JP2010044044A

JP2010044044A - プローブカードの製造方法

Info

Publication number: JP2010044044A
Application number: JP2009015245A
Authority: JP
Inventors: Ho-Joon Park; パクホジュン; Byeung Gyu Chang; 炳圭張
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2008-08-11
Filing date: 2009-01-27
Publication date: 2010-02-25
Also published as: KR20100019885A; US20100031504A1

Abstract

【課題】エッチング工程中にもプローブヘッドが保護でき、プローブカードの不良率を低減できるプローブカードの製造方法を提供すること。
【解決手段】プローブヘッドの一面に熱可塑性樹脂基板を接合する工程と、上記プローブヘッドの他面に複数の端子を形成する工程と、上記熱可塑性樹脂基板に金属基板を接合する工程と、上記金属基板を選択的にエッチングしてプローブチップを形成する工程と、を含むことを特徴とするプローブカードの製造方法を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明はプローブカードの製造方法に関する。

プローブカードは、半導体回路及び出力端子であるパッドを検査する装置である。半導体製造工程においては、ウエハ製造後、ダイシング工程前にプロービング（probing）を行う。プロービングとは、チップ領域上のパッドにプローブカードのプローブチップを接触させて電圧及び電気的信号を印加し、このように印加された電圧及び電気的信号に対する出力信号を分析して良品を選別することである。

このようなプローブカードは、印刷回路基板、プローブヘッド、及びプローブチップを含む。プローブカードは、プローブヘッドの一面に端子と印刷回路基板とが接続され、他面にプローブチップが付着される方式で作製され、主にセラミック材質の基板及びシリコンウエハから形成される。

より詳細には、シリコンウエハにフォトリソグラフィ工程、ドライエッチング工程、金属薄膜蒸着工程、及びメッキ工程などを繰り返してプローブチップを形成する。そして、シリコンウエハをバンプ（bump）が形成されたセラミック材質のプローブヘッドと接合させ、シリコンウエハを除去する。

このような工程は３００℃近くで行われるため、セラミック材質の基板及びシリコンウエハに熱が加えられる。ここで、セラミック材質の基板とシリコンウエハとは熱膨脹率が異なるので、シリコンウエハとセラミック材質のプローブヘッドとの接合工程は困難があり、また、接合後、シリコンウエハを除去する前に室温状態になると接合が維持されず、破損してしまう場合が多く発生した。また、シリコンウエハを除去することは別の工程で行わなければならないが、この際、形成済みのプローブチップに損傷を与える恐れもあった。

本発明は従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明は、良品のプローブカードを製造できるプローブカードの製造方法を提供することをその目的の一つとする。

また、本発明は、熱可塑性樹脂を用いてプローブヘッドを保護できるプローブカードの製造方法を提供することをその目的の一つとする。

本発明の一実施形態によれば、プローブヘッドの一面に熱可塑性樹脂基板を接合する工程と、上記プローブヘッドの他面に複数の端子を形成する工程と、上記熱可塑性樹脂基板に金属基板を接合する工程と、上記金属基板を選択的にエッチングしてプローブチップを形成する工程と、を含むプローブカードの製造方法が提供される。ここで、上記プローブヘッドはセラミック基板から形成されることができる。

また、上記熱可塑性樹脂基板は、液晶高分子（liquid crystal polymer）、ポリエーテルイミド（polyehterimide:ＰＥＩ）、ポリエーテルスルホン（polyethersulfone:ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（polyetherketone:ＰＥＥＫ）、及びポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluoroethylene:ＰＴＦＥ）の何れか１種またはこれらの組み合わせからなることができ、分散されたガラス繊維をさらに含むことができる。

本発明の他の実施形態によれば、プローブヘッドの両面に熱可塑性樹脂基板を接合する工程と、上記プローブヘッドの他面に接合された上記熱可塑性樹脂基板に複数の端子を形成する工程と、上記プローブヘッドの一面に接合された上記熱可塑性樹脂基板に金属基板を接合する工程と、上記金属基板を選択的にエッチングしてプローブチップを形成する工程と、を含むプローブカードの製造方法が提供される。ここで、上記プローブヘッドはセラミック基板から形成されることができる。

