KR100724131B1 - 멤브레인 프로빙 시스템 - Google Patents

Abstract

바람직하게 기판(200)은 연성 재료로 구성되며 테스트 디바이스상에 접점 패드를 접촉하기 위한 결과적인 디바이스의 원하는 형상을 가진 툴(210)은 기판과 접촉하게 된다. 툴은 바람직하게 기판보다 단단한 재료로 구성되므로 기판에 함몰부(216)가 용이하게 만들어 질 수 있다. 바람직하게 패턴으로 형성되는 유전체(절연체) 층은 기판에 의해 지지된다. 전도성 재료가 오목부내에 위치되고 다음에 유전체 층의 상부 표면으로부터 초과분을 제거하기 위해 바람직하게 래핑되어 전체적으로 평평한 표면을 제공한다. 트레이스는 유전체 층과 전도성 층상에 패턴으로 형성된다. 다음에 폴리이미드 층이 바람직하게 전체 표면에 걸쳐서 패턴으로 형성된다. 다음에 기판은 적합한 프로세스에 의해서 제거된다.

기판, 함몰부, 멤브레인, 트레이스, 툴, 컨덕터, 팁, 접점 패드

Description

멤브레인 프로빙 시스템{MEMBRANE PROBING SYSTEM}

본 발명은 집적회로(IC)를 테스트하는데 일반적으로 사용되는 타입의 프로빙 조립체에 관한 것이며, 특히 본 발명은 컨덕터 위에 존재하는 표면 산화물을 확실하게 제거하므로써 프로빙 조립체와 각각의 디바이스 사이에 양호한 전기접속을 보장하기 위하여 국부적으로 제어된 방식으로 각각의 디바이스의 개개의 입력/출력 컨덕터를 가로질러 스크러브하는 접점을 가진 멤브레인 프로빙 조립체에 관한 것이다.

전자제품의 추세는 특히 대량의 분리된 회로요소가 단일 기판 또는 "웨이퍼"상에 제작되는 집적회로기술 분야에서 점차적으로 보다 작은 기하학적 구조를 지향하고 있다. 제작된 이후에, 이 웨이퍼는 다수의 직사각형 형태의 칩 또는 각각의 다이가 직사각형 또는 입력/출력 접속을 통하여 금속화된 접점 패드의 다른 규칙적인 배열을 나타내는 "다이스" 로 분할된다. 비록 각각의 다이는 결과적으로 별개로 패키지되지만, 효율성을 위해서 바람직하게 각각의 다이에 형성된 회로의 테스트는 다이가 웨이퍼상에 여전히 서로 결합되어 있는 동안에 실행된다. 대표적인 하나의 방법은 평평한 스테이지 또는 "척" 상에 웨이퍼를 지지하고 프로빙 조립체의 헤드에 대한 X, Y 및 Z 방향으로 웨이퍼를 이동함으로써 프로빙 조립체상의 접 점이 각각의 다이와 연속적인 맞물림하도록 다이에서 다이로 이동한다. 개개의 신호, 전원 및 접지 라인은 테스트 기구로부터 프로빙 조립체까지 뻗어 있고 따라서 각각의 회로를 테스트 기구에 순차적으로 연결되게 한다.

집적회로를 테스트하기 위해 사용되는 프로빙 조립체의 하나의 종래의 타입은 니들형상 팁과 같은 형태로 되어 있는 접점을 제공한다. 이들 팁은 개구를 통하여 방사상으로 안쪽 및 아래쪽으로 집중하도록 프로브 카드에 형성된 중앙의 개구 주위에 장착된다. 웨이퍼상의 패드가 최초로 이들 팁과 접촉하는 지점을 초과하여 웨이퍼가 올려질 때, 팁은 개개의 패드를 가로질러 앞쪽으로 미끄러지도록 위쪽으로 굴곡되고 이에 의해 패드상에 형성된 산화물을 제거한다.

이러한 타입의 프로빙 조립체가 갖는 문제점은 좁은 기하학적 구조로 인하여 니들형상의 팁이 높은 인덕턴스를 나타내므로, 이들 팁을 통하여 이루어지는 고주파수 측정에서 신호 왜곡이 크다는 것이다. 또한, 이들 팁은 개개의 패드를 가로질러 문지르게 될 때 평삭 툴의 방식으로 작동할 수 있으며, 이에 의해 과도한 패드 손상이 일어난다. 이런 문제점은 사용하는 동안에 프로브 팁의 형태가 휘어지거나 또는 공통 평면에서 종단하는데 실패하여 보다 전방의 팁이 개개의 패드상에 너무 심하게 아래로 지지되도록 하는 정도까지 확대된다. 또한, 보다 최신의 고밀도 다이의 패드 배열을 수용하기 위하여, 이들 팁을 중심간의 간격이 100 마이크론 미만으로 또는 복수열 그물눈형상 패턴으로 장착하는 것은 비현실적이다. 또한, 이런 타입의 프로빙 조립체는 25 마이크론 이상의 니들 팁의 스크러브 길이를 가지는데, 이것은 허용된 프로빙 면적내에 머무는데 어려움을 증가시킨다.

유도 손실을 줄이기 위해서, 패드 마모를 감소시키기 위해서 그리고 보다 작은 디바이스 기하학적 구조를 수용하기 위하여, 개발된 두번째 타입의 프로빙 조립체는 프로빙 접점을 지지하기 위한 가요성 멤브레인 구조를 사용한다. 이 조립체에서, 윤곽이 뚜렷한 기하학적 구조의 리드 라인은 폴리이미드 또는 MYLAR™ 와 같은 가요성 절연필름의 하나 또는 그 이상의 층상에 형성된다. 만약 분리된 층이 사용되면, 이들 층은 예를 들면, 복층의 전송라인 구조를 형성하도록 서로 결합된다. 이러한 가요성 구조 또는 멤브레인의 중앙부분에서, 각각의 전도성 라인은 멤브레인의 외부면에 형성되고 멤브레인의 외부면으로부터 바깥쪽으로 돌출한 개개의 프로빙 접점에 의해서 종단된다. 이들 프로빙 접점은 디바이스 패드의 패턴과 조화되는 소정의 패턴으로 배열되며 일반적으로 패드에 의해 통상적으로 한정된 평평한 표면을 프로빙하기 위한 융기된 범프와 같이 형성된다. 멤브레인의 내부면은 지지하는 구조부에 지지된다. 이 구조부는 예를 들면 상부가 절단된 피라미드의 형태를 가지는데, 이 경우에 멤브레인의 중앙부분의 내부면은 지지부의 절단된 단부상에 지지되고 한편 멤브레인의 가장자리 부분은 디바이스상의 패드를 둘러싸는 어떤 수직의 구성요소를 제거하도록 경사져서 중앙부분으로부터 당겨진다.

방금 설명된 멤브레인 프로빙 조립체에 있어서, 과도한 라인 인덕턴스는 리드 라인의 기하학적 구조를 주의깊게 선택함에 의해서 제거되며, 바람직하게 포토리소그래픽 프로세스(photolithographic process)는 고밀도의 형태를 수용하기 위하여 프로빙 접점의 크기, 간격 및 배열을 초과하는 제어를 할 수 있도록 사용된다. 하지만, 비록 이런 프로빙 조립체의 몇가지 상이한 형태가 제안되었지만, 패 드 마모를 감소시키는데 있어서 그리고 조립체와 테스트하는 디바이스 사이에 적절한 전기 접속을 보장하기 위하여 각각의 디바이스 패드로부터 산화물 층의 확실한 제거를 성취하는데 있어서 이런 타입의 조립체와 관련한 어려움을 경험하였다.

멤브레인 프로빙 조립체의 종래의 하나의 형태는 예를 들면 EP 259,163 A2에 설명된 장치를 들 수 있다. 이 장치는 강성의 지지부에 대하여 직접 장착된 시트형상 멤브레인의 중앙부분을 가지고 있다. 차례로, 이 강성의 지지부는 탄성중합체 또는 고무 블럭을 포함하는 탄성부재에 의해서 조립체의 메인 몸체에 연결되므로써, 멤브레인은 디바이스의 기울기와 일치하도록 틸팅할 수 있다. Huff에게 허여된 US 4,918,383 에는 밀접하게 관련된 디바이스를 개시하고 있는데, 방사상으로 뻗은 판스프링은 강성의 지지부의 수직축선 이동을 허용하는 반면에 틸팅을 방지하므로써, 미끄러짐 또는 패드상의 접점 범프의 "오정렬"이 없으며 또한 이들 패드로부터 표면 산화물을 제거하기 위하여 전체 멤브레인은 접점이 개개의 패드를 가로질러 "스크러브"하는 수평의 평면에서 약간 이동한다.

하지만 이들 디바이스 모두에 있어서, 제조 허용공차 때문에 접점 범프중 어떤 것은 인접한 것에 대하여 오목한 위치에 놓져지고 이들 오목한 범프는 강성의 지지부상의 인접한 것의 작용에 의해서 패드로부터 멀어지게 되므로 패드와 맞물리기 위한 만족스러운 기회를 가지지 못한다. 더욱이, "스크러브" 운동이 Huff의 방식으로 제공되는 경우에도, 접점은 스크러빙 운동을 실행할 때와 같이 디바이스에 마찰적으로 접착하는 경향을 나타낸다. 즉, 접점 운동의 효과를 없애기 위하여 디바이스의 패드가 접점과 일치하여 운동하는 경향이 있다. 어떤 스크러빙 동작은 실질적으로 패드가 얼마나 멀리 이동할 수 있는지에 의존하여 일어나는데, 이것은 프로브 헤드의 개개의 지지 표면과 척 사이의 통상적인 허용오차의 결과로 존재하는 측방향 여유의 정도에 의존한다. 그러므로 이 형태의 멤브레인 프로빙 조립체는 각각의 접점과 패드 사이에 신뢰할 수 있는 전기접속을 보장하지 못한다.

멤브레인 프로빙 조립체의 두번째 종래의 형태는 Barsotti의 EP 304,868A2에 개시되어 있다. 이 디바이스는 가요성 멤브레인의 접점 지지부분 또는 중앙부분을 위한 가요성 받침을 제공한다. Barsotti의 것에서, 멤브레인은 탄성중합체 부재에 의해서 직접 받쳐지고 이 부재는 차례로 강성의 지지부에 의해서 받쳐지므로, 접점 또는 패드 사이에 약간의 높이 변화가 허용될 수 있다. Gangroth에게 허여된 미국특허 4,649,339, Ardezzone에게 허여된 미국특허 4,636,772, Reed, Jr. et al에게 허여된 미국특허 3,596,228 및 Okubo et al에게 허여된 미국특허 5,134,365에 각각 개시된 바와 같이, 멤브레인을 위한 가요성 받침을 제공하기 위하여 정압 에어, 부압 에어, 액체 또는 지지되지 않은 탄성중합체를 사용하는 것이 또한 가능하다. 하지만, 변경된 이들 디바이스는 패드 표면상에 형성된 산화물을 확실하게 관통하도록 프로빙 접점과 디바이스 패드 사이에 압력이 충분하지 않다.

