KR100703042B1

KR100703042B1 - 검사용 프로브 기판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR100703042B1
Application number: KR1020060086719A
Authority: KR
Inventors: 류달래
Original assignee: (주)에이펙스
Priority date: 2006-09-08
Filing date: 2006-09-08
Publication date: 2007-04-09
Also published as: CN101140296A; EP1898223A1; TW200813438A; JP2008064738A; US20080061806A1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 기판은 복수개의 빔, 빔의 한쪽 끝부분에 형성되어 있는 접촉체를 포함하는 프로브, 프로브를 지지하며 프로브가 위아래로 휠 수 있는 휨 공간을 가지는 지지 기판을 포함하고, 지지 기판의 상부 표면에는 트렌치 산화막이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명에 따른 프로브 기판 및 그 제조 방법은 빔과 지지 기판간의 경계부에 트렌치 산화막을 형성함으로써 빔의 계속적이고 반복적인 휘는 동작에 의해 빔과 지지 기판의 경계부에 집중되는 응력으로 경계부가 손상되는 것을 방지한다. 따라서, 빔과 지지 기판간의 전기적 절연성을 유지하게 하여 전기 누설을 방지한다.

프로브, 접촉체, 프로브기판, 도금, 트렌치, 벤딩스페이스

Description

검사용 프로브 기판 및 그 제조 방법{PROBE SUBSTRATE FOR TEST AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 기판의 평면도이다.

도 1b는 도 1a의 Ib-Ib를 잘라 도시한 단면도이다.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 기판의 제조 방법의 첫째 단계의 평면도이고, 도 2b는 도 2a의 IIb-IIb를 잘라 도시한 단면도이다.

도 3은 도 2b의 다음 단계의 단면도이다.

도 4a는 도 3의 다음 단계의 평면도이고, 도 4b는 도 4a의 IVb-IVb를 잘라 도시한 단면도이다.

도 5는 도 4b의 다음 단계의 단면도이다.

도 6a는 도 5의 다음 단계의 평면도이고, 도 6b는 도 6a의 VIb-VIb를 잘라 도시한 단면도이다.

도 7 내지 도 11은 도 6b의 다음 단계의 단면도를 순서대로 도시한 도면이다.

도 12a는 도 11의 다음 단계의 평면도이고, 도 12b는 도 12a의 XIIb-XIIb를 잘라 도시한 단면도이다.

도 13a는 도 12a의 다음 단계의 평면도이고, 도 13b는 도 13a의 XIIb-IVb를 잘라 도시한 단면도이다.

도 14 내지 도 18은 도 13b의 다음 단계의 단면도를 순서대로 도시한 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100: 지지 기판 101: 미세 트렌치

102: 관통 홀 111: 트렌치 산화막

120: 절연막 130: 연결 부재

140: 시드 층 150: 빔

160: 접촉체 170: 회로부

180: 솔더볼 200: 프로브

본 발명은 프로브 기판 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 반도체 웨이퍼 위에 형성된 반도체 집적회로 장치 등의 이상 유무를 전기적으로 테스트(test)하는 프로브(probe)를 포함하는 프로브 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 집적회로 장치 등은 일련의 반도체 제조 공정 등을 거쳐 제조되며, 그 제조 과정 중 또는 제조 완료 후에 전기적 검사를 거쳐 양품과 불량품을 선별하게 된다. 이러한 전기적 검사 과정에는 외부로부터 각종 전기적 신호를 전달하고 반도체 집적회로에서의 응답 신호를 검출하여 분석하는 검사 장비가 사용되며, 검사 장비와 반도체 집적회로를 전기적으로 연결시키기 위해서는 프로브(probe)가 필요하다. 이와 유사한 검사 과정이 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display) 등과 같은 평판 디스플레이(Flat Panel Display) 등의 제조 과정 중 또는 제조 완료 후에도 시행되며, 여기에도 검사 장비와 소자간의 전기적 연결을 담당하는 프로브가 필요하다.

