KR100932104B1 - 사선형 탐침부재를 구비한 프로브 블록 및 상기탐침부재를 제조하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사선형 탐침부재를 구비한 프로브 블록 및 상기 탐침부재를 제조하는 방법에 관한 것으로, 특히 FPD(Flat Panel Display)의 불량 검사 공정에 필요한 검사용 탐침부재의 일측과 타측 탐침을 일직선으로 제조하여 상기 탐침부재의 탐침바디를 프로브 블록에 본딩하며, 피측정체와 프로브 유닛의 전자회로에 동시 접점을 위하여 양팔보 구조를 사용하여 보다 큰 탄성력으로 외팔보 구조의 부러짐과 같은 단점을 보완한 것을 특징으로 하는 사선형 탐침부재를 구비한 프로브 블록 및 상기 탐침부재를 제조하는 방법에 관한 것이다.

프로브 블록, 탐침바디, 탐침

Description

사선형 탐침부재를 구비한 프로브 블록 및 상기 탐침부재를 제조하는 방법{PROBE BLOCK WITH SLANT-TYPED PROBE NEEDLE AND MANUFACTURING METHOD THE PROBE NEEDLE}

본 발명은 사선형 탐침부재를 구비한 프로브 블록 및 상기 탐침부재를 제조하는 방법에 관한 것으로, 특히 FPD(Flat Panel Display)의 불량 검사 공정에 필요한 검사용 탐침부재의 일측과 타측 탐침을 일직선으로 제조하여 상기 탐침부재의 탐침바디를 프로브 블록에 본딩하며, 피측정체와 프로브 유닛의 전자회로에 동시 접점을 위하여 양팔보 구조를 사용하여 보다 큰 탄성력으로 외팔보 구조의 부러짐과 같은 단점을 보완한 것을 특징으로 하는 사선형 탐침부재를 구비한 프로브 블록 및 상기 탐침부재를 제조하는 방법에 관한 것이다.

반도체 집적회로 장치(Semiconductor Integrated Circuit Device), 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display: LCD) 등을 제작할 경우 제작 공정 중, 혹은 제작 완료 후 리드 프레임(lead frame) 또는 구동 IC를 붙이기 전에 제작된 반도체 웨이퍼 혹은 LCD용 액정패널이 정상적으로 작동하는지 여부를 전기적 신호를 인가하여 시험하게 되는데, 이때 사용되는 장비가 탐침 장치(프로브 스테이션; Probe Station)이다.

종래의 상기 탐침 장치에서는 반도체 웨이퍼, LCD 패널 등에 형성되어 있는 전기 접점(Pad)에 전기적 신호를 주어 시험하기 위해서 다수의 텅스텐 또는 니켈 합금판 탐침을 갖는 프로브 블록을 사용하게 되는데, 상기 탐침의 직경은 수백 마이크로 미터, 적어도 100 마이크로 미터 정도이기 때문에 100 마이크로 미터 이하로 근접한 다수의 접점을 통하여 피측정체의 내부회로 상태를 측정하기는 불가능하고 상기 탐침을 수백 개까지 균일하게 배열하기 어려운 점이 있다(공개특허출원 제1999-68745호 등 참조).

또한, 미세 가공법(micro-machining)으로 균일한 높이를 갖고 보다 고밀도의 탐침을 갖는 프로브 블록이 제작되기도 하는데, 이 경우 대부분 외팔보(cantilever)의 끝단에 뾰족한 탐침을 형성하여 피측정장치의 접점과 탐침이 접촉이 반복되어도 외팔보의 탄성으로 탐침의 마모나 피측정장치의 접점의 파손을 최소화하려는 노력들이 있어왔다(공개특허제2000-17761호 등 참조).

상기 외팔보 끝단에 탐침을 형성한 프로브 카드의 경우 실리콘 단결정 웨이퍼를 이용하여 탐침을 갖는 외팔보를 제작하고 이를 글래스(glass) 웨이퍼 등에 융해접합(fusion bonding) 또는 전기접합(anodic bonding) 등의 방법으로 접합하여 사용한다.

