KR100966901B1 - 프로브 팁 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로브 팁 제조 방법에 관한 것으로, 다양한 두께와 고형상비 구현이 용이한포토레지스트(Photoresist) 패턴과 전해도금(Electroplating) 그리고 화학물리적 연마(Chemical Mechanical Polishing)에 의해, 두께 조절과 수율을 현저하게 증가시킬 수 있는 프로브 팁 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명이 개시하는 제조방법은 기판(Substrate) 상에 희생기층을 증착하고, 포토레지스트(PR)를 도포하는 과정, 몰드를 포함한 PR 패턴을 형성하는 과정, 상기 몰드에 전해도금하여 프로브 팁을 형성하는 과정, 화학기계적 연마에 의하여 형성된 프로브 팁의 두께를 조절하는 과정, PR 패턴을 제거하고 그리고 희생기층을 식각하여 형성된 프로브 팁을 분리하여 프로브 팁 제작을 완성하는 것으로 이루어진다.

프로브 팁, 희생기층, 전해도금, 화학기계적연마, 두께

Description

프로브 팁 제조 방법 { The method for fabricating the probe tip }

도 1은 종래의 프로브 팁을 나타낸 예시도

도 2는 종래의 팁 마모 개선 방법을 보인 프로브 팁의 예시도

도 3은 본 발명에 따른 프로브 팁 제조에 관한 공정순서도

도 4는 본 발명에 따른 프로브 팁 제조 공정에 대한 상태도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1. 프로브 팁

2. 베이스

3. 기판(Substrate)

4. 희생 기층

5-1. 포토레지스트(Photoresist)

5-2. PR 패턴 (몰드)

5-3. 화학기계적 연마 공정 후의 PR 패턴 (몰드)

6-1. 전해 도금된 프로브 팁

6-2. 화학기계적 연마 공정 후의 프로브 팁

본 발명은 반도체를 제조하는 공정에서 칩 (IC, Integrated Circuit)의 전기신호를 검출함으로써 이상 유무를 판정하는 프로브카드에 관한 것으로서, 특히 종래에 비해 제조가 용이하고, 다양한 두께, 형태의 팁의 구현에 용이한 프로브 팁 제조 방법에 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 이루어지는 데, 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 팁은 파라이드 구조로 상단 일부가 절개되어 상부면을 이룬다. 상부면은 실질적으로 칩의 패드와 접촉하는 부위인바, 접촉면이라 칭한다.

이러한 프로브 팁은 반도체의 고집적화 및 3차원 소자화에 맞물려 미세피치에 대응할 수 있으면서 소형화되면서 보다 고형상비 구현이 요구되어지고 있다. 프로브 팁은 사용함에 따라 접촉면의 마모가 필연적으로 일어나는 데, 이는 프로브 팁의 수명과 직결된다. 고집적화 및 3차원 소자화에 따른 프로브 팁의 형상 구현 및 기계적인 특성 등에 대한 개선 필요성은 더욱 심화된다.

종래에 상기 마모와 관련된 문제점을 해결하기 위해 프로브 팁을 도 2에 나타내었다. 이 경우 상기한 피라미드 구조보다 사용 수명이 향상되는 장점이 있다.

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

본 발명에서는 다양한 두께와 고형상비 구현이 용이한 포토레지스트(PR, Photoresist) 패턴과 전해도금(Electroplating) 그리고 화학물리적 연마(CMP, Chemical Mechanical Polishing)에 의해, 두께 조절과 수율을 현저하게 증가시킬 수 있는 프로브 팁 제작 방법을 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.

본 발명의 프로브 팁 제조방법에 대해 도 3 및 도 4에 나타내었다.