이러한 프로브가 탄성을 가지도록 하기 위해 프로브를 지지하는 지지 기판의 일부를 식각하여 휨 공간을 형성한다. 이 때, 프로브와 지지 기판 사이에는 전기적 절연을 위해 산화막이 형성된다. 그러나, 프로브의 반복적인 휨 동작에 의해 프로브와 지지 기판간의 경계부에 응력이 집중되므로 강도가 약한 일부 산화막은 파손되기 쉬우며, 이 경우 프로브와 지지 기판간의 전기적 절연이 파괴되어 전기 누설이 발생하게 된다. 이는 프로브 기판의 불량 원인이 되고, 프로브 기판의 검사 품질을 저하시키는 원인이 된다.

본 발명의 기술적 과제는 반복적인 휨 동작에도 프로브와 지지 기판간의 전기적 절연이 파괴되지 않는 프로브 기판 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 기판은 복수개의 빔, 상기 빔의 한쪽 끝부분에 형성되어 있는 접촉체를 포함하는 프로브, 상기 프로브를 지지하며 상기 프로브가 위아래로 휠 수 있는 휨 공간을 가지는 지지 기판을 포함하고, 상기 지지 기판의 상부 표면에는 트렌치 산화막이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 휨 공간에 의해 상기 빔과 상기 지지 기판의 일부가 소정 간격 이격되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 트렌치 산화막은 상기 휨 공간에 인접해 있으며, 상기 휨 공간의 측벽은 경사져 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 지지 기판에는 관통 홀이 형성되어 있으며, 상기 관통 홀은 연결 부재가 채우고 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 트렌치 산화막은 상기 지지 기판 표면의 복수개의 미세 트렌치에 형성된 열산화막인 것이 바람직하다.

또한, 상기 빔은 니켈(Ni), 구리(Cu), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 금(Au) 중에서 선택된 어느 하나의 금속 또는 상기 하나의 금속을 주로 한 합금으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 지지 기판의 휨 공간의 표면을 제외한 상기 지지 기판의 표면에는 절연막이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 지지 기판과 상기 빔 사이에는 절연막이 형성되어 있고, 상기 연결 부재와 상기 빔은 서로 접촉하고 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 트렌치 산화막의 길이 방향은 상기 빔의 길이 방향과 수직인 것이 바람직하다.

또한, 상기 연결 부재의 주변에는 보조 트렌치 산화막이 형성되어 있고, 상기 보조 트렌치 산화막의 길이 방향은 상기 트렌치 산화막의 길이 방향과 수직인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 기판의 제조 방법은 지지 기판에 복수개의 미세 트렌치를 형성하는 단계, 상기 미세 트렌치 내부를 열 산화막으로 채워 트렌치 산화막을 형성하는 단계, 상기 지지 기판에 복수개의 관통 홀을 형성하는 단계, 상기 지지 기판의 전체 표면에 절연막을 형성하는 단계, 상기 관통 홀 내부에 연결 부재를 형성하는 단계, 상기 지지 기판 위에 형성된 절연막 위에 복수개의 빔을 형성하는 단계, 상기 빔의 한쪽 끝부분 위에 접촉체를 형성하는 단계, 그리고 상기 빔의 아래 부분에 위치하는 지지 기판의 일부를 식각하여 휨 공간을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 트렌치 산화막은 상기 휨 공간과 상기 빔의 경계부에 인접해 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 복수개의 빔을 형성하는 단계는 상기 지지 기판 위에 형성된 절연막을 패터닝하여 상기 휨 공간에 대응하는 지지 기판의 일부를 노출하는 단계, 상기 노출된 지지 기판 위에 희생 금속막을 형성하는 단계, 상기 희생 금속막 및 절연막 위에 시드 층을 형성하는 단계, 상기 시드 층 위에 제1 감광막 패턴을 형성하여 상기 시드 층의 일부를 노출하는 단계, 전기 도금법을 이용하여 제1 감광막 패턴에 의해 노출된 부분을 금속으로 채워 복수 개의 빔을 형성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 감광막 패턴은 가로 방향으로 긴 막대 형상의 패턴이 복수 개 정렬되어 있는 형상인 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 감광막 패턴의 긴 막대 형상의 한 쪽 끝 부분은 상기 연결 부재와 대응하는 것이 바람직하다.

또한, 패터닝된 상기 절연막은 상기 트렌치 산화막 및 연결 부재를 덮는 것이 바람직하다.

또한, 상기 희생 금속막은 상기 트렌치 산화막을 덮지 않는 것이 바람직하다.

