 구성체의 상부단자를 개방하는 제 4 보호막 패턴을 형성하는 단계; 상기 제 4 보호막 패턴 내부에 제 1 도전성 물질을 매립하여 상기 지지단을 형성하는 단계; 상기 제 4 보호막 패턴을 제거하는 단계; 상기 제 4 보호막 패턴이 제거된 전기 구성체 상에 상기 지지단의 측부를 개방하는 제 5 보호막 패턴을 형성하는 단계; 상기 제 5 보호막 패턴 내부에 소정의 물질을 매립하여 희생층을 형성하는 단계; 상기 희생층이 형성된 전기 구성체 상에 제 6 보호막 패턴을 형성하는 단계; 상기 제 7 보호막 패턴 내부에 제 1 도전성 물질을 매립하여 상기 제 1 빔부를 형성하는 단계; 상기 제 1 빔부가 형성된 전기 구성체 상에 제 7 보호막 패턴을 형성하는 단계; 상기 제 7 보호막 패턴 내부에 제 1 도전성 물질을 매립하여 상기 연결단으로써의 제 2 연결단을 형성하는 단계; 상기 제 1 연결단 및 제 2 연결단을 서로 본딩하는 단계; 상기 희생 기판을 제거하는 단계; 및 상기 전기 구성체 상의 희생층을 제거하는 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.The second process step and the third process step may include forming a fourth passivation layer pattern that opens an upper terminal of the electrical component; Embedding a first conductive material in the fourth passivation layer pattern to form the support end; Removing the fourth passivation layer pattern; Forming a fifth passivation layer pattern on the side of the support end on the electrical component from which the fourth passivation layer pattern has been removed; Filling a predetermined material in the fifth passivation layer pattern to form a sacrificial layer; Forming a sixth passivation layer pattern on the electrical component on which the sacrificial layer is formed; Embedding a first conductive material in the seventh passivation layer pattern to form the first beam part; Forming a seventh passivation layer pattern on the electrical component on which the first beam part is formed; Embedding a first conductive material in the seventh passivation layer pattern to form a second connection end as the connection end; Bonding the first connection end and the second connection end to each other; Removing the sacrificial substrate; And removing the sacrificial layer on the electrical component.
또한, 상기 제 4 공정단계는 플립칩 본딩(Flip chip bonding)에 의해서 이루어질 수 있고, 상기 제 1 보호막 패턴 내지 제 7 보호막 패턴은 포토레지스트에 대해서 노광 및 현상공정을 수행함으로써 형성할 수 있다.In addition, the fourth process step may be performed by flip chip bonding, and the first to seventh protective layer patterns may be formed by performing exposure and development processes on the photoresist.
그리고, 상기 제 1 도전성 물질은 니켈 또는 니켈 합금 재질로 이루어질 수 있고, 상기 제 1 도전성 물질의 매립은 전기도금에 의해서 수행될 수 있다.In addition, the first conductive material may be made of nickel or a nickel alloy material, and the embedding of the first conductive material may be performed by electroplating.
또한, 상기 희생층은 구리(Cu) 재질로 이루어질 수 있고, 상기 희생층의 매립은 전기도금에 의해서 수행될 수 있다. In addition, the sacrificial layer may be made of a copper (Cu) material, the embedding of the sacrificial layer may be performed by electroplating.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1a 내지 도 1n은 본 발명에 따라 희생기판 상에 전기적 접촉체의 팁부, 제 2 빔부 및 제 1 연결단을 형성하는 공정을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.1A to 1N are cross-sectional views illustrating a process of forming a tip portion, a second beam portion, and a first connection end of an electrical contact on a sacrificial substrate according to the present invention.
