KR100723979B1 - 프로브 카드용 기판, 검사장치, 광 조형장치 및 광조형방법 - Google Patents

프로브 카드용 기판, 검사장치, 광 조형장치 및 광조형방법

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KR100723979B1
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다이닛뽕스크린 세이조오 가부시키가이샤
제이에스알 가부시끼가이샤
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Abstract

광 조형(造形)장치(1)는, 베이스 기판(9)을 유지하는 스테이지(2)와, 베이스 기판(9) 상에 감광성 재료를 공급하는 공급부(3)와, 공급된 감광성 재료를 매끄럽게펼쳐 재료층을 형성하는 층(層) 형성부(4) 및 공간 변조된 광빔을 재료층으로 조사하는 광 조사부(5)를 갖는다. 광 조형장치(1)는, 재료층의 형성과 광 조사(照射)를 반복하는 것에 의해, 베이스 기판(9)상에 미세한 프로브에 대해서 다수의 탄성 미세 구조물을 형성하여, 위치 정밀도 좋게 좁은 범위 내에서 미소 간격으로 상기 미소 구조물을 배열 형성한다. 미소 구조물은 후(後) 공정에서 도금을 통해 탄성을 갖는 프로브가 된다.

Description

프로브 카드용 기판, 검사장치, 광 조형장치 및 광 조형방법{BOARD FOR PROBE CARD, INSPECTION APPARATUS, PHOTO-FABRICATION APPARATUS AND PHOTO- FABRICATION METHOD}
본 발명은, 전기회로의 전기적인 검사에 사용되는 프로브 카드(a probe card)를 제조하는 기술 및 프로브 카드를 이용하는 검사장치에 관한 것이다.
종래부터, 반도체 칩이나 액정표시장치에 사용되는 기판 등의 전기회로의 전기적인 검사를 위해, 프로브를 전기회로의 전극패드에 접촉함으로써 신호를 입력 하고, 출력신호를 검출하는, 프로브 카드가 사용되었다. 일반형으로 제공되는 프로브 카드로는, 프로브 카드의 본체로부터 경사진 방향으로 연장되는 다수의 캔틸레버(cantilever)형 프로브가 있다. 검사되는 단위 영역 내에 다수의 전극패드가 존재하는 경우, 프로브의 선단(tip)이 매우 좁은 영역에 집중되는 프로브 카드가 사용된다.
산화막과 같은 절연막이 전기회로의 전극패드 상에 존재하는 경우, 전극패드를 향해서 가압된 프로브의 선단이 이동되어 전극패드의 표면이 긁혀지고, 이것에 의해, 프로브와 전극패드 사이의 도통(continuity)이 확립되는, 몇가지 기술이 사용되었다.
한편, 캔틸레버형 프로브를 갖지 않는 프로브 카드로서, 일본특허공개공보 평9-5355호에 개시되어 있는 바와 같이, 프로브로서 니켈 도금을 성장시켜 얻어진 범프를 사용하는 프로브 카드가 제안되어 있다.
프로브 카드에서는, 다수의 미세한 프로브를 매우 좁은 범위 내에서 미소 간격으로 배열하는 것이 필요하다. 최근에, 검사되는 대상물의 고선명화에 따라, 단위 영역 내에서 필요해지는 프로브의 수가 증가하고, 프로브의 높은 위치정밀도가 요구되기 때문에, 종래의 캔틸레버형 프로브 카드가 사용되면 검사를 수행하는 것이 어려워지거나 또는 검사장치의 비용이 고가가 된다.
게다가, 프로브의 수가 증가하는 경우, 일본특허공개공보 평9-5355호에 도시된 프로브 카드의 경우에는, 다수의 프로브와 전극패드 사이의 도통을 확실히 확립시키기 위해 큰 가압력이 필요해지며, 이것이 검사되는 전기회로의 성능에 아마도 영향을 미친다.
본 발명은, 전기회로의 전기적인 검사에 사용되는 프로브 카드용 기판에 의도된 것이다. 이 프로브 카드용 기판은, 베이스 기판 및 상기 베이스 기판 상에 적층된 각각의 복수의 블록을 가지며, 상기 복수의 블록은 감광성 재료로 형성되어 있는, 3차원 구조물(three-dimensional structure)을 구비한다.
본 발명의 프로브 카드용 기판에 있어서, 각각 감광성 재료의 적층된 블록을 갖는 다수의 프로브용 3차원 구조물을 용이하게 설치하는 것이 가능하다.
본 발명의 하나의 양태에 의하면, 프로브 카드용 기판에 있어서, 각각의 3차원 구조물은, 베이스 기판으로부터 가장 먼 부위가 상기 베이스 기판 측으로 이동가능하게 되도록 휘어지는 가요부(flexible part)를 구비한다. 이러한 프로브 카드용 기판을 사용하여 제조된 프로브 카드에 의해, 검사되는 대상물과 프로브를 확실히 접촉시키는 것이 가능하다.
바람직하게, 3차원 구조물은, 베이스 기판으로부터 돌출하는 복수의 돌출부 및 상기 복수의 돌출부의 선단(tip)을 연결하는 연결부를 구비한다. 더 바람직하게, 복수의 돌출부는 베이스 기판 상에서 비선형으로 배열된 3개 부위에서 돌출한다.
본 발명에 의하면, 프로브 카드용으로 더 처리된 기판은, 각각 3차원 구조물을 피복하는 도전막을 더 구비한다. 바람직하게, 도전막은 무전해 도금에 의해 형성된 금속피막이다.
또한, 본 발명은, 전기회로의 전기적인 검사를 수행하는 검사장치에도 의도되어 있다. 검사장치는, 프로브가 설치된 프로브 카드와, 검사되는 전기회로를 향해서 상기 프로브를 가압하는 가압기구 및 상기 프로브를 통해서 상기 전기회로를 전기적으로 검사하는 검사부를 구비하고, 상기 검사장치에서 상기 프로브 카드는, 베이스 기판과, 각각 감광성 재료로 형성된 복수의 블록을 가지고, 상기 베이스 기판 상에 적층되는 3차원 구조물 및 상기 3차원 구조물을 각각 피복하는 도전막을 구비한다.
본 발명의 검사장치를 사용함으로써, 미소한 3차원 구조물을 사용하여 작은 가압력으로 다수의 프로브와 전기회로를 확실하게 접촉시키는 것이 가능하다. 게다가, 다수의 프로브가 정밀도 좋게 배열된 프로브 카드가 감광성 재료를 사용해서 얻어지므로, 이 검사장치는 특히 미세한 전기회로의 검사에 적합하다.
본 발명은, 또 전기회로의 전기적인 검사에 사용되는 프로브용 3차원 구조물을 형성하는 광 조형(造形)장치에 의도되어 있다. 광 조형장치는, 베이스 기판을 유지하는 유지부와, 상기 베이스 기판 상에 액상의 감광성 재료를 공급하는 공급부와, 상기 베이스 기판에 대해 상기 베이스 기판의 주면에 따른 소정의 방향으로 상대적인 이동을 통해서, 상기 베이스 기판 상에 공급된 감광성 재료의 층(層)을 기존의 층 상에 형성하고, 잉여의 감광성 재료를 상기 기존의 층의 외측(外側) 영역으로 밀어내는 스퀴지와, 상기 베이스 기판에 대해서 상기 소정의 방향으로 상기 스퀴지를 상대적으로 이동하는 이동기구와, 상기 스퀴지와 상기 유지부 사이의 간격을 변경하는 간격 변경기구 및 상기 스퀴지의 이동을 통해서 형성된 감광성 재료의 층에 대해서 미리 정해져 있는 영역으로 광을 조사하는 광 조사부를 구비한다.
본 발명의 광 조형장치에 의하면, 다수의 프로브용 3차원 구조물을 용이하게 형성하는 것이 가능하다. 게다가, 잉여의 감광성 재료가 기존의 층의 외측 영역으로 밀어내지기 때문에, 어떤 수지조도 설치하는 것이 불필요해지고, 이것에 의해 광 조형장치의 소형화를 보장하는 것이 가능하다.
