KR100958070B1 - 탐침 및 탐침 제조 방법 - Google Patents

Abstract

탐침은 탄성부, 팁부, 정렬 타겟부 및 입출력부를 포함한다. 탄성부는 탄성을 가지며, 상면에 요철을 갖는다. 팁부는 탄성부의 상면 제1 단부에 연결되고, 검사 대상물과 접촉한다. 정렬 타겟부는 팁부로부터 분기되고, 팁부의 위치를 정렬하기 위한 정렬 기준이 된다. 입출력부는 제1 단부와 반대되는 탄성부의 하면에 연결되고, 검사 대상물을 검사하기 위한 검사 신호가 입출력된다.

Description

탐침 및 탐침 제조 방법{Probe and method of manufacturing a probe}

본 발명은 탐침 및 탐침 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 소자의 패드와 접촉하여 검사 신호를 전달하는 탐침 및 탐침 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘웨이퍼 상에 전기 소자들을 포함하는 전기적인 회로를 형성하는 팹(Fab) 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 반도체 소자들의 전기적인 특성을 검사하기 위한 EDS(electrical die sorting) 공정과, 상기 반도체 소자들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.

상기 EDS 공정을 수행하여 상기 반도체 소자들 중에서 불량 반도체 소자를 판별한다. 상기 EDS 공정은 프로브 카드 등의 전기적 검사 장치를 이용하여 수행된다. 상기 전기적 검사 장치는 상기 반도체 소자들에 탐침을 접촉한 상태에서 전기적 신호를 인가하고, 상기 인가된 전기적 신호로부터 체크되는 신호에 의해 불량을 판정한다.

상기 EDS 공정이 정상적으로 이루어지기 위해서는 상기 전기적 검사 장치의 탐침들과 상기 반도체 소자들의 패드들이 정확하게 정렬되어야 한다. 상기 탐침의 위치들을 비전을 통해 인식하고 상기 인식된 탐침의 위치들을 기준으로 상기 반도체 소자를 이동하여 상기 탐침들과 상기 반도체 소자들의 패드들을 정렬한다.

그러나, 상기 탐침에서 상기 반도체 소자의 패드들과 직접 접촉하는 팁부 주의에 평탄면이 존재하여 상기 비전을 통한 인식시 빛이 반사된다. 따라서, 상기 비전을 통해 상기 팁부의 위치를 정확하게 인식하기 어렵다.

상기 평탄면에서의 빛 반사를 방지하기 위해 상기 평탄면에 스크래치를 형성하거나 빛 반사를 방지하기 위한 코팅층을 형성한다. 그러나, 상기 스크래치를 형성하는 공정시 상기 탐침이 휘어지는 등의 손상이 발생할 수 있다. 또한, 상기 스크래치 형성 공정을 추가적으로 수행하므로, 상기 탐침 제조 공정 시간이 늘어날 수 있다. 상기 코팅층을 형성하기 위해서는 추가적인 비용이 발생하므로 탐침의 원가가 상승하는 원인이 된다. 또한, 상기 코팅층 형성 공정을 추가적으로 수행하므로, 상기 탐침 제조 공정 시간이 증가한다.

본 발명은 비전을 통한 탐침의 인식율을 향상시킬 수 있는 탐침을 제공한다.

본 발명은 상기 탐침을 제조하기 위한 탐침 제조 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 탐침은 검사 대상물과 접촉하는 팁부, 상기 팁부로부터 분기되고, 상기 팁부의 위치를 정렬하기 위한 정렬 기준이 되는 정렬 타겟부, 상면 제1 단부에 상기 팁부가 연결되며, 상기 상면에 요철을 갖는 탄성부 및 상기 제1 단부와 반대되는 상기 탄성부의 제2 단부 하면에 연결되고, 상기 검사 대상물을 검사하기 위한 검사 신호가 입출력되는 입출력부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 정렬 타켓부는 단부에 평탄면을 가질 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 팁부의 단부가 상기 정렬 타겟부의 단부보다 높을 수 있다.

