KR100806380B1 - 프로브 카드 제조 방법 및 이에 의한 프로브 카드 - Google Patents

Abstract

본 발명의 프로브 카드 제조 방법은 제1희생기판을 식각하여 프로브의 팁부에 대응하는 트렌치를 형성하는 단계; 제2희생기판을 식각하여 상기 팁부와 연결되는 프로브의 제1기둥부에 대응하는 제1기둥부홀을 형성하는 단계; 상기 트렌치와 상기 제1기둥부홀이 서로 연통되도록 상기 제1희생기판과 상기 제2희생기판을 부착하는 단계; 및 연통된 상기 트렌치 및 상기 제1기둥부홀에 도전성 물질을 충전하는 단계;를 포함한다.

본 발명의 프로브 카드 제조 방법에 의하면, 프로브 카드에 형성된 프로브 팁의 길이를 별도로 제작되는 희생기판의 두께 및 희생기판의 개수에 따라 직접 조절할 수 있다.

프로브 카드

Description

프로브 카드 제조 방법 및 이에 의한 프로브 카드{Method for producing probe card and probe card thereby}

도 1a 내지 1j는 종래의 프로브 카드의 프로브 팁의 형성 단계를 개략적으로 보여준다.

도 2a 내지 2w는 본 발명의 한 실시예에 따른 프로브 카드 제조 방법에 의한 프로브 팁 형성 방법을 개략적으로 보여준다.

본 발명은 프로브 카드 제조 방법 및 이에 의한 프로브 카드에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 신규한 프로브 팁 형성 방법에 의한 프로브 카드 제조 방법 및 이에 의해 제조된 프로브 카드에 관한 것이다.

프로브 카드는 웨이퍼 프로빙 장치에 장착되어, 웨이퍼 상에 형성되어 있는 각 개별 반도체 소자들을 전기적으로 테스트하는데 이용된다.

이때, 프로브 카드에 구비된 프로브는 웨이퍼 상에 형성된 각 개별 반도체 소자들의 접촉부인 금속 패드에 접촉하여 상기 테스트가 수행될 수 있도록 한다. 이를 위해 반도체 소자의 금속 패드에 접촉하는 프로브의 팁부의 피치는 보통 100 ㎛이상의 일반적인 피치, 그리고 100 ㎛미만의 미세 피치로 분류되며, 최근 70 ㎛ 이하까지도 이용되고 있다.

최근 프로브 카드의 형성 방법으로 일반적으로 반도체 식각 기술과 유사한 멤스(Micro electro mechanical system; MEMS) 공정을 이용하여 인쇄 회로 기판과 접촉되는 회로 기판의 일종인 스페이스 트랜스포머 상에서 복수의 프로브를 한번에 형성하는 방법이 시도되고 있다. 이러한 멤스 공정에 의한 프로브 카드 형성 방법은 포토레지스트 공정, 식각 공정, 금속 증착 공정, 및 미세 연삭 공정등을 반복하여 복수의 프로브를 동시에 형성함으로써 복수의 프로브의 가로 세로 위치 및 그 높이가 균일하게 될 수 있는 장점이 있다. 따라서, 멤스 공정에 의한 프로브 카드를 이용하면 웨이퍼 상에 형성된 복수의 반도체 소자에 프로브 카드상에 형성된 복수의 프로브를 동시에 일괄적으로 각각 접촉시킬 수 있으며, 프로브 카드상에 형성된 복수의 프로브 형상이 동일하므로 각 프로브는 일정한 압력을 각 반도체 소자의 접촉부인 금속 패드에 가할 수 있게 된다.

일반적으로 멤스 공정에 의해 프로브 카드를 제조하는 방법은 스페이스 트랜스포머에서 전기 신호를 전달하는 배선부 상부에 범프를 일정한 높이로 형성한 후, 별도로 프로브 팁을 갖도록 형성되어 있는 프로브 몸체를 접합부를 통해 상기 범프에 부착하여 이루어진다.

이하, 도 1a 내지 도 1j를 참조하여 종래의 프로브 카드 제조 방법에서 프로브의 팁을 형성하는 방법에 대하여 설명한다.

먼저, 도 1a에 도시된 바와 같이 실리콘 재질의 희생기판(10) 전면에 산화막 으로 이루어지는 보호막(12)을 형성한다. 그리고, 상기 보호막(12) 상부에 제1포토레지스트 패턴(14)을 형성한다. 이러한 제1포토레지스트 패턴(14)은 후속공정에서 프로브의 팁에 대한 금형인 트렌치를 형성하기 위한 식각공정에서 식각 마스크로 사용된다.