본 발명에 따라 희생기판 상에 전기적 접촉체의 팁부, 제 2 빔부 및 제 1 연결단을 형성하는 방법은, 도 1a에 도시된 바와 같이 (1 0 0) 등과 같이 일정방향성을 가진 실리콘(Silicon) 재질의 희생기판(10) 상에 후속 식각공정의 수행에 의해서 형성될 홀(Hole)의 식각 마스크로 사용되는 산화막(12)을 얇게 형성한다. According to the present invention, a method of forming a tip portion, a second beam portion, and a first connection end of an electrical contact on a sacrificial substrate may include silicon having a constant orientation, such as (10), as shown in FIG. On the
이때, 상기 산화막(12)은 열산화법(Thermal Oxidation) 등의 방법에 의해서 형성할 수 있다. In this case, the
다음으로, 도 1b에 도시된 바와 같이 상기 산화막(12) 상에 감광재로서 제 1 포토레지스트(14)를 얇게 코팅한다. 이때, 상기 제 1 포토레지스트(14)는 스핀코팅(Spin coating)방식 등을 이용하여 코팅할 수 있다.Next, as shown in FIG. 1B, the
계속해서, 도 1c에 도시된 바와 같이 상기 제 1 포토레지스트(14)에 대해서 노광 및 현상공정을 연속적으로 수행함으로써 하부의 산화막(12)을 식각하기 위한 식각 마스크로 사용되는 제 1 포토레지스트 패턴(16)을 형성한다. Subsequently, as illustrated in FIG. 1C, the first photoresist pattern used as an etching mask for etching the
이어서, 도 1d에 도시된 바와 같이 상기 제 1 포토레지스트 패턴(16)을 식각 마스크로 사용하여 식각공정을 수행함으로써 제 1 보호막 패턴으로 기능하는 산화막 패턴(18)을 형성한다. 이때, 상기 식각공정은 공지의 건식 또는 습식식각공정을 선택적으로 수행할 수 있다. Subsequently, as illustrated in FIG. 1D, an etching process is performed using the first
다음으로, 도 1e에 도시된 바와 같이 상기 제 1 포토레지스트 패턴(16)을 제거 한다. 이때, 상기 제 1 포토레지스트 패턴(18)은 아세톤(CH3COOH) 등을 사용한 습식 또는 건식식각방법에 의해서 제거할 수 있다. Next, as illustrated in FIG. 1E, the
계속해서, 도 1f에 도시된 바와 같이 상기 제 1 포토레지스트 패턴(16)이 제거된 상태의 산화막 패턴(18)을 식각 마스크로 사용한 1차 식각공정의 수행에 의해서 홀(Hole : 20)을 형성한다. 이때, 상기 1차 식각공정은 수산화칼륨(KOH) 및 일정량의 탈이온수(Deionizde water)가 일정 비율로 혼합된 식각액을 사용한 습식식각공정에 의해서 수행될 수 있다. Subsequently, as shown in FIG. 1F, a
다음으로, 도 1g에 도시돤 바와 같이 상기 산화막 패턴(18)을 식각 마스크로 사용하고 SF6, C4F8 및 O2가스가 일정비율로 혼합된 혼합가스를 사용한 2차 식각공정 의 수행에 의해서 홀(20)의 깊이를 더욱 깊게 형성함과 동시에 저면부를 라운딩한다. 이때, 상기 2차 식각공정은 딥 트렌치(Deep trench) 식각 방법의 하나로 소위, 보쉬 프로세스(Bosh process)로 불리우는 공지의 RIE(Reactive Ion Etching)에 의해서 이루어진다. Next, as shown in FIG. 1G, the
계속해서, 도 1h에 도시된 바와 같이 2차 식각공정이 수행된 희생기판(10) 상의 산화막 패턴(18)을 제거한다. 이때, 상기 산화막 패턴(18)은 산화막에 대한 식각선택비가 뛰어난 케미컬을 사용한 공지의 습식식각공정에 의해서 제거할 수 있다. Subsequently, as illustrated in FIG. 1H, the
이어서, 도 1i에 도시된 바와 같이 후속되는 전기도금 공정을 수행하기 위한 씨드(Seed)로 기능하는 씨드층(21)을 희생기판(10) 상에 형성한다. 이때, 상기 씨드층(21)은 소정두께의 구리(Cu) 및 티타늄(Ti)층으로 이루어질 수 있으며, 상기 씨드층(21)은 스퍼터링(Sputtering)공정에 의해서 형성될 수 있다. Subsequently, as shown in FIG. 1I, a