또한, 상기 관통 홀의 주변에 보조 트렌치 산화막을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 보조 트렌치 산화막의 길이 방향은 상기 트렌치 산화막의 길이 방향과 수직인 것이 바람직하다.

또한, 상기 지지 기판의 일부를 식각하여 휨 공간을 형성하는 단계는 상기 희생 금속막을 식각하여 상기 빔과 상기 지지 기판 사이에 공간을 형성하는 단계, 상기 공간을 통해 노출된 지지 기판을 식각하여 휨 공간을 형성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 접촉체는 전기 도금법을 이용하여 상기 빔 위에 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 빔은 니켈(Ni), 구리(Cu), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 금(Au) 중에서 선택된 어느 하나의 금속 또는 상기 하나의 금속을 주로 한 합금으로 형성하는 것이 바람직하다.

그러면, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나 타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 프로브 기판 및 그 제조 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 기판의 평면도이고, 도 1b는 도 1a의 Ib-Ib를 잘라 도시한 단면도이다.

도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 기판은 지지 기판(100), 지지 기판(100) 위에 형성되어 있는 프로브(200)를 포함한다.

지지 기판(100)은 단결정 실리콘 웨이퍼인 것이 바람직하며, 지지 기판(100)의 표면 일부에는 절연막(120)이 형성되어 있다.

지지 기판(100)의 상부 표면 근처에는 트렌치 산화막(111)이 형성되어 있고, 트렌치 산화막(111)과 소정 간격 이격된 위치에는 관통 홀(102)이 형성되어 그 내부를 연결 부재(130)가 채우고 있다. 트렌치 산화막(111)은 열산화막으로 형성되며 전기적 절연성 및 경도가 매우 우수하다.

프로브(200)는 지지 기판(100)의 연결 부재(130)와 전기적으로 연결되는 빔(beam)(150), 빔(150)의 한쪽 끝 부분에 형성되어 있으며 빔(150)에 수직한 방향으로 부착되어 있는 접촉체(160)를 포함한다. 빔(150)은 니켈(Ni), 구리(Cu), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 금(Au) 중에서 선택된 어느 하나의 금속 또는 상기 하나의 금속을 주로 한 합금으로 이루어진다. 미세 접촉이 가능하고, 반복되는 접 촉 과정에도 오염 물질이 적층되지 않도록 접촉체(160)의 단부는 라운딩(rounding)되어 있다.

이러한 접촉체(160)는 전기적 검사 과정에서 검사 장비인 프로브 기판과 반도체 집적 회로 등을 전기적으로 연결시킨다.

그리고, 빔(150)의 아래쪽에 위치하는 지지 기판(100)의 일부는 제거되어 빔(150)이 위아래로 휠 수 있는 휨 공간(bending space)(A)이 형성되어 있다. 이러한 휨 공간(A)에 의해 빔(150)과 지지 기판(100)의 일부가 소정 간격 이격되며 휨 공간(A)으로 빔(150)이 탄성을 가지고 상하로 미세하게 움직일 수 있게 된다.

이 때, 휨 공간(A)의 측벽(106)은 경사져 있으며, 측벽(106)의 상단부는 빔(150)과 접촉하고 있어서 휨 공간(A)의 측벽(106)과 빔(150)은 소정 각도(θ)를 이루고 있다.

트렌치 산화막(111)은 빔(150)과 휨 공간(A)의 측벽(106)의 경계부 즉, 빔(150)과 지지 기판(100)간의 경계부(B)에 위치하고 있다. 즉, 휨 공간(A)의 측벽(106)과 인접한 위치에 트렌치 산화막(111)이 형성되어 있다. 따라서, 트렌치 산화막(111)은 빔(150)의 계속적인 휘는 동작에 의해 빔(150)과 지지 기판(100)의 경계부(B)에 집중되는 응력으로 경계부(B)가 손상되는 것을 방지하고, 빔(150)과 지지 기판(100)간의 전기적 절연성을 유지하게 하여 전기 누설을 방지한다.

도 1a에 도시한 바와 같이, 이러한 트렌치 산화막(111)은 빔(150)의 길이 방향(X)과 수직한 방향(Y)으로 길게 연장되어 있다.