また、上記熱可塑性樹脂基板は、液晶高分子、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、及びポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の何れか１種またはこれらの組み合わせからなることができ、分散されたガラス繊維をさらに含むことができる。

本発明に係るプローブカードの製造方法によれば、プローブカードの不良率を低減させることができる。また、プローブヘッドを保護しながらプローブカードを製造することができる。

図１は、本発明の一実施形態によるプローブカードの製造方法により製造されたプローブカードの断面図である。図２は、本発明の一実施形態によるプローブカードの製造工程を示す断面図である。図３は、本発明の一実施形態によるプローブカードの製造工程を示す断面図である。図４は、本発明の一実施形態によるプローブカードの製造工程を示す断面図である。図５は、本発明の一実施形態によるプローブカードの製造工程を示す断面図である。図６は、本発明の一実施形態によるプローブカードの製造工程を示す断面図である。図７は、本発明の一実施形態によるプローブカードの製造工程を示す断面図である。図８は、本発明の一実施形態によるプローブカードの製造工程を示す断面図である。図９は、本発明の一実施形態によるプローブカードの製造工程を示す断面図である。

本発明は多様な変換を加えることができ、様々な実施形態を有することができるため、本願では特定の実施形態のみを図面に例示し、詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態に限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるあらゆる変換、均等物及び代替物を含むものとして理解されるべきである。本発明を説明するに当たって、係る公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨をかえって不明にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。

「第１」、「第２」などの用語は、多様な構成要素を説明するために用いられるに過ぎず、構成要素がそれらの用語により限定されるものではない。これらの用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のためだけに用いられる。例えば、本発明の権利範囲内における第１構成要素は第２構成要素であると命名することができ、同様に第２構成要素も第１構成要素であると命名することができる。「及び／または」という用語は、複数の関連のある記載項目の組み合わせまたは複数の関連のある記載項目のうち何れかの項目を含む。

本願で用いた用語は、特定の実施形態を説明するためだけに用いられたものであって、本発明を限定するものではない。単数の表現は、文の中で明らかに表現しない限り、複数の表現を含む。本願において、「含む」または「有する」などの用語は明細書内に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、またはこれらを組み合せたものの存在を指定するものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品、またはこれらを組合せたものの存在または付加可能性を予め排除するものではないと理解しなくてはならない。

他に定義しない限り、技術的または科学的用語を含んでここで用いられる全ての用語は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者によって、一般的に理解されるものと同一の意味を有する。一般的に用いられる予め定義されているような用語は、関連技術の文脈上の意味と一致する意味を有すると解釈すべきで、本願で明らかに定義しない限り、理想的または過度に形式的意味に解釈しない。

以下、本発明の実施形態を添付した図面を参照して詳細に説明する。図１を参照して本発明の一実施形態によるプローブカードの製造方法により製造されたプローブカードの構造について説明する。

図１は、本発明の一実施形態によるプローブカードの製造方法により製造されたプローブカードの断面図である。本発明の一実施形態によるプローブカードは、印刷回路基板（ＰＣＢ）１５０、端子１２０、プローブヘッド１１０、固定手段１６０、及びプローブチップ１３０を含むことができる。

印刷回路基板１５０は、プローブヘッド１１０の一面に備えられている複数の端子１２０と電気的に接続している。印刷回路基板１５０は、端子１２０から電気的信号が入力されると、これに基づいてプローブチップ１３０に接触されている半導体回路及び、ウエハ状態の半導体にあるパッドを検査することができる。

プローブヘッド１１０の一面には複数の端子１２０が配置され、他面には複数のプローブチップ１３０が備えられている。ここで、プローブチップ１３０は弾性力を有してもよい。また、プローブヘッド１１０を介して端子１２０とプローブチップ１３０とは電気的に接続している。したがって、プローブチップ１３０は、検査しようとする物体表面に接触して電気的信号の入力を受け、入力された電気的信号は、プローブヘッド１１０に配置された端子１２０を介して印刷回路基板１５０に伝達される。そして、このような電気的信号を分析することで、検査しようとする物体、例えばパッドに異常があるか否かを判断することができる。ここで、プローブヘッド１１０は、固定手段１６０によって印刷回路基板１５０に固定されることができる。

