KR100806383B1 - Method for producing probe card - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 프로브 카드의 구성을 개략적으로 보여주는 부분 단면도이다. 1 is a partial cross-sectional view schematically showing the configuration of a conventional probe card.
도 2 및 도 3은 종래의 프로브 카드의 제조 방법을 개략적으로 보여준다. 2 and 3 schematically show a method of manufacturing a conventional probe card.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 프로브 카드의 제조 방법 중 기판의 형성 방법을 보여준다. 4 shows a method of forming a substrate in a method of manufacturing a probe card according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 프로브 카드의 제조 방법 중 프로브의 형성 방법을 보여준다. 5 shows a method of forming a probe in a method of manufacturing a probe card according to an embodiment of the present invention.
도 6은 도 4의 기판에 도 5의 프로브를 결합하여 본 발명의 한 실시예에 따른 프로브 카드를 제조하는 방법을 보여준다. 6 shows a method of manufacturing a probe card according to an embodiment of the present invention by coupling the probe of FIG. 5 to the substrate of FIG. 4.
본 발명은 프로브 카드 제조 방법, 구체적으로는 미세한 피치의 프로브와 기판간의 충분한 접착력을 갖도록 하는 프로브 카드의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of manufacturing a probe card, specifically a method of manufacturing a probe card to have a sufficient adhesion between a probe of a fine pitch and a substrate.
프로브 카드는 프로빙 검사 장치에 장착되어, 웨이퍼 상에 형성되어 있는 각 개별 반도체 소자들을 전기적으로 테스트하는데 이용된다. The probe card is mounted to a probing inspection apparatus and used to electrically test each individual semiconductor element formed on the wafer.
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. In this case, the probe provided in the probe card contacts the metal pad, which is a contact portion of each individual semiconductor element formed on the wafer, so that the test can be performed. To this end, the pitch of the tip portion of the probe in contact with the metal pad of the semiconductor device is generally classified into a general pitch of 100 μm or more and a fine pitch of less than 100 μm, and has recently been used up to 70 μm or less.
최근 프로브 카드의 형성 방법으로 일반적으로 반도체 식각 기술과 유사한 멤스(Micro electro mechanical system; MEMS) 공정을 이용하여 인쇄 회로 기판과 접촉되는 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 있게 된다. Recently, as a method of forming a probe card, a method of forming a plurality of probes at once on a space transformer, which is a type of substrate in contact with a printed circuit board, has been attempted by using a MEMS process similar to a semiconductor etching technique. It is becoming. In the method of forming a probe card by the MEMS process, a plurality of probes are simultaneously formed by repeating a photoresist process, an etching process, a metal deposition process, and a fine grinding process, thereby making the horizontal and vertical positions and heights of the plurality of probes uniform. There are advantages to it. Therefore, when the probe card by the MEMS process is used, the plurality of probes formed on the probe card can be simultaneously brought into contact with the plurality of semiconductor elements formed on the wafer simultaneously.