그리고, 연결 부재(130)의 주변에는 보조 트렌치 산화막(112)이 형성되어 있 으며, 보조 트렌치 산화막(112)은 트렌치 산화막(111)의 길이 방향(Y)과 수직한 방향(X)으로 길게 연장되어 있다. 보조 트렌치 산화막(111)은 트렌치 산화막(111)에 의해 지지 기판(100)이 Y 방향으로 휘어 연결 부재(130)가 손상되는 것을 방지하기 위해 X 방향으로 길게 형성되어 있다.

휨 공간(A)의 표면에는 절연막(120)이 형성되어 있지 않으며, 절연을 위해 지지 기판(100)과 빔(150) 사이에는 절연막(120)이 형성되어 있고, 연결 부재(130)와 빔(150)은 서로 접촉하고 있다.

빔(150)의 다른 쪽 끝 부분은 연결 부재(130)를 통해 지지 기판(100) 아래에 형성되어 있는 회로부(170)와 연결되어 있다. 회로부(170) 아래에는 솔더 레지스트(solder resist)(181) 및 솔더 패드(solder pad)(182)가 형성되어 있다. 그리고, 솔더 패드(182)에는 솔더 볼(solder ball)(183)이 부착되어 있다.

도 2 내지 도 18에는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 기판의 제조 방법을 순서대로 도시하였다.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 기판의 제조 방법의 첫째 단계의 평면도이고, 도 2b는 도 2a의 IIb-IIb를 잘라 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2b의 다음 단계의 단면도이고, 도 4a는 도 3의 다음 단계의 평면도이고, 도 4b는 도 4a의 IVb-IVb를 잘라 도시한 단면도이고, 도 5는 도 4b의 다음 단계의 단면도이다.

도 6a는 도 5의 다음 단계의 평면도이고, 도 6b는 도 6a의 VIb-VIb를 잘라 도시한 단면도이고, 도 7 내지 도 11은 도 6b의 다음 단계의 단면도를 순서대로 도시한 도면이며, 도 12a는 도 11의 다음 단계의 평면도이고, 도 12b는 도 12a의 XIIb-XIIb를 잘라 도시한 단면도이고, 도 13a는 도 12a의 다음 단계의 평면도이고, 도 13b는 도 13a의 XIIb-IVb를 잘라 도시한 단면도이고, 도 14 내지 도 18은 도 13b의 다음 단계의 단면도를 순서대로 도시한 도면이다.

우선, 도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이, 지지 기판(100) 위에 감광막을 형성하고, 감광막을 노광 및 현상하여 제1 감광막 패턴(1)을 형성한다. 이러한 감광막은 포지티브 감광막(positive resist: 빛을 받은 부분이 현상되어 없어지는 감광막) 또는 네가티브 감광막(negative resist: 빛을 받은 부분이 경화되어 현상 후 남아있게 되는 감광막)이 모두 가능하다. 그리고, 제1 감광막 패턴(1)을 식각 마스크로 하여 건식 식각법, 예컨대 오존 플라스마(ozone plasma)등을 사용하는 반응 이온 식각법(reactive ion etch, RIE)으로 지지 기판(100)의 표면에 복수 개의 미세 트렌치(micro trench)(101) 및 보조 미세 트렌치(102)를 형성한다. 이러한 미세 트렌치(101)는 30㎛ 이상 50㎛ 이하의 깊이로 형성하는 것이 바람직하다. 미세 트렌치(101)의 깊이가 30㎛ 미만이면 빔과 지지 기판간의 경계부에 경도 향상의 효과가 없고, 50㎛ 초과이면 후속 산화막 형성 공정에 의한 부피 팽창에 의해 지지 기판에 변형이 생겨 지지 기판 표면의 평탄도가 저하되고 지지 기판이 파괴될 수도 있다. 도 2a에 도시한 바와 같이, 미세 트렌치(101)는 Y 방향으로 길게 연장되게 형성하며, 보조 미세 트렌치(102)는 X 방향으로 길게 연장되게 형성한다.

다음으로, 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 감광막 패턴(1)을 제거하고, 건식 식각 공정 중 발생한 식각용 가스(C4F8)에 의해 형성되는 폴리머(polymer) 및 건식 식각 공정 외 기타 상황에서 발생 할 수 있는 미세한 파티클(particle)을 제거하기 위해 지지 기판(100)을 세정한다. 이를 위해 플라스마(plasma) 및 세정 약품(cleaning chemical)을 사용한다.