바람직하게, 감광성 재료의 층은 20㎛ 이하의 두께를 갖는다. 더 바람직하게, 광 조사부는, 공간 변조된 광빔을 생성하는 공간 광변조기를 구비한다. 따라서, 광의 조사를 고정밀도에 따라 고속으로 수행하는 것이 가능하다.
본 발명의 하나의 양상에 의하면, 광 조형장치는, 감광성 재료의 층(層)상에서 각각의 미소 영역으로 조사되는 광의 양을 제어하는 제어부를 더 구비하고, 상기 제어부는 기판 상에 형성되는 3차원 구조물의 형상데이터, 및 감광성 재료의 층 상에서 미소 영역으로 조사되는 광의 양과 상기 층의 노광 깊이 사이의 관계를 실질적으로 나타내는 테이블을 기억하는 기억부 및, 상기 형상데이터 및 상기 테이블에 의거해서 상기 3차원 구조물을 형성하기 위해 적층되는 각각의 감광성 재료의 층 상의 미소 영역마다 조사되는 광의 양을 구하는 연산부를 구비한다.
이것에 의해, 부드러운 형상의 3차원 구조물을 형성하는 것이 가능하다.
본 발명은, 또 전기회로의 전기적인 검사에 사용되는 프로브용 3차원 구조물을 형성하는 광 조형방법에도 의도되어 있다. 광 조형방법은, 베이스 기판 상에 액상의 감광성 재료를 공급하는 공급공정과, 상기 베이스 기판에 대해서 스퀴지를 상기 베이스 기판의 주면에 따른 소정의 방향으로 상대적으로 이동시키는 것에 의해, 상기 감광성 재료의 층을 상기 베이스 기판 상에 형성하는 층 형성공정과, 상기 감광성 재료의 층에 대해서 미리 정해져 있는 영역으로 광을 조사하는 광 조사공정및, 상기 공급공정, 상기 층 형성공정 및 상기 광 조사공정을 복수 회 반복하는 반복공정을 구비하고, 상기 광 조형방법에 있어서, 상기 감광성 재료의 층이 기존의 층 상에 형성되고, 상기 반복공정에 포함되는 상기 층 형성공정에서 잉여의 감광성 재료가 상기 기존의 층의 외측 영역으로 밀어내진다.
본 발명의 광 조형방법에 있어서, 잉여의 감광성 재료가 기존 층의 외측 영역으로 밀어내지기 때문에, 어떤 수지조도 설치하는 것이 불필요해진다.
본 발명의 상기 및 그 이외의 목적, 특징, 양상 및 이점은 첨부된 도면과 결합되는 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은, 제1 실시형태에 의한 광 조형장치의 구성을 나타내는 도면이다;
도 2는, DMD를 나타내는 도면이다;
도 3은, 조사(照射)영역의 일부를 나타내는 평면도이다;
도 4는, 미소 구조물(microstructures) 형성의 동작 흐름을 나타내는 플로우챠트이다;
도 5의 a 내지 d는 재료층의 형성을 나타내는 도면이다;
도 6의 a 내지 f는 미소 구조물의 형성을 나타내는 도면이다;
도 7의 a 내지 f는 계조 제어(gray-scale control)가 행해지는 미소 구조물의 형성을 나타내는 도면이다;
도 8의 a 내지 d는 미소 구조물의 도금 동작을 나타내는 도면이다;
도 9는, 미소 구조물을 도금하는 동작의 흐름을 나타내는 플로우챠트이다;
도 10은, 검사장치 및 전기회로를 나타내는 도면이다;
도 11은, 전기회로를 향해서 가압된 프로브를 나타내는 확대도이다;
도 12는, 미소 구조물의 다른 예를 나타내는 도면이다;
도 13은, 제2 실시형태에 의한 광 조형(造形)장치의 구성을 나타내는 도면이다;
도 14는, 미소 구조물의 또 다른 예를 나타내는 도면이다;
도 15의 a 내지 b는, 미소 구조물의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 의한 광 조형장치(1)의 구성을 나타내는 도면이다.
광 조형(photo-fabrication)장치(1)는, 전기회로의 전기적인 검사에 사용되는 프로브용 3차원 미소 구조물을 형성하는 장치이다. 상기 광 조형장치(1)는, 수평적으로 배치된 베이스(11)와, 프로브 카드용 기판의 베이스인 베이스 기판(9)을 유지하는 스테이지(2)와, 상기 베이스 기판(9) 상에 감광성 재료, 즉 액상(液狀)의 광경화성 수지를 공급하는 공급부(3)와, 상기 베이스 기판(9) 상에 공급된 감광성 재료를 부드럽게 확산시키는 것에 의해 소정 두께를 갖는 층을 형성하는 층 형성부(4)와, 상기 베이스 기판(9) 상에 형성된 상기 감광성 재료의 층으로 광빔을 조사하는 광 조사부(5)와, 상기 스테이지(2)를 상대적으로 광 조사부(5)로 이동시키는 스테이지 이동기구(6)와, 상기 스테이지(2)를 수직적으로 이동시키는 스테이지 승강 이동기구(7) 및 베이스 기판(9)상에서 얼라인먼트 마크의 화상을 촬영하는 카메라(58)을 갖는다.
공급부(3), 층 형성부(4), 광 조사부(5), 스테이지 이동기구(6), 스테이지 승강 이동기구(7) 및 카메라(58)는 제어부(8)에 연결되며, 상기 제어부(8)는 이들 구성요소를 제어하여 베이스 기판(9)상에 프로브용 미소 구조물을 형성한다. 제어부(8)는, 각종 데이터를 기억하는 기억부(81) 및 각종 산술연산을 행하는 연산부(82)를 갖는다.
공급부(3)는, 베이스 기판(9)상에 감광성 재료를 적하시켜 공급하는 노즐 (31)과, 스테이지(2)보다 높은 위치에서 상기 노즐(31)을 지지하는 암(32) 및 베이스(11) 상에 수직적으로 설치되어, 상기 베이스(11)에 대해서 상기 암(32)을 수평적으로 지지하는 지주(column)(33)를 갖는다. 암(32)은 지주(33)의 상부에서 회전 가능하게 지지되며, 노즐(31)은 상기 암(32)의 선단(tip)에 부착되어 있다. 암(32)이 미도시된 모터에 의해 회전되는 경우, 노즐(31)은 베이스 기판(9)의 상측 위치와 상기 베이스 기판(9)으로부터 떨어진 위치 사이에서 이동 가능하게 된다.
노즐(31)은, 배관(311) 및 밸브(312)를 통해서 펌프(313)에 연결되고, 상기 펌프(313)는 배관(314) 및 밸브(315)를 통해서 재료탱크(316)에 연결된다. 제어부(8)는 펌프(313) 및 밸브(312, 315)를 제어하여, 노즐(31)로부터 소정량의 감광성 재료를 베이스 기판(9)상에 공급한다.
층 형성부(4)는, 베이스 기판(9)의 주면과 직교적으로 설치된(또한, 도 1의 X방향으로 연장된) 판(plate)모양의 스퀴지(squeegee)(41)와, 상기 스퀴지(41)의 하단(베이스 기판(9)의 주면과 인접하는 에지)이 상기 베이스 기판(9)의 주면과 평행하게 유지된 상기 스퀴지(41)를 지지하는 스퀴지 지지부(42) 및 상기 베이스 기판(9)에 대해서 상기 스퀴지(41)을 상대적으로 도 1의 Y방향으로 이동시키는 스퀴지 이동부(43)를 갖는다. 스퀴지 이동부(43)는 모터(431)에 의해 스퀴지(41)를 구동된 볼 나사기구에 의해 가이드 레일(432)에 따라 이동시킨다.
광 조사부(5)는, 광(즉, 대략 300nm 또는 400nm의 파장을 갖는)을 조사하는 반도체 레이저가 설치된 광원(51) 및 복수의 미소 미러가 2차원적으로 배열된 미소 미러 어레이(54)(즉, DMD(Digital micromirrors device), 이하, "DMD(54)"라 한다) 를 갖고, 상기 광원(51)로부터의 광빔은 상기 DMD(54)에 의해 공간 변조되어, 베이스 기판(9) 상에 조사된다.
