KR100464681B1 - 전자소자 검사용 전기적 접촉체의 팁 제조방법 - Google Patents
전자소자 검사용 전기적 접촉체의 팁 제조방법Info
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Abstract
본 발명은 전자소자 검사용 전기적 접촉체의 팁 형성방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전자소자 검사용 전기적 접촉체의 팁 형성방법은, 방향성을 가진 실리콘 재질의 희생기판 상에 팁이 형성될 영역을 한정하는 보호막 패턴을 형성하는 단계, 상기 보호막 패턴을 식각 마스크로 사용하여 1차 이방성 건식식각하여 상기 희생기판 상에 트렌치를 형성하며 상기 트렌치의 깊이를 조절하는 단계, 상기 트렌치 주변부의 보호막 패턴을 제거하는 단계, 상기 보호막 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 트렌치를 이방성 습식식각하여 상기 트렌치의 상단부의 폭을 넓게 형성하면서 단부를 날카롭게 형성하는 단계, 상기 트렌치 내부에 도전성 물질을 매립하는 단계 및 상기 보호막 패턴 및 희생기판을 제거하여 팁을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
따라서, MEMS(Micro electro Mechanical System)에 의해서 단부가 날카로운 팁을 제작함으로써 반도체소자의 전극패드와 전기적으로 정확하게 접촉되도록 하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 전자소자 검사용 전기적 접촉체의 팁 제조방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 MEMS(Micro Electro Mechanical System)공정을 이용한 전자소자검사용 전기적 접촉체의 팁 제조방법에 관한 것이다.
통상, 반도체 칩은 산화공정, 확산공정, 이온주입공정, 식각공정 및 금속공정 등의 일련의 반도체 제조공정을 수행함으로써 반도체기판 상에 구현되고, 상기 반도체기판 상에 구현된 칩은 EDS(Electrical Die Sorting)를 통해서 정상 및 비정상 칩으로 선별되어 정상 칩만이 슬라이싱(Slicing) 패키징(Packaging)된다.
이때, 상기 EDS는 프로브카드(Probe Card) 등의 전기적 접촉체를 칩의 패드에 접촉시켜 전기적 신호를 인가함으로써 인가 전기신호에 대응하는 응답 전기신호를 디텍션(Detection)하여 칩의 정상 및 비정상 유무를 확인하는 공정이다.
또한, LCD(Liquid Crystal Display) 등의 평판디스플레이(Flat Pannel Display)소자 역시 일련의 평판디스플레이소자 제조공정의 수행에 의해서 제조된 평판디스플레이소자 소정부에 전기적 접촉체를 접촉시켜 전기신호를 인가함으로써 인가 전기신호에 대응하는 응당 전기신호를 디텍션하여 LCD 패널의 정상 및 비정상 유무를 확인하고 있다.
이와 같은 전기적 접촉체는 1999년 한국 특허공개 제 29046 호에 전기적 접촉 구조체에 있어서, 상호 상대적으로 큰(넓은) 관계로 배치된 다수의 상호 접속 요소와, 조인트에 의해 상호 접속 요소의 각각에 부착되고, 상호 상대적으로 엄밀한 위치 관계로 배치되는 다수의 접촉팁 구조체를 구비하는 전기적 접촉체가 게시되어 있다.
그리고, 1999년 한국 특허공개 제 37422 호에 기판의 제 1 주면에 일부에 접촉단자가 설치되어 있는 리드의 단부가 지지부를 통해 결합되어 있고, 상기 리드는상기 주면으로부터 박리된 상태에서 상기 기판의 주면을 따라서 배치된 프로브 카드가 게시되어 있다.
그러나, 최근에 반도체소자가 고집적화되어 기판 상에 구현되는 피치(Pitch)간격이 극도로 작아짐에 따라 다양한 형태의 전기적 접촉체의 개발이 요구되고, 더블어 전기적 접촉체의 팁(Tip)의 개발이 요구되고 있다.
또한, 반도체소자의 테스트용 전극패드와 정확히 접촉할 수 있도록 단부가 날카로운 팁의 개발이 요구되고 있다.