다음으로, 희생기판(10) 상에 형성된 제1포토레지스트 패턴(14)을 마스크로 사용하여 산화막으로 이루어지는 보호막(12)을 습식 또는 건식식각하여 도 1b에 도시된 바와 같이 보호막 패턴(16)으로 형성하고, 상기 보호막 패턴(16) 상부의 제1포토레지스트 패턴(14)을 식각 제거한다. 여기서, 보호막 패턴(16)은 후속공정에서 트렌치가 형성될 영역을 한정하게 된다.

이어서, 도 1c에 도시된 바와 같이 보호막 패턴(16)을 식각 마스크로 사용하여 희생기판(10)에 대하여 1차 이방성 건식식각공정을 수행하여 트렌치(18)를 형성한다.

계속해서, 도 1d에 도시된 바와 같이 트렌치(18) 주변부의 보호막 패턴(16)을 포함하는 크기의 제2포토레지스트 패턴(20)을 형성한다.

다음으로, 도 1e에 도시된 바와 같이 제2포토레지스트 패턴(20)을 식각 마스크로 사용하여 트렌치(18) 주변부의 보호막 패턴(16)을 습식 또는 건식식각하여 제거한다.

이어서, 도 1f에 도시된 바와 같이 보호막 패턴(16) 상부의 제2포토레지스트 패턴(20)을 식각 제거한다.

계속해서, 도 1g에 도시된 바와 같이 트렌치(18) 주변부에 대하여 보호막이 제거된 보호막 패턴(16)을 마스크로 이용하여 희생기판(10) 상면에 이방성 습식식각공정을 수행함으로써 트렌치(18)의 상단부를 상대적으로 넓게 식각하며 트렌치(18)의 폭 및 깊이를 증가시킨다.

다음으로, 도 1h에 도시된 바와 같이 보호막 패턴(16)을 식각 마스크로 사용하여 희생기판(10) 상면에 대해서 2차 이방성 건식식각공정을 수행함으로써 트렌치(18)의 깊이를 보다 깊게 형성한다.

이어서, 도 1i에 도시된 바와 같이 2차 식각공정이 완료된 트렌치(18) 내부에 니켈 합금 등의 도전성 물질(22)을 충전 매립한다.

마지막으로 도 1j에 도시된 바와 같이 트렌치(18) 내부에 도전성 물질(22)이 매립된 희생기판(10) 상의 보호막 패턴(16) 및 희생기판(10)을 습식식각에 의해서 제거하여 프로브의 팁을 완성한다.

이렇게 형성된 프로브의 팁은 별도로 형성된 빔 부와 인쇄 회로 기판 상에 형성된 범프와 본딩 공정을 통해 연결되어 최종 프로브로 제조된다.

이와 같은 종래의 프로브 카드 형성 방법에 의하면, 프로브 팁은 하나의 희생기판을 습식 또는 건식 등 다양한 식각 방법을 통해 수회 식각시켜 프로브의 팁에 대한 금형으로 이용되는 트렌치(18)를 형성한 후, 트렌치(18)에 금속과 같은 도전성 물질(22)을 매립하여 형성된다.

일반적으로 프로브 카드 형성 방법에 의해 제조된 프로브 카드의 프로브는 그 팁의 길이가 짧은 경우 형성된 프로브를 웨이퍼상에 형성된 반도체 소자의 접촉부에 접촉시켰을 때 충분한 힘을 인가할 수 없는 문제가 우려되고 있다. 이를 위 해, 프로브의 팁부의 끝단을 날카롭게 하는 동시에 프로브 팁의 길이를 증가시킬 필요가 있게 된다. 이를 위해 단계별로 마스크를 사용하여 희생기판을 수회 반복하여 식각함으로써 희생기판에 다단 형태의 트렌치를 형성하며 그 트렌치의 깊이를 증가시키는 방법이 시도되고 있다.