이 두번째 형태의 멤브레인 프로빙 조립체에서는, Okubo의 특허에서 지적된 바와 같이 맞물리는 동안에 접점과 패드 사이에 미끄러짐과 결과적인 오정렬을 방지하기 위하여 접점은 Z축을 따른 운동으로 제한될 수 있다. 그러므로, 비록 Huff의 미국특허 4,980,637에 개시된 방식으로 Z축 운동을 위한 지지부를 장착하는 것이 또한 가능하지만, Barsotti에서 탄성중합체 부재 아래에 놓인 강성의 지지부는 제위치에 고정된다. 하지만 일반적으로 접점과 디바이스 사이에서 특정량의 틸팅이 존재하고 그리고 디바이스에 가장 근접하게 경사진 접점은 멀어지게 경사진 것보다 훨씬 높은 접촉 압력을 생성하기 때문에, 이 타입의 설계에서 있어서도 패드 손상은 일어나게 된다. 비록 Garretson의 디바이스에서 탄성중합체 부재의 특성은 이들 접점이 패드와 가압 맞물림하게 놓여질 때 접점을 측방향 운동으로 가압하는 것이지만, Garretson의 EP 230,348A2에 개시된 관련 조립체에 있어서도 동일한 문제가 일어난다. 또 다른 관련 조립체는 접점과 디바이스 사이에 틸팅을 수용하도록 탄성중합체 부재를 받치기 위해 피벗가능하게 장착된 지지부를 사용하는 Evans에게 허여된 미국특허 4,975,638에 개시되어 있다. 하지만, 지지부가 피벗되어 접점을 측방향으로 이동하도록 할 때 디바이스의 패드가 접점에 쉽게 점착한다는 점에 있어서, Evans의 디바이스는 이미 설명된 마찰 점착 문제를 경험하게 된다.

종래의 멤브레인 프로빙 조립체의 또 다른 형태는 Crumly에게 허여된 미국특허 5,395,253, Barsotti et al에게 허여된 미국특허 5,059,898 및 Evans et al에게 허여된 미국특허 4,975,638에 개시되어 있다. Crumly 특허에서, 신축가능한 멤브레인의 중앙부분은 스프링을 사용하는 완전히 당겨진 상태로 탄성적으로 가압된다. 접점이 개개의 패드와 맞물릴 때, 당겨진 중앙부분은 대항하여 부분적으로 이완된 상태로 수축하므로써 방사상 스크러브 방향에서 접점을 멤브레인의 중앙쪽으로 당긴다. Barsotti의 것에서, 각각의 접점의 열은 개개의 L자형 아암의 단부에 의해서 지지되므로 접점이 개개의 패드와 줄지어 맞물릴 때, 대응하는 아암은 위쪽으로 변형되고 접점의 열을 측방향으로 동시에 개개의 패드를 가로질러 스크러브하게 한 다. 하지만 Crumly 와 Barsotti의 것에서, 만약 맞물림시에 접점과 디바이스 사이에 어떤 틸팅이 존재하면, 이러한 틸팅은 디바이스에 가장 근접한 경사진 접점을 멀어지게 경사진 것보다 더욱 스크러브하게 한다. 게다가, 인접한 접점의 스크러브 동작을 제어함으로 인하여 접점이 개개의 패드와 맞물리는 기회를 갖기 전에, 보다 짧은 접점은 스크러브 방향에서 이동하도록 강제된다. Crumly 디바이스의 다른 단점은 특히, 멤브레인의 중앙에 보다 가까운 접점은 둘레에 보다 가까운 것보다 적게 스크러브하므로 스크러브 유효성은 접촉 위치에 따라 변하게 된다는 것이다.

Evans et al에게 허여된 미국특허 5,355,079에서, 각각의 접점은 스프링 금속 핑거를 구성하고, 각각의 핑거는 멤브레인에 대하여 소정의 각도로 아래에 놓인 멤브레인으로부터 멀어지게 캔틸레버 방식으로 뻗도록 장착된다. 유사한 형태가 Higgins에게 허여된 미국특허 5,521,518에 개시되어 있다. 하지만, 특히 고밀도 패턴이 요구되면, 핑거가 모두 공통 평면에서 종단하도록 이들 핑거를 처음으로 위치시키는 것은 어렵다. 게다가, 이들 핑거는 사용시에 제위치 밖으로 쉽게 구부러지며 원래 위치로 쉽게 다시 휘어지지 않는다. 그러므로, 특정 핑거는 다른 핑거보다 앞서 터치다운하게 되며, 스크러브 압력과 거리는 상이한 핑거에 대하여 상이하게 된다. 적어도 Evans의 것에서, 핑거와 패드 사이에 약간의 틸팅을 허용하기 위한 적절한 기구가 없다. 비록 Evans는 전기접속의 품질을 향상시키기 위하여 개개의 핑거의 표면을 거칠게 하는 것을 제안하고 있지만, 이러한 거칠음은 패드 표면에 적절하지 못한 마모 및 손상을 일으킬 수 있다. Evans 와 Higgins 모두에 개 시된 접촉 핑거의 다른 단점은 이러한 핑거들이 상대적으로 낮은 수의 "터치다운" 또는 듀티사이클 이후에 반복되는 밴딩 및 응력으로 인한 피로 및 파괴를 경험하게 되는 것이다.

도 1을 참조하면, 오리건주 비버톤에 소재지를 둔 캐스캐이드 마이크로테크 인코퍼레이티드는 멤브레인 프로빙 조립체(42)를 장착하기 위한 프로브 헤드(40)를 개발하였다. 실리콘 웨이퍼(46)상에 포함된 특정 다이 면적(44)의 전기적인 성능을 측정하기 위하여, 프로브 헤드의 데이타/신호 라인(48) 및/또는 피복된 전송 라인(50)은 적합한 케이블 조립체에 의해서 테스트 장비의 입력/출력 포트에 접속되며, 웨이퍼를 지지하는 척(51)은 다이 면적의 패드를 멤브레인 프로빙 조립체의 하부 접촉부상에 포함된 접점과 가압 맞물림하도록 서로 수직인 X, Y, Z방향으로 이동된다.

프로브 헤드(40)는 데이타/신호 라인이 배열되는 프로브 카드(52)를 포함하고 있다. 도 2 와 3을 참조하면, 멤브레인 프로빙 조립체(42)는 경질 폴리머와 같은 비압축성 재료로 형성된 지지요소(54)를 포함하고 있다. 이 요소는 4개의 앨런 나사(56) 및 대응하는 너트(58)에 의해 프로브 카드의 상부쪽에 분리가능하게 연결된다(각각의 나사는 지지요소의 개개의 부착 아암(60)을 관통하고, 분리된 받침요소(62)는 지지요소의 뒤쪽 전체에 걸쳐서 나사의 클램핑 압력을 균등하게 분배한다). 분리가능한 이러한 연결에 따라, 상이한 접점 배열을 갖는 상이한 프로빙 조립체는 다른 디바이스를 프로빙 하기 위해 필요할 때 서로 신속하게 대체될 수 있다.

도 3과 4를 참조하면, 지지요소(54)는 부착 아암(60)이 일체로 결합되는 후방 베이스 부분(64)을 포함하고 있다. 또한 지지요소(54)상에 포함된 것은 평평한 베이스 부분으로부터 바깥쪽으로 돌출한 전방 지지부 또는 플런저(66)이다. 이 전방 지지부는 상부가 절단된 피라미드 형태인 전방 지지부를 제공하기 위하여 평평한 지지 표면(70)을 향하여 집중하는 경사진 측면(68)을 가지고 있다. 또한 도 2를 참조하면, 가요성 멤브레인 조립체(72)는 베이스 부분상에 포함된 얼라인먼트 핀(74)에 의해서 정렬된 후에 지지부에 부착된다. 이 가요성 멤브레인 조립체는 Du Pont de Nemours에 의해 판매되는 KAPTON™ 또는 다른 폴리이미드 필름과 같은 절연 시트의 하나 또는 그 이상의 층에 의해 형성되며, 가요성 전도층 또는 스트립이 층 사이에 또는 그 위에 제공되어 데이타/신호 라인(76)을 형성한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 지지 요소(54)가 프로브 카드(52)의 상부쪽에 장착될 때, 전방 지지부(66)는 테스트하에 있는 디바이스의 패드와 가압 맞물림을 위한 적합한 위치에서 가요성 멤브레인 조립체의 중앙 영역(80)상에 배열되는 접점을 나타내기 위하여 프로브 카드의 중앙 개구(78)를 통하여 돌출한다. 도 2를 참조하면, 멤브레인 조립체는 조립체에 교차 형태를 제공하는 안쪽으로 만곡된 에지(84)에 의해 분리되는 방사상으로 뻗은 아암 세그먼트(82)를 포함하고 있고, 이들 세그멘트는 경사진 측면(68)을 따라 경사진 방식으로 뻗으며 이에 의해 패드를 둘러싸는 어떤 수직의 구성요소를 제거한다. 일련의 접점 패드(86)는 데이타/신호 라인(76)을 종단하므로 지지요소가 장착될 때 프로브 카드상의 데이타/신호 라인(48)이 중앙 영역상의 접점과 전기적으로 접속되도록 이들 패드는 프로브 카드의 상부쪽에 제공된 대응하는 종단 패드와 전기적으로 맞물린다.

멤브레인 프로빙 조립체(42)의 특성은 패드상에 산화물의 생성에도 불구하고 각각의 사이클에서 접점과 패드 사이에 대체로 신뢰할 수 있는 전기접속을 제공하는 방식으로 다수의 접촉 사이클에 걸쳐서 접점 패드의 다소 조밀한 배열을 프로빙 하기 위한 조립체의 능력이다. 이러한 능력은 지지요소(54), 가요성 멤브레인 조립체(72)의 구성 및 상호연결 방식의 함수이다. 특히, 멤브레인 조립체가 구성되고 지지요소에 연결되므로 이들 패드와 가압 맞물리게 될 때, 멤브레인 조립체상의 접점은 국부적으로 제어된 방식으로 바람직하게 패드를 측방향으로 가로질러 닦거나 또는 스크러브한다. 이러한 스크러빙 동작을 나타내기 위한 바람직한 메카니즘은 도 6 및 7a-7b에 도시된 바와 같이 바람직한 멤브레인 조립체의 구성 및 상호연결과 관련하여 설명된다.

도 6 은 멤브레인 조립체(72a)의 중앙 영역(80a)의 확대도를 도시하고 있다. 이 실시예에서, 접점(88)은 패드의 정사각형 배열과 맞물리기 적합한 정사각형 패턴으로 배열된다. 또한 도 6의 선(7a-7a)을 따라 취한 단면도를 나타내는 도 7a를 참조하면, 각각의 접점은 강성의 접점 범프(92)가 형성되는 하나의 단부에 상대적으로 두꺼운 강성의 빔(90)을 포함하고 있다. 접점 범프는 그 위에 접점 범프에 융합된 로듐의 너브로 구성된 접촉부(93)를 포함하고 있다. 전기도금을 사용하여, 각각의 빔은 가요성의 전도성 트레이스(76a)의 단부와 겹쳐지는 연결로 형성되어 접합을 형성한다. 배면 전도성 층(94)과 결합된 전도성 트레이스는 그 치수가 포토리소그래픽 프로세스를 사용하여 설정되기 때문에 제어된 임피던스 데이타/신호 라인을 접점에 효과적으로 제공한다. 배면 층은 바람직하게 개구를 포함하고 있어 예를 들면, 제조하는 동안에 가스 배출을 도와준다.

멤브레인 조립체는 개재된 탄성중합체 층(98)에 의해 평평한 지지 표면(70)에 상호연결되는데, 이 층은 지지 표면과 같은 넓이를 가지고 있으며 Borden Company에 의해 제조된 ELMER'S STICK-ALL™ 또는 Dow Corning Corporation에 의해 제조된 "Sylgard 182"와 같은 실리콘 고무 화합물에 의해 형성될 수 있다. 이 화합물은 세팅될 때 경화되는 페이스트상 형태로 편리하게 도포될 수 있다. 앞에서 언급한 바와 같이, 평평한 지지 표면은 비압축성 재료로 만들어지며 바람직하게 폴리술폰 또는 글라스와 같은 단단한 유전체이다.