다음으로, 도 1j에 도시된 바와 같이 상기 씨드층이 형성된 희생기판(10) 상에 후속되는 공정에 의해서 형성될 제 2 빔부의 형상을 한정하는 제 2 보호막 패턴으로 기능하는 제 2 포토레지스트 패턴(22)을 형성한다. 이때, 상기 제 2 포토레지스트 패턴(22)은 희생기판(10) 상에 포토레지스트를 코팅한 후, 노광 및 현상함으로써 형성할 수 있다. Next, as shown in FIG. 1J, a second photoresist pattern functioning as a second passivation layer pattern defining a shape of a second beam part to be formed by a subsequent process on the
계속해서, 도 1k에 도시된 바와 같이 상기 제 2 포토레지스트 패턴(22)이 형성된 희생기판(10) 상에 전기도금공정에 의해서 제 2 포토레지스트 패턴(22) 내부에 도전성 물질을 매립하여 팁부(24)와 제 2 빔부(26)를 동시에 형성한 후, 그 상 면을 평탄화한다. Subsequently, as shown in FIG. 1K, a conductive material is embedded in the
이때, 상기 제 2 빔부(26)는 팁부(24) 측부로 일체로 연장 형성되고, 상기 도전성 물질로 니켈 또는 니켈-코발트 등과 같은 니켈합금 재질을 사용할 수 있으며, 상기 평탄화공정은 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 및 그라인딩(Grinding) 등과 같은 방법을 사용할 수 있다. In this case, the
이어서, 도 1l에 도시된 바와 같이 상기 팁부(24) 및 제 2 빔부(26)가 형성된 희생기판(10) 상에 후속공정에 의해서 형성될 제 1 연결단의 형상을 한정하는 제 3 보호막 패턴으로 기능하는 제 3 포토레지스트 패턴(28)을 형성한다. 이때, 상기 제 3 포토레지스트 패턴(28)은 희생기판(10) 상에 포토레지스트를 코팅한 후, 노광 및 현상함으로써 형성할 수 있다. Subsequently, as shown in FIG. 1L, a third passivation layer pattern defining a shape of a first connection end to be formed by a subsequent process is formed on the
다음으로, 도 1m에 도시된 바와 같이 상기 제 3 포토레지스트 패턴(28)이 형성된 희생기판(10) 상에 전기도금공정에 의해서 제 3 포토레지스트 패턴(28) 내부에 도전성 물질을 매립하여 팁부(24) 반대측 제 2 빔부(26)와 수직하게 상부로 연장 형성된 제 1 연결단(30)을 형성한 후, 그 상면을 평탄화한다. 이때, 상기 도전성 물질로 니켈(Ni)-코발트(Co) 등과 같은 니켈합금 재질을 사용할 수 있으며, 상기 평탄화공정은 CMP 및 그라인딩 등과 같은 방법을 사용할 수 있다.Next, as illustrated in FIG. 1M, a conductive material is embedded in the
그리고, 상기 제 1 연결단(30)이 형성된 희생기판(10) 상에 다시 전기도금공정을 수행함으로써 외부로 노출된 제 1 연결단(30) 표면에 젖음성(Wetting)을 향상시키기 위한 금(Au)을 도금하여 금도금층(32)을 형성한다. Further, by performing an electroplating process again on the
마지막으로, 도 1n에 도시된 바와 같이 금도금층(32)이 형성된 희생기판(10) 상의 제 2 포토레지스트 패턴(22) 및 제 3 포토레지스트 패턴(28)을 습식식각공정을 통해서 제거한다. 이때, 상기 제 2 포토레지스트 패턴(22) 및 제 3 포토레지스트 패턴(28)은 습식식각공정 및 애싱(Ashing)공정에 의해서 제거될 수 있다. Finally, as shown in FIG. 1N, the
도 2a 내지 도 2k는 본 발명에 따른 전기 구성체 상에 전기적 접촉체의 제 1 빔부, 지지단 및 제 2 연결단을 형성하는 공정을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.2A to 2K are cross-sectional views illustrating a process of forming a first beam portion, a support end, and a second connection end of an electrical contact on an electrical component according to the present invention.