즉, 반도체소자의 전극패드 상에는 얇은 산화막이 형성되어 있으므로 산화막을 뚫고 전극패드와 직접 정확히 접촉할 수 있도록 단부가 날카로운 팁의 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은, MEMS(Micro Electro Mechanical System)공정에 의해서 단부가 날카로운 전자소자 검사용 전기적 접촉체의 팁 제조방법을 제공하는 데 있다.
도 1a 내지 도 1j는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전자소자 검사용 전기적 접촉체의 팁 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전자소자 검사용 전기적 접촉체의 팁 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10, 30 : 희생기판 12 : 보호막
14 : 제 1 포토레지스트 패턴 16, 36 : 보호막 패턴
18, 38 : 트렌치 20 : 제 2 포토레지스트 패턴
22, 42 : 도전성 물질 24, 44 : 팁
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자소자 검사용 전기적 접촉체의 팁 제조방법은, 방향성을 가진 실리콘 재질의 희생기판 상에 팁이 형성될 영역을 한정하는 보호막 패턴을 형성하는 단계; 상기 보호막 패턴을 식각 마스크로 사용하여 1차 이방성 건식식각하여 상기 희생기판 상에 트렌치를 형성하며 상기 트렌치의 깊이를 조절하는 단계; 상기 트렌치 주변부의 보호막 패턴을 제거하는 단계; 상기 보호막 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 트렌치를 이방성 습식식각하여상기 트렌치의 상단부의 폭을 넓게 형성하면서 단부를 날카롭게 형성하는 단계; 상기 트렌치 내부에 도전성 물질을 매립하는 단계; 및 상기 보호막 패턴 및 희생기판을 제거하여 팁을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 희생기판으로 (1 0 0) 방향성을 가진 실리콘 재질의 희생기판을 사용할 수 있으며, 상기 보호막 패턴으로 산화막을 사용할 수 있다.
그리고, 상기 1차 이방성 건식식각은 SF6, C4F8및 O2가스를 사용한 RIE(Reactive Ion Etching)로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 트렌치 주변부의 보호막 패턴을 제거한 후, 상기 1차 이방성 건식식각을 더 수행할 수 있으며, 상기 이방성 습식식각은 수산화칼륨(KOH) 또는 TMAH(Tetra-methyl ammonium hydroxide)을 사용하여 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 이방성 습식식각을 수행한 후, 상기 트렌치를 2차 이방성 건식식각하여 상기 제 1 트렌치의 깊이를 더 깊게 형성할 수 있다.
또한, 상기 2차 이방성 건식식각은 SF6, C4F8및 O2가스를 사용한 RIE(Reactive Ion Etching)로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 1차 이방성 건식식각을 복수회 수행함으로써 상기 트렌치의 깊이를 증가시키며 상기 트렌치의 저면부 중앙영역이 깊게 함돌되도록 형성할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.
도 1a 내지 도 1j는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전자소자 검사용 전기적접촉체의 팁 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 전자소자 검사용 전기적 접촉체의 팁 제조방법은, 도 1a에 도시된 바와 같이 (1 0 0) 등과 같이 일정 방향성을 가진 실리콘(Silicon) 재질의 희생기판(10) 전면에 산화막으로 이루어지는 보호막(Passivation layer : 12)을 형성한다. 그리고, 상기 보호막(12) 상부에 후속공정에서 트렌치를 형성하기 위한 식각공정의 식각 마스크로 사용될 보호막 패턴을 형성하기 위한 제 1 포토레지스트 패턴(14)을 형성한다.
이때, 상기 산화막으로 이루어지는 보호막(12)은 열산화법(Thermal Oxidation Process) 등에 의해서 형성할 수 있으며, 상기 제 1 포토레지스트 패턴(14)은 스핀코팅(Spin Coating) 방법에 의해서 희생기판(10) 상에 소정두께로 포토레지스트를 코팅한 후, 노광 및 현상함으로써 형성할 수 있다.