상술한 구성에 따라, 도 7b에 도시된 바와 같이 접점(88)의 하나가 개개의 패드(100)와 가압 맞물림할 때, 강성의 빔(90)과 범프(92) 구조부에 대한 중앙에서 벗어난 결과적인 힘은 탄성중합체 패드(98)에 의해 제공되는 탄성 회복력에 대항하여 빔을 피벗하거나 또는 틸팅하게 한다. 이러한 틸팅 운동은 빔의 전방부분(102)이 평평한 지지 표면(70)쪽으로 동일한 빔의 후방부분(104)보다 큰 거리를 이동한다는 관점에서 국부적으로 집중된다. 패드상의 접촉의 시작과 끝 위치를 각각 나타내는 점선과 실선으로 도 7b에 도시된 바와 같이, 이 효과는 패드를 가로질러 측방향 스크러빙 운동하도록 접점을 움직이는 것이다. 이러한 형태로, 접점과 패드의 적절한 전기접속을 보장하도록 각각의 패드상의 절연성 산화물은 제거된다.

도 8 에서 점선으로 나타낸 것은 초기 맞물림 또는 터치다운의 순간에 접점(88)과 패드(100)의 상대적인 위치를 도시하고 있으며, 실선으로 나타낸 것은 평평한 지지 표면(70)을 향하여 일직선으로 수직방향으로의 거리(106)에 의한 패드의 "초과이동" 이후에 동일 요소를 나타내고 있다. 도시한 바와 같이, 측방향의 스크러빙 동작의 거리(108)는 접점(88)의 수직적인 편향 또는 패드(100)에 의해 이동된 수직 방향으로의 거리(106)에 전적으로 의존한다. 그러므로, 중앙 영역(80a)상의 각각의 접점에 대한 수직 방향으로의 거리는 실질적으로 동일(접점 높이의 변화로 생기는 차이는 있음)하기 때문에, 중앙 영역상의 각각의 접점에 의한 측방향 스크러빙 동작의 거리는 실질적으로 균일하게 되고 특히, 중앙 영역상의 각각의 접점의 상대적인 위치에 의해 영향을 받지 않는다.

탄성중합체 층(98)이 비압축성 지지 표면(70)에 의해서 유지되기 때문에, 탄성중합체 층은 각각의 틸팅 빔(90)과 각각의 접점(93)에 대하여 회복력을 발휘하므로 스크러빙 동안에 접점과 패드의 압력을 유지한다. 동시에, 탄성중합체 층은 개개의 접점 사이에 약간의 높이 변화를 수용한다. 따라서, 도 9a 를 참조하면 상대적으로 짧은 접점(88a)이 바로 인접한 한쌍의 상대적으로 큰 접점(88b) 사이에 위치되고 이들 큰 접점이 개개의 패드와 맞물리게 될 때, 도 9b에 도시된 바와 같이 다음에 탄성중합체 층에 의해 변형은 패드에 의해 약간 더 초과이동한 이후에 작은 접점이 패드와 맞물려지게 허용한다. 이 예에서 각각의 접점의 틸팅 작용은 국부적으로 제어되고 특히 보다 큰 접점은 작은 접점과 독립적으로 틸팅 가능하므로, 작은 접점은 실제로 패드상에 터치다운 될 때까지 측방향 동작으로 강제되지 않는다는 것을 알 수 있다.

도 10 및 11을 참조하면, 도 8에 개략적으로 도시된 바와 같은 빔 구조부를 구성하기 위한 전기도금 프로세스는 지지 표면(70)과 탄성중합체 층(98)과 같은 그 위에 부착된 기판 재료를 한정하는 비압축성 재료(68)를 포함한다. 유연한 회로 구성기술을 사용하면, 가요성의 전도성 트레이스(76a)는 희생 기판상에 패턴으로 형성된다. 다음에, 폴리이미드 층(77)이 트레이스(76a) 일부분상의 빔(90)의 소정 위치를 제외한, 희생 기판과 트레이스(76a)의 전체 표면을 커버하도록 패턴으로 형성된다. 빔(90)은 그 다음에 폴리이미드 층(77)의 개구내에서 전기도금된다. 그 후에, 포토레지스트 층(79)이 폴리이미드(77)와 빔(90)의 표면상에 패턴으로 형성되어 접점 범프(92)의 소정 위치를 위한 개구를 남기게 된다. 다음에 접점 범프(92)는 포토레지스트 층(79)의 개구내에서 전기도금된다. 포토레지스트 층(79)이 제거되고 보다 두꺼운 포토레지스트 층(81)이 패턴으로 형성되어 접촉부(93)를 위한 소정 위치를 제외하고 노출된 표면을 커버한다. 다음에 접촉부(93)는 포토레지스트 층(81)의 개구내에서 전기도금된다. 다음에 포토레지스트 층(81)이 제거된다. 희생 기판 층이 제거되고 나머지 층들은 탄성중합체 층(98)에 부착된다. 도 12에 보다 정밀하게 예시된 바와 같이, 결과적인 빔(90), 접점 범프(92), 및 접촉부(93)는 디바이스의 독립적인 틸딩 및 스크러빙 기능을 제공한다.

불행하게도, 앞서 언급한 구성기술은 원치않는 많은 특성을 가진 구조가 된다.

첫번째, 서로 근접한 여러개의 빔(90), 접점 범프(92) 및 접촉부(93)(각각은 디바이스로 언급될 수 있다)는 전기도금조내에서 국부적으로 상이한 전류밀도를 나 타내는데, 이것은 차례로 다수의 빔(90), 접점 범프(92) 및 접촉부(93)의 높이에 차이를 나타내게 된다. 또한, 전기도금조내에 이온의 상이한 밀도 및 전기도금조내의 "랜덤" 변화는 또한 다수의 빔(90), 접점 범프(92) 및 접촉부(93)의 높이에 차이를 나타내게 된다. 다수의 빔(90), 접점 범프(92) 및 접촉부(93)의 상이한 높이는 다수의 디바이스의 전체적인 높이에 세배까지 심해진다. 따라서, 많은 디바이스는 다른 디바이스보다 상당히 다른 높이를 가지게 될 것이다. 가변적인 디바이스 높이를 가진 멤브레인 프로브를 사용하는 것은, 모든 접촉부(93)가 테스트 디바이스와 적절하게 접촉하는 것을 보장하기 위하여 모든 디바이스가 전반적으로 동일한 높이를 갖는 경우에 요구되는 것보다 높은 압력을 필요로 한다. 작은 면적에 2000 또는 그 이상의 디바이스와 같은 고밀도 멤브레인 프로브에 있어서 각각의 디바이스를 위해 요구되는 부가적인 압력의 축적 효과는 프로브 헤드 및 프로브 스테이션을 위해 허용된 전체 힘을 초과할 수 있다. 과도한 압력은 또한 프로브 스테이션, 프로브 헤드, 및/또는 멤브레인 프로빙 조립체의 밴딩 또는 파손을 초래할 수 있다. 게다가, 가장 낮은 높이를 가진 디바이스에 대하여 적합한 접촉을 하기 위해 요구되는 증가된 압력 때문에, 가장 큰 높이를 가진 디바이스가 테스트 디바이스상의 패드를 손상시킬 수 있다.

두번째, 디바이스 사이의 피치(간격)를 감소시키기 위한 능력은 폴리이미드(77)와 포토레지스트 층(79,81)의 에지를 초과하는 전기도금 프로세스의 "머시룸" 효과에 의해 제한된다. "머시룸" 효과는 제어하기 어려우며 빔(90), 접점 범프(92) 및 접촉부(93)의 가변적인 폭을 초래한다. 만약 빔(90), 접점 범프(92) 또는 접촉부(93)의 높이가 증가되면 "머시룸" 효과는 일반적으로 증가하고, 따라서 개개의 부분의 폭을 증가시킨다. 일반적으로 한 부분의 증가된 폭은 차례로 접촉부(93) 사이의 최소 간격을 증가시키는 전체적으로 보다 넓은 디바이스를 초래한다. 변경적으로, 빔(90), 접점 범프(92) 또는 접촉부(93)의 높이를 감소시키는 것은 차례로 접촉부(93) 사이의 최소 간격을 감소시키는 "머시룸" 효과를 일반적으로 감소시킨다. 그러나, 만약 개개의 빔(90)에 대한 접촉부(93)의 높이가 충분히 감소되면, 사용하는 동안에 빔(90)의 후방 단부는 허용할 수 있는 위치에서, 즉 접점 패드 밖에서 테스트 디바이스를 충분하게 틸팅하고 접촉한다.

세번째, 특히 니켈을 사용할 때 접점 범프(92)상의 접촉부(93)와 같은 제1 금속층의 상부에 직접 제2 금속층을 도금하는 것은 어렵다. 접점 범프(92)와 접촉부(93) 사이에 결합을 제공하기 위하여, 향상된 상호연결을 이루도록 구리 또는 금과 같은 인터페이스 시드층이 사용된다. 불행하게도, 인터페이스 시드층은 인터페이스 층의 보다 낮은 강도로 인하여 디바이스의 측방향 강도를 감소시킨다.

네번째, 불균일한 표면에 포토레지스트 층을 붙이는 것은 본질적으로 포토레지스트 층 자체의 불균일한 두께를 초래하여 준정합을 나타내기 쉽다. 도 13을 참조하면, 빔(90)의 상승된 부분 위의 포토레지스트 층(79,81)은 폴리이미드(77)의 하부 위의 포토레지스트 층(79,81)보다 두꺼워지기 쉽다. 더욱이, 포토레지스트(79,81)의 두께는 빔(90)의 밀도에 따라 변화되기 쉽다. 따라서, 보다 조밀한 디바이스의 간격을 가진 멤브레인 프로브의 영역에서 포토레지스트 층(79,81)은 덜 조밀한 디바이스의 간격을 가진 멤브레인 프로브의 영역보다 평균 적으로 두껍게 된다. 포토레지스트 층(79,81)의 노출 및 에칭 프로세스 동안에, 프로세스의 기간은 포토레지스트(79,81)의 두께에 의존한다. 가변적인 포토레지스트 두께를 갖는 경우에, 균일한 개구를 제공하도록 포토프로세스를 적절하게 처리하는 것은 어렵다. 게다가, 포토레지스트 층(79 또는 81)의 보다 얇은 영역은 가변적인 크기를 갖는 개구를 초래하는 초과노출되기 쉽다. 또한 포토레지스트 층 두께(79 또는 81)가 클수록 두께의 변화가 크다. 따라서, 포토레지스트의 사용은 많은 프로세스 문제를 나타낸다.