종래의 멤스 공정에 의해 프로브 카드를 제조하는 방법은 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 스페이스트랜스포머(10)에서 전기 신호를 전달하는 배선과 연결되어 있는 단자(11) 상부에 범프(20)를 일정한 높이로 형성한 후, 별도로 프로브 팁(40)을 갖도록 형성된 프로브 몸체(30)를 접합부(50)를 통해 상기 범프(20)에 부착하여 이루어진다. In the conventional method of manufacturing a probe card by the MEMS process, as illustrated in FIGS. 1 to 3, the
구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 스페이스트랜스포머(10)에 포토레지스트층(21)을 적층한 후 마스크를 이용하여 포토레지스트층(21)에서 범프에 대응하 는 부분을 제거하고, 제거된 부분에 금속을 도금하여 범프(20)를 형성한 후, 상기 범프(20)의 상단부를 전도성이 우수한 금으로 도금하여 접합부(50)를 형성하였다. Specifically, as shown in FIG. 2, after the
그리고, 도 3에 도시된 바와 같이, 희생기판(41)을 식각하여 프로브 팁(40)을 위한 금형을 형성하고, 희생기판(41) 상에 포토레지스트층(31)을 적층한 후 마스크를 이용하여 프로브 몸체(30)에 대응하는 부분을 제거하여 프로브 몸체(30)를 위한 금형을 형성한 후, 이렇게 형성된 프로브 팁(40)과 프로브 몸체(30)에 대한 금형에 금속을 도금하여 프로브 팁(40)과 프로브 몸체(30)를 형성하였다. 3, a die for the
그리고, 도 3에서 형성된 프로브 몸체(30)를 도 1의 접합부(50)에 접합하고, 포토레지스트층들을 식각 제거함으로써 도 1에 도시된 바와 같은 프로브 카드를 형성하였다. 이때, 프로브의 몸체(30)와 범프(20)의 접합을 위해 범프(20) 상부에 접속물질을 도포한 후, 접속물질을 용융시켜 프로브 몸체(30)와 범프(20)를 접합시키게 된다.Then, the
이와 같이, 종래의 프로브 카드 제조 방법에서는 스페이스트렌스포머(10)상에 복수개의 프로브와 각각 접합을 위해 일정한 높이의 범프(20)를 복수개로 형성해야 한다. 그러나, 시판되는 스페이스트렌스포머(10) 상에서 복수의 단자(11)의 형상이 제조 공정상 여러 원인으로 인해 각각 상이할 수 있어, 스페이스트렌스포머(10)상에서 복수의 범프(20)를 금속 도금 방법으로 동시에 형성할 때, 각 범프(20)의 높이가 현저히 균일하지 않게 되는 문제가 있다. 이러한 문제는 스페이스트렌스포머(10)상에 범프(10)를 다단으로 형성해야 하는 경우 더욱 크게 될 수 있다. As described above, in the conventional method of manufacturing a probe card, a plurality of
이러한 문제를 해결하기 위해, 스페이스트렌스포머(10)상의 복수의 단자(11)의 높이를 균일하게 만들기 위해 단자(11)를 화학기계적연마(CMP)등으로 연마하는 공정을 수행할 수 있으나, 이러한 연마는 스페이스트렌스포머(10)의 단자(10)에 스트레스를 가하게 되어, 단자(10)등에 미세 크랙등 파손을 야기할 수 있다. 이렇게 야기된 단자(10)의 파손은 향후 범프(10) 형성시 단자(11)를 스페이스트렌스포머(10)로부터 분리시키게 하거나, 그로 인한 전기적인 개방(open)을 야기할 수 있다. In order to solve this problem, in order to make the height of the plurality of
한편, 종래의 프로브 카드 제조 방법에 의하면, 기판(10)에서 돌출된 범프(20) 상부에 접속물질을 도포하는데, 접속 물질이 용융되었을 때, 용융된 접속 물질이 상대적으로 좁은 범프(20) 상부 표면에서 아래로 흘러내릴 수 있어, 범프(20) 상부에 용융된 접속물질의 양이 충분하지 않게 될 수 있다. 그에 따라 목적하는 프로브 몸체(30)와 범프(20) 사이의 접합력을 달성하지 못할 수 있다. On the other hand, according to the conventional method of manufacturing a probe card, the connection material is applied to the upper part of the
특히, 프로브 카드를 이용하여 테스트되어야 하는 웨이퍼상에 형성된 반도체 소자의 접촉부인 금속 패드의 피치가 미세한 경우, 이에 대응하도록 프로브의 피치도 미세해져야 하며, 그에 따라 프로브를 지지하는 기판 상의 범프의 피치도 미세해져야 한다. 그에 따라, 범프 상면에 도포가능한 접속물질의 양도 줄어들게 되어, 프로브와 범프를 접합하는데 한계가 있게 된다. In particular, when the pitch of the metal pad, which is the contact portion of the semiconductor element formed on the wafer to be tested using the probe card, is minute, the pitch of the probe must be minutely corresponding to the pitch of the bump on the substrate supporting the probe. It must be fine. As a result, the amount of the connecting material that can be applied to the bump upper surface is also reduced, which limits the bonding between the probe and the bump.