구체적으로, 광원(51)에 연결된 광섬유 번들(511)로부터 조사된 광빔은, 광학시스템(52)에 의해 셔터(53)를 통해서 DMD(54)로 안내된다. DMD(54)에서는, 소정의 방위(DMD(54)에 의한 광 조사시, 후술하는 온(ON) 상태에 대응하는 방위)를 가지는 몇개의 미소 미러로부터 반사된 광만으로 형성되는 광빔이 바깥으로 안내된다. DMD(54)로부터의 광빔은 렌즈 군(55)을 통해서 미러(56)로 안내되고, 미러(56)상에서 반사된 광빔이 대물렌즈(57)에 의해 베이스 기판(9)으로 안내된다.
스테이지 이동기구(6)는, 스테이지(2)를 X방향으로 이동시키는 X방향 이동기구(61) 및 Y방향으로 이동시키는 Y방향 이동기구(62)를 갖는다. X방향 이동기구(61)는, 모터(611), 가이드 레일(612) 및 볼 나사(미도시)를 갖고, 모터(611)에 의한 볼 나사의 회전에 따라, Y방향 이동기구(62)가 가이드 레일(612)을 따라 X방향으로 이동한다. Y방향 이동기구(62)는 X방향 이동기구(61)와 동일한 구성을 갖고, 모터(621)에 의한 볼 나사(미도시)의 회전에 따라, 스테이지(2)가 가이드 레일(622)을 따라 Y방향으로 이동한다. 게다가, 스테이지 이동기구(6)는 베이스(11) 상의 스테이지 승강 이동기구(7)에 의해 지지되며, 스테이지 승강 이동기구(7)가 구동된 경우, 스테이지(2)가 Z방향으로 이동되어, 스퀴지(41)와 스테이지(2) 사이의 간격이 변경된다.
도 2는, DMD(54)를 나타내는 도면이다. DMD(54)는, 다수의 미소 미러(541)가 서로 직교한 2방향(행방향 및 열방향)에서 등간격으로 배열된 공간 광변조 기이며, 상기 미소 미러(541)에 대응하는 메모리셀(memory cell)에 기록된 데이터에 의한 리셋 펄스(reset pulse)의 입력에 응답하여, 몇개의 미소 미러(541)가 정전계 효과에 의해 소정의 각도로 경사진다.
도 3은, 베이스 기판(9)(또는, 후술되는 베이스 기판(9) 상에 형성된 감광성 재료의 층) 상의 조사영역의 일부를 나타내는 평면도이다. 미소 미러(541)에 대응하는 베이스 기판(9) 상의 미소한 조사영역(이하, "미소영역"이라 한다)(542)은 각각 미소 미러(541)와 같은 정사각형 형상을 갖고, 미소 미러(541)에 대응하여, 도 3의 X방향 및 Y방향에서 소정 피치의 등간격으로 배열된다.
DMD(54)의 제어시에는, 미소 미러(541)마다 온(ON) 또는 오프(OFF)를 나타내는 데이터(이하, "셀 데이터(cell data)"라 한다)는, 도 1의 제어부(8)로부터 DMD(54)로 전송되어 DMD(54)에서 대응하는 메모리셀에 기록되고, 셀 데이터에 의한 리셋 펄스에 동기해서 온상태 또는 오프상태를 나타내는 미소 미러(541)의 방위가 변경된다. 이것에 의해, DMD(54)에서 각 미소 미러(541)로 조사된 미소 광빔은, 상기 미소 미러(541)에 대응하는 베이스 기판(9) 상에서 미소영역(542)에 대한 광 조사의 온 및 오프를 전환하도록 상기 미소 미러(541)가 경사진 방향에 따라 반사된다.
즉, 온상태로 된 미소 미러(541)로 입사하는 미소 광빔은 렌즈 군(55)에 반사되어, 베이스 기판(9) 상의 대응하는 미소영역(542)으로 안내된다. 오프 상태로 된 미소 미러(541)로 입사하는 미소 광빔은 렌즈 군(55)과는 다른 소정의 위치로 반사되어, 베이스 기판(9) 상의 대응하는 미소영역(542)으로 안내되지 않는다.
광 조형장치(1)에 있어서, DMD(54)를 제어하는 것에 의해, 미소영역(542)마다 조사되는 광의 양을 변경하는 것이 가능하다. 구체적으로, 제어부(8)는 주어진 시간주기 동안 리셋 펄스를 DMD(54)로 소정 회수 송신하여, 각 미소 미러(541)의 온상태의 회수(미소 미러(541)가 온상태에 있는 누적 회수에 대응한다)를 정확하게 제어하며, 따라서 각 미소영역(542)으로 조사되는 광의 양이 제어된다(즉, 계조 제어(gray-scale(or multi-leve1)control)가 행해진다). 그러나, 리셋 펄스를 등간격으로 생성할 필요는 없고, 예컨대, 단위시간이 1:2:4:8:16의 시간 프레임으로 분할되고, 리셋 펄스가 각 시간 프레임의 초기 포인트에서 1회 송신되며, 따라서 계조 제어(상기 예의 경우, 32레벨)가 실시된다.
이하, 광 조형장치(1)에 의한 프로브용 미소 구조물의 형성을 설명하고, 우선, DMD(54)의 계조 제어가 없는 동작을 도 4, 도 5의 a 내지 d 및 도 6의 a 내지 f를 참조해서 설명하며, 계속해서 계조 제어에 의한 동작을 도 4 및 도 7의 a 내지 f를 참조하여 설명한다.
도 4는, 광 조형장치(1)가 프로브용 미소 구조물을 형성하는 동작의 흐름을 나타내는 플로우챠트이다. 베이스 기판(9)의 주면 상에는, 포토리소그래피법 등에 의해, 다수의 전극패드가 미리 매우 좁은 범위 내에서 미소 간격으로 형성되고, 프로브용 미소 구조물은 광 조형장치(1)에 의해 전극패드 상에 형성된다.
미소 구조물의 형성시, 우선, 높이 방향(도 1의 Z방향)에서 주어진 두께(이하, "슬라이스 폭"이라 한다)로 형성되는 다수의 3차원 미소 구조물을 슬라이스 하는 경우 단면 형상을 나타내는 데이터(이하, "단면데이터"라 한다)(811)가, CAD 데 이터 등의 3차원 정보(즉, 형상데이터)로부터 미리 별도로 생성되며, 광 조형장치(1)가 단면데이터(811)를 받아 제어부(8)의 기억부(81)에 기억시킨다(스텝 S11). 단면데이터(811)는 미소 구조물의 3차원 정보에 의거해서 연산부(82)에 의해 생성되어도 된다. 게다가, 하나의 미소 구조물의 단면데이터로부터 다수의 동일한 단면데이터를 수집하는 단면데이터가 생성되어도 된다.
계속해서, 제어부(8)로부터 신호를 받는 카메라(58)가, 베이스 기판(9)상의 얼라인먼트 마크의 화상을 촬영하고, 화상 데이터를 제어부(8)로 전송한다. 제어부(8)는, 화상 데이터에 의거해서 대물렌즈(57)에 대해 상대적인 베이스 기판(9)의 위치(즉, X방향 및 Y방향에서 베이스 기판(9) 상의 기준위치와 대물렌즈(57) 사이의 거리)를 검출하고, 이 검출된 결과에 의거해서 스테이지 이동기구(6)을 제어하여 상기 베이스 기판(9)을 소정의 위치로 이동시킨다(스텝 S12).
게다가, 제어부(8)는 카메라(58)가 화상 데이터를 취득할 때, 포커싱의 정보에 의거해서 스퀴지(41)과 베이스 기판(9) 사이의 간격(즉, 스퀴지(41)의 하부 에지와 베이스 기판(9)의 주면 사이의 거리이며, 이하, "스퀴지 갭"이라 한다)을 검출하고, 이 검출된 결과와 단면데이터(811)에 포함된 슬라이스 폭의 정보에 의거해서 스테이지 승강 이동기구(7)를 제어하여 스퀴지 갭이 슬라이스 폭이 되도록 조절한다(스텝 S13).