다섯번째, 분리된 얼라인먼트 프로세스는 트레이스(76a)상에 빔(90)을, 빔(90)상에 접점 범프(92)를, 그리고 접점 범프(92)상에 접촉부(93)를 정렬시키는 것이 필요하다. 각각의 얼라인먼트 프로세스는 각각의 부분의 크기를 만드는데 고려되야만 하는 고유한 변수를 가지고 있다. 접촉부(93)의 최소 크기는 기본적으로 측방향의 강도 요구사항과 허용가능한 최대 전류밀도에 의해 한정된다. 얼라인먼트의 허용공차 때문에, 접촉부(93)의 최소 크기는 차례로 접점 범프(92)의 최소 크기를 한정하므로 접촉부(93)는 접점 범프(92)상에 한정적으로 구성된다. 접촉부(93)의 관점에서 그리고 얼라인먼트의 허용공차 때문에, 접점 범프(92)의 최소 크기는 빔(90)의 최소 크기를 한정하므로 접점 범프(92)는 빔(90)상에 한정적으로 구성된다. 따라서, 접촉부(93)의 최소 크기와 함께 접점 범프(92) 및 접촉부(93)의 허용공차의 총합은 최소 디바이스 크기를 한정하고 따라서 접점 패드 사이의 최소 피치를 한정한다.

그러므로, 바람직한 것은 보다 균일한 디바이스 높이, 디바이스 사이의 감소 된 간격, 최대화된 측방향의 강도, 원하는 형상 및 적절한 얼라인먼트를 나타내는 멤브레인 프로브 구성기술 및 구조이다.

본 발명은 바람직하게 연성 재료로 구성된 기판을 제공함으로써 앞서 언급한 종래기술의 단점을 극복한다. 테스트 디바이스에 접점 패드를 접촉하기 위한 결과적인 디바이스의 원하는 형상을 가진 툴이 기판과 접촉하게 된다. 툴은 바람직하게 기판보다 강한 재료로 구성되므로 기판에 함몰부가 용이하게 만들어질 수 있다. 바람직하게 패턴이 형성되는 유전체(절연성) 층은 기판에 의해 지지된다. 전도성 재료는 함몰부내에 위치되고 그 다음에 바람직하게 유전체 층의 상부면으로부터 초과분을 제거하고 전체적으로 평평한 표면을 제공하도록 평탄화된다. 트레이스는 유전체 층과 전도성 재료상에 패턴으로 형성된다. 다음에 폴리이미드 층이 바람직하게 전체 표면에 패턴으로 형성된다. 그 다음에 기판은 적절한 프로세스에 의해서 제거된다.

앞서 언급한 내용과 본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련하여 상세한 설명을 고려함으로써 보다 쉽게 이해될 것이다.

도 1 은 프로브 헤드에 볼트결합된 멤브레인 프로빙 조립체 및 이 조립체에 의해서 프로빙하기 위한 적합한 위치에서 척상에 지지된 웨이퍼의 사시도이다.

도 2 는 지지 요소와 가요성 멤브레인 조립체를 포함하고 있는 도 1의 프로빙 조립체의 여러가지 부품들을 나타내는 저면도, 그리고 멤브레인 조립체의 대응 하는 라인과 접속된 데이타/신호 라인을 가진 프로브 카드의 단면도이다.

도 3 은 지지 요소의 보이지 않는 부분이 노출되도록 멤브레인 조립체의 부분이 절결된 도 1 의 멤브레인 프로빙 조립체의 측면도이다.

도 4 는 예시적인 지지 요소의 평면도이다.

도 5a-5b 는 어떻게 지지 요소와 멤브레인 조립체가 테스트하에 있는 디바이스의 방위와 일치하도록 틸팅하는지를 나타내는 개략적인 측면도이다.

도 6 은 도 2의 멤브레인 조립체 구조의 중앙 영역의 확대평면도이다.

도 7a-7b 는 우선 터치다운 이전의 접점을 도시하고 그 다음에 터치다운 이후의 동일한 접점 및 개개의 패드를 가로질러 스크러브 운동을 도시하는, 도 6의 선(7a-7a)을 따라 취한 단면도이다.

도 8 은 도 7a-7b의 접점을 최초의 터치다운 순간에서 점선으로, 그리고 패드에 의해서 수직 초과이동 이후의 접점을 실선으로 나타낸 개략적인 측면도이다.

도 9a 와 9b 는 접점을 패드와 접촉하도록 하는 탄성중합체 층의 변형을 나타내는 도면이다.

도 10 은 도 8의 디바이스의 종단면도이다.

도 11 은 도 8의 디바이스의 단면도이다.

도 12 는 도 10 및 11에 도시된 디바이스의 보다 정밀한 회화도이다.

도 13 은 프로세스 동안에 발생한 균일하지 않은 층을 나타내는 도 11에 도시된 디바이스의 상세도이다.

도 14 는 기판의 회화도이다.

도 15 는 본 발명의 툴, 특히 딤플링 툴의 예시적인 실시예의 회화도이다.

도 16 은 도 14의 기판과 접촉하는 도 15의 툴을 나타내는 회화도이다.

도 17 은 도 15의 툴이 기판과 접촉한 이후에 도 14의 기판의 회화도이다.

도 18 은 폴리이미드 층이 기판위에 지지되어 있는 도 14의 기판의 단면도이다.

도 19 는 Z축 스톱과 더불어 도 16의 툴을 도시한 회화도이다.

도 20 은 트레이스, 함몰부의 전도성 재료 및 부가적인 폴리이미드 층을 갖고 있는 도 14의 기판의 단면도이다.

도 21 은 기판이 제거되고, 전도된 도 20의 디바이스의 회화도이다.

도 22 는 도 21의 접촉부의 단면도이다.

도 23 은 본 발명의 디바이스의 한 배열을 나타내는 개략도이다.

도 24 는 통상적인 접촉부의 접점과 솔더 범프의 산화물 층을 나타내는 개략도이다.

도 25 는 길다란 프로빙 부분을 가진 다른 디바이스의 평면도이다.

도 26 은 길다란 프로빙 부분을 가진 도 25의 디바이스의 측면도이다.

도 27 은 도 25 및 26의 디바이스의 결과로 마크를 가지고 있는 땝납 범프의 회화도이다.

도 28 은 다른 프로빙 디바이스의 회화도이다.

도 29 는 솔더 범프에 적합한 또 다른 프로빙 디바이스의 회화도이다.

도 30 은 본 발명의 디바이스를 사용하는 켈빈 접속의 측면도이다.

멤브레인 프로브를 위해 현재 채용된 구성기술은 그 위에 조립되는 부가적인 층을 지지하기 위하여 평평하고 강성의 기판을 가지고 시작하는 것을 포함하고 있다. 피치를 감소시키고 증가된 균일성을 가진 디바이스를 제공하기 위해서는 점차적으로 보다 복잡하며 비용이 많이 드는 프로세스 기술을 요구한다. 지지하는 기판에 "상향식" 으로 층을 구성하는 현재의 기술과 대조적으로, 본 발명자는 적합한 툴을 사용함으로써 기판은 원하는 빔, 접점 범프 및 접촉부를 생성하도록 만들어 질 수 있다는 것을 인식하였다. 나머지 층들은 다음에 빔상에 "하향식"으로 구성된다. 기판 자체는 그 후에 제거된다.

도 14를 참조하면, 바람직하게 기판(200)은 알루미늄, 구리, 납, 인듐, 황동, 금, 은, 백금 또는 탄탈륨과 같은 연성 재료로 구성되며 바람직하게 10 밀리에서 8/1 인치 사이의 두께를 갖는다. 다음에 설명되는 바와 같이 바람직하게 기판(200)의 상부 표면(202)은 평평하며 광학적인 투명함을 위해 폴리싱되어 조망이 향상된다.

도 15를 참조하면, 툴 및 특히 "딤플링" 툴(210)은 테스트 디바이스상에 접점 패드를 접촉시키기 위한 결과적인 디바이스의 원하는 형태를 가진 헤드(212)와 함께 구성된다. 딤플링 툴(210)은 딤플링 기계(도시 생략)에 연결하기 위한 돌출부(214)를 포함하고 있다. 툴(210)은 헤드(212)가 기판(200)의 상부 표면(202)과 접촉하도록 배향된 상태로 딤플링 기계에 의해 지지된다. 바람직하게 툴(210)은 기판(200)보다 단단한 재료로 구성되므로 딤플이 기판에 용이하게 만들어 질 수 있 다. 툴(210)을 위한 적합한 재료는 예를 들면 공구강, 탄화물, 크롬 및 다이아몬드이다. 바람직한 딤플링 기계는 정밀한 X, Y, Z 제어를 할 수 있는 프로브 스테이션이다. 다른 어떤 딤플링 기계도 마찬가지로 사용될 수 있다는 것은 이해될 것이다. 도 16을 참조하면, 툴(210)이 기판(200)의 상부 표면(202)과 접촉하여 가압되어 도 17에 도시된 바와 같이 기판(200)으로부터 툴이 제거됨에 따라 툴(210)의 형태와 일치하는 함몰부(216)가 생기게 된다. 툴(210)은 기판(200)에 도 6에 도시된 패턴과 같은, 원하는 패턴과 일치하는 복수의 함몰부(216)를 생성하기 위하여 사용된다. 반대로, 툴(210)이 고정으로 유지되고 기판의 상부 표면(202)이 도 17에 도시된 바와 같이 기판(200)으로부터 툴이 제거됨에 따라 툴(210)의 형상과 일치하는 동일한 함몰부(216)를 만드게 되는 툴(210)과 접촉하여 가압될 때까지 기판(200)이 Z 방향으로 운동될 수 있다.

도 18을 참조하면, 폴리이미드 층(220)은 함몰부(216) 둘레에 패턴으로 형성된다. 마찬가지로, 다른 어떤 적합한 절연성 층 또는 유전체 층이 사용될 수 있다는 것은 이해될 것이다. 폴리이미드 층(220)을 패턴으로 형성하는 프로세스에서, 폴리이미드 층(220)을 위한 노출 및 에칭 프로세스 동안에 함몰부(216)로부터 폴리이미드를 제거하는 것은 다소 어렵다. 특히 함몰부(216)가 가파르게 경사진 측면을 가진 상대적으로 깊은 것일 때 이것은 사실이다. 변경적으로, 폴리이미드 층(220)은 함몰부(216)가 요망되는 곳에 위치된 개구를 가지고, 기판(200)의 상부 표면(202)상에 패턴으로 형성될 수 있다. 그 후에 툴(210)은 폴리이미드 층(220)에 구비된 개구를 통하여 기판(200)에 함몰부(216)를 생성하도록 사용된다. 이런 변경 기술은 함몰부(216)로부터 폴리이미드 층(220)을 충분히 제거하기 위한 어려운 프로세스를 배제한다.

폴리이미드 층(220)을 노출시키기 위하여, 함몰부(216)를 위한 개구를 정밀하게 정렬시키는 충분한 허용공차를 가진 마스크를 제조하는 것은 비용이 많이 든다. 딤플링 기계와 조합된 툴(210)은 상대적으로 저렴하고 다소 부정확한 마스크를 가지고 폴리이미드 층(220)을 노출 및 에칭하도록 하는 개구중 하나의 실제 위치와 정렬될 수 있다. 본 발명자는 마스크의 국부적으로 집중된 영역 및 이에 의해 생긴 개구가 딤플링의 목적을 위해 상대적으로 잘 정렬될 수 있다는 것을 인식하게 되었다. 게다가, 서로 떨어진 마스크의 영역들은 딤플링의 목적을 위해 상대적으로 잘 정렬되지 않는다. 따라서 정밀한 딤플링 기계를 가지고, 예상되는 패턴을 서로 떨어진 많은 함몰부(216)와 일치하도록 기판(200)을 자동적으로 딤플링하는 것은 딤플링 툴이 초기의 얼라인먼트 지점으로부터 떨어진 영역에서 개구와 정확하게 정렬되지 않게 된다. 얼라인먼트 프로세스의 정확성을 향상시키기 위하여, 본 발명자는 딤플링 기계가 멀리 떨어진 상이한 위치에서 폴리이미드 층(220)에서의 실제 개구와 재정렬되므로써, 각각의 국부적으로 집중된 영역은 상대적으로 정확하게 정렬되는 한편 전체적인 얼라인먼트는 약간 어긋날 수 있다는 것을 인식하였다. 이 방식에서는 상대적으로 저렴한 마스크가 사용될 수 있다.

