KR100773374B1

KR100773374B1 - 프로브 팁 제조방법

Info

Publication number: KR100773374B1
Application number: KR1020060081578A
Authority: KR
Inventors: 김용환
Original assignee: (주)넴스프로브
Priority date: 2006-08-28
Filing date: 2006-08-28
Publication date: 2007-11-05

Abstract

본 발명은 대략 깔때기(funnel) 형상의 안정된 구조를 가지면서, 칩 패드 간의 미세 피치에 대응하며, 마모가 일어나더라도 접촉 단면적에 대한 변화가 작고, 사용 수명이 향상된 프로브 팁 제조방법에 관한 것이다.

본 발명이 개시하는 제조방법은, 기판(substrate) 상에 희생기층을 증착하고, 포토레지스트(PR)를 도포하는 과정, 몰드를 포함한 PR패턴을 형성하는 과정, 열처리 로를 통해 상기 몰드의 개구에 만곡부를 형성하는 과정, 전주도금하여 프로브 팁을 형성하는 과정, 및 PR패턴을 제거하고, 희생기층을 식각하여 형성된 프로브 팁을 분리하는 과정으로 이루어진다.

프로브 카드, 프로브 팁, 포토레지스트, 리플로우, 전주도금

Description

프로브 팁 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING PROBE TIP}

도 1은 종래 프로브 팁을 나타낸 예시도,

도 2는 본 발명에 따른 프로브 팁을 나타낸 예시도,

도 3 및 도 4는 본 발명의 지지부재를 보인 예시도,

도 5a는 본 발명의 프로브 팁 제조 방법에 대한 공정도,

도 5b는 도 5a의 공정도에 대한 상태 예시도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

100: 프로브 팁

110: 지지부재

120: 수직부재

본 발명은 반도체를 제조하는 공정에서 칩(IC, Integrated Circuit)의 전기 신호를 검출함으로써 이상 유무를 판정하는 프로브카드에 관한 것으로서, 특히 종래에 비해 제조가 용이하고, 프로빙 시 안정된 구조를 가지며, 사용 수명이 길고, 미세 피치에 대응할 수 있는, 프로브 핀 제조방법에 관한 것이다.

반도체 집적회로 제조는, 웨이퍼 상에 회로를 구성하고, 테스트를 거쳐 정상 동작하는 칩(chip)만을 선택 후 패키징(packaging)하는 일련의 과정을 포함한다. 칩 테스트는 프로브 장치에 의해 이루어지는데, 이 프로브 장치는 프로브 카드의 팁(프로브 팁, probe tip)을 칩의 패드(pad)에 접촉시키고 여러 테스트 신호를 입출력한다.

첨부도면 도 1은 종래 프로브 팁을 개략적으로 예시하고 있다. 프로브 팁(10)은 피라미드(pyramid) 구조로 상단 일부가 절개되어 상부면을 이룬다. 상부면(14)은 실질적으로 칩의 패드와 접촉하는 부위인바, '접촉면'이라 칭한다.

이러한 프로브 팁(10)은 반도체의 고집적화에 맞물려 미세 피치(칩 패드 간격)에 대응할 수 있도록 소형화되고 있다. 프로브 팁(10)은 사용함에 따라 접촉면(12)의 마모가 필연적으로 일어나는데, 마모가 진행됨에 따라 접촉면의 크기 및 단면적이 커진다. 결국 프로브 팁의 사용한계 높이에 이르게 된다. 이는 프로브 팁의 수명과 직결된다. 이러한 제반 문제는 프로브 팁이 소형화될수록 더욱 심화된다.

상기 문제점을 해결하기 위해 원통형의 프로브 팁을 고려해 볼 수 있다. 이 경우 상기한 피라미드 구조보다 사용 수명이 향상되는 장점이 있겠으나, 구조적 측면에서 안정성이 떨어지고, 따라서 안정된 프로빙(probing)을 보장할 수 없다.

한편, 종래 프로브 팁의 제조는 웨이퍼에 제조코자 하는 팁의 형상과 대응하는, 몰드(틀) 형성 과정을 포함한다. 주지하는 바와 같이 몰드 형성은 포토리소그 래피와 수차례의 식각 등, 비교적 많은 공정을 요구한다.

본 발명은 전술한 문제점들을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 다음과 같은 기술적 과제를 포함한다.

첫째, 포토레지스트(PR, photoresist) 패턴과 리플로우(reflow) 공정을 주로 하여, 프로브 팁 제조방법을 제공한다.

둘째, 프로빙 시에 안정된 구조(깔때기 형상의 구조)를 갖으며, 사용 수명이 향상된 프로브 팁을 제공한다.

셋째, 마모가 일어나더라도 접촉 단면적의 변화에 큰 변동이 없는 프로브 팁을 제공한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프로브 팁(100)을 나타내는 도면으로, 프로브 팁(100)은 하부의 지지부재(110)와 이 지지부재의 상부 중앙으로부터 소정 길이 돌출된 수직부재(120)를 포함한다.