도 5의 a 내지 d는, 베이스 기판(9) 상에 감광성 재료가 공급되어, 스퀴지(41)에 의해 부드럽게 확산되는, 감광성 재료의 층(이하, "재료층"이라 한다) 형성을 나타내는 도면이며, 도 6의 a 내지 f는, 프로브에 대해 하나의 미소 구조물 상 에 주의해서, 베이스 기판(9)상에 재료층을 순차적으로 적층하는 공정을 나타내는 도면이다. 도 6의 a 내지 f의 각각에서는, 상부는 적층되는 재료층의 단면을 나타내고, 하부는 재료층의 평면을 나타낸다.
스퀴지 갭의 조절(스텝 S13)이 완료되면, 우선, 도 5의 a에 도시된 바와 같이, 암(32)이 회전하여 노즐(31)을 베이스 기판(9)의 상부로 이동시킨다. 그때, 노즐(31)은 (-Y)측(즉, 도 5의 a에 도시된 스퀴지(41)의 초기 위치에 가까운 측) 상에서 베이스 기판(9)의 에지 상부에 배치된다. 계속해서, 제어부(8)의 제어에 따라, 밸브(312, 315)가 일시적으로 개방되어, 펌프(316)가 노즐(31)을 통해서 재료탱크(316)로부터 베이스 기판(9)으로 소정 양의 감광성 재료를 정확하게 적하한다(스텝 S14). 도 5의 a(및 도 5의 b 내지 d)에 있어서, 베이스 기판(9) 상의 감광성 재료는 해칭(hatch)되어 있다.
다음에, 도 5의 b에 도시된 바와 같이, 2점 쇄선으로 표시된 위치로부터 화살표(32Ob)에 의해 표시된 바와 같이, 암(32)의 회전에 따라, 노즐(31)이 베이스 기판(9)의 외부로 도피하고, 스퀴지(41)가 2점 쇄선으로 표시된 초기 위치로부터 베이스 기판(9)의 주면을 따라 화살표(410b)로 표시된 방향으로 이동한다.
베이스 기판(9) 상에 공급된 감광성 재료는 높은 점도를 갖고, 베이스 기판(9) 상에서 스퀴지 갭보다도 높게 탑재되기 때문에, 베이스 기판(9)의 하단 에지와 주면 사이의 간격을 일정하게 유지하면서, 상기 베이스 기판(9)의 주면을 따라 Y방향으로 스퀴지(41)가 이동하는 경우, 감광성 재료가 베이스 기판(9) 상에서 부드럽게 확산되어(즉, 스퀴지되어) 스퀴지 갭과 동등한 두께를 갖고, 이것에 의해, 도 5b에 도시된 바와 같이, 감광성 재료의 제1 재료층(91)이 베이스 기판(9)상에 형성된다(스텝 S15). 그때, 잉여의 감광성 재료가 상기 베이스 기판(9)의 외측 영역(구체적으로, 스테이지(2) 상)으로 밀어내진다(또는 스퀴지된다).
제1 재료층(91)의 형성이 완료되면, 다음에, 제어부(8)는 광원(51)을 제어하여 광빔의 조사를 개시하고, DMD(54)를 제어하며(스텝 S16), 이것에 의해 재료층(91) 상에 광빔을 조사한다. 구체적으로, 제어부(8)는 셀 데이터를 DMD(54)의 미소 미러(541)에 대응하는 메모리셀에 기록하고, 제어부(8)가 리셋 펄스를 DMD(54)로 전송할 때, 상기 미소 미러(541)는 메모리셀에 대응하는 상기 데이터에 따른 방위를 취하고, 이것에 의해 광원(51)로부터 조사된 광빔이 DMD(54)에 의해 공간 변조되며, 따라서 미소영역(542)으로의 광 조사가 제어된다.
이것에 의해, 도 6a의 하단에 도시된 바와 같이, 단면데이터(811)에 의거해서 미리 정해져 있는, 베이스 기판(9) 상의 미소영역(542) 중 특정 미소영역(542a)(해칭된 영역)으로, 광 조사부(5)로부터 광이 조사되고, 소정 시간동안의 광 조사 후, 셔터(53)가 닫혀져 광원(51)로부터 광빔의 조사를 정지한다(스텝 S17). 그 결과, 도 6a의 상단에 해칭으로 표시된 바와 같이, 재료층(91)의 일부가 경화되어 2개의 수지 블록(910)을 형성한다. 수지 블록(910)은 광 조사에 의해 경화된 재료층(91)에 존재하며, 후 공정(후술하는 다른 수지 블록에서도 동일하게 적용)에서 미경화된 재료가 제거된 후 블록으로서 나타난다.
미소 구조물이 형성되는 범위가 DMD(54)에 의한 광 조사의 범위보다도 넓은 경우에는, 도 1의 스테이지 이동기구(6)가 구동되어 광 조사 범위가 이동된 후, 광 의 조사가 반복된다. 상술한 바와 같이, 노즐(31)이 이동하는 것으로 되었지만, 스퀴지(41)의 레벨이 충분히 낮고, 상기 스퀴지(41)보다도 높은 위치로부터 감광성 재료가 적하되어도 문제가 생기지 않으며, 게다가 암(32)이 광 조사부(5)로부터 재료층(91)으로의 광 조사를 방해하지 않는 경우, 상기 노즐(31)은 베이스 기판(9)의 상부에 고정되어도 된다.
하나의 단면데이터(811)에 따라 수지 블록의 형성이 완료되면, 제어부(8)는 전체 미소 구조물의 형성이 완료되었는가를 검사한 후, 동작 흐름은 스퀴지 갭의 조절이 실시되는 스텝 S13에 되돌아가(스텝 S18), 제2 재료층의 형성이 개시된다.
베이스 기판(9)에서 제2 수지 블록(910)의 형성시, 우선, 스테이지 승강 이동기구(7)가 구동되어 슬라이스 폭만큼 스테이지(2)가 하강하여, 스퀴지 갭이 슬라이스 폭의 2배로 된다(스텝 S13). 이것에 의해, 스퀴지(41)의 하단 에지와 제1 재료층(91)의 표면 사이의 거리가 슬라이스 폭과 동등하게 된다.
다음에, 도 5c에 도시된 바와 같이, 스퀴지(41)가 초기 위치로 이동되고, 암(32)이 회전하여 노즐(31)을 베이스 기판(9) 상부로 이동시키며, 감광성 재료가 노즐(31)로부터 상기 베이스 기판(9)으로 공급된다(스텝 S14). 도 5c에 있어서, 이때 공급된 감광서 재료는 제1 재료층(91)과 다르게 해칭되어 있다. 그 후, 도 5d에 도시된 바와 같이, 스퀴지(41)가 이동해서, 슬라이스 폭과 동등한 두께를 갖는 제2 재료층(92)이 기존의 재료층(91) 상에 형성되고, 잉여의 감광성 재료가 상기 재료층(91)의 외측 영역으로 밀어내진다(스텝 S15).
제2 재료층(92)의 형성이 완료되면, 재료층(92) 상의 단면데이터(811)에 의 거해서, 광 조사부(5)로부터의 광이 특정 미소영역(542b)(도 6의 하단에서 해칭된 영역)으로 조사되고, 도 6의 상단에서 해칭으로 표시된 바와 같이 제2 수지 블록(920)이 제1 수지 블록(910) 상에 형성된다. 제2 재료층(92)의 표면으로 조사된 광은, 재료층(91)과 재료층(92) 사이의 경계에서 어느 정도 차폐되어, 제1 재료층(91)에는 거의 도달하지 않으므로, 기존 재료층의 경화된 상태에는 영향을 미치지 않는다.