그에 따라 트렌치는 반복된 식각에 의해 트렌치 끝단으로 갈수록 그 폭이 점차 좁아지게 되는 다단 형상을 갖게 되며, 그에 따라 다음 공정에서 금속과 같은 도전성 물질을 매립하고자 할 때, 도전성 물질이 불충분하게 매립되는 문제가 발생할 수 있다. 이렇게 도전성 물질이 불충분하게 매립되어 제조된 프로브의 팁부는 웨이퍼상에 형성된 반도체 소자의 금속 패드임에 접촉될 때 가해지는 압력에 의해 파손되는 문제를 야기할 수 있다. 이러한 문제는 프로브 팁부가 반도체 소자의 금속 패드에 접촉되는 회수가 증가할수록 더욱 증가될 수 있으며, 도전성 물질 매립시 외부 파티클이 트렌치에 도입된 경우 더욱 문제가 된다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 프로브의 팁부와 그에 연결되는 프로브의 기둥부에 대한 희생기판 상의 금형을 각각 한번의 식각 공정으로 제조하여 금속과 같은 도전성 물질의 매립이 용이하고, 쉽게 부러지지 않는 프로브를 형성할 수 있는 신규한 프로브 카드의 제조 방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 프로브의 팁부와 연결되는 기둥부의 형상 및 길이를 용이하게 조절할 수 있는 신규한 프로브 카드의 제조 방법을 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 이와 같이 신규한 프로브 카드의 제조 방법에 의해 제조되는 신규한 프로브 카드를 제공하고자 한다.

상기와 같은 기술적 과제의 해결을 위한, 본 발명의 한 특징에 따른 프로브 카드 제조 방법은 제1희생기판을 식각하여 프로브의 팁부에 대응하는 트렌치를 형성하는 단계; 제2희생기판을 식각하여 상기 팁부와 연결되는 프로브의 제1기둥부에 대응하는 제1기둥부홀을 형성하는 단계; 상기 트렌치와 상기 제1기둥부홀이 서로 연통되도록 상기 제1희생기판과 상기 제2희생기판을 부착하는 단계; 및 연통된 상기 트렌치 및 상기 제1기둥부홀에 도전성 물질을 충전하는 단계;를 포함한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 프로브 카드에서, 프로브는 웨이퍼상에 형성된 반도체 소자의 접촉부에 직접 접촉하는 팁부; 상기 팁부로부터 수직 방향으로 연장되어 있는 제1기둥부; 상기 제1기둥부를 지지하며 상기 제1기둥부로부터 수평 방향으로 연장되어 있는 몸체; 및 상기 몸체의 말단에 상기 제1기둥부와 반대 방향으로 돌출되어 있는 제2기둥부;를 포함하며 상기 팁부, 상기 제1기둥부, 상기 몸체, 및 상기 제2기둥부는 서로 일체가 되도록 형성된다. 이렇게 형성된 복수개의 프로브는 그 제2기둥부가 각각 프로빙 검사 장치와 전기적으로 연결되도록 기판에 부착되어 본 발명의 프로브 카드를 형성한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에 서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

이하, 도 2a 내지 도 2w를 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 프로브 카드 제조 방법에 의한 프로브 형성 방법에 대하여 구체적으로 살펴본다.

먼저, 도 2a 에서 볼 수 있는 바와 같이, 실리콘 기판을 제1희생기판(100)으로 준비하고, 제1희생기판(100) 상부에 제1포토레지스트 층(102)을 형성한다. 이러한 제1포토레지스트 층(102)은 추후 얼라인 키(106) 형성 공정에서 제1희생기판(100)의 상부를 보호한다.

그 후, 제1희생기판(100) 하부에 포토레지스트 층을 형성하고, 상기 포토레지스트 층에서 제1희생기판(100)에 얼라인 키 형성 부위에 대응하는 부분을 제거하여 도 2b와 같은 제2포토레지스트층(104)을 형성한다. 이때, 상기 포토레지스트 층에서 얼라인 키가 형성되는 부위의 제거는 마스크를 이용하는 통상의 식각 공정을 이용하여 수행될 수 있다.

그 후, 제2포토레지스트층(104)을 마스크로 이용하여 제1희생기판(100) 하부를 건식 식각하여 도 2c와 같은 얼라인 키(106)를 형성한다.

그 후, 제1포토레지스트층(102) 및 제2포토레지스트층(104)을 식각 용액을 이용하여 식각 제거하여, 도 2d와 같은 제1희생기판(100)을 제조한다. 이때, 사용되는 식각 용액은 포토레지스트층을 식각 제거하는데 통상적으로 사용되는 식각 용액일 수 있으며, 바람직하게는 아세톤 등의 알카리성 식각 용액을 사용한다.

다음, 제1희생기판(100)의 상부를 산화시켜 도 2e와 같은 산화 보호 막(108)을 형성한다.