본 발명에 따라 전기적 접촉체의 제 1 빔부, 지지단 및 제 2 연결단을 형성하는 방법은, 도 2a에 도시된 바와 같이 내부회로(48)와 연결되는 상부단자(42) 및 하부단자(44)가 각각 구비되고, 상기 하부단자(44)는 절연막(46)에 의해서 주변부가 차단된 세라믹 기판과 같은 전기 구성체(40)을 준비한다. According to the present invention, a method for forming the first beam portion, the support end, and the second connection end of the electrical contact includes an
그리고, 상기 전기 구성체(40) 상에 후속 전기도금공정에서 씨드(Seed)로 기능하는 씨드층(50)을 형성한다. 이때, 상기 씨드층(50)은 구리 및 티타늄으로 이루어지는 2층으로 이루어질 수 있으며, 상기 씨드층(50)은 스퍼터링공정에 의해서 형성할 수 있다. A
다음으로, 도 2b에 도시된 바와 같이 씨드층(50) 하부의 상부단자(42)를 한정 개방하는 제 4 보호막 패턴으로 제 4 포토레지스트 패턴(52)을 형성한 후, 상기 제 4 포토레지스트 패턴(52)을 식각 마스크로 사용하여 상부 단자(42)가 노출되도록 식각공정을 진행한다. 이때, 상기 제 4 포토레지스트 패턴(52)은 전기 구성체(40) 상에 포토레지스트를 코팅한 후, 노광 및 현상함으로써 형성할 수 있다. Next, as shown in FIG. 2B, after forming the
계속해서, 도 2c에 도시된 바와 같이 상기 제 4 포토레지스트 패턴(52) 내부에 전기도금에 의해서 전도성 물질을 매립한 후, 그 상면을 평탄화함으로써 상부단자(42)와 연결된 지지단(54)을 형성한다. 이때, 상기 도전성 물질로 니켈 또는 니켈(Ni)-코발트(Co) 등과 같은 니켈합금 재질을 사용할 수 있으며, 상기 평탄화공정은 CMP 및 그라인딩 등과 같은 방법을 사용할 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 2C, after the conductive material is embedded in the
이어서, 도 2d에 도시된 바와 같이 상기 지지단(54)이 형성된 전기 구성체(40) 상의 제 4 포토레지스트 패턴(52)을 제거한다. 이때, 상기 제 4 포토레지스트 패턴(52)은 아세톤(CH3COOH) 등을 사용한 습식식각공정 또는 건식식각공정에 의해서 수행될 수 있다. Next, as shown in FIG. 2D, the
다음으로, 도 2e에 도시된 바와 같이 상기 제 4 포토레지스트 패턴(52)이 제거된 전기 구성체(40) 상에 다시 지지단(54) 측부의 영역 즉, 상기 지지단(54) 측부로 연장형성되는 제 1 빔부를 지지하는 역할을 수행하는 희생금속층을 형성하는 제 5 보호막 패턴으로써의 제 5 포토레지스트 패턴(56)을 형성한다. 이때, 상기 제 5 포토레지스트 패턴(56)은 전기 구성체(40) 상에 포토레지스트를 코팅한 후, 노광 및 현상함으로써 형성할 수 있다. Next, as shown in FIG. 2E, the
계속해서, 도 2f에 도시된 바와 같이 상기 제 5 포토레지스트 패턴(56) 내부에 전기도금에 의해서 전도성 물질을 매립한 후, 그 상면을 평탄화함으로써 희생금속층(57)을 형성한다. 이때, 상기 도전성 물질로 구리(Cu)를 사용할 수 있으며, 상기 평탄화공정은 CMP 및 그라인딩 등과 같은 방법을 사용할 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 2F, a conductive material is embedded in the
이어서, 도 2g에 도시된 바와 같이 상기 희생금속층(57)이 형성된 전기 구성체(40) 상에 지지단(54) 상부 측부로 연장되며 희생금속층(57)에 의해서 지지되는 제 1 빔부의 형상을 한정하는 제 6 보호막 패턴으로써의 제 6 포토레지스트 패턴(60)을 형성한다. 이때, 상기 제 6 포토레지스트 패턴(60)은 전기 구성체(40) 상에 포토레지스트를 코팅한 후, 노광 및 현상함으로써 형성할 수 있다. Subsequently, as illustrated in FIG. 2G, the shape of the first beam part extended to the upper side of the
다음으로, 도 2h에 도시된 바와 같이 상기 제 6 포토레지스트 패턴(60) 내부에 전기도금에 의해서 전도성 물질을 매립한 후, 그 상면을 평탄화함으로써 제 1 빔부(62)를 형성한다. 이때, 상기 도전성 물질로 니켈 또는 니켈(Ni)-코발트(Co) 등과 같은 니켈합금 재질을 사용할 수 있으며, 상기 평탄화공정은 CMP 및 그라인딩 등과 같은 방법을 사용할 수 있다.Next, as shown in FIG. 2H, the conductive material is embedded in the
계속해서, 도 2i에 도시된 바와 같이 상기 제 1 빔부(62)가 형성된 전기 구성체(40) 상에 제 1 빔부(62) 단부에서 상부로 연장 형성되는 제 2 연결단의 형상을 한정하는 제 7 보호막 패턴으로써의 제 7 포토레지스트 패턴(64)을 형성한다. Subsequently, a seventh limiting shape of the second connection end extending upward from the end of the
이때, 상기 제 7 포토레지스트 패턴(64)은 전기 구성체(40) 상에 포토레지스트를 코팅한 후, 노광 및 현상함으로써 형성할 수 있다. In this case, the
이어서, 도 2j에 도시된 바와 같이 상기 제 7 포토레지스트 패턴(64) 내부에 전기도금에 의해서 전도성 물질을 매립한 후, 그 상면을 평탄화함으로써 제 2 연결단(66)을 형성한다. 이때, 상기 도전성 물질로 니켈(Ni)-코발트(Co) 등과 같은 니켈합금 재질을 사용할 수 있으며, 상기 평탄화공정은 CMP 및 그라인딩 등과 같은 방법을 사용할 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 2J, the conductive material is embedded in the