다음으로, 도 4a 및 도 4b에 도시한 바와 같이, 지지 기판(100) 위, 미세 트렌치(101) 내부 및 보조 미세 트렌치(102) 내부에 열 산화막(SiO2)(110, 111, 112)을 형성한다. 이러한 열 산화막(110, 111, 112)은 1,100℃ 이상의 고온 및 고 청정도의 가스(PN2)와 수분 조건에서, 지지 기판(100)의 구성 성분인 실리콘(Si)이 산화되어 실리콘 부피의 약 1.4배 정도 팽창하며 형성된다. 특히, 미세 트렌치(101) 내부 표면에 형성되는 열 산화막(111)은 미세 트렌치(101) 내부를 채우게 된다. 이와 같이, 미세 트렌치(101) 내부를 채운 열산화막, 즉 트렌치 산화막(111)은 전기적 절연성 및 경도가 매우 우수하다. 따라서, 트렌치 산화막(111)을 빔(150)과 지지 기판(100)의 경계부(A)에 위치하도록 하여 빔(150)의 계속적인 휘는 동작에 의해 빔(150)과 지지 기판(100)의 경계부(A)에 집중되는 응력으로 경계부(A)가 손상되는 것을 방지하고, 빔(150)과 지지 기판(100)간의 전기적 절연성을 유지하게 하여 전기 누설을 방지한다. 이러한 트렌치 산화막(111)은 Y 방향으로 길게 연장되게 형성한다.

그리고, 보조 미세 트렌치(102) 내부 표면에 형성되는 열 산화막(112)은 보조 미세 트렌치(102) 내부를 채우게 된다. 이와 같이, 보조 미세 트렌치(102) 내부를 채운 열산화막, 즉 보조 트렌치 산화막(112)은 Y 방향으로 길게 형성된 트렌치 산화막(111)에 의해 지지 기판(100)이 휘어지는 것을 방지하기 위해 트렌치 산화막(111)의 길이 방향(X 방향)과 수직인 X 방향으로 길게 형성한다.

다음으로, 도 5에 도시한 바와 같이, 지지 기판(100)의 표면을 연마하여 트렌치 산화막(111) 및 보조 트렌치 산화막(112)을 제외한 다른 열 산화막(110)을 제거하여 지지 기판(100)의 표면을 평탄화시킨다. 즉, 열 산화막 형성 공정 시 트렌치 산화막(111) 및 보조 트렌치 산화막(112)의 상부는 팽창되어 돌출되어 있으므로, 이를 연마하여 평탄화시킨다.

다음으로, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 지지 기판(100) 위에 식각 마스크(etch mask)를 형성하고, 이를 이용하여 지지 기판(100)을 식각하여 지지 기판(100)의 소정 위치에 복수개의 관통 홀(through hole)(102)을 형성한다. 관통 홀(102)은 트렌치 산화막(111)과 소정 간격 이격되어 형성하며, 보조 트렌치 산화막(112)에 의해 둘러싸인 위치에 형성한다. 보조 트렌치 산화막(112)은 트렌치 산화막(111)에 의해 관통 홀(102)이 변형되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이 경우, 식각용 마스크(etch mask)로는 Al, Cr 등의 금속막을 사용하거나 질화 규소막 또는 산화 규소막과 같은 실리콘 화합물을 사용할 수도 있으며, 감광막만을 사용할 수도 있다.

그리고, 열 산화 공정 또는 화학기상 증착 공정을 진행하여 지지 기판(100)의 전체 표면에 산화 규소막이나 질화 규소막 등의 절연막(102)을 형성한다. 이 때, 관통 홀(102)의 내벽 표면에도 절연막(102)이 형성된다.

다음으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 전기적인 신호를 연결할 수 있는 전도 물질로 관통 홀(102) 내부를 채워 연결 부재(130)를 형성한다.