또한, 프로브의 미세 피치를 달성해야 하는 경우, 범프(20)의 높이를 충분히 높게 해야 하는데, 이를 위해 범프(20)를 다단으로 형성해야 하며, 이를 위해 포토레지스트 공정이 수반되게 된다. 그런데, 스페이스트렌스포머는 웨이퍼와는 그 형 상이 상이하므로, 스페이스트렌스포머에 적용 가능한 포토레지스트 공정에는 그 한계가 있게 된다. In addition, when the fine pitch of the probe needs to be achieved, the height of the
또한, 이렇게 범프(20)를 다단을 형성하는 경우, 최종 범프 상단은 그 아래 범프 상단보다 크기가 작게 되므로, 최종 범프 상단에 도포 가능한 접속물질의 양이 제한되게 되며, 그에 따라 프로브 몸체(30)와 범프(20)의 접합력이 충분하지 못하게 될 수 있다.In addition, when the
한편, 범프없이 프로브를 직접 기판의 단자에 접촉시키는 경우에는 프로브와 기판의 단자와의 접합력을 향상시키기 위해, 접속물질을 기판의 단자에 높게 쌓아올리는 방법이 시도되고 있다. 그러나, 이러한 방법의 경우 프로브의 반도체 소자의 접촉부와의 접촉 압력에 의해 쌓아진 접속물질이 무너지는 경우가 발생할 수 있으며, 이와 같이 접속 물질이 무너지게 되면, 프로브는 인접한 프로브와 접촉될 수 있어 전기적으로 쇼트를 발생시킬 수 있다. On the other hand, in the case where the probe is directly in contact with the terminal of the substrate without bumps, in order to improve the bonding force between the probe and the terminal of the substrate, a method of stacking the connection material on the terminal of the substrate is attempted. However, in such a method, the accumulated connection material may be collapsed by the contact pressure of the probe with the contact portion of the semiconductor element. If the connection material is collapsed in this way, the probe may be in contact with an adjacent probe, thereby causing electrical failure. Can cause a short.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 미세 피치의 프로브와 기판 사이에 충분한 접합력을 갖게 하는 신규한 구조의 프로브 카드를 제조하는 프로브 카드 제조 방법을 제공하고자 한다. In order to solve the above technical problem, the present invention is to provide a probe card manufacturing method for manufacturing a probe card of a novel structure that has a sufficient bonding force between the probe and the substrate of fine pitch.
상기와 같은 기술적 과제의 해결을 위한, 본 발명의 한 특징에 따른 프로브 카드 제조 방법은 내부 배선과 연결되도록 각각 구비된 기판의 복수의 상면 단자 상부에 비접합 영역의 중간부에 접합 영역이 위치하도록, 상기 비접합 영역 및 상 기 접합 영역을 설정하는 단계; 상기 상면 단자 상부의 비접합 영역에 산화막을 형성하는 단계; 상기 복수의 상면 단자 상부의 접합 영역을 중심으로 접속 물질을 도포하는 단계; 복수의 프로브의 접합부를 각각 상기 복수의 상면 단자 상부의 접합 영역에 도포된 접속 물질에 대응하도록 배열하는 단계; 및 상기 접속 물질을 통해 상기 복수의 프로브와 상기 복수의 상면 단자를 서로 접합하는 단계;를 포함한다. In order to solve the above technical problem, a method of manufacturing a probe card according to an aspect of the present invention is such that a junction region is positioned at an intermediate portion of an unbonded region on a plurality of upper surface terminals of a substrate, each of which is connected to an internal wiring. Setting the non-bonded region and the bonded region; Forming an oxide film on an unbonded region above the upper terminal; Applying a connection material around a junction region of the plurality of top terminal terminals; Arranging junctions of a plurality of probes to correspond to connection materials applied to junction regions above the plurality of top terminals, respectively; And bonding the plurality of probes and the plurality of top terminals to each other through the connection material.
상기 상면 단자 상부의 비접합 영역에 산화막을 형성하는 단계는 Forming an oxide film in the non-junction region above the upper terminal
상기 상면 단자 상부의 비접합 영역에 전도성 박막을 형성하는 단계; 및 Forming a conductive thin film in an unbonded region above the upper terminal; And
상기 전도성 박막을 산화시켜 상기 산화막을 형성하는 단계;를 포함한다. And oxidizing the conductive thin film to form the oxide film.
상기 상면 단자의 상부는 금으로 형성될 수 있다. The upper portion of the upper terminal may be formed of gold.