또한, 도면에는 도시하지 않았으나 상기 제 2 연결단(66)이 형성된 전기 구성체(40) 상에 다시 전기도금공정을 수행함으로써 외부로 노출된 제 2 연결단(66) 표면에 젖음성(Wetting)을 향상시키기 위한 금(Au)을 도금하여 금도금층을 더 형성할 수도 있다. In addition, although not shown in the drawings, an electroplating process is performed again on the
마지막으로, 도 2k에 도시된 바와 같이 상기 제 7 포토레지스트 패턴(64), 제 6 포토레지스트 패턴(60), 제 5 포토레지스트 패턴(56) 및 금속희생층(57)을 제거한다. 이때, 상기 제 7 포토레지스트 패턴(64), 제 6 포토레지스트 패턴(60) 및 제 5 포토레지스트 패턴(56)은 아세톤(CH3COOH) 등을 사용한 습식식각 또는 건식식각 방법에 의해서 제거할 수 있으며, 상기 희생금속층(57)은 구리에 대한 식각 선택비가 뛰어난 케미컬을 사용한 습식식각공정에 의해서 제거할 수 있다. Finally, as shown in FIG. 2K, the
도 3a 내지 도 5a는 본 발명에 따라 희생기판 상의 전기적 접촉체의 팁부, 제 2 빔부 및 제 1 연결단과 전기 구성체 상의 전기적 접촉체의 제 1 빔부, 지지단 및 제 2 연결단을 서로 연결하는 방법을 설명하기 위한 공정도이고, 도 3b 내지 도 5b는 이의 단면도이다. 3a to 5a show a method of connecting the first beam portion, the support end and the second connection end of the electrical contact on the sacrificial substrate with the tip, the second beam and the first connection end of the sacrificial substrate according to the invention; 3 is a cross-sectional view thereof.
본 발명에 따른 전기적 접촉체의 제조방법은, 먼저 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 상기 도 2k에 도시된 바와 같은 전기 구성체(40)와 도 1n에 도시된 바와 같은 희생기판(10)을 준비한 후, 상기 희생기판(10) 상의 제 1 연결단(30)과 전기 구성체(40) 상의 제 2 연결단(66)에 솔더볼(Solder ball : 68)을 게재하여 공지의 플립칩 본딩(Flip chip bonding)공정에 의해서 서로 본딩한다. In the method of manufacturing the electrical contact according to the present invention, first, as shown in Figs. 3a and 3b, the
이때, 상기 희생기판(10) 상의 제 2 빔부(26)와 전기 구성체(40) 상의 제 1 빔부(62)는 서로 소정의 각도를 이루도록, 본 실시예에서는 90 °의 각도를 이루도록 본딩된다.At this time, the
다음으로, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 희생기판(10)을 제거함으로써 팁부(24) 및 제 2 빔부(26)를 외부로 완전히 노출시킨다. 이때, 상기 희생기판(10)은 실리콘에 대한 식각 선택비가 뛰어난 수산화칼륨(KOH)를 이용한 습식식각공정에 의해서 제거할 수 있다. Next, the
마지막으로, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 상기 전기 구성체(40) 상의 희생금속층(57) 및 씨드층(50)을 제거함으로써 전기적 접촉체를 완성한다. 상기 희생금속층(57) 및 씨드층(50)의 구리는 황산구리(CuSO4) 및 수산화암모늄(NH4Cl)이 일정비율로 혼합된 케미컬을 이용한 습식식각에 의해서 제거할 수 있고, 상기 씨드층의 티타늄은 불화수소(HF)를 이용한 습식식각에 의해서 제거할 수 있다. Finally, the electrical contact is completed by removing the
본 발명에 의하면, 팁부의 형상을 가변적으로 변화됨과 동시에 면적 배열(Area array) 방식의 반도체소자에 대응에 용이한 전기적 접촉체를 제조할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, there is an effect that the shape of the tip portion can be variably changed and an electrical contact body which can easily cope with an area array semiconductor device can be manufactured.
이상에서는 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 설명하였지만 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 기능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다. In the above, the present invention has been described only for the described embodiments, but it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and modifications function within the scope of the present invention, and such modifications and modifications belong to the appended claims.
Claims (9)
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