또한, 종래의 탐침은 텅스텐 바늘구조나 미세가공법(micro-machining)으로 형성된 뾰족한 탐침이므로 반도체 웨이퍼나 LCD용 패널을 시험하는 경우, 뾰족한 탐침의 선단부가 접점(pad)과 접촉할 때 접점을 손상하게 되는 경우가 많은데 이러 한 시험 단계의 접점의 손상은 추후에 피측정장치의 접점에 패키징 또는 조립을 위한 와이어 본딩(wire bonding) 시에 접속불량이 발생하는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 프로브 블록에 탐침바디를 본딩하여 동시에 상기 탐침바디의 양팔보형 탐침을 형성하고, 상기 탐침이 피측정체에 동시 인접하여 전기적 신호를 인가하여 신뢰성 테스트를 할 수 있는 것을 특징으로 하는 사선형 탐침부재를 구비한 프로브 블록 및 상기 탐침부재를 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에 의한 탐침부재를 제조하는 방법은, 빔 시트(201)의 상부에 포토레지스트(PR,202)를 적층하는 제1 단계와;

상기 포토레지스트(PR,202)의 상부에 탐침 패턴(22)의 포토마스크(203)를 적층하는 제2 단계와;

상부 노광을 통해 상기 탐침 패턴(22)의 외곽을 제거하여 포토레지스트(PR,204)에 제2 탐침 패턴(23)을 형성하는 제3 단계와;

상기 포토레지스트(PR,204)에 탐침 패턴(23)과 동일 형상만 잔존하게 빔 시트(205)를 에칭하는 제4 단계와;

상기 에칭 후, 상기 포토레지스트(PR,204) 저면의 상기 빔 시트(205)에 상기 탐침 패턴(23)과 동일한 형상의 패턴이 형성되는 제5 단계와;

상기 포토레지스트(PR,204)를 에칭하여 제거하고, 상기 빔 시트(205)에서 상기 동일한 형상의 패턴만을 잔존시켜 추출하는 제6 단계; 및

상기 추출된 패턴이 탐침판넬(206)이며, 상기 탐침판넬(206)에서 탐침 “V”자 형상의 이등변 선의 1/2 정점에 소정 접지되고, 상기 탐침과 일정 거리 이격어 감싼 보조판넬(61)을 제거한 탐침 부재를 형성하는 제7 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 탐침부재는, 탐침바디와 탐침 및 보조판넬(61)로 구성된 상기 탐침판넬(206)에서 보조판넬(61)을 제거하여 형성된 것을 그대로, 또는 상기 탐침판넬(206)에서 보조판넬(61)을 제거하여 형성된 패턴에 절연체 판넬을 탐침바디(51)의 상면 또는 저면에 본딩하여 30도 내지 60도 사선형으로 형성된 상기 프로브 블록 저면에 장착 또는 본딩되는 것을 특징으로 한다.

상기 탐침은, “V”자 형상 양측에 형성된 이등변 선의 1/2 정점이 보조판넬과 접지되어 있으며, 상기 보조판넬을 제거할 경우, 상기 접지가 끊어지는 것을 특징으로 한다.

상기 보조판넬은, 10도 내지 90도 회전 또는 휨 가압의 반동에 의해 탐침에 소정 접지된 부분을 제거시키며 분리되는 것을 특징으로 한다.

또 다른 목적인 본 발명의 사선형 탐침부재를 구비한 프로브 블록은, 피측정체에 전기적인 신호를 인가하여 신뢰성 테스트를 하기 위한 프로브 장치에서 상기 프로브 장치에 장착되는 프로브 유닛과 프로브 블록 및 상기 프로그 블록의 저면에 본딩되는 탐침부재의 탐침판넬을 형성하는 사선형 탐침부재를 구비한 프로브 블록에 있어서,

상기 탐침부재(3000)는, 탐침바디와 탐침 및 보조판넬로 구성된 탐침판넬에 서 보조판넬을 제거하여 형성된 것을 그대로, 또는 상기 탐침판넬에서 보조판넬을 제거하여 형성된 패턴에 절연체 판넬을 탐침바디의 상면 또는 저면에 본딩하여 30도 내지 60도 사선형으로 형성된 상기 프로브 블록 저면에 본딩하는 것을 특징으로 한다.