이 후, 재료층을 형성하기 위해 슬라이스 폭만큼 고스퀴지 갭을 증가시키고, 공간 변조된 광빔을 조사하는 동작(스텝 S13~S17)이 필요한 회수만큼 반복되고(스텝 S18), 도 6c 내지 도 6f에 도시된 바와 같이, 재료층이 적층되어 새로운 수지 블록이 기존의 수지 블록 상에 순차적으로 적층되는 것에 의해, 베이스 기판(9) 상에 프로브용 미소 구조물(90)을 형성한다.
베이스 기판(9) 또는 기존 재료층 상에 새로운 재료층의 형성시, 감광성 재료의 점도가 1500cP(centipoise) 이상(바람직하게, 약 2000cP)으로 설정될 때, 재료층의 두께가 20㎛ 이하로 될 수 있다는 것이 증명되었다. 프로브용 미소 구조물(90)의 높이는, 베이스 기판(9)의 주면으로부터 최대 2㎜ 이하이다. 재료층은 미소 영역 상에 형성되기 때문에, 상술한 바와 같이 광 조형장치(1)에는 감광성 재료를 저장하기 위한 용기(bath)가 불필요해지고, 스퀴지(41)의 이동을 통해 잉여의 감광성 재료가 기존 재료층의 외측 영역으로 밀어내질 때만 재료층이 안정하게 형성될 수 있다.
도 6의 f에 도시된 바와 같이, 프로브용 미소 구조물(90)은 베이스 기판(9) 상의 2개 부위로부터 돌출하는 2개의 돌출부(901)와, 상기 2개 돌출부(901)의 선단(대략 돌출부(901)로 간주되는 부위의 상단)을 연결하는 연결부(902)(상기 미소 구조물(90)의 상단 근방의 부위)를 갖는 아치형(arch) 구조를 갖고, 상기 베이스 기판(9) 상에 안정하게 형성된다.
2개의 돌출부(901)는, 베이스 기판(9) 근방에서 돌출하여, 상기 베이스 기판(9)으로부터의 거리가 커지는 것과 같이, 그 선단이 서로 떨어지며, 미소 구조물(90)의 폭은 상기 베이스 기판(9)으로부터 어느 정도 떨어진 위치에서 최대가 된다. 이것 때문에, 후 공정에서 불필요한 감광성 재료의 제거 후 미소 구조물(90)의 선단이 베이스 기판(9)을 향해서 힘을 받는 경우, 상기 미소 구조물(90)은 최대 폭 근방의 부위를 구부려서 상기 베이스 기판(9)과 직교한 방향에 대해서 일그러지는 가요부(flexible parts)(903)로서 기능하여, 상기 선단이 용이하게 상기 베이스 기판(9)측으로 용이하게 이동할 수 있다. 미소 구조물(90)이 탄성 구조(스프링 특성을 갖는 구조)를 갖기 때문에, 후술하는 전기회로의 전기적인 검사에서 프로브와 반도체 기판 상의 전기회로 사이에서 양호하게 접촉하는 것이 가능하다. 미소 구조물(90)의 스프링 상수는, 프로브와 전기회로 사이의 양호한 접촉을 위해, 약 102~105N/m이 되는 것이 바람직하다.
다음에, DMD(54)가 계조 제어가 실시되는 경우 광 조형장치(1)의 동작에 대해서 설명한다. 계조 제어가 실시되는 경우, 광 조형장치(1)에서는, 재료층 상의 하나의 미소영역(542)으로 조사되는 광의 양을 표시하는 변환 테이블(812)과, 불필 요한 감광성 재료의 제거 후에 잔존하는 수지 블록의 높이(이하, 노광 깊이)가 미리 생성되어 기억부(81)에 기억된다(스텝 S11)(도 1참조).
DMD(54)의 계조 제어를 실시하지 않는 경우, 도 4의 스텝 S11에서 제어부(8)로 입력되는 단면데이터는, 광이 미소영역(542) 마다 조사되는지 아닌지, 즉 수지 블록이 미소영역(542)에 형성되는지 아닌지를 표시하는 2진 데이터이며, DMD(54)의 계조 제어를 실시하는 경우의 단면데이터는, 수지 블록이 미소영역(542)에 형성되는지 아닌지의 정보뿐만 아니라, 미소 블록의 두께(정확하게, 재료층의 상면으로부터의 두께 또는 재료층의 하면으로부터의 두께)를 나타내는 정보도 갖는다. 이하, 이러한 데이터는 "확장 단면데이터"라 한다.
광 조형장치(1)에 있어서, 확장 단면데이터에 의거해서, 각 재료층 상에서 각 미소영역(542)으로의 광 조사가 실시되는지 아닌지 뿐만 아니라, 조사되는 광의 양도 제어된다. 구체적으로, 확장 단면데이터 및 변환 테이블(812)에 의거해서, 각 각의 재료층 상에서 각각의 미소영역(542)으로 조사되는 광의 양이 연산부(82)에 의해 얻어지고, 주어진 시간주기 동안 생성되는 각 리셋 펄스에 대응하는 셀 데이터가 생성되어, 조사되는 광의 양이 광 조사의 누적 시간을 의미하게 된다.
계속해서, 계조 제어를 실시하지 않는 경우와 같이, 대물렌즈(57)에 대해서 베이스 기판(9)의 상대적인 위치 조절이 실시되고(스텝 S12), 스퀴지 갭의 조절이 실시된다(스텝 S13). 이 후, 감광성 재료가 베이스 기판(9) 상으로 공급되고(스텝 S14), 스퀴지(41)는 베이스 기판(9) 상의 감광성 재료를 부드럽게 확산시켜 재료층을 형성한다(스텝 S15).
재료층의 형성이 완료되면, 제어부(8)는 광원(51)을 제어하여 광빔의 조사를 개시하여, DMD(54)를 제어하며(스텝 S16), 이것에 의해 계조 제어되는 광의 조사를 개시한다. 즉, 제어부(8)로부터 DMD(54)의 각 미소 미러(541)에 대응하는 메모리셀에 대한 셀 데이터의 기록 및 리셋 펄스의 전송이 고속으로 반복되어, 각 미소영역(542)으로 조사되는 광의 양이 정확하게 제어된다.
소정 회수의 리셋 펄스의 전송이 종료되면, 광원(51)로부터 광빔의 조사가 정지되고(스텝 S17), 1층에 대한 확장 단면데이터에 따른 수지 블록의 형성이 완료된다. 그 후, 계조 제어를 실시하지 않는 경우와 같이, 제어부(8)는 전체 미소 구조물의 형성이 완료되었는지를 확인하고(스텝 S18), 완료되지 않은 경우는, 스퀴지 갭의 조절(스텝 S13), 감광성 재료의 공급(스텝 S14), 재료층의 형성(스텝 S15) 및 광의 조사(스텝 S16, S17)가 반복된다. 모든 수지 블록의 형성이 완료되면, 반복 동작이 종료된다(스텝 S18).
도 7의 a 내지 f는, 광 조사부(5)로부터의 광이 계조 제어되는 경우 미소 구조물(90)의 형성을 나타내는 도면이며, 각각의 도면에서, 상단은 재료층의 수지 블록을 나타내고, 하단은 광의 조사를 나타낸다. 도 7a의 하단에서 해칭된 영역은, 광이 조사되는 제1 재료층(91) 상의 미소영역이며, DMD(54)의 제어에 의해, 가는 선(細線)으로 해칭된 미소영역(542c)에 대한 광의 조사 시간은 굵은 선으로 해칭된 미소영역(542d)에 비해서 짧아진다(즉, 조사되는 광의 누적량이 적어진다).
이 계조 제어에 의해, 도 7a의 상단에 도시된 바와 같이, 제1 수지 블록(910)에서 미소영역(542c)에 대응하는 부위는, 미소영역(542d)에 대응하는 부위에 비해서 얇아지고, 도 7b 내지 도 7f에 도시된 바와 같이, 광의 계조 제어를 실시하면서 수지 블록을 적층하는 것에 의해, 계조 제어를 실시하지 않는 경우에 비교해서 부드러운 형태(도 7f 참조)를 갖는 미소 구조물(90)이 형성된다. 그 결과, 안정한 스프링 상수를 갖는 미소 구조물(90)이 얻어지고, 후술하는 바와 같이, 상기 미소 구조물(90)로부터 제조된 프로브에 의해, 전기회로의 전기적인 검사시 프로브와 전기회로 사이의 접촉을 보다 확실하게 하는 것이 가능하다.