다음, 도 2f와 같이, 제1희생기판(100)의 하부에 제3포토레지스트층(110)을 형성한다. 이때, 제3포토레지스트층(110)은 추후 프로브 팁 구멍(114) 형성 공정에서 제1희생기판(100)의 하부를 보호한다.

다음, 제1희생기판(100)의 상부에 포토레지스트층을 형성한 후, 프로브의 팁부에 대응하는 부위를 마스크를 통해 식각 제거하여, 도 2g와 같이 프로브 팁 구멍를 가지는 제4포토레지스트층(112)을 형성한다.

다음, 제4포토레지스트층(112)을 마스크로 사용하여, 도 2h와 같이 프로브 팁 구멍에 대응하는 위치의 산화 보호막(108)을 식각 제거하여 프로브 팁 구멍(114)을 형성한다. 이때, 산화 보호막(108)의 식각은 통상적으로 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 일반적으로 활성 이온 식각(reactive ion etch)등의 건식 식각 방법이나 버퍼 옥사이드 식각 용액(buffer oxide etchant) 등의 식각 용액을 이용하는 습식 식각 방법을 통하여 이루어질 수 있다.

다음, 도 2i와 같이, 제3포토레지스트층(110) 및 제4포토레지스트층(112)을 아세톤등의 알카리성 식각 용액을 이용하여 식각 제거한다.

다음, 프로브 팁 구멍(114)이 형성된 산화 보호막(108)을 마스크로 이용하여 제1희생기판(100)을 습식 식각 방법으로 식각하여 도 2j와 같이 프로브 팁용 트렌치(116)를 형성한다. 이때, 프로브 팁용 트렌치(116)의 하부의 형태를 날카로운 형태로 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 프로브 팁용 트렌치(116)는 추후 프로브 팁을 위한 금형으로 사용된다.

한편, 제2희생기판(200)을 소정의 두께로 준비한다. 이러한 제2희생기 판(200)은 프로브의 팁부와 몸체를 연결하는 제1기둥부를 위한 금형을 제작하기 위해 사용된다. 따라서, 프로브의 제1기둥부의 높이는 제2희생기판(200)의 두께에 대응하게 되며, 그에 따라 프로브 카드에서 프로브의 제1기둥부의 높이는 제2희생기판(200)의 두께를 조절하는 것으로 조절될 수 있게 된다.

이렇게 준비된 제2희생기판(200) 상면에 포토레지스트 층을 형성한 후, 상기 포토레지스트 층에서 마스크를 이용하여 프로브의 팁부와 연결되는 프로브 몸체의 제1기둥부에 대응하는 위치 및 제1희생기판(100)의 얼라인 키(106)에 대응하는 위치를 식각 제거하여, 도 2k와 같은 제5포토레지스트층(202)을 형성한다. 여기서, 제1희생기판(100)의 얼라인 키(106)에 대응하도록 제5포토레지스트층(202) 상에 형성된 부위는 차후 형성되는 제2희생기판의 얼라인 키에 대응된다.

이때, 제1기둥부의 모양 및 크기는 마스크를 이용하여 제작하고자 하는 프로브 카드에 맞도록 적절하게 조절될 수 있다.

다음, 상기 제5포토레지스트층(202)을 마스크로 이용하여 제2희생기판(200)을 식각하여 도 2l과 같이 제2희생기판(200)을 관통하는 제1기둥부홀(204) 및 얼라인 키를 형성한다. 이때, 식각 방법으로는 특별히 제한이 없으나 바람직하게는 건식 식각 방법이 사용된다.

다음, 도 2m과 같이, 제5포토레지스트층(202)을 아세톤 등의 알카리성 식각 용액으로 제거하여 제2희생기판(200)을 완성한다. 한편, 필요에 따라 제2희생기판(200)은 복수개로 제작되어도 무방하다.

다음, 위와 같이 형성된 제2희생기판(200)을 도 2j에서 형성된 제1희생기 판(100) 상부에 위치시켜, 도 2n과 같이 제2희생기판(200)의 제1기둥부홀(204)이 제1희생기판(100)의 프로브 팁용 트렌치(116)와 연통되도록 부착하여 제1희생기판(100) 및 제2희생기판(200)의 조립체를 형성한다. 이때 제1희생기판(100)의 얼라인 키(106)와 이에 대응하는 제2희생기판(200)의 얼라인 키를 비젼(도시 하지 않음)으로 인식하여 제1희생기판(100)의 팁용 트렌치와 제2희생기판(200)의 제1기둥부홀을 정확한 위치에 서로 연통되도록한다. 이때, 제1희생기판(100)과 제2희생기판(200)의 부착을 위해 웨이퍼 본더의 퓨전 본딩 방법을 사용할 수 있다.