다음으로, 도 1b에 도시된 바와 같이 희생기판(10) 상에 형성된 제 1 포토레지스트 패턴(14)을 마스크로 사용하여 산화막으로 이루어지는 보호막(12)을 습식 또는 건식식각하여 후속공정에서 트렌치(Trench)가 형성될 영역을 한정하는 형상의 보호막 패턴(16)을 형성한다. 그리고, 상기 보호막 패턴(16) 상부의 제 1 포토레지스트 패턴(14)을 아세톤(Aceton) 등의 케미컬을 이용하여 제거한다.
이어서, 도 1c에 도시된 바와 같이 보호막 패턴(16)을 식각 마스크로 사용하고 SF6, C4F8및 O2가스를 사용하여 1차 이방성 건식식각공정을 수행함으로써 트렌치(18)를 형성한다. 이때, 상기 1차 건식식각공정은 팁 트렌치(Deep trench) 식각 방법의 하나로 소위, 보쉬 프로세스(Bosh process)로 불리우는 공지의RIE(Reactive Ion Etching)에 의해서 이루어진다.
계속해서, 도 1d에 도시된 바와 같이 트렌치(18) 주변부의 보호막 패턴(16)을 개방하는 제 2 포토레지스트 패턴(20)을 형성한다. 이때, 상기 제 2 포토레지스트 패턴(20)은 스핀코팅(Spin Coating) 방법에 의해서 희생기판(10) 상에 소정두께로 포토레지스트를 코팅한 후, 노광 및 현상함으로써 형성할 수 있다.
다음으로, 도 1e에 도시된 바와 같이 제 2 포토레지스트 패턴(20)을 식각 마스크로 사용하여 트렌치(18) 주변부의 보호막 패턴(20)을 습식 또는 건식식각한다.
이어서, 도 1f에 도시된 바와 같이 보호막 패턴(20) 상부의 제 2 포토레지스트 패턴(20)을 아세톤(Aceton) 등의 케미컬을 이용하여 제거한다.
계속해서, 도 1g에 도시된 바와 같이 트렌치(18) 주변부의 보호막 패턴(20)이 제거된 희생기판(10) 상면을 수산화칼륨(KOH) 또는 TMAH(Tetra-methyl ammonium hydroxide)를 사용한 이방성 습식식각공정을 수행함으로써 트렌치(18)의 상단부를 상대적으로 넓게 식각하며 트렌치(18)의 폭 및 깊이를 증가 식각하게 된다.
이때, 상기 수산화칼륨(KOH) 또는 TMAH(Tetra-methyl ammonium hydroxide)를 사용한 습식식각공정에 의해서 (1 0 0) 등과 같이 방향성을 가진 실리콘 재질의 희생기판(10)의 트렌치(18)의 측벽보다 저면부의 모서리 부위가 상대적으로 적게 식각되어 모서리 부위가 날카롭게 형성된다.
다음으로, 도 1h에 도시된 바와 같이 수산화칼륨(KOH) 또는 TMAH(Tetra-methyl ammonium hydroxide)를 사용한 습식식각공정이 수행된 희생기판(10) 상면에 대해서 보호막 패턴(16)을 식각 마스크로 사용하여 SF6, C4F8및 O2가스를 사용하여2차 이방성 건식식각공정을 수행함으로써 트렌치(18)의 깊이를 보다 깊게 형성한다.
이때, 상기 2차 건식식각공정은 팁 트렌치(Deep trench) 식각 방법의 하나로 소위, 보쉬 프로세스(Bosh process)로 불리우는 공지의 RIE(Reactive Ion Etching)에 의해서 이루어진다.
그리고, 상기 2차 건식식각공정은 선택적으로 실시할 수 있는 것으로써 2차 식각공정은 선행된 습식식각공정의 수행에 의해서 트렌치(18)의 모서리 부위가 날카롭게 형성된 것을 완화시키는 역활을 수행한다.
이어서, 도 1i에 도시된 바와 같이 2차 식각공정이 완료된 트렌치(18) 내부에 니켈 합금 등의 도전성 물질(22)을 매립한다.