상기 탐침판넬은, 외측으로 1개의 꼭지점이 형성된 “V”자 형상으로 탐침을 형성하고, 직사각 탐침바디의 양측에 이음매없이 상기 탐침을 연결하여 1개의 판넬을 형성하며, 피측정체의 탐침 접점의 수에 따라 상기 판넬의 수를 달리하는 전기가 잘 통하는 금속(구리, 알미늄) 판넬인 것을 특징으로 한다.

상기 탐침은, “V”자 형상 양측에 형성된 이등변 선의 1/2 정점이 보조판넬과 접지되어 있으며, 상기 보조판넬을 제거할 경우, 상기 접지가 끊어지는 것을 특징으로 한다.

상기 보조판넬은, 10도 내지 90도 회전 또는 휨 가압의 반동에 의해 탐침에 소정 접지된 부분을 제거시키며 분리되는 것을 특징으로 한다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 종래의 수작업 방식의 텅스텐 바늘로 이루어진 프로브 블록에서는 구현하기 어려운 수십 마이크로미터 간격의 탐침을 보다 손쉽게 구현할 수 있으며, 종래의 미세 가공법으로 만들어진 프로브(=탐침)와는 달리 단일 외팔보 구조를 갖지 않는 수백개의 프로브를 실리콘 웨이퍼와 유리 웨이퍼의 접합없이 단일 실리콘-절연체(SOI) 웨이퍼에 미세가공법을 적용하여 제작하였으며, 웨이퍼를 관통하는 다구멍 구조의 통전선을 형성하여 수백개의 접점을 외부단 자와 한번의 공정으로 전선 접합이 가능하도록 하였다.

또한, 피측정체와 프로브 유닛의 전자회로에 동시 접점을 위하여 단일 외팔보(cantilever) 구조를 사용하지 않고 탐침바디와 탐침을 일직선을 이루게하여 양팔보 구조 또는 외팔보 2개를 서로 대응되게 접지하여 양팔보를 사용하여 보다 큰 탄성력으로 단일 외팔보 구조의 부러짐과 같은 단점을 보완 가능할 수 있는 이점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 사선형 탐침부재를 구비한 프로브 블록 및 상기 탐침부재를 제조하는 방법의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 사선형 탐침부재를 구비한 프로브 장치의 조립 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 사선형 탐침부재를 구비한 프로브 장치의 분해 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 사선형 탐침부재를 구비한 프로브 블록의 탐침부재를 나타낸 도면이고, 도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 도 3을 제작하기 위한 탐침판넬 제작을 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 사선형 탐침부재를 구비한 프로브 장치는, 프로브 장치의 일부인 프로브 유닛(1000)과 프로브 블록(2000) 및 탐침 부재(3000)으로 구성된다. 상기 탐침부재(3000)는, 탐침바디(51,도 4c 참조)와 탐침(52) 및 보조판넬(61)로 구성된다.

여기서, 상기 프로브 블록(2000)은, 저면에 상기 탐침부재(3000)를 볼트로 장착하거나 본딩(Bonding)하여 접지된다. 이때, 상기 프로브 블록(2000)의 저면은, 30도 내지 60도 사선형으로 형성되어 상기 탐침바디(51)와 탐침(52)가 상기 사선형 면에 장착 또는 본딩된다.

여기서, 상기 탐침부재(3000)는, 상기 프로브 블록(2000)의 저면 장착 및 본딩되기 전에 상기 보조판넬(61)을 제거한다.

여기서, 상기 프로브 장치는, 상기 프로브 블록(2000)에 탐침부재(33)를 장착 또는 본딩하여 피측정체에 전기적 신호를 인가하여 반도체 메모리 또는 디스플레이의 신뢰성 테스트를 한다. 이때, 상기 프로브 유닛(1000)은 상기 프로브 블록(2000)과 탐침부재(3000)를 제외한 나머지 장치를 구성하는 것은 통상의 지식을 가진자가 용이하게 실시할 수 있는 것으로 구성하는 것이 자명하다.