다음, 제1희생기판(100) 및 제2희생기판(200)의 조립체의 상부에 화학 증착 방법이나 스퍼터링 방법등을 이용하여 도전성 박막(206)을 도 2o와 같이 형성한다. 이러한 도전성 박막(206)은 도 2o와 같이 제2희생기판(200)의 전면, 제1기둥부홀(204)의 측면, 및 프로브 팁용 트렌치(116)의 측면 및 저면에 형성된다. 이러한 도전성 박막(206)은 바람직하게는 티타늄/구리의 이중층으로 형성하며, 이때 티타늄/구리의 두께는 바람직하게는 각각 500Å/5000Å 으로 형성한다. 이러한 도전성 박막(206)은 추후 공정에서 도전성 물질이 상기 제1기둥부홀(204), 및 프로브 팁용 트렌치(116)에 충전되는 것을 돕는다.

이러한 제1기둥부홀(204)을 가지는 제2희생기판(200)은 제작하고자 하는 프로브 카드의 프로브의 제1기둥부의 길이에 따라 1층 이상으로 적층될 수 있다. 구체적으로 프로브 팁의 길이가 길게 제작되어야 하는 경우에는 제1기둥부홀(204)을 가지는 제2희생기판(200)을 N 회 이상 적층할 수 있다. 이때, N은 프로브의 제1기둥부의 길이를 제2희생기판(200)의 두께로 나눈 값이 된다.

다음, 도전성 박막(206) 상면에 포토레지스트 층을 형성한 후, 상기 포토레지스트 층에서 마스크를 이용하여 프로브의 제1기둥부와 연결되는 프로브 몸체에 대응하는 모양을 식각 제거하여, 도 2p와 같은 제6포토레지스트 층(208)을 형성한다. 이렇게 패턴되어 형성된 제6포토레지스트 층(208)은 프로브 몸체에 대한 금형으로 이용된다.

이와 같이, 패턴된 제6포토레지스트 층(208), 제1기둥부홀(204), 및 프로브 팁용 트렌치(116)은 전체적으로 도 2p와 같이 프로브에 대한 금형을 이루게 된다.

그 후, 위와 같은 프로브에 대한 금형에 금속과 같은 도전성 물질을 충전 또는 매립하여 도 2q와 같은 프로브 몸체(210)를 포함하는 프로브를 형성한다. 여기서, 바람직하게 사용되는 도전성 물질은 탄성 및 전도성이 우수한 금속으로서, Ni-Co 또는 Ni-Fe 와 같은 니켈 합금이 특히 바람직하게 사용된다. 또한, 프로브에 대한 금형에 금속을 충전 또는 매립하는 방법으로는 상기 도전성 박막(206)을 이용하는 금속 전해 도금 방법이 바람직하게 사용된다. 이와 같은 금속 충전 공정 후, 프로브 몸체(210)의 상부를 화학 기계적 연마하는 공정을 추가 수행할 수 있다.

그 후, 프로브 몸체(210) 및 제6포토레지스트층(208)의 상면에 포토레지스트 층을 형성한 후, 상기 포토레지스트 층에서 마스크를 이용하여 프로브의 제2기둥부에 대응하는 위치를 식각 제거하여, 도 2r와 같은 제7포토레지스트 층(212)을 형성한다. 이렇게 패턴되어 형성된 제7포토레지스트 층(212)은 프로브의 제2 기둥부에 대한 금형으로 이용된다.

다음, 상기 제7포토레지스트층(212)을 금형으로 하여 금속과 같은 도전성 물 질을 충전하여 도 2s와 같은 프로브의 제2기둥부(214)를 형성한다. 여기서, 바람직하게 사용되는 도전성 물질은 탄성 및 전도성이 우수한 금속으로서, 니켈 등의 단일 금속 및 Ni-Co 또는 Ni-Fe 와 같은 니켈 합금이 바람직하게 사용된다. 또한, 프로브의 제2기둥부에 대한 금형에 금속을 충전하는 방법으로는 금속 전해 도금 방법이 바람직하게 사용된다. 이와 같은 금속 충전 공정 후, 프로브의 제2기둥부(214)를 화학 기계적 연마하는 공정을 추가 수행할 수 있다.