본 발명에 따른 탐침 제조 방법은 희생 기판 상에 검사 대상물과 접촉하는 팁부, 상기 팁부로부터 분기되고 상기 팁부의 위치를 정렬하기 위한 정렬 기준이 되는 정렬 타겟부, 상면 제1 단부에 상기 팁부가 연결되며 상기 상면에 요철을 갖는 탄성부 및 상기 제1 단부와 반대되는 상기 탄성부의 제2 단부 하면에 연결되고 상기 검사 대상물을 검사하기 위한 검사 신호가 입출력되는 입출력부를 포함하는 탐침 형태의 개구를 갖는 패턴층을 형성하고, 상기 개구를 채우도록 도전성 패턴을 형성하고, 상기 패턴층 및 상기 희생 기판을 제거하여 상기 팁부, 정렬 타겟부, 탄성부 및 입출력부를 포함하는 탐침을 형성한다.

본 발명에 따른 탐침은 탄성부의 상면에 요철을 형성하여 빛의 반사를 방지한다. 따라서, 비전의 이용하여 정렬 타켓부를 정확하게 인식할 수 있다.

또한, 패턴층 형성시 측벽에 요철을 갖는 개구를 형성하여 탐침 형성시 상기 탄성부에 요철을 형성할 수 있다. 추가 공정없이 팁부가 연결된 면에 요철을 갖는 탄성부를 포함하는 탐침을 형성할 수 있으므로, 탐침 제조 공정의 소요되는 비용과 시간을 줄일 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 탐침 및 탐침 제조 방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나 의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탐침(100)을 설명하기 위한 사시도이다.

도 1을 참조하면, 상기 탐침(100)은 검사 대상물인 반도체 소자의 패드와 직접 접촉하기 위한 것으로, 팁부(110), 정렬 타겟부(120), 탄성부(130) 및 입출력부(140)를 포함한다.

상기 팁부(110)는 뾰족한 형태를 가지며, 상기 검사 대상물인 반도체 소자의 패드와 직접 접촉한다.

상기 정렬 타겟부(120)는 상기 팁부(110)의 측면으로부터 분기된다. 상기 정렬 타켓부(120)는 단부에 평탄면을 갖는다. 상기 팁부(110)는 뾰족한 형태를 가지므로, 상기 탐침(100)의 정렬을 확인하기 위한 비전 검사시 상기 팁부(110)를 인식하기 어렵다. 그러나, 상기 정렬 타겟부(120)는 평탄면을 가지므로, 상기 비전 검사시 상기 정렬 타겟부(120)를 용이하게 인식할 수 있다. 그러므로, 상기 정렬 타겟부(120)를 이용하여 상기 탐침(100)과 상기 반도체 소자의 패드를 정확하게 정렬할 수 있다

상기 팁부(110)의 단부 높이가 상기 정렬 타겟부(120)의 단부 높이와 같은 경우, 상기 팁부(110)가 상기 반도체 소자의 패드와 접촉할 뿐만 아니라 상기 정렬 타겟부(120)도 상기 패드와 접촉하거나 상기 반도체 소자와 접촉할 수 있다. 따라서, 상기 정렬 타겟부(120)가 상기 팁부(110)와 상기 패드의 접촉을 방해할 수 있다.

상기 팁부(110)의 단부 높이가 상기 정렬 타겟부(120)의 단부 높이보다 낮은 경우, 상기 정렬 타겟부(120)가 상기 패드와 접촉하거나 상기 반도체 소자와 접촉하므로, 상기 팁부(110)가 상기 패드가 접촉할 수 없다.

그러므로, 상기 팁부(110)의 단부 높이는 상기 정렬 타겟부(120)의 단부 높이보다 높은 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 정렬 타겟부(120)가 상기 패드 또는 반도체 소자와 접촉하지 않으므로, 상기 정렬 타겟부(120)의 방해없이 상기 팁 부(110)가 상기 패드와 접촉할 수 있다.