상기 프로브는 제1희생기판을 식각하여 상기 프로브의 팁부에 대응하는 트렌치를 형성하는 단계; 제2희생기판을 식각하여 상기 팁부와 연결되는 상기 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 프로브 제조 방법에 의해 제조된다. Etching the first sacrificial substrate to form a trench corresponding to a tip of the probe; Etching a second sacrificial substrate to form a first pillar hole corresponding to the first pillar of the probe connected to the tip; Attaching the first sacrificial substrate and the second sacrificial substrate so that the trench and the first pillar hole communicate with each other; And filling a conductive material into the trench and the first pillar hole communicated with each other. It is prepared by a probe manufacturing method comprising a.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 프로브 카드는 복수의 내부 배선; 상기 복수의 내부 배선과 각각 연결되며, 비접합 영역, 및 상기 비접합 영역 중간부에 위치하는 접합 영역으로 구별되는 복수의 단자; 상기 복수의 단자의 접합 영역에 각각 전기적으로 연결되도록 접합되며, 프로브 몸체, 상기 프로브 몸체 상면에 돌출되어 있는 제1기둥부, 상기 제1기둥부 상부에 형성되어 있는 프로브 팁, 및 상기 프로브 몸체 하면에 돌출되어 있는 제2기둥부가 일체로 형성되어 있는 복수의 프로브; 및 상기 복수의 단자 및 상기 복수의 프로브의 제2기둥부를 접합하는 접속부; 를 포함한다. Probe card according to another aspect of the invention a plurality of internal wiring; A plurality of terminals each connected to the plurality of internal wires, the plurality of terminals being divided into a non-bonded region and a junction region positioned at an intermediate portion of the non-bonded region; A probe body, a first pillar portion protruding from an upper surface of the probe body, a probe tip formed on an upper portion of the first pillar portion, and a bottom surface of the probe body, wherein the probe body is electrically connected to the bonding regions of the terminals. A plurality of probes integrally formed with a second pillar protruding from the plurality of probes; And a connecting portion for joining the plurality of terminals and second pillars of the plurality of probes. It includes.
상기 단자의 접합 영역의 면적은 상기 프로브의 제2기둥부의 단면적에 대응한다. The area of the junction region of the terminal corresponds to the cross-sectional area of the second pillar portion of the probe.
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 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.
이하, 도 4 내지 6을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 프로브 카드의 제조 방법을 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing a probe card according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 6.
먼저, 도 4을 참조하여, 프로브를 프로빙 검사 장치와 전기적으로 연결하는 기판을 제조하는 방법을 구체적으로 설명한다. First, referring to FIG. 4, a method of manufacturing a substrate for electrically connecting a probe to a probing inspection apparatus will be described in detail.
도 4a에서 도시되는 바와 같이, 내부에 배선(406)이 형성되며, 그 상단에 배선(406)과 연결되어 있는 상면 단자(402) 및 그 하단에 배선(406)과 연결되어 있는 하면 단자(404)가 형성되어있는 기판(400)을 준비한다. 이러한 기판(400)에는 배선부(406), 상면 단자(402), 및 하면 단자(404)가 각각 복수개로 구비된다. As shown in FIG. 4A, a