다음으로, 도 8에 도시한 바와 같이, 절연막(120)이 형성된 지지 기판(100) 위에 감광막을 형성하고, 감광막을 노광 및 현상하여 제2 감광막 패턴(2)을 형성한다. 제2 감광막 패턴(2)은 트렌치 산화막(111), 보조 트렌치 산화막(112) 및 연결 부재(130)를 덮고 있으며, 휨 공간(B)에 대응하는 부분은 덮고 있지 않는다. 따라서, 제2 감광막 패턴(2)에 의해 덮이지 않은 부분에는 절연막(120)이 노출된다.

다음으로, 도 9에 도시한 바와 같이, 제2 감광막 패턴(2)을 식각 마스크로 하여 노출된 절연막(120)을 식각하여 지지 기판(100)의 일부를 노출한다.

다음으로, 도 10에 도시한 바와 같이, 제2 감광막 패턴(2)을 제거하고, 노출된 지지 기판(100) 및 절연막(120) 위에 알루미늄 등의 금속으로 희생 금속막(135)을 형성한다. 그리고, 희생 금속막(135) 위에 제3 감광막 패턴(3)을 형성한다. 제3 감광막 패턴(3)은 제2 감광막 패턴(2)이 형성되었던 위치를 제외한 위치에 형성된다. 즉, 제3 감광막 패턴(3)은 트렌치 산화막(111), 보조 트렌치 산화막(112) 및 연결 부재(130)를 덮지 않으며, 제3 감광막 패턴(3)에 의해 덮이지 않은 부분에는 희생 금속막(135)이 노출된다.

다음으로, 도 11에 도시한 바와 같이, 제3 감광막 패턴(3)을 식각 마스크로 하여 노출된 희생 금속막(135)을 식각한다. 따라서, 희생 금속막(135)은 트렌치 산화막(111), 보조 트렌치 산화막(112) 및 연결 부재(130)를 덮지 않는다.

다음으로, 도 12a 및 12b에 도시한 바와 같이, 제3 감광막 패턴(3)을 제거하고, 노출된 희생 금속막(135) 및 절연막(102) 위에 시드 층(seed layer)(140)을 형성한다. 시드 층(140)은 젖음층 및 전도층의 이중층으로 형성하는 것이 바람직하다. 이 때, 상부층은 전도층으로서 니켈(Ni), 구리(Cu), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 금(Au) 중에서 선택된 어느 하나의 금속 또는 상기 하나의 금속을 주로 한 합금으로 형성하는 것이 바람직하며, 하부층은 전도층이 지지 기판(100) 위에 잘 증착될 수 있도록 하는 젖음층으로서 티타늄(Ti) 등으로 형성하는 것이 바람직하다.

다음으로, 도 13a 및 도 13b에 도시된 바와 같이, 시드 층(140) 위에 감광막을 형성하고, 감광막을 노광 및 현상하여 제4 감광막 패턴(4)을 형성한다. 제4 감광막 패턴(4)의 두께는 70㎛ 내지 100㎛인 것이 바람직하다. 도 13b에 도시한 바와 같이, 제4 감광막 패턴(4)은 가로 방향으로 긴 막대 형상의 패턴이 복수 개 정렬되어 있는 형상이며, 제4 감광막 패턴(4)의 긴 막대 형상의 한 쪽 끝 부분은 연결 부재(130)와 대응한다. 이러한 제4 감광막 패턴(4)에 의해 시드 층(140)이 노출된다.

다음으로, 도 14에 도시된 바와 같이, 시드 층(140) 위에 전기 도금법을 이용하여 시드 층(140)과 동일한 금속(니켈(Ni), 구리(Cu), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 금(Au) 중에서 선택된 어느 하나의 금속 또는 상기 하나의 금속을 주로 한 합금)을 도금하여 제4 감광막 패턴(4)에 의해 노출된 부분을 채워 복수 개의 빔(beam)(150)을 형성한다. 이 경우, 구리(Cu), 금(Au)등은 연성이 우수하며, 니켈(Ni), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh)은 기계적 성질이 우수하므로 접촉 대상 물질에 맞추어 선택적으로 적용한다. 이와 같이, 금속으로 빔을 형성함으로써 빔의 강도를 향상시킬 수 있다.

그리고, 도금 공정에 의해 형성된 빔(150)의 불규칙한 상부면은 불규칙하므 로,빔(150)의 상부면을 연마하여 평탄화시킨다. 따라서, 균일한 두께의 빔(150)이 형성된다.