本発明の一実施形態によるプローブカードのプローブヘッド１１０によれば、プローブヘッド１１０の一面及び他面に熱可塑性樹脂基板１１１、１１２を形成することができる。ここで、形成というのはパッシベーション（passivation）を含む概念であることを明らかにする。また、プローブヘッド１１０の一面及び他面の両面ではなく、他面のみに熱可塑性樹脂基板１１１、１１２を形成することができる。すなわち、プローブチップが位置している他面は、熱可塑性樹脂で常に保護されなくてはならない。

熱可塑性樹脂は、低コストで、耐熱性及び強度に優れた液晶高分子、高機能性エンジニアリングプラスチックとして知らされているポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、及びポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの物質の何れか１種からなることができ、また、これら物質の組み合わせからなることもできる。

ここで、プローブヘッド１１０はセラミック材質から形成され、プローブチップ１３０は金属基板を選択的にエッチングすることにより形成される。このようなエッチング過程中、プローブヘッド１１０はエッチング溶液の影響を受ける恐れがある。

しかし、本発明のように、プローブヘッド１１０の一面及び他面、または他面に熱可塑性樹脂基板１１１、１１２を形成すると、熱可塑性樹脂基板はエッチング溶液の影響をあまり受けないため、セラミック材質のプローブヘッド１１０が保護され、また、電気的な接続が正常に行われるようになり、エッチング工程中のプローブヘッド１１０が受ける影響による問題点を解決することができる。

プローブヘッド１１０の一面及び他面、または他面を熱可塑性樹脂で形成するために、本発明の一実施形態によれば、プローブヘッド１１０の一面及び他面、または他面に熱可塑性樹脂基板を接着させるか、または熱可塑性樹脂で塗布する方法を用いることができる。

また、本発明の一実施形態により接着される熱可塑性樹脂基板または塗布される熱可塑性樹脂にはガラス繊維が添加されることができる。これらガラス繊維が熱可塑性樹脂内に均一に分散される場合、プローブヘッド１１０の弾性及び剛性を高めることができるという長所がある。

以下、図２〜図９を参照して、本発明の一実施形態によるプローブカードの製造方法について説明する。図２〜図９は、本発明の一実施形態によるプローブカードの製造工程を示す断面図である。

図２〜図３を参照すると、熱可塑性樹脂基板２１０の両面に銅箔２２０を形成する。図４に示すように、両面に銅箔２２０が形成された熱可塑性樹脂基板２１０に層間接続のためにビア２３０を形成する。その後、図５に示すように、両面に銅箔２２０が形成された熱可塑性樹脂基板２１０にメッキ層２３１を形成する。

このような、端子の電気的接続のためのプローブカードの製造工程は、後に形成されるプローブヘッド２４０を介して端子２５０とプローブチップ２７０とを電気的に接続させるための工程である。プローブチップ２７０は、検査しようとする物体表面に接触して電気的信号の入力を受け、入力された電気的信号はプローブヘッド２４０に配置された端子２５０を介して印刷回路基板に伝達される。そして、印刷回路基板に伝達された電気的信号を分析することにより、検査しようとする物体、例えばパッドに異常があるか否かを判断できるようになる。

ここで、熱可塑性樹脂基板２１０には、分散されたガラス繊維が添加されることができる。これらガラス繊維が熱可塑性樹脂基板２１０内に均一に分散されると、熱可塑性樹脂基板２１０の弾性及び剛性を高めることができるという長所がある。

熱可塑性樹脂基板２１０は、低コストで、耐熱性及び強度に優れた液晶高分子、高機能性エンジニアリングプラスチックとして知らされているポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、及びポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの物質の何れか１種からなることができ、また、これら物質の組み合わせからなることができる。