이러한 기판(400)으로는 내부에 배선부(406), 배선부(406)의 양 단에 각각 연결된 상면 단자(402) 및 하면 단자(404)가 형성되어 있는 것이면 특별한 제한이 없으나, 바람직하게는 세라믹 재질로 이루어지며 상용되는 스페이스트렌스포머가 사용될 수 있다. The
이러한 기판(400)의 상면 단자(402)의 모양은 제한이 없으나 도 4b에서 볼 수 있는 바와 같이, 그 중심부에는 배선부(406)의 말단이 위치하며, 그 모양은 원형 영역, 및 그 원형 영역으로부터 충분히 길게 연장되어 있는 막대 영역으로 이루어진 열쇠구멍 모양으로 형성된 것이 바람직하게 사용된다. 이와 같이 본 발명의 실시예에서 막대 영역의 길이는 프로브와 기판(400)의 상면 단자(402)와의 강한 접합력을 달성하기 위해, 충분한 양의 접속 물질이 낮은 두께로 도포될 수 있는 길이에 대응하도록 설정되는 것이 바람직하다. 이때, 막대 영역의 폭은 접합하고자 하는 프로브의 피치에 대응하게 된다. The shape of the
그리고, 이러한 상면 단자(402) 및 하면 단자(404)의 표면은 전도성이 높은 금속, 바람직하게는 금으로 이루어진다. 본 실시예에서는 상면 단자(402)의 모양이 열쇠 구멍 모양으로 도시하고 있으나, 이러한 모양에 제한되는 것은 아니며, 프로브와 접합되는 접합 영역과 프로브와 접합되지 않는 비접합 영역으로 구별되며, 접합 영역이 충분한 길이로 연장되어 있는 비접합 영역의 중간부에 위치하고 있는 모양이면 특별한 제한이 없다. 본 실시예에서는 막대 영역의 중간부는 접합 영역에, 막대 영역의 양쪽 말단부와 원형 영역은 비접합 영역에 각각 대응된다. The upper and lower surfaces of the terminal 402 and the
그 후, 이렇게 준비된 기판(400)의 상면에 전도성 금속을 스퍼터링 방법으로 부가하여 도 4c로부터 볼 수 있는 전도성 박막(408)을 형성한다. 이러한 전도성 금속으로는 구리가 바람직하게 사용되며, 이러한 전도성 박막(408)의 두께는 바람 직하게는 5000 Å으로 형성한다. Thereafter, a conductive metal is added to the upper surface of the
다음, 기판(400)의 하면에 도 4d 에서와 같이 제1포토레지스트층(410)을 형성한다. 이러한 제1포토레지스트층(410)은 추후 공정에서 하면 단자(404)를 보호한다. Next, a
다음, 기판(400)의 전도성 박막(408)의 상면에 포토레지스트층을 적층한 후, 상면 단자(402)에서 프로브와 접합되지 않는 비접합 영역을 제외하도록 상기 포토레지스트층을 식각제거하여 상면 단자(402)의 비접합 영역 상부에 제2포토레지스트층(412)를 형성한다. 도 4e에서, 비접합 영역은 프로브와 접합되는 접합 영역에 의해 나누어지는 막대 영역의 양쪽 말단부와 원형 영역을 포함하게 된다. Next, after stacking the photoresist layer on the upper surface of the conductive
그 후, 도 4f에서 볼수 있는 바와 같이, 제2포토레지스트층(412)를 마스크로 이용하여 접합 영역을 포함하는 상기 전도성 박막(408)을 식각 제거한다. Thereafter, as shown in FIG. 4F, the conductive
그 후, 도 4g 와 같이 제1포토레지스트층(410) 및 제2포토레지스트층(412)를 제거하여, 상면 단자(402)의 비접합 영역 즉 원형 영역과 막대 영역의 양쪽 말단부의 상부에만 전도성 박막(408)이 남게 한다. 이때, 상면 단자(402) 상에 형성된 전도성 박막(408)은 도 4h에서 도시된 바와 같게 된다. Thereafter, as shown in FIG. 4G, the
그 후, 상면 단자(402)의 원형 영역 상부에 존재하는 전도성 박막(408)을 산화시켜 도 4i와 같은 산화막(414)을 형성한다. 이러한 산화 방법으로는 특별한 제한이 없으며, 건식 열처리 방법 또는 습식 열처리 방법을 바람직하게 사용된다. 이러한 산화 방법의 산화 조건하에서는 상면 단자(402)의 비접합 영역 상부에 존재하는 전도성 박막(408)은 산화되나, 상면 단자(402)의 접합 영역은 산화 저항성이 강한 금으로 형성되어 있어 산화되지 않아 산화막(414)이 형성되지 않게 된다. 이때, 상면 단자(402) 상에 형성된 산화막(414)은 도 4j에서 도시된 바와 같게 된다. Thereafter, the conductive
그 후, 상면 단자(402)의 막대 영역 상부에 접속물질(416)을 낮게 도포한다. 접속 물질(416)의 도포는 막대 영역에 포함된 접합 영역을 중심으로 하여 비접합 영역 상부에도 도포한다. 이러한 접속물질로는 전도성, 접합성 및 내화학성이 우수하며 용융점 이상의 온도가 가해졌을 때 용융되는 솔더 페이스트 또는 프리폼(preform) 등이 바람직하게 사용된다. 이때, 상면 단자(402)의 접합 영역 상부에 도포된 접속물질은 산화막(414)으로 인해 상면 단자(402)의 원형 영역으로 이동되지 않고 상면 단자(402)의 막대 영역 상부에 접합 영역을 중심으로 하여 도포된 대로 유지될 수 있다. 따라서, 상면 단자(402)의 막대 영역 상에 도포된 접속물질(416)은 도 4l에서 도시된 바와 같게 된다. Thereafter, the
이하, 도 5를 참조하여, 도 4의 기판에 접속되는 프로브를 제조하는 방법을 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing a probe connected to the substrate of FIG. 4 will be described in detail with reference to FIG. 5.