도 3은 프로브 팁 제조방법에 대한 공정 순서도이고, 도 4는 공정도에 대한 상태 예시도이다. 먼저, 기판(Substrate,3)에 희생기층(4)를 일정 두께로 증착한다. 여기에서 기판(Substrate,3)은 실리콘 웨이퍼, 유리판 또는 세라믹 기판 등을 사용한다. 희생기층(4)는 아래의 프로브 팁(6-2)를 몰드로부터 분리하기 용이하게 하기 위함이다. 희생기층(4)는 100~500 Å 두께로 티타늄(Ti) 또는 크롬(Cr)을 증 착한 후, 그 위에 500 ~ 10,000 Å 두께의 구리(Cu)를 증착하여 형성한다. 티타늄(Ti) 또는 크롬(Cr)은 기판(Substrate,3)에 희생기층(4)가 떨어지지 않고 안정적으로 증착되게 하기 위함이다. 다음으로, 포토레지스트(PR,Photoresist,5-1)를 희생기층(4) 위에 도포하고, 노광 및 현상 공정을 통해 몰드(틀)를 포함한 PR 패턴(5-2)를 형성한다. 여기서는 1 um ~ 1,000 um의 다양한 두께와, 형상비(Aspect Ratio)가 20까지 고형상비 몰드 구현이 가능한 포토레지스트(PR)을 사용한다. 이러한 포토레지스트(PR)에는 JSR(JSR Corperation), SU-8(Microchem사) 등이 있다. 상기 몰드(5-2) 내부를 전해도금(electroplating)하여 프로브 팁(6-1)을 형성한다. 프로브 팁(6-1)은 다수의 접촉에 의해 마모되기 쉽기 때문에, 이에 팁의 재질은 강도가 우수하고 전해도금(electroplating)이 가능한 재료가 바람직하다. 따라서 본 발명의 실시 예에서 전해도금의 재료는 니켈(Ni), 니켈합금(니켈-코발트, Ni-Co), 베릴륨(Be), 베릴률 합금(베릴륨-구리, Be-Cu), 텅스텐(W), 로듐(Rh) 중 어느 하나를 이용한다. 이어서 화학기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing,CMP) 방법에 의해서 형성된 프로브 팁의 두께를 조절한다. 수 Å 정도까지의 거칠기로 공정이 가능한 반도체 제조 공정에서 사용되는 화학기계적 연마(CMP) 방법을 이용하여 몰드(5-3)와 금속층(6-2)를 동시에 연마함으로써 팁의 두께를 수 백 nm ~ 수 백 um 까지 조절하여 구현할 수 있다. 본 발명에서 몰드 재질로 사용된 JSR과 SU-8 과 같은 포토레지스트(PR)는 화학기계적연마(CMP) 시에도 충분히 형상을 유지할 수 있는 경도를 지닌다. 마지막으로 도면 4(e)에서와 같이 PR 페턴(5-3)을 제거하고 도면4(f)와 같이 희생기층(4)인 구리 층을 식각하여 프로브 팁(6-2)를 분리한다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시 예와 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 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함을 당연한 것이다.

상기한 본 발명에 의하면, 다양한 형태, 다양한 두께의 프로브 팁을 제작할 수있다. 또한, 화학물리적 연마 방법에 의한 두께 조절을 통해서 수율 향상, 신뢰성 확보 및 생산성 증가를 얻을 수 있다.

Claims (4)

1. 프로브 팁을 제조하는 방법에 있어서,

   기판(Substrate) 상에 희생기층을 증착하는 제 1과정;

   포토레지스트(PR)를 도포하는 제 2과정;

   몰드를 포함한 PR 패턴을 형성하는 제 3과정;

   상기 몰드에 전해도금하여 금속층의 프로브 팁을 형성하는 제 4과정;

   화학기계적 연마로 상기 몰드와 상기 전해 도금에 의해 형성된 금속층을 함께 연마함으로써 형성된 프로브 팁의 두께를 조절하는 제 5과정;

   PR 패턴을 제거하고, 희생기층을 식각하여 형성된 프로브 팁을 분리하는 제 6과정; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프로브 팁 제조 방법
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 포토레지스트(PR)은 1 um ~ 1,000 um 의 두께 몰드인 것을 특징으로 하는 프로브 팁 제조 방법
3. 청구항 1 또는 2항에 있어서,

   상기 포토레지스트(PR)은 형상비(Aspect Ratio)가 20 까지 고형상비 몰드 구현이 가능한 것을 특징으로 하는 프로브 팁 제조 방법
4. 삭제

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