바람직하게 딤플링 기계는 정밀한 Z축 운동을 포함하고 있으므로 각각의 함몰부의 깊이는 동일하거나 또는 실질적으로 동일하다. 도 19를 참조하면, 만약 충분하게 정밀한 Z축 운동이 가능하지 않다면, Z축 스톱(242)이 설치된 변경 딤플링 톨(240)이 사용될 수 있다. Z축 스톱(242)은 폴리이미드(220)의 상부 표면 또는 기판(200)의 상부 표면(202)상에 놓여지는 헤드(244)로부터 바깥쪽으로 뻗은 돌출부이다. Z축 스톱(242)은 딤플링 툴(240)을 사용하기 전에 폴리이미드 층(220)이 미리 패턴으로 형성되었는지 아닌지를 고려하여 적절한 깊이가 얻어지도록 헤드(244)에 대하여 위치된다.

도 20을 참조하면, 전도성 재료(250)는 폴리이미드(220)와 기판(200)상에 전기도금되고, 이로 인해 니켈 및 로듐과 같은 전도성 재료(250)로 함몰부(216)가 채워진다. 다른 어떤 적합한 기술이 함몰부(216)내에 전도성 재료를 위치시키기 위하여 사용될 수 있다는 것은 이해될 것이다. 그 다음에 전도성 재료(250)는 바람직하게 래핑되어 폴리이미드 층(220)의 상부 표면으로부터 초과분을 제거하고 전체적으로 평평한 표면을 제공한다. 바람직한 래핑 프로세스는 화학적-기계적 평탄화 프로세스이다. 트레이스(252)는 폴리이미드 층(220) 및 전도성 재료(250)상에 패턴으로 형성된다. 트레이스(252)는 바람직하게 구리, 알루미늄, 또는 금과 같은 양도체이다. 그 다음에 폴리이미드 층(254)이 전체 표면에 걸쳐서 패턴으로 형성된다. 또 다른 금속 및 유전체 층이 형성될 수 있다. 그 다음 기판(200)은 염산(HCL 15%) 또는 황산(H₂SO₄)을 사용한 에칭과 같은, 어떤 적합한 프로세스에 의해 제거된다. 염산 및 황산은 니켈 또는 로듐과 같은, 폴리이미드 층(220) 또는 전도성 재료(250)와 반응하지 않는다. 폴리이미드 층(254)는 변경적으로 어떤 적합한 절연체 또는 유전체 층일 수 있다는 것이 이해될 것이다.

도 21을 참조하면, 결과적인 디바이스의 접촉부(260)는 바람직하게 낮은 접촉 저항을 가지도록 선택되므로 테스트 디바이스와 양호한 전기접속이 이루어 질 수 있다. 니켈은 비교적 낮은 접촉 저항을 가진 반면에, 로듐은 훨씬 낮은 접촉 저항을 가지며 니켈보다 내마모성이 우수하다. 따라서, 함몰부(216)는 바람직하게 로듐의 층으로 도포된다. 통상적인 프로세싱 기술을 사용하면 로듐의 두께는 대략 5 마이크론으로 제한된다. 결과적인 디바이스는 로듐의 외부층을 포함하고 있고, 특히 그 다음에 니켈 또는 비전도성 충진재와 같은 나머지 전도성 재료로 채워지는 접촉부(260)를 포함하고 있다. 전도성 재료가 전체 함몰부를 채울 필요는 없다.

앞서 언급한 "하향식" 구성 프로세스는 지지 기판상에 층을 구성하는 종래의 "상향식" 프로세싱 기술을 능가하는 수많은 장점을 제공한다. 또한 이들 장점은 향상된 특성을 가진 디바이스를 구성할 수 있는 능력을 부여한다.

첫번째, 포토레지스트 프로세싱의 제한에 의해 사전에 부과되었던 결과적인 디바이스의 높이에 제한이 없다. 어떤 적합한 높이를 가진 디바이스를 구성하는 능력은 또한 어렵게 포토레지스트의 깊고 좁은 개구내에 전기도금하려고 시도함에 의해서 부과되는 제한을 경감시킨다.

두번째, 높이는 기계적인 툴링 프로세스에 의해서만 전적으로 한정되기 때문에 디바이스의 접촉부(260)의 높이가 대단히 균일하다. 전기도금조의 국부적으로 상이한 전류 밀도, 전기도금조내의 상이한 이온 밀도 및 전기도금조내의 "랜덤" 변화가 결과적인 디바이스의 전체적인 높이 및 형상을 손상시키지 않도록 제거된다. 실질적으로 균일한 디바이스의 높이를 가지므로, 디바이스가 테스트 디바이스와 적 절한 접촉을 하는데 보다 적은 힘이 요구되고, 차례로 프로브 스테이션, 프로브 헤드 및/또는 멤브레인 프로빙 조립체의 밴딩 및 파손의 경향을 감소시킨다. 또한, 실질적으로 균일한 디바이스의 높이는 과도한 압력으로 테스트 디바이스상의 접점 패드가 손상되는 경향을 감소시킨다.

세번째, 사전에 복수의 프로세싱 스텝이 요구되는 것과 같은 어떠한 경계층도 요구하지 않는 하나의 접착 프로세스 동안에 단일의 균질한 재료로 디바이스가 구성되기 때문에, 디바이스의 접촉부(260)는 보다 견고하다. 이것은 경계층의 최소 시어력이 아니라 테스트하는 동안에 허용가능한 최대 전류밀도의 제한으로 접촉부의 크기를 감소시키는 것을 허용한다.

네번째, 결과적인 디바이스의 형태는 상이한 재료를 효율적으로 프로빙하도록 맞춤될 수 있다. 디바이스의 형태는 85°와 같은, 가파른 측벽 각도를 가질 수 있고 한편, 여전히 기계적인 강도, 안정성 및 완전성을 제공한다. 가파른 측벽은 테스트 디바이스상의 접점 패드의 점차적으로 더 조밀한 배열을 위한 디바이스의 더 높은 밀도를 허용하는 보다 좁은 디바이스가 구성될 수 있게 한다. 게다가, 측벽의 각도는 기판의 결정구조에 의존하지 않는다(즉, 독립적이다).

다섯번째, 접촉부의 형태는 미리 알려져 있고 디바이스 사이에 균일하여 테스트 디바이스의 접점 패드와 균일한 접촉을 가능하게 한다.

여섯번째, 각각의 디바이스가 동일한 툴링 프로세스를 사용하여 구성되었기 때문에, 결과적인 디바이스의 상이한 부분의 얼라인먼트는 디바이스 사이에 완전히 균일하다. 접촉부에 대한 각각의 디바이스(빔 및 접점 범프)의 하부의 정확한 얼 라인먼트에 의하여, 포토레지스트 프로세스 및 전기도금 프로세스에 내재된 프로세싱 변수를 수용하기 위하여 부가적인 여유를 제공할 필요가 없다. 또한, 전기도금 프로세스의 "머시룸" 효과가 제거되어 또한 디바이스의 필요한 크기를 감소시킨다. 상이한 디바이스(300)의 얼라인먼트 가변성 감소 및 실질적인 제거는 증가된 밀도를 가진 테스트 디바이스상의 접점 패드를 위해 적합한, 현저하게 감소된 피치가 획득되도록 허용한다.

일곱번째, 결과적인 디바이스의 형태는 최상의 기계적인 성능을 제공하도록 꼬리가 긴 형태가 될 수 있다. 종래기술 부분에서 설명된 바와 같이 스크러빙 기능을 제공하기 위하여, 디바이스는 접촉시에 기울어지는 빔 및 범프 구조를 가져야만 한다. 디바이스(300)는 테일(302)과 접촉부(260) 사이에 경사면(304)을 포함할 수 있다. 경사면(304)은 디바이스(300)의 길이 부분을 따라 증가된 강도를 제공하도록 테일(302)이 헤드(306)보다 얇게 될 수 있다. 디바이스(300)의 틸팅 프로세스 동안에 디바이스(300)에 적용된 토크 힘은 경사면(304)에 의해 한정되는 대응하여 더 얇은 재료를 가진 디바이스(300)의 길이를 가로질러 감소된다. 더 얇은 테일(302) 및 테일(302)에 인접한 재료에 있어서, 만약 과도한 틸팅이 일어나면 디바이스(300)의 테일(302)이 테스트 디바이스에 충격을 가하는 가능성은 더 적다. 디바이스(300)의 향상된 형태는 또한 필요한 금속 재료의 양을 감소시킨다.

여덟번째, 테스트 디바이스상의 접점 패드에 대한 디바이스(300)의 정확한 위치를 결정하기 위하여, 멤브레인 프로브 조립체의 하부 부분의 영상을 얻기 위해 "룩업" 카메라가 사용된다. "룩업" 카메라의 사용은 접점 패드에 대한 멤브레인 프로브 조립체의 자동적인 얼라인먼트를 가능하게 하므로 자동 테스트가 실행될 수 있다. 멤브레인 프로브 조립체상의 디바이스(300)의 영상을 얻기 위하여 일반적으로 "룩업" 카메라는 디바이스(300)를 조명하는 빛을 이용한다. 불행하게도, 종래의 평탄화 프로세싱 기술은 빔, 접점 범프 및 접촉부상에 상대적으로 평평한 표면을 나타내게 되는데, "룩업" 카메라에 수직인 방향에서 각각 "룩업" 카메라로 빛을 되돌려 반사한다. 모든 표면으로부터 "룩업" 카메라로 되돌려 반사하는 빛은 종종 접촉부(260)의 정확한 위치에 대한 약간의 혼동을 초래한다. 디바이스(300)의 경사면(304)은 보다 아래에 배치된 "룩업" 카메라로부터 떨어진 입사광을 반사하는 경향이 있으며, 한편 접촉부(260)는 보다 아래에 배치된 "룩업" 카메라로 입사광을 되돌려 반사하는 경향이 있다. 주로 접촉부(260)로부터 "룩업" 카메라로 되돌아온 빛은 접촉부의 정확한 위치에 대한 보다 적은 잠재적인 혼동을 나타낸다.

아홉번째, 기판(200)의 상부 표면(202)의 최초의 폴리싱은 그 위에 패턴으로 형성되는 폴리이미드 층(220)을 위한 매끄러운 하부 표면을 만들어낸다. 기판(200)을 에칭 또는 다른 방법으로 제거한 후에, 폴리이미드 층(220)의 하부 표면은 매끄럽고 결과적인 폴리이미드 층(220)은 대체로 광학적으로 투명하다. 따라서, 트레이스와 금속화된 디바이스(300) 사이의 공간은 비교적 광학적으로 투과성이므로 디바이스를 위치결정하는 오퍼레이터는 트레이스와 디바이스 사이에 디바이스를 통하여 쉽게 볼 수 있다. 이것은 다른 방법으로 보이지 않는 디바이스상에 멤브레인 프로브 조립체를 수동으로 위치결정하는데 있어서 오퍼레이터를 도와준다. 게다가, 디바이스(300)의 피라미드 형태는 오퍼레이터가 넓은 빔 구조(접촉부에 비해서)에 의해 미리 보이지 않게 된 테스트 디바이스상의 접점 패드에 대한 접촉부의 정확한 위치를 보다 용이하게 결정할 수 있도록 허용한다.