이때, 상기 트렌치(18) 내부의 도전성 물질(22)은 희생기판(10) 상에 CVD(Chemical Vapor Deposition), PVD(Physical Vapor Deposition) 및 도금 등의 방법으로 도전막을 소정두께로 형성한 후, 상기 희생기판(10) 상면을 CMP(Chemical Mechanical Polishing), 에치백(Etchback) 및 그라인딩(Grinding) 등의 방법으로 평탄화함으로써 매립할 수 있다.
마지막으로 도 1j에 도시된 바와 같이 트렌치(18) 내부에 도전성 물질(22)이 매립된 희생기판(10) 상의 보호막 패턴(16) 및 희생기판(10)을 케미컬을 이용한 습식식각에 의해서 제거함으로써 전기적 접촉체의 팁부를 형성한다.
이때, 상기 보호막 패턴(16)은 습식식각에 의해서 제거하고 희생기판(10)은 잔존시킨 후, 상기 희생기판(10) 상에 전기적 접촉체의 빔부를 형성하는 공정과 빔부와 PCB(Printed Circuit Board) 등의 전기적 구성체(Electronic componet)를 범프(Bump)를 매개로 연결하는 본딩공정이 더 수행될 수도 있다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전자소자 검사용 전기적 접촉체의 팁 형성방법을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 전자소자 검사용 전기적 접촉체의 팁 형성방법은, 도 2a에 도시된 바와 같이 제 1 실시예와 동일하게 보호막 패턴(36)을 식각 마스크로 사용하고 SF6, C4F8및 O2가스를 사용한 보쉬 프로세스(Bosh process)로 불리우는 공지의 RIE(Reactive Ion Etching)에 의해서 1차 이방성 건식식각공정을 수행함으로써 희생기판(30) 상에 트렌치(38)를 형성한다.
그리고, 상기 트렌치(38) 주변부의 보호막 패턴(36)을 제 1 실시예와 동일한 방법에 의해서 습식 또는 건식식각한다.
다음으로, 도 2b에 도시된 바와 같이 선행된 1차 건식식각공정과 동일한 공정조건에 의한 RIE에 의한 이방성 건식식각공정을 복수회 수행함으로써 트렌치(38a)의 깊이를 한층더 깊게 형성한다.
즉, 상기 건식식각공정은 팁 트렌치(Deep trench) 식각 방법의 하나로 소위, 보쉬 프로세스(Bosh process)로 불리우는 공지의 RIE(Reactive Ion Etching)에 의해서 이루어진다. 그리고, 상기 건식식각공정의 수행에 의해서 트렌치의 깊이를 증가시키며 상기 트렌치의 저면부 중앙영역이 깊게 함돌되도록 형성한다.
계속해서, 도 2c에 도시된 바와 같이 희생기판(30) 상면을 수산화칼륨(KOH) 또는 TMAH(Tetra-methyl ammonium hydroxide)를 사용한 이방성 습식식각공정을 수행함으로써 트렌치(38b)의 상단부를 상대적으로 넓게 식각하며 트렌치의 폭 및 깊이를 증가 식각하게 된다.
이때, 상기 수산화칼륨(KOH) 또는 TMAH(Tetra-methyl ammonium hydroxide)를 사용한 습식식각공정에 의해서 (1 0 0) 등과 같이 방향성을 가진 실리콘 재질의 희생기판(30)의 트렌치(38b)의 측벽보다 트렌치(38b)의 저면부의 모서리 부위가 상대적으로 적게 식각되어 모서리 부위가 날카롭게 형성된다.
다음으로, 도 2d에 도시된 바와 같이 수산화칼륨(KOH) 또는 TMAH(Tetra-methyl ammonium hydroxide)를 사용한 습식식각공정이 수행된 희생기판(30)의 트렌치(38b) 내부에 니켈 합금 등의 도전성 물질(42)을 매립한다.
이때, 상기 트렌치(38b) 내부의 도전성 물질(42)은 희생기판(30) 상에 CVD(Chemical Vapor Deposition), PVD(Physical Vapor Deposition) 및 도금 등의 방법으로 도전막을 소정두께로 형성한 후, 상기 희생기판(30) 상면을 CMP(Chemical Mechanical Polishing), 에치백(Etchback) 및 그라인딩(Grinding) 등의 방법으로 평탄화함으로써 매립할 수 있다.