다음으로, 도 15에 도시한 바와 같이, 제4 감광막 패턴(4) 및 빔(150) 위에 제5 감광막 패턴(5)을 형성한다. 제5 감광막 패턴(5)은 빔(150)의 한쪽 끝부분을 노출한다.

다음으로, 도 16에 도시한 바와 같이, 빔(150) 위에 전기 도금법을 이용하여 시드 층(140)과 동일한 금속을 도금함으로써 제5 감광막 패턴(5)에 의해 노출된 부분을 채워 접촉체(160)를 형성한다. 그리고, 제4 감광막 패턴(4) 및 제5 감광막 패턴(5)을 제거하여 빔(150) 및 시드 층(140)의 일부를 노출한다. 그리고, 접촉체(160)의 단부를 연마하여 라운딩시킨다.

다음으로, 도 17에 도시한 바와 같이, 빔(150)을 식각 마스크로 하여 시드 층(140) 및 희생 금속막(135)을 패터닝하여 희생 금속막(135)의 측벽 및 지지 기판(100)의 일부를 노출한다.

다음으로, 도 18에 도시한 바와 같이, 희생 금속막(135)을 식각하여 지지 기판(100)과 빔(150) 사이에 공간(C)을 형성한다.

다음으로, 도 1에 도시한 바와 같이, 지지 기판(100)과 빔(150) 사이의 공간(C)을 통해 노출된 지지 기판(100)을 식각하여 휨 공간(A)을 형성한다. 이 때, 지지 기판(100)의 한쪽 끝부분으로부터 식각이 진행되어 휨 공간(A)이 형성되며 트렌치 산화막(111)에 인접한 부분까지 식각을 진행한다. 그리고, 지지 기판(100) 아래에 회로부(170)를 형성하여 연결 부재(130)와 회로부(170)를 연결시킨다. 그 리고, 회로부(170) 아래에 솔더 레지스트(181) 및 솔더 패드(182)를 형성하고 솔더 패드(182)에 솔더 볼(183)을 부착한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

본 발명에 따른 프로브 기판 및 그 제조 방법은 빔과 지지 기판간의 경계부에 트렌치 산화막을 형성함으로써 빔의 계속적이고 반복적인 휘는 동작에 의해 빔과 지지 기판의 경계부에 집중되는 응력으로 경계부가 손상되는 것을 방지한다.

따라서, 빔과 지지 기판간의 전기적 절연성을 유지하게 하여 전기 누설을 방지하여 프로브 기판의 품질 향상 및 검사 불량에 대한 안정성을 확보한다.

Claims

제1 단부와 제2 단부를 가지는 빔과 상기 빔의 제1 단부에 형성되어 있는 접촉체를 포함하는 프로브,

상기 프로브의 제2 단부를 지지하며 상기 프로브의 제1 단부가 위아래로 휠 수 있는 휨 공간을 가지는 지지 기판,

상기 지지 기판의 상부 표면에 형성되어 있는 트렌치 산화막

을 포함하고,

상기 트렌치 산화막의 적어도 상기 지지 기판이 상기 프로브를 지지하는 부분 중 상기 휨 공간에 인접해 있는 부분에 형성되어 있는 프로브 기판.
제1항에서,

상기 휨 공간에 의해 상기 빔과 상기 지지 기판의 일부가 소정 간격 이격되는 프로브 기판.
삭제
제1항에서,

상기 휨 공간의 측벽은 경사져 있는 프로브 기판.
제1항에서,

상기 지지 기판에는 관통 홀이 형성되어 있으며, 상기 관통 홀은 연결 부재가 채우고 있는 프로브 기판.
제1항에서,

상기 트렌치 산화막은 상기 지지 기판 표면의 복수개의 미세 트렌치에 형성된 열산화막인 프로브 기판.
제1항에서,

상기 빔은 니켈(Ni), 구리(Cu), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 금(Au) 중에서 선택된 어느 하나의 금속 또는 상기 하나의 금속을 주로 하는 합금으로 이루어진 프로브 기판.
제1항에서,