열번째, 도 22를 참조하면, 디바이스의 접촉부(260)는 바람직하게 로듐(340)의 외부 표면을 가지도록 구성되는데, 통상적으로 대략 5 마이크론 두께로 효과적으로 도금될 수 있다. 로듐의 도금 프로세스는 준정합이며, 따라서 결과적인 층은 외부 측면(352,354)에 수직인 방향에서 대략 5 마이크론 두께이다. 접촉부의 상부(350)의 폭과 툴(210)의 측면(352,354)의 각도는 양 측면(352,354)상에 도금된 로듐(340)이 바람직하게 서로 결합되어 V자형태를 형성하도록 선택된다. 디바이스의 나머지는 바람직하게는 니켈이다. 로듐(340)의 두께는 수직의 방향에서 단지 5 마이크론인 반면에, 디바이스의 상부(350)로부터 수직의 방향에서 로듐(340)의 두께는 5 마이크론 보다 크다. 따라서, 상부(350)로부터 대체로 수직인 방향에서, 사용시에 마모되는 접촉부는 상부 부분이 두께 5 마이크론의 로듐으로 도금되었던 경우보다 오래 견디게 된다.

열한번째, 접촉부(260)의 조직은 테스트 디바이스의 접점 패드에 대하여 설명된 스크러빙 효과를 제공하도록 선택될 수 있다. 특히, 툴은 모든 디바이스를 위한 균일한 조직을 제공하기 위하여 대응하는 접촉부상에 거친 표면 패턴을 포함할 수 있다.

열두번째, 프로세싱 스텝의 수가 감소되기 때문에 본 발명의 구성 기술을 사용하면 상대적으로 빠르게 디바이스를 구성할 수 있으며, 실질적인 비용절감을 할 수 있다.

상술한 구성 기술은 또한 불가능한 것은 아니지만 다른 방법으로 구성하기 어려운 디바이스 형태에 대한 여러가지 장점을 제공한다.

첫째, 만약 어떠한 스크러빙 동작도 요구되지 않는다면 툴은 간단한 범프와 같이 원하는 어떤 형태를 제공할 수 있다.

둘째, 단순히 보다 큰 접점 범프에 의해 지지된 금속 부분에 비하여, 접촉부(260)까지 테스트 디바이스의 경사진 지지 측면은 접촉부(260)를 위한 우수한 기계적인 지지를 제공한다. 경사진 측면으로부터 이러한 지지를 받으므로, 접촉부는 디바이스로부터 떨어지게 되는 위험없이 더 작을 수 있다. 디바이스가 접점 패드의 표면상에 형성된 산화물을 관통하도록 기울어 질 때, 보다 작은 접촉부는 테스트 디바이스의 접점 패드에 대하여 향상된 접촉을 제공한다. 게다가, 디바이스의 테일(302)은 실질적으로 디바이스의 나머지 부분보다 더 얇아 질 수 있어서, 테스트하는 동안에 디바이스가 기울질 때 테일(302) 부분이 테스트 디바이스의 접점 패드에 충격을 가하는 경향을 감소시킨다.

세째, 프로브 헤드에 의해 가해지는 소정의 압력으로 주어지는, 디바이스의 접촉부에 의해 가해지는 압력은 디바이스의 회전중심을 변경함에 의해서 바뀔 수 있다. 디바이스의 회전중심은 디바이스의 길이와 길이에 대한 접촉부의 위치/높이를 선택함에 의해서 선택될 수 있다. 따라서, 압력은 두개의 상이한 접점 패드의 특성에 조화되도록 원하는 것으로 선택될 수 있다.

네째, 도 23을 참조하면, 디바이스 풋프린트의 삼각형 형태는 디바이스의 높은 측방향의 안전성을 제공하는 한편 디바이스 사이의 피치의 감소를 허용한다. 디바이스의 접촉부(403)는 바람직하게 테스트 디바이스의 많은 접점 패드를 위하여 선형 배열로 정렬된다. 디바이스의 삼각형 부분은 교대로 대향하는 방향으로 정렬된다.

다섯째, 디바이스 높이 및 구조적인 강도의 균일성을 여전히 유지하면서, 디바이스의 하부 표면으로부터 높이 올려지는 접촉부를 구성하는 능력은 디바이스가 스크러빙 동작을 제공할 수 있게 하는 한편 디바이스의 하부 표면은 적은 운동을 요구한다. 테스트시에 양호한 전기접촉을 이루게 하는 디바이스의 하부 표면의 적은 운동은 디바이스 하부 표면 아래의 층에 대한 응력을 감소시킨다. 따라서, 폴리이미드 층 및 접촉 트레이스를 균열시키는 경향이 감소된다.

인쇄회로기판상의 솔더 범프와 같은, 솔더 범프상의 산화물 층 또는 "플립-칩" 패키지 기술과 함께 사용되는 웨이퍼상의 솔더 볼을 프로빙할 때, 생성된 산화물 층은 효과적으로 관통하기 어렵다. 도 24를 참조하면, 솔더 범프상의 멤브레인 프로브의 통상적인 접촉부와 접촉할 때, 산화물(285)은 접촉부(289)와 함께 솔더 범프(287)내로 가압되는 경향이 있어 빈약한 상호접속을 초래한다. 솔더 범프상에 종래의 니들 프로브를 사용할 때, 니들은 솔더 범프상에서 미끄러지기 쉽고, 솔더 범프내에서 아래로 구부러지고, 니들상에 부스러기가 모이고, 테스트 디바이스의 표면상에 부스러기가 날리는 경향이 있으며 니들 프로브의 세정은 시간이 걸린다. 게다가, 니들 프로브는 솔더 범프상에 불균일한 프로브 마크를 남긴다. 플립-칩에 사용되는 솔더 범프를 프로빙 할 때, 솔더 범프의 상부 부분에 남겨진 프로브 마크는 가열될 때 폭발하기 쉬운 플럭스를 그 안에 가두는 경향이 있는데, 이것은 상호 접속을 파괴하거나 저하시킨다. 도 25 및 26을 참조하면, 솔더 범프를 프로빙하기 적합한 향상된 디바이스 구성이 도시되어 있다. 디바이스의 상부 부분은 수직에서 15°벗어난 것과 같이, 바람직하게 연마된 측면을 가진 가파르게 경사진 한쌍의 측면(291,293)을 포함하고 있다. 바람직하게 경사진 측면(291,293)은 측면의 상부에서 예리한 리지(295)를 형성한다. 측면(291,293)의 각도는 솔더 범프상의 산화물과 측면 사이의 마찰계수와 관련하여 선택되므로, 표면에 덮힌 산화물은 주로 측면(291,293)의 표면을 따라서 주로 미끄러지거나 또는 전단되고, 그리고 디바이스가 솔더 범프를 관통할 때 측면상에 현저하게 옮겨지지 않는다. 도 27을 참조하면, 실질적으로 예리한 리지는 또한 접촉 후에 솔더 범프 전체를 가로질로 뻗은 마크(저지구)를 제공한다. 플럭스와 함께 다음에 계속되는 솔더 범프의 가열은 솔더 범프의 측면으로부터 플럭스가 빠져나오게 하고, 이로 인해 폭발의 가능성을 회피한다. 게다가, 솔더 범프상에 남겨진 결과적인 마크는 균일하고 솔더 범프의 제조자가 설계에서 결과적인 마크를 고려할 수 있도록 한다. 또한 솔더 범프와 가압 접촉을 이루기 보다는 오히려 솔더 범프를 통하여 슬라이스 하는 경향이 있기 때문에, 보다 작은 힘이 디바이스에 가해지는 것을 필요로 한다. 보다 평평한 표면(405)은 솔더 볼(범프)내로 너무 깊이 슬라이스 하는 것을 방지한다.

도 28을 참조하면, 솔더 범프를 테스트하기 위한 보다 큰 접촉 면적을 제공하기 위하여 와플 패턴이 사용될 수 있다.

도 29를 참조하면, 변경된 디바이스는 바람직하게 아치(315)의 단부에 한쌍의 돌출부(311,313)를 포함하고 있다. 돌출부(311,313) 사이의 간격은 바람직하게 테스트되는 솔더 범프(317)의 직경보다 작다. 이러한 배열을 가지므로 돌출부(311,313)는 솔더 범프(317)의 측면에 부딪치게 되고, 이에 의해 솔더 범프(317)의 상부 부분상에 마크를 남기지 않는다. 솔더 범프(317)의 측면상의 마크를 가지므로, 다음에 사용되는 플럭스가 마크내에 갇혀 폭발하는 경향이 작아진다. 게다가, 만약 디바이스의 얼라인먼트가 솔더 범프(317)상의 중앙에 위치되지 않으면 돌출부(311,313)의 하나가 여전히 솔더 범프(317)에 부딪치게 되기 쉽다.

이전의 디바이스 구성 기술은 다소 크고 얼라인먼트를 보장하기 어려운 접촉부를 포함한 디바이스를 만들게 된다. 도 30을 참조하면, 향상된 구성 기술에 있어서 본 발명자는 멤브레인 프로브가 테스트 디바이스상의 접점 패드에 "진정한" 켈빈 접속을 이루기 위해 사용될 수 있다는 것을 인식하게 되었다. 한쌍의 디바이스(351,353)는 서로 인접한 접촉부(355,357)와 정렬된다. 이러한 배열에 있어서, 디바이스의 하나는 "가압" 부분이 되는 반면에 다른 디바이스는 켈빈 테스트 배열의 "감지" 부분이 될 수 있다. 두 접촉부(355,357)는 테스트 디바이스상의 동일한 접점 패드와 접촉한다. 켈빈 접속의 보다 상세한 분석은 Fink, D.G., ed., Electronics Engineers' Handbook, 1st ed., McGraw-Hill Book co., 1975, Sec. 17-61, pp.17-25, 17-26, "The Kelvin Double Bridge", 및 미국특허출원 번호 08/864,287 에 설명되어 있으며, 이것들은 여기에 참조로 통합되었다.

사용된 기술, 원하는 용도 및 성취된 구조에 따라서는, 본 발명에 따라 구성된 디바이스에서 상술한 장점들이 전혀 나타나지 않거나 모두 나타날 수 있다는 것을 유의해야 한다.