먼저, 실리콘 기판을 제1희생기판(100)으로 준비하고, 제1희생기판(100) 하부를 식각하여 도 5a와 같은 얼라인 키(106)를 형성한다. First, the silicon substrate is prepared as the first
다음, 제1희생기판(100)의 상부에 산화 보호막(108)을 형성한 후, 산화 보호막(108)에서 프로브 팁에 대응하는 부분을 식각 제거한 후, 이러한 산화 보호막(108)을 마스크로 이용하여 제1희생기판(100)을 식각하여 도 5a와 같이 프로브 팁용 트렌치(116)를 형성한다. Next, after the oxide
한편, 제2희생기판(200)을 소정의 두께로 준비한다. 이렇게 준비된 제2희생 기판(200) 상면에 포토레지스트 층을 형성한 후, 상기 포토레지스트 층에서 프로브의 팁부와 연결되는 프로브 몸체의 제1기둥부에 대응하는 부위를 제거한 후, 이러한 포토레지스트층을 마스크로 이용하여 제2희생기판(200)을 식각하여 도 5b와 같이 제2희생기판(200)을 관통하는 제1기둥부홀(204)을 형성한다. Meanwhile, the second
다음, 위와 같이 형성된 제2희생기판(200)을 도 5a에서 형성된 제1희생기판(100) 상부에 위치시켜, 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)과 제2희생기판(200)의 부착을 위해 웨이퍼 본더의 퓨전 본딩 방법을 사용할 수 있다. Next, the second
다음, 제1희생기판(100) 및 제2희생기판(200)의 조립체의 상부에 화학 증착 방법이나 스퍼터링 방법 등을 이용하여 도전성 박막(206)을 도 5c와 같이 형성한다. 이러한 도전성 박막(206)은 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. Next, the conductive
다음, 도전성 박막(206) 상면에 포토레지스트 층(208)을 형성한 후, 상기 포토레지스트 층에서 마스크를 이용하여 프로브의 제1기둥부와 연결되는 프로브 몸체에 대응하는 모양을 식각 제거하고, 이러한 포토레지스트층(208)을 프로브 몸체에 대한 금형으로 이용하여 금속과 같은 도전성 물질을 충전 또는 매립한 후, 포토레지스트층(212, 216) 형성 공정 및 금속 충전 및 매립 공정을 반복 실행하여 도 5d 와 같은 프로브 몸체와 연결되는 프로브의 제2 기둥부(214)가 구비된 프로브를 형성한다. 여기서, 바람직하게 사용되는 도전성 물질은 탄성 및 전도성이 우수한 금속으로서, Ni-Co 또는 Ni-Fe 와 같은 니켈 합금이 바람직하게 사용된다. 또한, 금속 충전 및 매립 공정으로는 금속 전해 도금 방법이 바람직하게 사용된다. Next, after forming the
다음, 상기 포토레지스트층(216)을 소정의 두께만큼 건식 식각하여 제거하고, 이러한 건식 식각으로 노출된 프로브의 제2기둥부(214)상에 도 5e와 같이 전도성 및 접합성이 우수한 금속을 전해 도금하여 프로브의 접합부(220)를 형성한다. 이때, 사용되는 전도성 및 접합성이 우수한 금속으로는 바람직하게는 금을 사용한다. Next, the
그 후, 포토레지스트 층(208, 212, 216), 및 도전성 박막(206) 등을 모두 선택적으로 식각 제거하여 도 5f에서와 같이, 제1희생기판(100), 및 제2 희생기판(200) 상에 형성된 프로브(222)를 제공한다. Thereafter, the photoresist layers 208, 212, and 216, the conductive
이하, 도 6을 참조하여 도 4의 기판에 도 5의 프로브를 결합하여 본 발명의 한 실시예에 따른 프로브 카드를 제조하는 방법을 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing a probe card according to an exemplary embodiment of the present invention by combining the probe of FIG. 5 with the substrate of FIG. 4 will be described in detail with reference to FIG. 6.