다음, 상기 프로브의 제2기둥부(214) 및 제7포토레지스트층(212)의 상면에 포토레지스트 층을 형성한 후, 상기 포토레지스트 층에서 마스크를 이용하여 프로브의 제2기둥부에 대응하는 위치를 식각 제거하여, 도 2t와 같은 제8포토레지스트 층(216)을 형성한다. 이렇게 패턴되어 형성된 제8포토레지스트 층(216)은 프로브의 제2 기둥부의 길이를 연장시키기 위한 금형으로 이용된다.

다음, 상기 제8포토레지스트층(216)을 금형으로 하여 금속과 같은 도전성 물질을 충전하여 도 2u와 같이 프로브의 제2기둥부(214)를 제8포토레지스트층(216)의 두께만큼 추가 연장한다. 여기서, 바람직하게 사용되는 도전성 물질은 탄성 및 전도성이 우수한 금속으로서, 니켈 등의 단일 금속 및 Ni-Co 또는 Ni-Fe 와 같은 니켈 합금이 바람직하게 사용된다. 또한, 프로브의 제2기둥부(214)에 대응하는 오목부에 금속을 충전하는 방법으로는 금속 전해 도금 방법이 바람직하게 사용된다. 이와 같은 금속 충전 공정 후, 프로브의 제2기둥부(214)를 화학 기계적 연마하는 공정을 추가 수행할 수 있다.

다음, 상기 제8포토레지스트층(216)을 소정의 두께만큼 건식 식각하여 제거 하고, 이러한 건식 식각으로 노출된 프로브의 제2기둥부(214)상에 도 2v와 같이 전도성 및 접합성이 우수한 금속을 전해 도금하여 프로브의 접합부(220)를 형성한다. 이때, 사용되는 전도성 및 접합성이 우수한 금속으로는 바람직하게는 Au를 사용한다.

그 후, 제6포토레지스트층(208), 제7포토레지스트 층(212), 제8포토레지스트층(216), 및 도전성 박막(206)을 모두 선택적으로 식각 제거하여 도 2w에서와 같이, 제1희생기판(100), 및 제2 희생기판(200) 상에 형성된 프로브(222)를 제공한다.

이와 같이 본 발명의 한 실시예에 따른 프로브 카드의 프로브 형성 방법에 의하면 프로브 전체가 전체적으로 형성된다.

이렇게 제1희생기판(100), 및 제2 희생기판(200) 상에 형성된 프로브(222)는 프로빙 검사 장치와 전기적으로 연결되는 기판(도시 하지 않음)과 정확한 위치에 배열되고, 이렇게 배열된 프로브(222)는 접합부(220)를 통해 상기 기판 상에 적절한 위치에 정확히 접합되어, 프로브 카드를 형성하게 된다.

구체적으로, 프로브(222)의 접합부(220)가 상기 기판에 기 형성되어 있는 접속 물질(도시 하지 않음)과 정확히 대응하도록 배열된 후, 상기 접합부(220)와 접속 물질을 접촉시켜 서로 접합시킨 후, 상기 제1희생기판(100), 및 제2 희생기판(200)을 선별 식각하여 복수의 프로브(222)가 기판의 복수의 접합부에 각각 접합되어 이루어진 프로브 카드를 완성하게 된다.

한편, 이러한 본 발명의 한 실시예에 따라 제조된 프로브 카드의 프로브는 도 2에 도시된 바와 같이, 웨이퍼상에 형성된 반도체 소자의 접촉부에 직접 접촉하는 팁부, 상기 팁부로부터 수직 방향으로 연장되어 있는 제1기둥부, 상기 제1기둥부를 지지하며 상기 제1기둥부로부터 수평 방향으로 연장되어 있는 프로브 몸체(210), 및 연장된 프로브 몸체(210)의 말단에 상기 제1기둥부와 반대 방향으로 돌출되어 있는 제2 기둥부(214), 및 상기 제2 기둥부(214)의 말단에 위치하며 전도성 및 접합성이 우수한 금속이 전해 도금되어 있는 접합부(220)을 포함하여 이루어진다.