Claims (106)

1. 멤브레인 프로브를 구성하는 방법에 있어서,

   (a) 기판을 제공하는 단계;

   (b) 상기 기판내에 제1 함몰부를 생성하는 단계;

   (c) 상기 제1 함몰부내에 전도성 재료를 위치시키고 상기 전도성 재료의 베이스가 길다란 베이스를 형성하도록 하는 단계;

   (d) 상기 전도성 재료에 전도성 트레이스를 연결하고, 상기 전도성 재료를 지지하기 위해 멤브레인을 도포하여, 상기 전도성 재료가 상기 멤브레인과 상기 기판 사이에 배치되도록 하는 단계; 및

   (e) 상기 전도성 재료로부터 상기 기판을 제거하는 단계;를 포함하고 있으며

   (f) 상기 멤브레인은 상기 전도성 재료의 상기 길다란 베이스를 그 길이 대부분에 걸쳐 지지하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 프로브를 구성하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 함몰부는 툴을 사용하여 생성되는 것을 특징으로 하는 멤브레인 프로브를 구성하는 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 툴을 상기 기판과 접촉하여 가압하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 프로브를 구성하는 방법.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 툴로 제2 함몰부를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 프로브를 구성하는 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 제2 함몰부를 생성하기 위해, 상기 툴을 상기 기판에 대하여 측방향으로 이동하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 프로브를 구성하는 방법.
6. 제 2 항에 있어서, 상기 툴에 Z축 스톱을 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 프로브를 구성하는 방법.
7. 제 2 항에 있어서, 상기 툴은 상기 제1 함몰부를 생성하기 위해 사용되는 형상부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 멤브레인 프로브를 구성하는 방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 형상부는 경사면을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 멤브레인 프로브를 구성하는 방법.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 멤브레인은 상기 트레이스 이후에 도포되는 것을 특징으로 하는 멤브레인 프로브를 구성하는 방법.
10. 제 7 항에 있어서, 상기 형상부는 테일과 헤드 사이에 경사면을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 멤브레인 프로브를 구성하는 방법.
11. 제 7 항에 있어서, 상기 형상부는 헤드와 테일을 갖고 있고, 상기 테일은 상기 헤드보다 얇은 것을 특징으로 하는 멤브레인 프로브를 구성하는 방법.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 기판은 연성 재료인 것을 특징으로 하는 멤브레인 프로브를 구성하는 방법.
13. 제 2 항에 있어서, 상기 툴은 상기 기판보다 강한 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 멤브레인 프로브를 구성하는 방법.
14. 제 1 항에 있어서, 제2 함몰부를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 프로브를 구성하는 방법.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 제1 함몰부는 상기 제2 함몰부와 실질적으로 비슷한 것을 특징으로 하는 멤브레인 프로브를 구성하는 방법.
16. 제 1 항에 있어서, 상기 기판에 절연층을 패턴으로 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 프로브를 구성하는 방법.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 절연층은 상기 제1 함몰부를 생성하기 이전에 상기 기판에 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 멤브레인 프로브를 구성하는 방법.
18. 제 16 항에 있어서, 상기 절연층은 개구부를 형성하고 상기 제1 함몰부는 상기 개구부에 상응하는 위치에 생성되는 것을 특징으로 하는 멤브레인 프로브를 구성하는 방법.
19. 제 1 항에 있어서, 상기 전도성 재료는 니켈 및 로듐의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 프로브를 구성하는 방법.
20. 제 1 항에 있어서, 상기 전도성 재료상에 로듐의 외부층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 프로브를 구성하는 방법.
21. 제 20 항에 있어서, 상기 로듐의 외부층이 V자형태를 형성하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 프로브를 구성하는 방법.
22. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 함몰부내에 전도성 재료를 위치시키는 단계는 상기 제1 함몰부내에 상기 전도성 재료를 전기도금하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 프로브를 구성하는 방법.
23. 제 1 항에 있어서, 상기 전도성 재료가 균일하게 퇴적되는 것을 특징으로 하는 멤브레인 프로브를 구성하는 방법.
24. 제 1 항에 있어서, 상기 전도성 재료를 상기 제1 함몰부에 위치시킨 후에 상기 전도성 재료를 평탄화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 프로브를 구성하는 방법.
25. 제 1 항에 있어서, 상기 전도성 재료가 상기 멤브레인의 지지 표면에 대하여 경사진 실질적으로 평평한 표면을 가지도록 상기 제1 함몰부를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 프로브를 구성하는 방법.
26. 제 1 항에 있어서, 상기 전도성 재료가 실질적으로 피라미드 형태가 되도록 상기 제1 함몰부를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 프로브를 구성하는 방법.
27. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 함몰부를 생성하기 이전에 상기 기판을 폴리싱하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 프로브를 구성하는 방법.
28. 제 1 항에 있어서, 상기 전도성 재료상에 거친 표면을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 프로브를 구성하는 방법.
29. 제 1 항에 있어서, 상기 기판은 결정 구조를 갖고 있고 상기 함몰부는 상기 결정 구조에 대하여 경사진 적어도 하나의 실질적으로 평평한 경사면을 갖고 있고, 상기 표면과 상기 결정 구조 사이에 예각을 형성하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 프로브를 구성하는 방법.
30. 전기적 디바이스를 프로빙하기 위한 프로빙 조립체에 있어서:

    (a) 지지요소;

    (b) 상기 지지요소 위에 놓이는 멤브레인;

    (c) 상기 멤브레인에 의해 지지되는 복수의 길다란 컨덕터; 및

    (d) 상기 멤브레인에 의해 그 길이 대부분에 걸쳐 지지되는 길다란 베이스를 가지는 복수의 길다란 접점을 포함하고 있고, 각각의 상기 접점은 적어도 상기 컨덕터의 개개의 하나에 전기적으로 연결되고, 각각의 상기 접점은 전기적 디바이스와 가압 맞물림에 따라 경사지며, 각각의 상기 접점은 상기 멤브레인에 대하여 경사지고 상기 멤브레인에 대하여 예각을 형성하는 적어도 하나의 실질적으로 평평한 경사면을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
31. 제 30 항에 있어서, 상기 접점은 테일과 접촉부를 가지고 있고, 상기 경사면은 상기 테일과 상기 접촉부 사이에 존재하는 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
32. 제 30 항에 있어서, 상기 경사면은 상기 접점의 일면인 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
33. 제 30 항에 있어서, 상기 접점은 일체형인 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
34. 제 30 항에 있어서, 상기 접점은 실질적으로 피라미드 형태인 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
35. 제 30 항에 있어서, 상기 접점은 넓은 단부와 좁은 단부를 가진 풋프린트를 형성하는 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
36. 제 30 항에 있어서, 각각의 상기 접점은 개개의 접촉부를 갖고 있고, 상기 접촉부는 선형 배열로 정렬되는 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
37. 제 35 항에 있어서, 각각의 상기 접점은 개개의 접촉부를 갖고 있고, 상기 접촉부는 선형 배열로 정렬되고, 상기 접점의 넓은 단부가 다른 접점의 좁은 단부에 인접하도록 상기 접점이 배열되는 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
38. 전기적 디바이스를 프로빙하기 위한 프로빙 조립체에 있어서:

    (a) 지지요소;

    (b) 상기 지지요소 위에 놓이는 멤브레인;

    (c) 상기 멤브레인에 의해 지지되는 길다란 컨덕터; 및

    (d) 상기 멤브레인에 의해 그 길이 대부분에 걸쳐 지지되는 길다란 베이스를 가지고 있고, 상기 컨덕터에 전기적으로 연결되는 길다란 접점을 포함하고 있고, 상기 접점은 상기 전기적 디바이스와 가압 맞물림에 따라 경사지며, 상기 접점은 길다란 부분 및 상기 길다란 부분 위의 접촉부를 갖고 있고, 상기 접촉부와 상기 길다란 부분은 서로 일체로 되어 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
39. 제 38 항에 있어서, 상기 길다란 부분은 테일 및 상기 길다란 부분을 따라 뻗어 있고 상기 테일로부터 멀어지는 경사면을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
40. 제 38 항에 있어서, 상기 길다란 부분은 상기 멤브레인에 대하여 경사져서 예각을 형성하는 경사면을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
41. 제 38 항에 있어서, 상기 접점은 실질적으로 피라미드 형태인 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
42. 제 38 항에 있어서, 상기 접점은 넓은 단부와 좁은 단부를 가진 풋프린트를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
43. 전기적 디바이스를 프로빙하기 위한 프로빙 조립체에 있어서:

    (a) 지지요소;

    (b) 상기 지지요소 위에 놓이는 멤브레인;

    (c) 상기 멤브레인에 의해 지지되는 길다란 컨덕터; 및

    (d) 상기 멤브레인에 의해 그 길이 대부분에 걸쳐 지지되는 길다란 베이스를 가지고 있고, 상기 컨덕터에 전기적으로 연결되는 접점을 포함하고 있고, 상기 접점은 그 사이에 예각을 형성하는 한쌍의 측면을 가진 아래쪽으로 돌출한 길다란 리지를 갖고 있고, 상기 리지는 상기 전기적 디바이스상의 산화물 층을 절단하기 적합한 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
44. 제 43 항에 있어서,상기 한쌍의 측면이 결합하여 상기 리지를 형성하는 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
45. 제 43 항에 있어서, 상기 리지는 상기 접점을 실질적으로 가로질러 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
46. 제 43 항에 있어서, 상기 접점은 상기 리지를 지지하는 평평한 표면을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
47. 제 43 항에 있어서, 아래쪽으로 돌출한 복수의 길다란 리지를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
48. 제 47 항에 있어서, 상기 복수의 리지가 와플 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
49. 제 43 항에 있어서, 상기 접점이 아치를 형성하고 상기 리지가 상기 아치의 단부에 배치되는 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
50. 제 49 항에 있어서, 상기 접점은 상기 아치의 다른 단부에 또 다른 길다란 리지를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
51. 삭제
52. 삭제
53. 삭제
54. 삭제
55. 삭제
56. 삭제
57. 삭제
58. 삭제
59. 삭제
60. 접점 패드를 갖고 있는 전기적 디바이스를 프로빙하기 위한 방법에 있어서,

    (a) 멤브레인에 의해 그 길이 대부분에 걸쳐 지지되는 길다란 베이스를 가지는 한쌍의 접점을 형성하는 단계;

    (b) 테스트 디바이스에 상기 한쌍의 접점을 전기적으로 연결하는 단계;

    (c) 상기 접점 패드에 상기 접점을 가압하는 단계;

    (d) 테스트 디바이스를 사용하여 상기 접점 패드의 상기 전기적 디바이스를 테스트 하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전기적 디바이스를 프로빙하기 위한 방법.
61. 제 60 항에 있어서, 상기 멤브레인에 의해 지지되는 한쌍의 컨덕터를 제공하고, 상기 테스트 디바이스에 각각의 상기 컨덕터를 연결하고, 상기 접점의 하나를 상기 컨덕터의 하나에 연결하고 상기 접점의 다른 하나를 상기 컨덕터의 다른 하나에 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적 디바이스를 프로빙하기 위한 방법.
62. 제 60 항에 있어서, 각각의 상기 한쌍의 접점이 상기 접점 패드와 전기적 맞물림되도록 가압될 때 각각의 상기 한쌍의 접점이 경사지는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적 디바이스를 프로빙하기 위한 방법.
63. 제 60 항에 있어서, 상기 접점으로 상기 접점 패드로부터 산화물 표면을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적 디바이스를 프로빙하기 위한 방법.
64. 프로브를 생성하는 방법에 있어서,

    (a) 기판을 제공하는 단계;

    (b) 층내에 복수의 개구부를 형성하는 패턴 층을 상기 기판상에 놓는 단계;

    (c) 적어도 하나의 상기 개구부에 대하여 툴을 정렬하고, 프로브를 위한 결과적인 접점의 표면 영역을 형성하는 상기 개구부의 적어도 일부 패턴에 기초하여 상기 개구부내에 제1 세트의 함몰부를 생성하는 단계;

    (d) 적어도 하나의 상기 개구부에 대하여 툴을 재정렬하고, 프로브를 위한 결과적인 접점의 표면 영역을 형성하는 상기 개구부의 적어도 일부 패턴에 기초하여 상기 개구부내에 제2 세트의 함몰부를 생성하는 단계;