여기서, 상기 탐침부재(3000)는, 도4c에 도시된 상기 탐침바디(51)와 상기 탐침(52) 및 보조판넬(61)로 구성된 상기 탐침판넬(206)에서 보조판넬(61)을 제거하여 형성된 것을 그대로, 또는 상기 탐침판넬(206)에서 보조판넬(61)을 제거하여 형성된 패턴에 절연체 판넬을 탐침바디(51)의 상면 또는 저면에 본딩한 것이다.

여기서, 상기 프로브 블록(2000) 저면은, 30도 내지 60도 사선형으로 형성된다. 이때, 상기 프로브 블록(2000) 저면에 상기 탐침부재(3000)를 장착 또는 본딩된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 사선형 탐침부재를 구비한 프로브 블록의 탐침부재(3000)는, 탐침바디(미도시)와 탐침(52) 및 보조판넬(71)로 구성된 상기 탐침판넬(206)에서 보조판넬(61)을 제거하여 형성된 것을 그대로, 또는 상기 탐침판넬(206)에서 보조판넬(61)을 제거하여 형성된 패턴에 절연체 판넬을 탐침바디(51)의 상면 또는 저면에 본딩한 것이다.

여기서, 상기 탐침부재(3000)를 프로브 블록의 저면에 30도 내지 60도 사선형으로 장착 또는 본딩된다.

도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 탐침부재를 제조하는 방법은, 빔 시트(201)의 상부에 포토레지스트(PR,202)를 적층한다(도 4a의 (a),(b) 참조).

이어서, 상기 포토레지스트(PR,202)의 상부에 탐침 패턴(22)의 포토마스크(203)를 적층한다(도 4b의 (c) 참조). 이때, 상기 포토레지스트(PR,202)의 저면에 상기 빔 시트(201)가 적층된 상태이다.

이어서, 상부 노광을 통해 상기 탐침 패턴(22)의 외곽을 제거하여 포토레지스트(PR,204)에 제2 탐침 패턴(23)을 형성한다(도 4b의 (d) 참조). 이때, 상기 포토레지스트(PR,204)의 저면에 상기 빔 시트(201)가 적층된 상태이다.

이어서, 상기 포토레지스트(PR,204)에 탐침 패턴(23)과 동일 형상만 잔존하게 빔 시트(205)를 에칭하고, 상기 에칭 후, 상기 포토레지스트(PR,204) 저면의 상기 빔 시트(205)에 상기 탐침 패턴(23)과 동일한 형상의 패턴이 형성된다(도 4b의 (e) 참조). 이때, 상기 포토레지스트(PR,204)의 저면에 상기 빔 시트(205)가 적층된 상태이다.

마지막으로, 상기 포토레지스트(PR,204)를 에칭하여 제거하고, 상기 빔 시트(205)에서 상기 동일한 형상의 패턴만을 잔존시켜 추출하고, 상기 추출된 패턴이 탐침판넬(206)이며, 상기 탐침판넬(206)에서 탐침 “V”자 형상의 이등변 선의 1/2 정점에 소정 접지되고, 상기 탐침과 일정 거리 이격어 감싼 보조판넬(61)을 제거한 탐침 부재를 형성한다. 이때, 상기 탐침부재는, 탐침바디와 탐침 및 보조판넬(61)로 구성된 상기 탐침판넬(206)에서 보조판넬(61)을 제거하여 형성된 것을 그대로, 또는 상기 탐침판넬(206)에서 보조판넬(61)을 제거하여 형성된 패턴에 절연체 판넬을 탐침바디(51)의 상면 또는 저면에 본딩하여 30도 내지 60도 사선형으로 형성된 상기 프로브 블록 저면에 장착 또는 본딩된다.