제1희생기판(100), 및 제2 희생기판(200)에 형성된 프로브(222)를 그 접합부(220)가 상기 기판(400)에 형성된 상면 단자(402)의 접합 영역 상에 도포된 접속물질(416)에 대응되도록 배열한다. 그리고, 프로브(222)의 상기 접합부(220)와 기판(400)의 접속물질(416)을 접촉하여 서로 결합시켜 도 6a와 같은 프로브(222)와 기판(400) 접합체를 생성한다.Connection material coated on the bonding region of the
그 후, 접속물질(416)을 용융점 이상으로 가열하여 용융시켜, 프로브(222)와 기판(400)의 상면 단자(402)의 접합 영역에 접합시킨다. 이때, 기판(400)의 상면 단자(402)의 비접합 영역 상의 산화막(414)은 용융된 접속물질(416)에 대하여 젖음성(wettability)이 낮아 용융된 접속물질(416)은 비접합 영역인 원형 영역으로 흐르지 않고 상면 단자(402)의 막대 영역에만 접합 영역을 중심으로 존재하여 모두 프로브(222)의 접합부(220)와 접합에 이용된다. 그후, 상기 제1희생기판(100), 및 제2희생기판(200)을 선별 식각 제거하여 도 6b와 같은 프로브(222)와 기판(400) 접합체를 생성한다. Thereafter, the connecting
그 후, 프로브(222)의 상부에 존재하는 도전성 박막(206)과 기판(400)의 상면 단자(402)의 비접합 영역 상의 산화막(414)을 식각 제거하여 도 6c와 같은 프로브 카드를 완성한다. Thereafter, the conductive
따라서, 이렇게 본 발명의 한 실시예에 따른 프로브 카드 제조 방법에 따라 제조된 프로브 카드는 도 6c에서 도시된 바와 같이, 복수의 내부 배선; 상기 복수의 내부 배선과 각각 연결되며, 비접합 영역, 및 비접합 영역 중간부에 위치하는 접합 영역으로 구별되는 복수의 단자; 상기 복수의 단자의 접합 영역에 각각 전기적으로 연결되도록 접합되며, 프로브 몸체, 상기 프로브 몸체 상면에 돌출되어 있는 제1기둥부, 상기 제1기둥부 상부에 형성되어 있는 프로브 팁, 및 상기 프로브 몸체 하면에 돌출되어 있는 제2기둥부가 일체로 형성되어 있는 복수의 프로브; 및 상기 복수의 단자 및 상기 복수의 프로브의 제2기둥부를 접합하는 접속부;를 포함하게 된다. 이때, 상기 단자의 접합 영역의 면적은 상기 프로브의 제2기둥부의 단면적에 대응하게 설정되는 것이 바람직하다. Thus, the probe card manufactured according to the probe card manufacturing method according to an embodiment of the present invention as shown in Figure 6c, a plurality of internal wiring; A plurality of terminals each connected to the plurality of internal wires, the plurality of terminals being divided into a non-bonded region and a junction region located at an intermediate portion of the non-bonded region; A probe body, a first pillar portion protruding from an upper surface of the probe body, a probe tip formed on an upper portion of the first pillar portion, and a bottom surface of the probe body, wherein the probe body is electrically connected to the bonding regions of the terminals. A plurality of probes integrally formed with a second pillar protruding from the plurality of probes; And a connecting part for joining the plurality of terminals and second pillars of the plurality of probes. At this time, the area of the junction region of the terminal is preferably set corresponding to the cross-sectional area of the second pillar portion of the probe.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명의 프로브 카드 제조 방법에 의하면, 기판의 상면 단자의 영역을 프로브와 접합되지 않는 비접합 영역과 상기 비접합 영역의 중간부에 배치되며, 프로브와 접합되는 접합 영역으로 구별하고, 비접합 영역에 대해서는 전도성 박막을 형성시킨 후, 전도성 박막을 산화시킴으로써 접합 영역에 도포된 접속물질이 비접합 영역으로 이동되는 것을 방지하게 된다. 그에 따라, 프로브의 접합부가 접합영역의 접속물질에 접합되고, 접속물질이 용융되면, 용융된 접속물질은 범프를 사용하는 종래기술과 같이 외부로 배출되지 않고, 접합영역내에서 온전히 프로브와 기판을 접합하는데 이용되므로, 목적하는 프로브와 기판의 접합력을 용이하게 달성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 프로브 카드 제조 방법에 의하면, 접속물질을 소량 사용하더라도 미세 피치의 프로브와 기판의 접합력을 충분히 달성할 수 있다. As described above, according to the method of manufacturing a probe card of the present invention, a region of an upper surface terminal of a substrate is divided into a non-bonded region not bonded to a probe and a junction region disposed at an intermediate portion of the non-bonded region, and bonded to a probe. In addition, after forming the conductive thin film for the non-bonded region, the conductive thin film is oxidized to prevent the connection material applied to the bonded region from being transferred to the non-bonded region. Accordingly, when the junction of the probe is bonded to the junction material of the junction region, and the junction material is melted, the molten junction material is not discharged to the outside as in the prior art using bumps, and the probe and the substrate are completely in the junction region. Since it is used for bonding, the bonding force of a target probe and a board | substrate can be achieved easily. Therefore, according to the probe card manufacturing method of the present invention, even when a small amount of the connecting material is used, the bonding force between the probe and the substrate having a fine pitch can be sufficiently achieved.