図２〜図５に示されたプローブカードの製造工程は、端子の電気的接続のためのプローブカードの製造工程の一実施形態に過ぎないため、これに制限されず、本発明の目的範囲内で多様な方法があることは明らかである。

図６を参照すると、端子の電気的接続のための工程が行われた熱可塑性樹脂基板２１０をプローブヘッド２４０の両面に接合する。ここで、接合というのはパッシベーションを含む概念であることを明らかにする。このように、プローブヘッド２４０の両面に熱可塑性樹脂基板２１０を接合することができ、後でプローブチップ２７０が形成されるプローブヘッド２４０の一面のみに熱可塑性樹脂基板２１０を接合することもできる。以下、本願では、プローブヘッド２４０の両面に熱可塑性樹脂基板２１０を接合する実施形態を中心に説明する。

本実施形態によれば、プローブヘッド２４０はセラミック基板から形成されることができる。次に、図７に示すように、プローブヘッド２４０の他面に接合された熱可塑性樹脂基板２１０に複数の端子２５０を形成する。そして、図８に示すように、プローブヘッド２４０の一面に接合された熱可塑性樹脂基板２１０に金属基板２６０を接合し、図９に示すように、金属基板２６０を選択的にエッチングしてプローブチップ２７０を形成することができる。金属基板２６０を選択的にエッチングするには、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程が用いられることができ、このような工程を通じてプローブチップ２７０が直接形成される。

熱可塑性樹脂基板２１０は、金属基板２６０との接合力に優れ、金属基板２６０のエッチング溶液の影響をあまり受けないため、セラミック材質のプローブヘッド１１０が保護され、また、電気的な接続が正常に行われるようになる。

このように、熱可塑性樹脂基板２１０が保護層として形成されたプローブヘッド２４０に、プローブチップ２７０の材質である金属基板２６０を直接接着してプローブチップ２７０を形成することにより、工程が簡単で、生産性が向上し、低コストとなる。また、シリコンモールドを除去する工程から発生し得る不良問題も防止でき、熱可塑性樹脂基板２１０をプローブヘッド２４０の保護層として形成したので、製作工程中に使用されるエッチング溶液からプローブヘッド２４０を保護することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、当該技術分野で通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させることができることを理解できよう。

２１０熱可塑性樹脂基板
２４０プローブヘッド
２５０端子
２６０金属基板
２７０プローブチップ

Claims

プローブヘッドの一面に熱可塑性樹脂基板を接合する工程と、
前記プローブヘッドの他面に複数の端子を形成する工程と、
前記熱可塑性樹脂基板に金属基板を接合する工程と、
前記金属基板を選択的にエッチングしてプローブチップを形成する工程と、
を含むプローブカードの製造方法。
前記プローブヘッドがセラミック基板から形成されることを特徴とする請求項１に記載のプローブカードの製造方法。
前記熱可塑性樹脂基板が、分散されたガラス繊維をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のプローブカードの製造方法。
前記熱可塑性樹脂基板が、液晶高分子、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、及びポリテトラフルオロエチレンの何れか１種またはこれらの組み合わせから形成されることを特徴とする請求項１に記載のプローブカードの製造方法。
プローブヘッドの両面に熱可塑性樹脂基板を接合する工程と、
前記プローブヘッドの他面に接合された前記熱可塑性樹脂基板に複数の端子を形成する工程と、
前記プローブヘッドの一面に接合された前記熱可塑性樹脂基板に金属基板を接合する工程と、
前記金属基板を選択的にエッチングしてプローブチップを形成する工程と、
を含むプローブカードの製造方法。
前記プローブヘッドがセラミック基板から形成されることを特徴とする請求項５に記載のプローブカードの製造方法。
前記熱可塑性樹脂基板が、分散されたガラス繊維をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載のプローブカードの製造方法。
前記熱可塑性樹脂基板が、液晶高分子、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、及びポリテトラフルオロエチレンの何れか１種またはこれらの組み合わせから形成されることを特徴とする請求項５に記載のプローブカードの製造方法。