상기 지지 기판의 휨 공간의 표면을 제외한 상기 지지 기판의 표면에는 절연막이 형성되어 있는 프로브 기판.
제8항에서,

상기 지지 기판과 상기 빔 사이에는 절연막이 형성되어 있고, 상기 연결 부재와 상기 빔은 서로 접촉하고 있는 프로브 기판.
제1항에서,

상기 트렌치 산화막의 길이 방향은 상기 빔의 길이 방향과 수직인 프로브 기판.
제10항에서,

상기 연결 부재의 주변에는 보조 트렌치 산화막이 형성되어 있는 프로브 기판.
제11항에서,

상기 보조 트렌치 산화막의 길이 방향은 상기 트렌치 산화막의 길이 방향과 수직인 프로브 기판.
지지 기판에 복수개의 미세 트렌치를 형성하는 단계,

상기 미세 트렌치 내부를 열 산화막으로 채워 트렌치 산화막을 형성하는 단계,

상기 지지 기판에 복수개의 관통 홀을 형성하는 단계,

상기 지지 기판의 전체 표면에 절연막을 형성하는 단계,

상기 관통 홀 내부에 연결 부재를 형성하는 단계,

상기 지지 기판 위에 형성된 절연막 위에 복수개의 빔을 형성하는 단계,

상기 빔의 한쪽 끝부분 위에 접촉체를 형성하는 단계, 그리고

상기 빔의 아래 부분에 위치하는 지지 기판의 일부를 식각하여 상기 빔의 상기 접촉체가 형성되어 있는 끝부분이 공중에 떠있도록 하는 휨 공간을 형성하는 단계

를 포함하고,

상기 트렌치 산화막을 형성하는 단계에서는 상기 트렌치 산화막을 적어도 상기 지지 기판이 상기 빔을 지지하는 부분 중 상기 휨 공간에 인접하는 부분에 위치시키는 프로브 기판의 제조 방법.
제13항에서,

상기 복수개의 빔을 형성하는 단계는

상기 지지 기판 위에 형성된 절연막을 패터닝하여 상기 휨 공간에 대응하는 지지 기판의 일부를 노출하는 단계,

상기 노출된 지지 기판 위에 희생 금속막을 형성하는 단계,

상기 희생 금속막 및 절연막 위에 시드 층을 형성하는 단계,

상기 시드 층 위에 제1 감광막 패턴을 형성하여 상기 시드 층의 일부를 노출하는 단계,

전기 도금법을 이용하여 제1 감광막 패턴에 의해 노출된 부분을 금속으로 채워 복수 개의 빔을 형성하는 단계를 포함하는 프로브 기판의 제조 방법.
제14항에서,

상기 제1 감광막 패턴은 가로 방향으로 긴 막대 형상의 패턴이 복수 개 정렬 되어 있는 형상인 프로브 기판의 제조 방법.
제15항에서,

상기 제1 감광막 패턴의 긴 막대 형상의 한 쪽 끝 부분은 상기 연결 부재와 대응하는 프로브 기판의 제조 방법.
제14항에서,

패터닝된 상기 절연막은 상기 트렌치 산화막 및 연결 부재를 덮는 프로브 기판의 제조 방법.
제17항에서,

상기 희생 금속막은 상기 트렌치 산화막을 덮지 않는 프로브 기판의 제조 방법.
제13항에서,

상기 관통 홀의 주변에 보조 트렌치 산화막을 형성하는 단계를 더 포함하는 프로브 기판의 제조 방법.
제19항에서,

상기 보조 트렌치 산화막의 길이 방향은 상기 트렌치 산화막의 길이 방향과 수직인 프로브 기판의 제조 방법.
제18항에서,

상기 지지 기판의 일부를 식각하여 휨 공간을 형성하는 단계는

상기 희생 금속막을 식각하여 상기 빔과 상기 지지 기판 사이에 공간을 형성하는 단계,

상기 공간을 통해 노출된 지지 기판을 식각하여 휨 공간을 형성하는 단계

를 포함하는 프로브 기판의 제조 방법.
제13항에서,

상기 접촉체는 전기 도금법을 이용하여 상기 빔 위에 형성하는 프로브 기판의 제조 방법.
제13항에서,

상기 빔은 니켈(Ni), 구리(Cu), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 금(Au) 중에서 선택된 어느 하나의 금속 또는 상기 하나의 금속을 주로 하는 합금으로 형성하는 프로브 기판의 제조 방법.