그러나, 실제로, 감광성 재료의 경화된 부위가 계조 제어에 의해 얇아지는 것이 아니라, 후 공정에서 미경화된 감광성 재료의 제거시, 미소 구조물의 더 부드러운 형태가 얻어지고, 불완전 경화된 부위 및 충분히 경화된 부위가 통합해서 잔류되어, 도 7의 f에 도시된 바와 같이 부드러운 형태의 미소 구조물(90)이 된다고 생각된다.
상기 동작을 통해서, 제1 실시형태의 광 조형장치(1)에 있어서, 적층되고, 소정의 3차원 형태를 갖는 복수의 수지 블록으로 각각 구성되는 복수의 미세 프로브용 미소 구조물(90)이 베이스 기판(9) 상의 전극패드 상에서 안정하게 형성된다. 공간 변조된 광빔(즉, 다수의 변조된 미소 광빔의 플럭스)이 DMD(54)에 의해 생성되어 높은 위치 정밀도에 따라 고속으로 재료층에 조사되므로, 다수의 프로브용 미소 구조물이 높은 위치 정밀도에 따라 고속으로 형성 및 배열될 수 있다.
게다가, 광 조형장치(1)는, 감광성 재료가 베이스 기판(9)으로 직접 공급되고, 재료층의 형성시 불필요한 감광성 재료가 기존 재료층의 외측 영역으로 밀어내지는 미소 구조물을 형성하기 위한 기술을 채용하기 때문에, 광을 이용하는 종래 의 일반적인 광 조형장치와는 달리 수지 용기를 필요로 하지 않으며, 이 때문에 광 조형장치(1)의 소형화를 달성하는 것이 가능하다.
광 조형장치(1)에 의해, 미소 구조물(90)이 재료층에 형성된 베이스 기판(9)은, 후속 공정에서 미경화된 수지가 제거되고(예컨대, 베이스 기판(9)이 현상액에 담겨져 광이 조사되지 않은 감광성 재료가 용해되어 제거된다), 상기 베이스 기판(9)의 주면 상에 적층된 각 수지 블록으로 형성된 다수의 미소 구조물(90)을 포함하는 프로브 카드용 기판을 용이하게 얻는 것이 가능하다.
도 8의 a 내지 d는, 프로브 카드용 기판(10) 상의 미소 구조물(90)이 프로브로 되는 도금 동작을 나타내는 도면이며, 도 9는 도금의 동작 흐름을 나타내는 플로우챠트이다. 다음의 설명에 있어서, 도금을 행하기 이전의 프로브 카드용 기판(10)을 "일부 조형된 기판(10)"이라 한다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 전극 패드(97)는 상술한 바와 같이 일부 조형된 기판(10)의 주면(즉, 도 5a에 도시된 베이스 기판(9)의 표면) 상에 형성되며, 그 위에 미소 구조물(90)이 더 형성된다. 도금의 처리공정에 있어서, 우선, 도 8의 b에 도시된 바와 같이, 레지스트(98)는 전극 패드(97)가 전형 형성되지 않은 일부 조형된 기판(10)의 주면 상의 부위에 형성된다(스텝 S21). 다음에, 일부 조형된 기판(10)이 도금 용기에 담겨져서 무전해 도금을 받게 되어, 미소 구조물(90), 전극 패드(97) 및 레지스트(98)의 표면 상에서 도전성 니켈(동(copper)과 같은 다름 금속이라도 된다)로 이루어지는 피막(99)을 형성한다(스텝 S22).
도금이 종료되면, 도 8d에 도시된 바와 같이, 불필요한 피막(99)이 일부 조 형된 기판(10)으로부터 레지스트(98)를 벗기는 것에 의해 제거된다(스텝 S23). 이들 동작을 통해서, 각각의 미소 구조물(90) 및 전극패드(97)를 연속적으로 피복하는 피막(이하, "도전막"이라 한다)(991)을 갖는 프로브 카드용 기판(이하, "금속-도금된 기판"이라 한다)이 완성된다.
프로브 카드는, 와이어 본딩을 통해서 금속-도금된 기판을 별도로 준비된 주 기판의 전극에 본딩함으로써 제조된다. 주 기판에 대한 금속-도금된 기판의 본딩은, 범프 등을 이용하는 방법으로 실시되어도 된다.
도 10은, 상기 동작을 통해서 제조된 프로브 카드를 이용하여 반도체 기판(150) 상의 전기회로(151)를 검사하는 검사장치(100)를 나타내는 도면이다. 검사장치(100)는, 각각 도전막이 형성된 프로브(111)를 갖는 프로브 카드(110)와, 상기 프로브 카드(110)의 프로브(111)를 전기회로(151)를 향해서 가압하는 프로브 헤드(120)와, 상기 프로브(111)의 도전막을 통해서 전기회로(151)를 전기적으로 검사하는 검사부(130) 및 상기 프로브 헤드(120)와 상기 검사부(130)를 제어하는 제어부(140)를 구비한다.
상술한 바와 같이, 금속-도금된 기판(10a) 상의 프로브(111)가 반도체 기판(150)측(도 10의 (-Z)측)을 향하도록, 금속-도금된 기판(10a)이 프로브 카드(110)의 주 기판(112)에 부착되고, 상기 프로브 카드(111)가 프로브 헤드(120)에 부착된다. 프로브(111)는 전기회로(151)의 전극패드에 대응해서 배열되고, 상기 프로브(111)가 형성된 금속-도금된 기판(10a) 상의 전극패드(97)는 비어(via)(113)를 통해서 금속-도금된 상면의 도전 패턴(115)에 전기적으로 연결되며, 또 금 배선(114) 을 통해서 주 기판(112)에 전기적으로 연결된다. 주 기판(112)은 검사부(130)에 전기적으로 연결된다.
프로브 헤드(120)는, 프로브 카드(110)가 실장되는 실장부(121) 및 상기 실장부(121)를 도 10의 Z방향으로 이동시켜 검사되는 전기회로(151)를 향해서 프로브(111)를 가압하는 가압기구(122)를 갖는다.
검사장치(100)가 하나의 전기회로(151)를 검사하는 경우, 우선, 반도체 기판(150) 상의 소정의 전기회로(151)가 프로브 카드(110)의 바로 아래로 이동되고, 제어부(140)의 제어에 따라, 가압기구(122)가 프로브 카드(110)를 하강시켜 전기회로(151)를 향해서 프로브(111)를 가압한다.
도 11은, 프로브(111)가 전기회로(151)를 향해서 가압되어 변형되는 상태를 나타내는 확대도이다. 도 11에 있어서, 변형 이전의 프로브(111)는 또한 2점쇄선으로 표시되어 있다. 상술한 바와 같이, 프로브(111)가 탄성 변형될 수 있기 때문에, 전기회로(151)를 향해서 가압될 때 용이하게 휘어지며, 작은 가압력으로도 모든 프로브(111)와 전기회로(151)를 확실하게 접촉시킬수 있다. 특히, 도 11에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(150)에 대해서 프로브 카드(110)가 약간 경사지더라도(즉, 프로브(111)과 전기회로(151) 사이의 수직방향의 상대적인 위치관계에 오차가 있어도), 적정 범위내의 가압력(접촉력)에 의한 탄성 변형을 통해서 상기 프로브(111)의 선단이 전기회로(151)와 접촉하게 된다.
프로브 카드(110)가 전기회로(151)에 접촉하게 되면, 검사용 전기신호는 검사부(130)로부터 출력되어, 대응하는 프로브(111)를 통해서 전기회로(151)(의 전극 패드)로 입력되고, 다른 전극패드(97)로부터의 출력신호가 검출용 프로브(111)를 통해서 검사부(130)로 입력된다. 전기회로(151)의 소정의 부위의 도전성만을 검사하는 경우, 신호의 입력 및 검출은 쌍으로 이루어진 2개의 프로브(111)로 실시된다. 고도의 검사인 경우, 복수의 프로브(111)로부터 검사신호가 입력되고, 전기회로(151)로부터의 출력신호가 적어도 하나의 다른 프로브(111)에 의해 검출된다. 이 후, 검사부(130)는 검출된 신호에 의거해서 전기회로(151)의 양부(pass/fail)를 판정한다.