상기 탄성부(130)는 제1 단부의 상면에 상기 정렬 타겟부(120)가 분기되는 팁부(110)가 연결된다. 상기 탄성부(130)는 탄성 재질로 이루어진다. 상기 탄성부(130)는 상기 팁부(110)를 가압하여 상기 팁부(110)와 상기 패드의 접촉을 유지시킨다.

일 예로, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 탄성부(123)는 빔(beam) 형태를 가질 수 있다. 다른 예로, 상기 탄성부(123)는 호(arc) 형태를 가질 수 있다.

상기 탄성부(130)는 상기 팁부(110)가 연결된 상면에 요철(132)을 갖는다. 일 예로, 상기 요철(132)은 상기 탄성부(130)의 연장 방향을 따라 배치될 수 있다. 다른 예로, 상기 요철(132)은 상기 탄성부(130)의 연장 방향과 수직한 방향을 따라 배치될 수 있다.

상가 탐침(100)의 정렬을 확인하기 위한 비전 검사시 상기 탄성부(130)의 상면에 수직하게 빛이 입사된다. 입사된 빛은 상기 요철(132)로 인해 상기 상면에 수직하게 반사되지 않고 경사지도록 반사된다. 따라서, 상기 상면에 수직한 반사광으로 인해 상기 비전 검사시 상기 정렬 타겟부(120)를 인식하지 못하는 현상을 방지할 수 있다. 즉, 상기 상면에 수직한 반사광을 방지하여 상기 비전 검사시 상기 정렬 타겟부(120)를 정확하게 인식할 수 있다.

상기 입출력부(140)는 상기 제1 단부와 반대되는 상기 빔부(130)의 제2 단부에 연결된다. 예를 들면, 상기 입출력부(140)는 상기 제2 단부의 하면에 연결된다. 상기 입출력부(140)는 상기 반도체 소자를 검사하기 위한 전기 신호를 제공하는 외 부 신호 라인과 연결되어 상기 전기 신호가 입출력될 수 있다. 상기 입출력부(140)는 상기 외부 신호 라인을 갖는 기판에 고정될 수 있다.

도 2a 내지 도 2d는 도 1에 도시된 탐침(100)을 제조하기 위한 탐침 제조 방법을 설명하기 위한 사시도들이다.

도 2a를 참조하면, 희생 기판(210) 상에 도 1에 도시된 탐침(100)의 두께와 동일한 두께를 갖는 포토레지스트층(220)을 형성한다. 상기 희생 기판(210)의 예로는 실리콘 기판, 유리 기판 등을 들 수 있다.

도 2b를 참조하면, 상기 포토레지스트층(220)을 선택적으로 노광 및 현상하여 포토레지스트층 패턴(230)을 형성한다. 상기 포토레지스트층 패턴(230)은 도 1에 도시된 탐침(100) 형상의 개구(232)를 갖는다. 즉, 상기 개구(232)는 뾰족한 팁부(110), 상기 팁부(110)로부터 분기되는 정렬 타켓부(120), 상면 제1 단부에 상기 팁부(110)가 연결되며, 상기 상면에 요철(132)을 갖는 탄성부(130) 및 상기 제1 단부와 반대되는 상기 탄성부(130)의 제2 단부 하면에 연결되는 입출력부(140) 형상을 갖는다.

도 2c를 참조하면, 상기 포토레지스트층 패턴(230)의 개구(232)가 채워지도록 상기 포토레지스트층 패턴(230) 상에 탄성을 가지며 도전성 물질로 이루어진 도전층(미도시)을 형성한다. 예를 들면, 상기 도전층은 물리적 기상 증착(Physical Vapor Deposition, PVD) 또는 화학적 기상 증착(Chemical Vapor Deposition, CVD)에 의해 형성될 수 있다. 다른 예로, 상기 도전층은 전기 도금에 의해 형성될 수 있다. 이때, 상기 희생 기판(210)에 씨드층(seed layer)을 형성하는 공정이 선행된다. 상기 도전층은 니켈(Ni) 또는 니켈합금(Ni-Co, Ni-W-Co) 등을 포함할 수 있다.