또한, 본 발명의 프로브 카드 제조 방법에 의하면, 미세 피치의 프로브에 대응하도록 기판의 상면 단자의 폭을 미세 피치로 구현하고, 프로브와 접합되는 접합 영역을 제외한 미세 피치의 상면 단자의 비접합 영역을 연장시켜 접속물질이 도포되기 위한 도포 영역을 충분히 확보할 수 있었다. 또한, 이렇게 확보된 도포 영역에 접속 물질을 충분히 낮게 도포함으로써 종래 기술과 같이 프로브를 지지하는 접속 물질의 무너짐을 방지할 수 있게 되고, 그에 따라 발생할 수 있는 인접한 프로브간의 전기적 접촉을 방지할 수 있다. In addition, according to the method of manufacturing a probe card of the present invention, the width of the upper terminal of the substrate is implemented in the fine pitch so as to correspond to the probe of the fine pitch, and the non-bonded region of the upper terminal of the fine pitch except for the junction region to be bonded to the probe is provided. It was possible to secure a sufficient coating area for the connection material to be extended. In addition, by applying a sufficiently low connection material to the application area secured in this way, it is possible to prevent the collapse of the connection material supporting the probe as in the prior art, thereby preventing electrical contact between adjacent probes that may occur.
또한, 본 발명의 프로브 카드 제조 방법에 의하면, 기판상에 범프를 생성하 고, 범프를 프로브 몸체와 접합하는 종래기술과 달리 범프를 생성할 필요가 없으므로, 범프 생성을 위해 기판상에 수행되어야 하는 포토레지스트 공정, 식각 제거 공정, 또는 연마 공정 등이 필요 없게 된다. 따라서, 프로브 카드의 제조를 위한 공정의 단계가 감축될 수 있다. 또한, 본 발명의 프로브 카드 제조 방법은 범프를 생성하지 않으므로, 종래 기술과 같이 생성된 범프의 높이가 서로 상이하여 발생할 수 있는 문제가 발생하지 않으며, 기판에 형성된 상면 단자들의 수평을 일치시키기 위한 연마 공정이 불필요하여, 그에 따라 이러한 연마 공정으로 인해 발생할 수 있는 단자의 크랙, 상면 단자의 기판으로부터의 분리, 그에 따른 전기적 개방(open)을 방지할 수 있다. 또한, 범프를 생성하지 않으므로, 프로브와 접합을 위해 기판의 상면 단자의 모든 영역을 그대로 사용할 수 있어, 범프를 생성하는 종래 기술보다 더 넓은 피치를 확보할 수 있고, 그에 따라 접속 물질을 도포할 수 있는 면적을 충분히 확보할 수 있게 된다. In addition, according to the method of manufacturing a probe card of the present invention, unlike the prior art of generating a bump on the substrate and bonding the bump to the probe body, it is not necessary to generate the bump, which is to be performed on the substrate for the bump generation. There is no need for a photoresist process, an etch removal process, or a polishing process. Thus, the steps of the process for the manufacture of the probe card can be reduced. In addition, the method of manufacturing the probe card of the present invention does not generate bumps, and thus, the problem that may occur due to different heights of bumps generated as in the prior art does not occur, and polishing for matching the horizontality of the upper surface terminals formed on the substrate. The process is unnecessary, thereby preventing cracking of the terminal, separation of the upper surface terminal from the substrate, and thus electrical opening, which may occur due to this polishing process. In addition, since no bumps are generated, all areas of the upper terminal of the substrate can be used as it is for bonding with the probe, so that a wider pitch can be secured than the prior art for generating bumps, thereby applying the connection material. It is possible to secure a sufficient area.
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.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention, and it is obvious that the present invention belongs to the appended claims. Do.
Claims (6)
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KR1020070001390A KR100806383B1 (en) | 2007-01-05 | 2007-01-05 | Method for producing probe card |
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KR100891025B1 (en) | 2007-08-27 | 2009-04-02 | (주)미코엠에스티 | Probe card assembly and method for fabricating the same |
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2007
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