반도체 기판에 있어서, 일반적으로, 전기회로(151)와 프로브(111)가 서로 접촉되어 있는 전기패드는 알루미늄(Al)으로 형성되며, 그 표면은 절연성 산화막으로 덮여지기 쉽다. 검사장치(100)는, 전기패드 상의 산화막의 절연파괴를 확실하게 하기 위해, 프로브(111) 및 전기패드로 고전압을 인가하여, 프로브(111)와 전기회로(151) 사이의 양호한 도통을 달성한다. 종래, 프로브와 전극패드 사이의 도통을 확립하기 위해, 프로브 자체로 전극패드 표면 상의 산화막을 약간 깎는 기술이 채택되었다. 다른 한편, 검사장치(100)에 있어서, 이러한 기술이 채택되지 않은 결과, 프로브의 선단에 적층되는 산화막의 칩이 없으므로,프로브(111)의 메인터넌스 작업을 줄이고, 검사 효율성의 향상을 달성하는 것이 가능하다.
이와 같이, 검사장치(100)에 있어서, 광 조형장치(1)에 의해 형성된 미소 구조물을 이용하는 프로브 카드(110)에 의해, 프로브(111)와 전기회로(151) 사이의 접촉을 확실하게 확립하는 것이 가능하다. 특히, 광 조형장치(1)는 미세한 프로브에 대해서 다수의 미소 구조물을 높은 정밀도로 미소 영역에 배치할 수 있기 때문 에, 프로브 카드(110)는 반도체 기판(반도체 칩) 상의 전기회로의 전기적인 검사에 적합하다.
도 12는, 베이스 기판(9) 상에 형성된 프로브용 미소 구조물의 또 다른 예를 나타내는 사시도이다. 미소 구조물(90a)은 베이스 기판(9) 상에 비선형적으로 위치된 3개 부위로부터 돌출하고(즉, 3개 부위는 베이스 기판(9) 상의 삼각형의 꼭지점으로 간주되며, 모두 도 12에서 참조번호 900으로 표시된다), 돌출부(901a)는 서로 떨어져 있으며, 3개 돌출부(901a)의 선단은 미소 구조물(90a)의 선단 근방에 위치된 연결부(902a)에 의해 연결된다.
이러한 구조에 의해, 미소 구조물(90a)에서 가장 폭 넓은 부위(수평적으로 돌출하는 부위)는 탄성적으로 쉽게 변형되는 가요부(903a)로서 취급되고, 베이스 기판(9)으로부터 가장 먼 부위는 베이스 기판(9)을 향해 쉽게 이동될 수 있다. 그 결과, 도 11의 프로브와 같이, 미소 구조물(90a)에 의거해서 제조된 프로브는, 높은 정밀도를 가지고 작은 가압력으로, 검사되는 전기회로와 확실한 접촉을 확립할 수 있다.
돌출부(901a)는 비선형적으로 배열되어 있기 때문에, 베이스 기판(9)에 평행하게 힘을 받더라도, 프로브는 휘어진 측에 대항한다. 게다가, 미소 구조물(90a)의 형성에 있어서, DMD(54)의 계조 제어는 상술한 바와 같이 실시되어도 된다.
도 13은 제2 실시예에 의한 광 조형장치(1a)의 구성을 나타내는 도면이다. 광 조형장치(1a)에 있어서, 음향-광학 변조기(이하, "AOM"이라 한다)(52a)는 도 1의 광 조사부(5)에서 광학시스템(52)에 부가되며, 모터(미도시된)에 의해 회전되는 다각형 미러(54a)가 DMD(54) 대신에 제공된다. 광 조사부(5)의 다른 구성 및 광 조형장치(1a)의 광 조사부(5) 이외의 구성은 광 조형장치(1)와 동일하며, 동일한 참조 부호로 표시된다.
광원(51)로부터 광섬유 번들(511)을 통해서 조사된 광빔은, AOM(52a)에 의해 변조되어 셔터(53)를 통해서 다각형 미러(54a)를 향해 진행한다. 회전하는 다각형 미러(54a) 상에서 반사된 광빔은 렌즈 군(55)을 통해서 미러(56)로 안내된다. 게다가, 미러(56) 상에서 반사된 광빔은 대물렌즈(57)를 통해 베이스 기판(9) 상으로 안내된다.
광의 조사위치(또는 미소 영역)는 다각형 미러(54a)에 의해 주 스캔(main scan) 방향(도 13의 X방향)으로 이동되고, 베이스 기판(9)은 Y방향 이동기구(62)에 의해 도 13의 Y방향으로 이동되어 조사위치를 부 스캔(subscan) 방향으로 이동시킨다. 제어부(8)는 다각형 미러(54a)에 동기해서 AOM(52a) 및 Y방향 이동기구(62)를 제어하여, 베이스 기판(9) 상의 각 미소 영역에 대한 광 조사의 온(ON) 및 오프(OFF)를 전환하고, 이와 같이 프로브용 미소 구조물은, 제1 실시예와 같이 베이스 기판(9) 상에 형성된다.
게다가, 광빔의 계조 제어(하나의 미소 영역에 대한 조사시 광 강도의 제어)는 상술한 확장 단면데이터에 의거해서 실시되어도 된다.
이상, 본 발명의 실시예가 설명되었지만, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니고, 여러 가지 변경이 가능하다.
예컨대, 스퀴지(41)가 고정되고, 스테이지(2) 상에 유지된 베이스 기판(9)이 Y방향 이동기구(62)에 의해 도 1의 Y방향으로 이동되어 감광성 재료를 부드럽게 확산시키는 구성이라도 된다. 베이스 기판(9)에 대해서 스퀴지(41)의 상대적인 이동방향은 단지 베이스 기판(9)의 주면에 따르는 방향이면 되고, 스퀴지(41)의 방위는 반드시 이동 방향과 직교할 필요는 없다.
수집기구는, 층 형성공정에서 기존의 재료층 외측 영역으로 밀어내지는 잉여의 감광성 재료를 수집하기 위해, 스테이지(2)의 측면에 부가적으로 설치되어도 된다.
광 조사부(5)는, 재료층 상에 단지 미소 광 스팟(spot)을 형성할 수 있으면 적절히 변경되어도 된다. 예컨대, 액정 셔터에 의해 공간적으로 변조된 광빔이 생성되거나 또는 멀티 빔(1차원 공간 변조를 받는 광빔)이 분할된 레이저 빔을 개별적으로 변조하는 것에 의해 생성되어 다각형 미러 또는 주사용 갈바닉 미러에 의해 편향되어도 된다.
계조 제어에 사용되는 변환테이블(812)은, 반드시 하나의 미소영역(542)으로 조사되는 광의 양과 재료층의 노광 깊이(정확하게, 불필요한 감광성 재료를 제거한 후에 남겨진 부위의 두께) 사이의 관계를 직접 표시하는 테이블일 필요는 없고, 그 관계를 실질적으로 표시하는 테이블이라면 된다. 예컨대, 변환테이블(812)은 광 조사시간과 노광 깊이 사이의 관계를 표시하는 테이블 혹은 함수, 또는 DMD(54)의 온(ON) 상태의 회수와 노광 깊이 사이의 관계를 나타내는 테이블이라도 된다.
제1 실시예의 광 조형장치(1)에 있어서, 조사영역을 연속적으로 이동시키면서 계조 제어를 실시하는 것이 가능하다. 구체적으로, 조사영역이 하나의 미소 영 역씩 이동할 때마다 리셋 펄스를 DMD(54)로 전송하기 위해, DMD(54)의 제어와 동기해서 스테이지 이동기구(6)를 제어함으로써, 중복 광 조사의 회수를 이용한 계조 제어가 실시될 수 있다. 이것에 의해, 재료층 상의 넓은 영역에 대해서 실질적으로 계조 제어를 받는 광을 신속하게 조사하는 것이 가능하다.
