KR101273970B1 - 프로브의 탐침 및 프로브의 제조방법 - Google Patents

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    • G01R3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of measuring instruments, e.g. of probe tips
    • G—PHYSICS
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    • G01R1/06711—Probe needles; Cantilever beams; "Bump" contacts; Replaceable probe pins

Abstract

프로브의 탐침 제조방법에 있어서, 희생기판 상에 트렌치를 형성한 후, 상기 희생기판 상에 지지 패턴을 형성한다. 상기 트렌치와 상기 지지 패턴을 노출시키는 개구부를 갖는 제1 마스크를 상기 희생기판 상에 형성한 다음, 상기 개구부와 상기 트렌치 내에 도전 패턴을 형성한다. 프로브와 프로브 카드의 다층 회로 기판과의 결합을 위한 지지 패턴을 용이하게 형성할 수 있고, 시드층 패턴이 트렌치 및 지지 패턴 상에만 선택적으로 형성됨으로써 도금 공정에서 희생기판에 발생되는 뒤틀림 현상을 억제할 수 있다.

Description

프로브의 탐침 및 프로브의 제조방법{Method of Manufacturing Probe Needle and Probe}
도 1a 내지 도 1h는 본 발명의 제1 실시예에 따른 프로브의 탐침 및 프로브의 제조방법을 나타내는 단면도들이다.
도 2a 내지 도 2m은 본 발명의 제2 실시예에 따른 프로브의 탐침 및 프로브의 제조방법을 나타내는 단면도들이다.
도 3a 내지 도 3m은 본 발명의 제3 실시예에 따른 프로브의 탐침 및 프로브의 제조방법을 나타내는 단면도들이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10, 20, 30 : 프로브 100, 200, 300 : 희생기판
101, 201, 301 : 트렌치 110, 215, 315 : 시드층 패턴
125, 245, 335 : 지지 패턴 135, 255, 345 : 도전 패턴
140, 260, 350 : 다층 회로 기판
141, 142, 261, 262, 351, 352 :접속단자
143, 263, 353 : 배선 145, 265, 355 : 범프
210 : 예비 시드층 230, 320 : 절연막 패턴
본 발명은 프로브의 탐침 및 프로브의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제조가 용이하며 스트레스에 의한 뒤틀림을 억제할 수 있는 프로브의 탐침 및 프로브의 제조방법에 관한 것이다.
반도체 제조공정은 일련의 공정에 따라 실리콘웨이퍼 상에 다수의 칩을 배열 형성한 후 이를 패키징하고 절단하여 개별 칩으로 분리하는 과정으로 이루어진다. 여기서, 실리콘웨이퍼 상에 형성된 다수의 칩을 패키징 및 절단하기 위해서는 상기 각 칩에 전기신호를 인가하여 정상작동 유무를 체크하는 과정이 필수적이며, 이를 반도체 검사공정이라 한다. 상기 검사공정은, 실리콘 웨이퍼 상에 형성된 다수의 칩에 대응하도록 접촉체, 즉 프로브를 구비한 프로브 카드에 의해 이루어진다.
상기 반도체 검사공정은 웨이퍼 척에 검사할 실리콘웨이퍼를 올려놓고, 상기 프로브 팁을 실리콘웨이퍼 상의 검사할 패드에 접촉시켜 일정한 물리력을 가해 프로브 팁을 누른 상태에서 전기신호를 인가시켜 특성검사를 실시하는 방식으로 이루어진다.
최근에는 MEMS 공정을 이용하여 프로브를 제조하는 방법이 널리 이용되고 있다. 한국 특허 제0444436호에는 다단 빔부를 가지는 캔틸레버형 전자소자 검사용 전기적 접촉체의 제조방법 및 이에 따른 전기적 접촉체에 대한 일실시예가 개시되어 있다.
종래 상기 MEMS 공정을 이용하여 프로브 팁을 제조하는 경우에 있어서, 상기 프로브 팁이 프로브 카드의 다층 회로 기판과 결합될 때, 프로브를 지지해주는 지지대를 함께 형성한다. 상기 지지대는 희생기판 상에 시드층을 형성하고 도금 공정을 통해 형성되고, 이 경우 스트레스로 인한 상기 희생기판의 뒤틀림 현상이 발생되는 문제점이 있다. 또한, 공정이 복잡하여 프로브의 제조 수율을 저하시키는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 도금 공정에서 희생기판에 발생되는 뒤틀림 현상을 억제할 수 있는 프로브의 탐침 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 프로브 탐침과 프로브 카드의 다층 회로 기판과의 결합을 위한 지지 패턴을 용이하게 형성할 수 있는 프로브의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 프로브의 탐침 제조방법에 있어서, 희생기판 상에 트렌치를 형성한 후, 상기 희생기판 상에 지지 패턴을 형성한다. 