    (e) 복수의 상기 함몰부내에 전도성 재료를 배치하고, 그 후에 상기 전도성 재료로부터 상기 기판을 제거하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 프로브를 생성하는 방법.
65. 제 64 항에 있어서, 상기 전도성 재료에 전도성 트레이스를 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브를 생성하는 방법.
66. 제 65 항에 있어서, 상기 전도성 재료를 지지하는 멤브레인을 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브를 생성하는 방법.
67. 제 66 항에 있어서, 상기 전도성 트레이스를 상기 전도성 재료에 연결한 후에 상기 멤브레인이 도포되는 것을 특징으로 하는 프로브를 생성하는 방법.
68. 제 64 항에 있어서, 상기 함몰부는 툴을 상기 기판내로 가압하는 것에 의해서 생성되는 것을 특징으로 하는 프로브를 생성하는 방법.
69. 제 68 항에 있어서, 상기 함몰부를 생성하기 위해, 상기 툴을 상기 기판에 대하여 측방향으로 이동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브를 생성하는 방법.
70. 프로브를 생성하는 방법에 있어서,

    (a) 기판을 제공하는 단계;

    (b) 층내에 복수의 개구부를 형성하는 패턴 층을 상기 기판상에 놓는 단계;

    (c) 상기 층이 패턴으로 형성된 후에 결과적인 접점의 표면 영역을 형성하는 상기 개구부내에 함몰부의 세트를 생성하는 단계;

    (d) 상기 함몰부내에 전도성 재료를 배치하는 단계; 및

    (e) 상기 전도성 재료로부터 상기 기판을 제거하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 프로브를 생성하는 방법.
71. 제 70 항에 있어서, 상기 전도성 재료에 전도성 트레이스를 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브를 생성하는 방법.
72. 제 71 항에 있어서, 상기 전도성 재료를 지지하는 멤브레인을 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브를 생성하는 방법.
73. 제 72 항에 있어서, 상기 전도성 트레이스를 상기 전도성 재료에 연결한 후에 상기 멤브레인이 도포되는 것을 특징으로 하는 프로브를 생성하는 방법.
74. 제 70 항에 있어서, 상기 함몰부는 툴을 상기 기판내로 가압하는 것에 의해서 생성되는 것을 특징으로 하는 프로브를 생성하는 방법.
75. 제 74 항에 있어서, 상기 함몰부를 생성하기 위해, 상기 툴을 상기 기판에 대하여 측방향으로 이동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브를 생성하는 방법.
76. 프로브를 생성하는 방법에 있어서,

    (a) 기판을 제공하는 단계;

    (b) 툴을 상기 기판내로 가압하는 것에 의해서 상기 기판내에 함몰부를 생성하고, 상기 함몰부의 깊이는 상기 기판과 가압 맞물림하는 상기 툴로부터 바깥쪽으로 뻗은 상기 툴의 일부에 의해서 적어도 부분적으로 제어되고, 이에 의해 상기 툴에 대한 상기 기판의 계속적인 상대 이동을 억제하는 단계;

    (c) 상기 함몰부내에 전도성 재료를 배치하는 단계; 및

    (e) 상기 전도성 재료로부터 상기 기판을 제거하는 단계를 포함하고 있고, 결과적인 접점의 표면 영역은 상기 툴에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브를 생성하는 방법.
77. 제 76 항에 있어서, 상기 전도성 재료에 전도성 트레이스를 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브를 생성하는 방법.
78. 제 77 항에 있어서, 상기 전도성 재료를 지지하는 멤브레인을 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브를 생성하는 방법.
79. 제 78 항에 있어서, 상기 전도성 트레이스를 상기 전도성 재료에 연결한 후에 상기 멤브레인이 도포되는 것을 특징으로 하는 프로브를 생성하는 방법.
80. 제 78 항에 있어서, 상기 함몰부를 생성하기 위해, 상기 툴을 상기 기판에 대하여 측방향으로 이동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브를 생성하는 방법.
81. 전기적 디바이스를 프로빙하기 위한 프로빙 조립체에 있어서:

    (a) 지지요소;

    (b) 상기 지지요소 위에 놓이는 멤브레인;

    (c) 상기 멤브레인에 의해 지지되는 복수의 길다란 컨덕터;

    (d) 상기 멤브레인에 의해 그 길이 대부분에 걸쳐 지지되는 길다란 베이스를 가지고 있고, 적어도 상기 컨덕터의 각각의 하나와 전기적으로 각각 연결되는 복수의 접점; 을 포함하고 있고

    (e) 상기 복수의 접점은:

    (i) 상기 접점의 접촉부에 배치되는 제1 접점 저항을 갖고 있는 제1 재료;

    (ⅱ) 제2 접점 저항을 갖고 있는 제2 재료를 더 포함하고 있고, 상기 제1 접점 저항이 상기 제2 접점 저항보다 작은 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
82. 제 81 항에 있어서, 상기 제1 재료는 전도성 로듐인 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
83. 제 82 항에 있어서, 상기 제2 재료는 전도성 니켈인 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
84. 제 81 항에 있어서, 각각의 상기 접점은 상기 전기적 디바이스와 가압 맞물림에 따라 경사지는 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
85. 전기적 디바이스를 프로빙하기 위한 프로빙 조립체에 있어서:

    (a) 지지요소;

    (b) 상기 지지요소 위에 놓이는 멤브레인;

    (c) 상기 멤브레인에 의해 지지되는 복수의 길다란 컨덕터;

    (d) 상기 멤브레인에 의해 그 길이의 대부분에 걸쳐 지지되는 길다란 베이스를 가지고 있고, 적어도 상기 컨덕터의 각각의 하나와 전기적으로 각각 연결되는 복수의 상기 접점; 을 포함하고 있고

    (e) 상기 복수의 접점은:

    (i) 상기 접점의 접촉부에 배치되는 제1 재료;

    (ⅱ) 상기 제1 재료를 지지하는 제2 재료를 더 포함하고 있고, 상기 멤브레인에 수직인 방향에서의 상기 제1 재료의 깊이는 상기 제1 재료의 측면에 수직인 방향에서의 상기 제1 재료의 깊이보다 크고, 상기 제1 재료는 상기 제2 재료와 다른 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
86. 제 85 항에 있어서, 상기 제1 재료는 전도성 로듐인 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
87. 제 86 항에 있어서, 상기 제2 재료는 전도성 니켈인 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
88. 제 85 항에 있어서, 각각의 상기 접점은 상기 전기적 디바이스와 가압 맞물림에 따라 경사지는 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
89. 프로브를 생성하는 방법에 있어서,

    (a) 기판을 제공하는 단계;

    (b) 상기 기판의 결정 구조와 무관한 적어도 하나의 측벽을 갖는 툴을 사용하여 한세트의 함몰부를 상기 기판내에 생성하는 단계;

    (c) 상기 함몰부내에 전도성 재료를 배치하는 단계; 및

    (e) 상기 전도성 재료로부터 상기 기판을 제거하는 단계를 포함하고 있으며, 결과적인 접점의 표면 영역은 상기 툴에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브를 생성하는 방법.
90. 제 89 항에 있어서, 상기 전도성 재료에 전도성 트레이스를 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브를 생성하는 방법.
91. 제 90 항에 있어서, 상기 전도성 재료를 지지하는 멤브레인을 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브를 생성하는 방법.
92. 제 91 항에 있어서, 상기 전도성 트레이스를 상기 전도성 재료에 연결한 후에 상기 멤브레인이 도포되는 것을 특징으로 하는 프로브를 생성하는 방법.
93. 제 89 항에 있어서, 상기 함몰부를 생성하기 위해, 상기 툴을 상기 기판에 대하여 측방향으로 이동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브를 생성하는 방법.
94. 전기적 디바이스를 프로빙하기 위한 프로빙 조립체에 있어서:

    (a) 지지요소;

    (b) 상기 지지요소 위에 놓이는 멤브레인;

    (c) 상기 멤브레인에 의해 지지되는 복수의 길다란 컨덕터;

    (d) 상기 멤브레인에 의해 그 길이 대부분에 걸쳐 지지되는 길다란 베이스를 가지고 있고, 적어도 상기 컨덕터의 각각의 하나와 전기적으로 각각 연결되고, 상기 전기적인 디바이스와 가압 맞물림에 따라 경사지는 복수의 길다란 접점; 을 포함하고 있고

    (e) 상기 길다란 접점은:

    (i) 상기 전기적 디바이스와 가압 맞물림하도록 배치되는 접촉부;

    (ⅱ) 상기 접촉부에서 멀어질수록 두께가 점점 감소하는, 상기 접촉부로부터 뻗은 몸체의 주요부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
95. 제 94 항에 있어서, 상기 주요부는 선형으로 점점 감소하는 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
96. 제 94 항에 있어서, 상기 접촉부와 상기 몸체는 서로 일체인 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
97. 제 96 항에 있어서, 상기 접촉부와 상기 몸체는 서로 균질인 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
98. 제 94 항에 있어서, 상기 길다란 접점은 실질적으로 피라미드 형태인 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
99. 제 94 항에 있어서, 상기 접촉부는 상기 멤브레인에 대하여 실질적으로 평행하고 상기 주요부는 상기 멤브레인에 대하여 경사진 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
100. 전기적 디바이스를 프로빙하기 위한 프로빙 조립체에 있어서:

     (a) 지지요소;

     (b) 상기 지지요소 위에 놓이는 멤브레인;

     (c) 상기 멤브레인에 의해 지지되는 복수의 길다란 컨덕터;

     (d) 상기 멤브레인에 의해 그 길이 대부분에 걸쳐 지지되는 길다란 베이스를 각각 가지고 있고, 적어도 상기 컨덕터의 각각의 하나와 전기적으로 각각 연결되는 복수의 접점; 을 포함하고 있고

     (e) 상기 접점은 상기 전기적 디바이스와 가압 맞물림하도록 배치되는 접촉부를 더 포함하고 있고, 각각의 상기 접점의 접점부는 실질적으로 동일한 매끄럽지않은 구조를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
101. 제 100 항에 있어서, 각각의 상기 접점은 상기 전기적 디바이스와 가압 맞물림에 따라 경사지는 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
102. 제 100 항에 있어서, 상기 접촉부는 상기 멤브레인에 대하여 실질적으로 평행한 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
103. 전기적 디바이스를 프로빙하기 위한 프로빙 조립체에 있어서:

     (a) 지지요소;

     (b) 상기 지지요소 위에 놓이는 멤브레인;

     (c) 상기 멤브레인에 의해 지지되는 복수의 길다란 컨덕터;

     (d) 상기 멤브레인에 의해 그 길이 대부분에 걸쳐 지지되는 길다란 베이스를 각각 가지고 있고, 적어도 상기 컨덕터의 각각의 하나와 전기적으로 각각 연결되는 복수의 길다란 접점; 을 포함하고 있고

     (e) 상기 길다란 접점은 상기 전기적 디바이스와 접촉부 부근의 제1 폭을 갖고 있고, 이 제1 폭은 상기 접촉부에 대하여 상기 길다란 접점의 대향하는 단부 부근의 제2 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
104. 제 103 항에 있어서, 각각의 상기 길다란 접점은 상기 전기적 디바이스와 가압 맞물림에 따라 경사지는 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
105. 제 103 항에 있어서, 각각의 상기 접촉부는 선형 배열로 정렬되고, 하나의 상기 접점의 상기 대향하는 단부가 다른 하나의 상기 접점의 단부에 인접하도록 상기 접점이 배열되는 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.
106. 제 105 항에 있어서, 각각의 상기 접촉부는 대체로 축선을 따르는 배열로 정렬되고, 하나의 상기 접점의 상기 대향하는 단부가 상기 축선에 수직인 방향에 대하여 인접한 하나의 상기 접점의 상기 대향하는 단부와 포개지는 것을 특징으로 하는 프로빙 조립체.

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