광 조형장치에 의해 형성된 프로브용 미소 구조물의 형태는 도 6f, 도 7f 또는 도 12에 도시된 것에 한정되는 것은 아니고, 미소 구조물이 가요부로서 간주될 수 있는 부위를 갖는 경우에만 어떠한 형태가 채택되어도 되며, 가요부의 휘어짐에 의해, 베이스 기판(9)으로부터 가장 먼 미소 구조물의 부위가 베이스 기판(9)을 향해 이동되어, 프로브와 검사되는 전기회로 사이의 확실한 접촉을 확립한다.
도 14는 도 6의 f의 미소 구조물(90)이 2단으로 적층된 미소 구조물(90b)(해칭된)을 나타내는 도면이다. 미소 구조물(90b)에 있어서, 최대 폭 부위 근방에서 상하 2단의 가요부(903)에 의해, 매우 약한 힘으로도 그 선단을 베이스 기판(9)을 향해 이동시킬수 있다. 게다가, 도 15a에서 해칭으로 표시된 실제 스프링 타입의 미소 구조물(90c)이 사용되어도 된다. 이 경우, 베이스 기판(9)과 대략적으로 평행하게 연장되는 부분은 주로 가요부로서 기능한다.
감광성 재료는 항상 액상인 필요는 없고, 베이스 기판(9) 상에 공급된 후에 어느 정도 고체화하고, 후 공정의 현상에서 부분적으로 광 조사를 받아 베이스 기판(9) 상에 남겨지는 것이라도 된다. 게다가, 감광성 재료는 광경화성 수지와 같은 네거티브형 재료에 한정되지 않고, 부분적으로 광 조사를 받아 현상시 제거되는 포지티브형 재료라도 된다. 도 15의 b는, 도 15의 a에 도시된 실제 스프링 타입의 미 소 구조물(90d)이 포지티브형 감광성 재료를 이용하여 형성된 상태를 나타내며, 도 15의 b에서 해칭된 부위는 현상시 광 조사에 의해 제거된다.
가용성이 프로브에 거의 요구되지 않으면, 벤치형 미소 구조물은, 베이스 기판(9)의 주면과 직교하는 2개 돌출부(901)의 선단이 상기 베이스 기판(9)의 주면과 평행한 연결부에 의해 연결되게 형성되어도 된다.
본 발명이 상세하게 도시되고 설명되었지만, 상술한 설명은 모두 예실일 뿐 그것에 한정되지 않는다. 따라서, 본 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다수의 변경 및 변형이 궁리될 수 있는 것으로 생각되고 있다.
본 발명은 반도체 기판(또는 반도체 칩), 액정 디스플레이에 사용되는 유리 기판, 프린트 회로 기판 등에 형성된 미세한 전기회로를 전기적으로 검사하기 위한 프로브 카드를 제조하는 기술, 및 프로브 카드를 포함하는 검사장치에 사용될 수 있다.

Claims (13)

  1. 전기회로의 전기적인 검사에 사용되는 프로브 카드(probe card)용 기판(board)으로서,
    베이스 기판; 및
    각각 상기 베이스 기판 상에 적층된 복수의 블록을 가지며, 상기 복수의 블록은 감광성 재료로 형성되어 있는, 3차원 구조물(three-dimensional structure)을 구비하고,
    상기 3차원 구조물의 각각은, 상기 베이스 기판으로부터 가장 먼 부위가 상기 베이스 기판 측으로 이동 가능하게 되도록 휘어지는 가요부(flexible part)를 구비하고,
    상기 3차원 구조물의 각각을 피복하는 도전막을 더 구비하며,
    상기 도전막은, 무전해 도금에 의해 형성된 금속피막인 것을 특징으로 하는 프로브 카드용 기판.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 3차원 구조물의 각각은,
    상기 베이스 기판으로부터 돌출하는 복수의 돌출부; 및
    상기 복수의 돌출부의 선단(tip)을 연결하는 연결부를 구비하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드용 기판.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 돌출부는, 상기 베이스 기판 상에서 비선형적으로 배열된 3개 부위로부터 돌출하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드용 기판.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 전기회로의 전기적인 검사를 실시하는 검사장치로서,
    프로브가 설치된 프로브 카드와;
    검사 대상이 되는 전기회로를 향해서 상기 프로브를 가압하는 가압기구; 및
    상기 프로브를 통해서 상기 전기회로를 전기적으로 검사하는 검사부를 구비하고,
    상기 프로브 카드는,
    베이스 기판과;
    각각 감광성 재료로 형성된 복수의 블록을 가지고 상기 베이스 기판 상에 적층된 3차원 구조물; 및
    상기 3차원 구조물을 각각 피복하는 도전막을 구비하고,
    상기 도전막은, 무전해 도금에 의해 형성된 금속피막인 것을 특징으로 하는 검사장치.
  8. 전기회로의 전기적인 검사에 사용되는 프로브용 3차원 구조물을 형성하는 광 조형(造形)장치로서,
    베이스 기판을 유지하는 유지부와;
    상기 베이스 기판 상에 액상(液狀)의 감광성 재료를 공급하는 공급부와;
    상기 베이스 기판의 주면에 따르는 소정의 방향에서 상기 베이스 기판에 대한 상대적인 이동을 통해서, 상기 베이스 기판 상에 공급된 감광성 재료의 층을 기존의 층(層)상에 형성하고, 잉여의 감광성 재료를 상기 기존 층의 외측 영역으로 밀어내는 스퀴지(squeegee)와;
    상기 베이스 기판에 대해서 상기 스퀴지를 상대적으로 상기 소정의 방향으로 이동하는 이동기구와;
    상기 스퀴지와 상기 유지부 사이의 간격을 변경하는 간격 변경기구; 및
    상기 스퀴지의 이동을 통해 형성된 감광성 재료의 층에 대해서 미리 정해져 있는 영역으로 광을 조사하는 광 조사부를 구비하는 광 조형장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 감광성 재료의 층은 20㎛ 이하의 두께인 것을 특징으로 하는 광 조형장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 광 조사부는, 공간 변조된 광빔을 생성하는 공간 광 변조기를 구비하는 것을 특징으로 하는 광 조형장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    감광성 재료의 층(層)상의 각각의 미소 영역으로 조사되는 광의 양을 제어하는 제어부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광 조형장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    기판 상에 형성된 3차원 구조물의 형상데이터 및 감광성 재료의 층 상의 미소 영역 상에 조사되는 광의 양과 상기 층의 노광 깊이 사이의 관계를 실질적으로 표시하는 테이블을 기억하는 기억부; 및
    상기 형상데이터 및 상기 테이블에 의거해서 상기 3차원 구조물을 형성하기 위해 적층되는 각각의 감광성 재료의 층 상의 미소 영역마다 조사되는 광의 양을 구하는 연산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 광 조형장치.
  13. 전기회로의 전기적인 검사에 사용되는 프로브용 3차원 구조물을 형성하는 광 조형방법으로서,
    베이스 기판 상에 액상의 감광성 재료를 공급하는 공급공정과;
    상기 베이스 기판의 주면에 따르는 소정의 방향으로 상기 베이스 기판에 대해서 상대적으로 스퀴지를 이동하는 것에 의해, 상기 감광성 재료의 층을 상기 베이스 기판 상에 형성하는 층(層)형성공정과,
    상기 감광성 재료의 층에 대해서 미리 정해져 있는 영역으로 광을 조사하는 광 조사공정; 및
    상기 공급공정, 상기 층 형성공정 및 상기 광 조사공정을 복수 회수 반복하는 반복공정을 구비하고,
    상기 반복공정에 포함되는 상기 층 형성공정에서, 상기 감광성 재료의 층이 기존의 층 상에 형성되며, 잉여의 감광성 재료가 상기 기존 층의 외측 영역으로 밀어내지는 광 조형방법.
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