이때, 본 발명의 한 실시예에 따른 프로브의 팁부는 앞서 본 발명의 한 실시예에 따라 제조된 프로브 카드의 제조 방법에서 설명된 바와 같이, 하나의 마스크를 이용한 한번의 식각 공정을 통해 한번에 형성되고, 추후 식각이 이루어지지 않은 제1희생기판(100)상 금형에 의해 제조되어 그 끝단이 날카롭게 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 한 실시예에 따른 프로브의 제1기둥부는 앞서 본 발명의 한 실시예에 따라 제조된 프로브 카드의 제조 방법에서 설명된 바와 같이, 하나의 마스크를 이용한 한번의 식각 공정을 통해 한번에 형성된 제2희생기판(200)상 금형에 의해 제조되어 도전성 물질이 매끄럽고 용이하게 충전되어 높은 강도 및 탄성도를 보여준다.

이상 살펴본 바와 같이, 이와 같이 본 발명의 프로브 카드의 제조 방법에 의하면, 제1희생기판을 사용하여 프로브의 팁부에 대응하는 금형을 형성하고, 제2희생기판을 이용하여 프로브의 제1기둥부에 대응하는 금형을 형성하고, 제1희생기판 과 제2희생기판을 접합함으로써 프로브의 제1기둥부와 팁부의 금형을 한번에 완성할 수 있다. 그리고, 본 발명의 프로브 카드의 제조 방법에 의하면, 프로브의 제1기둥부의 길이는 제2 희생기판의 두께나 개수를 조절하는 것으로 조절될 수 있어, 웨이퍼상에 형성된 반도체 소자의 접촉부에 접촉하였을 때 충분한 힘을 인가할 수 있도록 프로브의 모양을 조절할 수 있다.

또한, 본 발명의 프로브 카드의 제조 방법에 의하면, 제1희생기판을 단한번 식각하는 것으로 프로브의 팁부에 대응하는 금형를 형성할 수 있는 바, 추가 식각이 필요 없으므로, 프로브의 팁부의 끝단을 날카롭게 유지할 수 있다. 뿐만 아니라, 또한 단계별 마스크와 다수의 식각 공정에 의해 형성되는 종래의 다단식 홀 방식의 팁 구조와는 본 발명의 프로브 카드의 제조 방법은 하나의 마스크와 한번의 식각 공정으로 프로브의 팁 구조를 형성하므로 그 공정이 더욱 용이하다.

또한, 본 발명의 프로브 카드의 제조 방법에서는 프로브의 제1기둥부에 대한 금형이 단일의 홀의 형태로 이루어질 수 있어 프로브의 팁부의 깊이가 깊어지더라도 전도성 금속 물질의 충진이 용이하게 되어 종래와 같이 식각의 반복으로 인해 프로브의 팁부가 끝단으로 갈수록 그 폭이 얇아지는 문제, 그리고 이로 인해 도전성 물질이 불충분하게 매립될 수 없거나, 외부 파티클등에 의해 프로브 팁부가 약해지는 문제점을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 프로브 카드의 제조 방법에의하면 프로브의 제1기둥부 및 프로브의 팁부에 도전성 금속을 충분히 매립할 수 있어, 프로브 팁 및 제1기둥부가 충분한 강도로 형성되는 바, 프로브 팁이 웨이퍼상에 형성된 반도체 소자의 접촉부에 미세 전기적 신호를 충분히 인가하기 위해 가해 지는 압력을 충분히 견딜 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 프로브 카드의 제조 방법에서는 프로브의 제1기둥부에 대한 금형이 단일의 홀 형태로 팁끝단과 직접 연통되어 있고, 홀 깊이가 깊어지더라도 그 모양 및 크기 조절이 용이하다, 또한, 프로브의 제1기둥부가 단일의 홀 형태로 이루어지는 바 종래와 같이 단계별 마스크를 사용하여 수회 반복 식각함으로써 팁끝단 방향으로 점차 얇아지는 형상으로 인해 프로브 몸체를 만들기 위한 포토레지스트 식각 공정에서 팁부 안쪽의 포토레지스트가 완전히 식각되지 않고 잔류하여 도전성 물질이 매립되지 않는 문제점을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 프로브 카드의 제조 방법에 의하면 프로브의 제1기둥부에 대한 금형이 단일의 홀 형태로 팁끝단과 직접 연통되며, 상기 홀의 크기는 프로브 몸체 방향으로 용이하게 확장될 수 있다. 따라서, 미세피치(Fine pitch)의 경우 프로브 몸체를 만들기 위해 포토레지스트층을 용이하게 식각 제거할 수 있다. 따라서, 종래와 같이 프로브 몸체를 만들기 위한 포토레지스트 공정에서 팁부 안쪽의 포토레지스트 물질을 완전히 제거하기 위해 수행되는 과도한 추가 습식 및 건식 식각 공정으로 인해 프로브 몸체의 형상을 지지하는 포토레지스트 층의 두께가 얇아지거나 무너지는 문제점을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 프로브 카드의 제조 방법에서는 프로브의 제1기둥부에 대한 금형이 단일의 홀 형태로 팁끝단과 직접 연통되어 있고, 확장된 홀로 인해 팁부 안쪽에 존재할 수 있는 포토레지스트 잔류 물질의 검사가 용이할 뿐더러, 자동화 검사 장비 사용이 가능해질 수 있다. 따라서, 종래와 같이 현미경을 통해 육안으로 확인해야 하는 어려움을 방지할 수 있으며, 그에 따라 생산성을 향상시킬 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 프로브 카드 제조 방법에 의하면, 프로브 팁의 길이를 별도로 제작되는 희생기판의 두께 및 희생기판의 개수에 따라 직접 조절할 수 있게 된다. 따라서, 종래의 기술과 달리, 프로브의 팁의 길이를 연장시키기 위하여, 하나의 희생기판 상에 포토레지스트 층을 지나치게 많이 형성한 후 제거할 필요가 없으며, 희생기판을 여러 차례 식각할 필요가 없게 되며, 그에 따라 형성된 프로브 카드의 평탄도가 우수하게 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 첨부된 특허 청구 범위에 속하는 것은 당연하다.