이어서, 상기 포토레지스트층 패턴(230)의 상부 표면이 노출되도록 상기 도전층을 제거하여 도전성 패턴(240)을 형성한다. 상기 도전층의 제거 공정의 예로는 화학 기계적 연마(CMP), 에치백(etch back), 그라인딩(grinding) 등을 들 수 있다.

도 2d를 참조하면, 상기 도전성 패턴(240)이 노출되도록 상기 포토레지스트층 패턴(230)을 제거한다. 상기 포토레지스트층 패턴(230)의 제거 공정의 예로는 습식 식각, 애싱 등을 들 수 있다.

다음으로, 습식 식각 공정을 이용하여 상기 희생 기판(210)을 제거하여 팁부(110), 정렬 타겟부(120), 빔부(130) 및 입출력부(140)를 포함하는 탐침(100)을 완성한다.

상기 탐침(100) 제조 방법에 따르면, 상기 개구(232) 형성시 상기 탄성부(130)의 상면에 대응하는 측벽에 요철을 형성함으로써 추가 공정없이 팁부(110)가 연결된 면에 요철을 갖는 탄성부를 포함하는 탐침을 형성할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 탐침은 탄성부의 상면에 요철을 형성하여 빛의 반사를 방지한다. 따라서, 비전 검사시 정렬 타켓부를 정확하게 인식하여 상기 탐침과 반도체 소자를 정확하게 정렬할 수 있다.

또한, 패턴층 형성시 측벽에 요철을 갖는 개구를 형성하여 탐침 형성시 상기 탄성부에 요철을 형성할 수 있다. 추가 공정없이 팁부가 연결된 면에 요철을 갖는 탄성부를 포함하는 탐침을 형성할 수 있으므로, 탐침 제조 공정의 소요되는 비용과 시간을 줄일 수 있다. 따라서, 상기 탐침 제조 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탐침을 설명하기 위한 사시도이다.

도 2a 내지 도 2d는 도 1에 도시된 탐침을 제조하기 위한 탐침 제조 방법을 설명하기 위한 사시도들이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 탐침 110 : 탄성부

120 : 팁부 130 : 정렬 타겟부

140 : 입출력부 210 : 희생기판

220 : 패턴층 222 : 개구

230 : 도전성 패턴

Claims (4)

1. 검사 대상물과 접촉하는 팁부;

   상기 팁부로부터 분기되고, 상기 팁부의 위치를 정렬하기 위한 정렬 기준이 되는 정렬 타겟부;

   상면 제1 단부에 상기 팁부가 연결되며, 상기 상면에 요철을 갖는 탄성부; 및

   상기 제1 단부와 반대되는 상기 탄성부의 제2 단부 하면에 연결되고, 상기 검사 대상물을 검사하기 위한 검사 신호가 입출력되는 입출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 탐침.
2. 제1항에 있어서, 상기 정렬 타켓부는 단부에 평탄면을 갖는 것을 특징으로 하는 탐침.
3. 제1항에 있어서, 상기 팁부의 단부 높이가 상기 정렬 타겟부의 단부 높이보다 높은 것을 특징으로 하는 탐침.
4. 희생 기판 상에 검사 대상물과 접촉하는 팁부, 상기 팁부로부터 분기되고 상기 팁부의 위치를 정렬하기 위한 정렬 기준이 되는 정렬 타겟부, 상면 제1 단부에 상기 팁부가 연결되며 상기 상면에 요철을 갖는 탄성부 및 상기 제1 단부와 반대되 는 상기 탄성부의 제2 단부 하면에 연결되고 상기 검사 대상물을 검사하기 위한 검사 신호가 입출력되는 입출력부를 포함하는 탐침 형태의 개구를 갖는 패턴층을 형성하는 단계;

   상기 개구를 채우도록 도전성 패턴을 형성하는 단계; 및

   상기 패턴층 및 상기 희생 기판을 제거하여 상기 팁부, 정렬 타겟부, 탄성부 및 입출력부를 포함하는 탐침을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탐침 제조 방법.

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