지지부재(110)는 도 3과 같이, 기본적으로 종단면은 사다리꼴(trapezoid)을 취하고 있으며(도면의 파선 참조), 양 측변 각각은 내부를 향해 만곡(112)되어 있다. 만곡 정도는 아래에서 다룰 포토레지스트(PR, photoresist) 패턴에 대한 리플로우(reflow) 공정에 의해 달라진다. 이러한 지지부재(110)는, 도 4에 예시한 바와 같이 프로브 핀 또는 프로브 빔의 상단에 마련된 베이스(B) 상에 안착되어, 수직부재(120)를 안정적으로 지지한다.

수직부재(120)는 대략 원통형으로 그 상부는 칩 패드와 접촉하는 접촉면(122)을 이룬다. 이 수직부재(120)는 앞서 언급한바와 같이, 양 측변이 만곡된 사다리꼴의 지지부재(110)에 의해 안정하게 지지된다.

이와 같은 구성의 수직부재(120)는 접촉면(122)의 마모가 진행되더라도 단면적의 변화가 극히 미미하다는 장점과 아울러, 미세 피치(pitch)의 칩 패드에도 대응할 수 있는 장점이 있다.

상술한 본 발명의 프로브 팁(100)의 전체적인 형상은 깔때기(funnel)와 흡사하다.

이하, 프로브 팁 제조방법에 대해 도 5a 및 도 5b를 참조하여 구체적으로 살펴본다. 도 5a는 프로브 팁 제조방법에 대한 공정도이고, 도 5b는 공정도에 대한 상태 예시도이다.

먼저, 실리콘 웨이퍼(또는 유리판) 등의 기판(substrate)에 희생기층을 소정 두께로 증착한다(S510). 희생기층은 아래의 프로브 팁 형성을 위한 전주도금(electroforming) 공정 후, 프로브 팁을 몰드로부터 분리하기 용이케 하기 위함 이다. 희생기층은 100~500Å 두께로 티타늄(Ti) 또는 크롬(Cr)을 증착한 후, 그 위에 1,000~20,000Å 두께의 구리(Cu)를 증착하여 형성한다.

다음으로, 포토레지스트(PR, photoresist)(이하, 'PR'이라 함)를 희생기층 위에 도포하고, 노광 및 현상 공정을 통해 몰드(틀)를 포함한 PR패턴을 형성한다(S520). 여기서 상기 몰드 개구(open)의 직경은 수직부재(120)의 직경이 되며, 그 깊이는 제작하고자 하는 프로브 팁(100)의 높이가 될 것이다.

열처리 로(furnace)를 이용하여, PR패턴을 리플로우(reflow)시켜 상기 몰드의 개구에 만곡부를 형성한다(S530). 이 만곡부는 앞서 설명한 지지부재(110) 형성을 위한 틀이 된다.

몰드 내부를 전주도금(electroforming)하여, 프로브 팁을 형성한다(S540).

프로브 팁은 칩의 패드와의 접촉으로 인해 마모되기 십상인데, 이에 팁의 재질은, 마모율이 작고 어느 정도의 강도를 갖는 것이 바람직하다. 따라서 본 실시예에서 전주도금의 재료는 니켈(Ni), 니켈 합금(니켈-코발트, Ni-Co), 베릴륨(Be), 베릴륨 합금(베릴륨-구리, Be-Cu), 텅스텐(W), 로듐(Rh) 중 어느 하나를 이용한다.

이어서, PR패턴을 제거하고 희생기층의 구리 층을 식각하여, 프로브 팁을 분리한다(S550).

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

상기한 본 발명에 의하면, 대략 깔때기 형상의 안정된 구조를 갖으며, 미세 피치에 대응하며, 사용 수명이 향상된다. 또한, 수직부재가 마모되더라도 접촉 단면적의 변화가 작다.

Claims

프로브 팁(100) 제조방법으로서,

기판(substrate) 상에 희생기층을 증착하고, 포토레지스트(PR)를 도포하는 제1과정;

몰드를 포함한 PR패턴을 형성하는 제2과정;

열처리 로를 통해 상기 몰드의 개구에 만곡부를 형성하는 제3과정;

상기 몰드에 전주도금하여 프로브 팁을 형성하는 제4과정; 및

PR패턴을 제거하고, 희생기층을 식각하여 형성된 프로브 팁을 분리하는 제5과정; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프로브 팁 제조방법.
청구항 1에 있어서,

상기 기판은, 실리콘 웨이퍼(silicon wafer) 또는 유리판인 것을 특징으로 하는 프로브 팁 제조방법.
청구항 1에 있어서,

전주도금의 재료는

니켈, 니켈 합금, 베릴륨, 베릴륨 합금, 텅스텐, 로듐 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 프로브 팁 제조방법.
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