또한, 상기 탐침(52)은, “V”자 형상 양측에 형성된 이등변 선의 1/2 정점이 보조판넬(61)과 접지되어 있으며, 상기 보조판넬(61)을 제거할 경우, 상기 접지가 끊어지는 것이다. 상기 보조판넬(61)은, 10도 내지 90도 회전 또는 휨 가압의 반동에 의해 탐침에 소정 접지된 부분을 제거시키며 분리되는 것이다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 사선형 탐침부재를 구비한 프로브 블록 및 상기 탐침부재를 제조하는 방법은, 상기 탐침 부재(3000)를 다수층으로 적층하여 더욱 정교하게 형성할 수 있다. 상기 정교는 하나의 탐침 부재의 탐침 사이 사이에 다른 탐침 부재의 탐침이 평면상으로 보이게 적층하여 상기 적층의 수 만큼 상기 탐침 부재의 탐침과 다른 부재의 탐침 간 거리 줄임 정도를 의미이다.

본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명에 따른 사선형 탐침부재를 구비한 프로브 장치의 조립 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 사선형 탐침부재를 구비한 프로브 장치의 분해 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 사선형 탐침부재를 구비한 프로브 블록의 탐침부재를 나타낸 도면이다.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 도 3을 제작하기 위한 탐침판넬 제조을 나타낸 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

22, 23 : 탐침 패턴 51 : 탐침바디

52 : 탐침 61, 71 : 보조판넬

201, 205, 206 : 탐침 판넬

202, 203, 204 : 포토레지스트

1000 : 프로브 유닛

2000 : 프로브 블록

3000 : 탐침부재

Claims (8)

1. 빔 시트(201)의 상부에 포토레지스트(PR,202)를 적층하는 제1 단계와;

   상기 포토레지스트(PR,202)의 상부에 탐침 패턴(22)의 포토마스크(203)를 적층하는 제2 단계와;

   상부 노광을 통해 상기 탐침 패턴(22)의 외곽을 제거하여 포토레지스트(PR,204)에 제2 탐침 패턴(23)을 형성하는 제3 단계와;

   상기 포토레지스트(PR,204)에 탐침 패턴(23)과 동일 형상만 잔존하게 빔 시트(205)를 에칭하는 제4 단계와;

   상기 에칭 후, 상기 포토레지스트(PR,204) 저면의 상기 빔 시트(205)에 상기 탐침 패턴(23)과 동일한 형상의 패턴이 형성되는 제5 단계와;

   상기 포토레지스트(PR,204)를 에칭하여 제거하고, 상기 빔 시트(205)에서 상기 동일한 형상의 패턴만을 잔존시켜 추출하는 제6 단계; 및

   상기 추출된 패턴이 탐침판넬(206)이며, 상기 탐침판넬(206)에서 탐침 “V”자 형상의 이등변 선의 1/2 정점에 소정 접지되고, 상기 탐침과 일정 거리 이격되어 감싼 보조판넬(61)을 제거한 탐침 부재를 형성하는 제7 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 사선형 탐침부재를 제조하는 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 탐침부재는,

   탐침바디와 탐침 및 보조판넬(61)로 구성된 상기 탐침판넬(206)에서 보조판넬(61)을 제거하여 형성된 것을 그대로, 또는 상기 탐침판넬(206)에서 보조판넬(61)을 제거하여 형성된 패턴에 절연체 판넬을 탐침바디(51)의 상면 또는 저면에 본딩하여 30도 내지 60도 사선형으로 형성된 프로브 블록 저면에 장착 또는 본딩되는 것을 특징으로 하는 탐침부재를 제조하는 방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 탐침은,

   “V”자 형상 양측에 형성된 이등변 선의 1/2 정점이 보조판넬과 접지되어 있으며, 상기 보조판넬을 제거할 경우, 상기 접지가 끊어지는 것을 특징으로 하는 탐침부재를 제조하는 방법.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 보조판넬은,

   10도 내지 90도 회전 또는 휨 가압의 반동에 의해 탐침에 소정 접지된 부분을 제거시키며 분리되는 것을 특징으로 하는 탐침부재를 제조하는 방법.
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