마지막으로 도 2e에 도시된 바와 같이 트렌치(38b) 내부에 도전성 물질(42)이 매립된 희생기판(30) 상의 보호막 패턴(36) 및 희생기판(30)을 케미컬을 이용한 습식식각에 의해서 제거함으로써 전기적 접촉체의 팁(44)을 형성한다.
이때, 상기 트렌치(38b)의 저면부 중앙영역이 깊게 함돌형성되어 있으므로 팁(44)의 단부의 소정부는 외부로 길게 돌출 형성되게 된다.
그리고, 상기 보호막 패턴(36)은 습식식각에 의해서 제거하고 희생기판(30)은 잔존시킨 후, 상기 희생기판(30) 상에 전기적 접촉체의 빔부를 형성하는 공정과 빔부와 PCB(Printed Circuit Board) 등의 전기적 구성체(Electronic componet)를 범프(Bump)를 매개로 연결하는 본딩공정이 더 수행될 수도 있다.
본 발명에 의하면, MEMS(Micro Electro Mechanical System)공정에 의해서 단부가 날카로운 팁을 제조함으로써 반도체소자의 전극패드 상에 형성된 산화막을 뚫고 용이하게 전극패드와 접촉할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 팁은 MEMS공정을 이용하여 제조됨으로써 재현성 있는 팁을 대량 생산하여 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이상에서는 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
Claims (10)
- 방향성을 가진 실리콘 재질의 희생기판 상에 팁이 형성될 영역을 한정하는 산화막의 보호막 패턴을 형성하는 단계;상기 산화막의 보호막 패턴을 식각 마스크로 사용하여 1차 이방성 건식식각하여 상기 희생기판 상에 트렌치를 형성하며 상기 트렌치의 깊이를 조절하는 단계;상기 트렌치 주변부의 보호막 패턴을 제거하는 단계;상기 트렌치를 포함한 주변부가 제거된 보호막 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 트렌치를 이방성 습식식각하여 상기 트렌치의 상단부의 폭을 넓게 형성하면서 단부를 날카롭게 형성하는 단계;상기 트렌치를 포함한 주변부가 제거된 보호막 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 트렌치를 2차 이방성 건식식각하여 상기 트렌치의 깊이를 더 깊게 형성하는 단계;상기 트렌치 내부에 도전성 물질을 매립하는 단계; 및상기 보호막 패턴 및 희생기판을 제거하여 팁을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자소자 검사용 전기적 접촉체의 팁 형성방법.
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- 방향성을 가진 실리콘 재질의 희생기판 상에 팁이 형성될 영역을 한정하는 산화막의 보호막 패턴을 형성하는 단계;상기 산화막의 보호막 패턴을 식각 마스크로 사용하여 1차 이방성 건식식각하여 상기 희생기판 상에 트렌치를 형성하며 상기 트렌치의 깊이를 조절하는 단계;상기 트렌치 주변부의 보호막 패턴을 제거하는 단계;상기 트렌치를 포함한 주변부가 제거된 보호막 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 트렌치를 2차 이방성 건식식각하여 상기 트렌치의 깊이를 증가시키며 상기 트렌치의 중앙영역이 함몰되도록 하여 상기 트렌치 상단부의 직경이 상기 함몰된 하단부의 직경보다 더 넓게 형성하는 단계;상기 트렌치를 포함한 주변부가 제거된 보호막 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 트렌치를 이방성 습식식각하여 상기 트렌치의 상단부의 폭을 넓게 형성하면서 상기 트렌치의 함몰된 하단부를 날카롭게 형성하는 단계;상기 함몰된 하단부를 포함한 트렌치 내부에 도전성 물질을 매립하는 단계; 및상기 보호막 패턴 및 희생기판을 제거하여 상기 도전성 물질이 매립된 하단부가 뾰족한 팁을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자소자 검사용 전기적 접촉체의 팁 형성방법.
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| A302 | Request for accelerated examination | ||
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