Claims (12)

1. 제1희생기판을 식각하여 프로브의 팁부에 대응하는 트렌치를 형성하는 단계;

   제2희생기판을 식각하여 상기 팁부와 연결되는 프로브의 제1기둥부에 대응하는 제1기둥부홀을 형성하는 단계;

   상기 트렌치와 상기 제1기둥부홀이 서로 연통되도록 상기 제1희생기판과 상기 제2희생기판을 부착하는 단계; 및

   연통된 상기 트렌치 및 상기 제1기둥부홀에 도전성 물질을 충전하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1희생기판의 일면을 식각하여 얼라인 키를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 프로브 카드 제조 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제2희생기판의 두께는 상기 프로브의 제1기둥부의 길이에 대응하는 것을 특징으로 하는 상기 프로브 카드 제조 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 프로브의 제1기둥부의 길이에 대응하도록 상기 제2희생기판을 복수개로 준비하는 것을 특징으로 하는 상기 프로브 카드 제조 방법.
5. 제1항에 있어서,

   연통된 상기 트렌치 및 상기 제1기둥부홀, 그리고 상기 제2희생기판 상부에 도전성 박막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 프로브 카드 제조 방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 제2희생기판 상부에 상기 제1기둥부와 연결되는 프로브의 몸체에 대응하는 패턴을 가지는 제1포토레지스트 층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 프로브 카드 제조 방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 제1포토레지스트 층 상부에 상기 프로브의 몸체의 일단으로부터 돌출되어 있는 제2기둥부에 대응하는 패턴을 가지는 제2포토레지스트 층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 프로브 카드 제조 방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 제2기둥부의 말단에 전도성 및 접합성이 우수한 금속을 전해 도금하여 접합부를 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 프로브 카드 제 조 방법.
9. 웨이퍼상에 형성된 반도체 소자의 접촉부에 직접 접촉하는 팁부;

   상기 팁부로부터 수직 방향으로 연장되어 있는 제1기둥부;

   상기 제1기둥부를 지지하며 상기 제1기둥부로부터 수평 방향으로 연장되어 있는 몸체; 및

   상기 몸체의 말단에 상기 제1기둥부와 반대 방향으로 돌출되어 있는 제2 기둥부;

   를 포함하며, 상기 팁부, 상기 제1기둥부, 상기 몸체, 및 상기 제2기둥부가 서로 일체가 되도록 형성된 복수개의 프로브의 제2 기둥부를 각각 프로빙 검사 장치와 전기적으로 연결되는 기판에 부착하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
10. 제9항에 있어서,

    상기 팁부가 하나의 마스크를 이용하여 한번의 식각 공정을 통해 한번에 형성된 제1희생기판의 트렌치를 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 상기 프로브 카드.
11. 제9항에 있어서,

    상기 제1기둥부가 하나의 마스크를 이용하여 한번의 식각 공정을 통해 한번 에 형성된 제2희생기판의 제1기둥부홀에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 상기 프로브 카드.
12. 제11항에 있어서,

    상기 제2희생기판의 두께는 상기 제1기둥부의 길이에 대응하는 것을 특징으로 하는 상기 프로브 카드.

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