상기 트렌치와 상기 지지 패턴을 노출시키는 개구부를 갖는 도전 패턴용 마스크를 상기 희생기판 상에 형성한 다음, 상기 개구부와 상기 트렌치 내에 도전 패턴을 형성한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 지지 패턴을 형성하기 전에, 상기 희생기판 상에 상기 지지 패턴 및 상기 도전 패턴의 형성을 위한 시드층 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 상기 지지 패턴을 형성하기 전에 상기 트렌치 상에 절연막 패턴을 형성하고, 상기 지지 패턴을 형성한 후에 상기 절연막 패턴을 제거할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 지지 패턴을 형성하는 경우에 있어서, 상기 희생기판 상에 상기 지지 패턴을 노출시키는 개구부를 갖는 지지 패턴용 마스크를 형성한 후, 상기 지지 패턴용 마스크 내에 도전 물질을 매립하여 상기 지지 패턴을 형성할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 프로브의 탐침 제조방법에 따르면, 프로브와 프로브 카드의 다층 회로 기판과의 결합을 위한 지지 패턴을 용이하게 형성할 수 있고, 시드층 패턴이 트렌치 및 지지 패턴 상에만 선택적으로 형성됨으로써 도금 공정에서 희생기판에 발생되는 뒤틀림 현상을 억제할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 첨부된 도면에 있어서, 기판, 층(막), 영역, 리세스, 패드, 패턴들 또는 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 본 발명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패드, 리세스, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상에", "상부에" 또는 "하부"에 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 각 층(막), 영역, 패드, 리세스, 패턴 또는 구조물들이 직접 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들 위에 형성되거나 또는 아래에 위치하는 것을 의미하거나, 다른 층(막), 다른 영역, 다른 패드, 다른 패턴 또는 다른 구조물들이 기판 상에 추가적으로 형성될 수 있다. 또한, 각 층(막), 영역, 패드, 리세스, 패턴 또는 구조물들이 "제1" 및/또는 "제2"로 언급되는 경우, 이러한 부재들을 한정하기 위한 것이 아니라 단지 각 층(막), 영역, 패드, 리세스, 패턴 또는 구조물들을 구분하기 위한 것이다. 따라서, "제1" 및/또는 "제2"는 각 층(막), 영역, 패드, 리세스, 패턴 또는 구조물들에 대하여 각기 선택적으로 또는 교환적으로 사용될 수 있다.
제1 실시예
도 1a 내지 도 1h는 본 발명의 제1 실시예에 따른 프로브의 탐침 및 프로브의 제조방법을 나타내는 단면도들이다.
도 1a를 참조하면, 희생기판(100) 상에 프로브 탐침의 팁부를 형성하기 위한 트렌치(101)를 형성한다. 먼저, 상기 희생기판(100) 상에 산화막을 포함하는 보호막(도시되지 않음)을 형성한다. 상기 보호막이 형성된 희생기판(100) 상에 포토레지스트를 도포하고 노광 및 현상하는 포토리소그래피 공정과 산화막의 식각 공정을 수행함으로써, 상기 트렌치(101)를 노출시키는 개구부를 갖는 마스크(도시되지 않음)를 형성한다. 상기 마스크를 식각 마스크로 이용하여 식각 공정을 통해 상기 희생기판(100) 상에 상기 트렌치(101)를 형성한다. 이후, 상기 희생기판(100) 상에 형성된 마스크를 습식 식각 공정을 통해 제거한다.
상기 희생기판(100)은 일정한 방향을 갖는 실리콘 기판일 수 있다. 또한, 상기 식각 공정은 습식 식각 공정 또는 이방성 식각 공정을 포함할 수 있다. 예를 들 면, 1차 습식 식각 공정을 통해 상기 프로브의 팁 일단부에 해당하는 얇은 트렌치를 먼저 형성할 수 있다. 이후, 2차 이방성 건식 식각 공정을 통해 상기 트렌치의 깊이를 좀더 깊게 형성할 수 있다. 또한, 상기 희생기판(100) 상에 형성되는 트렌치(101)는 상기 마스크의 패턴 형상에 따라 원뿔 내지 각뿔 형상으로 다양하게 형성될 수 있다.
도 1b를 참조하면, 상기 트렌치(101)가 형성된 상기 희생기판(100) 상에 시드층 패턴(110)을 형성한다. 후속하는 도금 공정의 시드(seed)로 기능하는 상기 시드층 패턴(110)은 스퍼터링 공정과 같은 물리 기상 증착 공정 등을 통해 형성될 수 있다. 또한, 상기 시드층 패턴은 구리(Cu) 또는 티타늄(Ti) 층으로 이루어질 수 있다.
도 1c를 참조하면, 상기 시드층 패턴(110)이 형성된 상기 희생기판(100) 상에 지지 패턴(도 1d 참조)을 노출시키는 개구부(121)를 갖는 지지 패턴용 마스크(120)를 형성한다. 상기 지지 패턴은 후속하는 본딩 공정에서 지지대로 쓰여지는 희생 금속 패턴이다.
예를 들면, 상기 희생기판(100) 상에 포토레지스트를 코팅한 후 노광 및 현상 공정을 통해 상기 지지 패턴을 노출시키는 개구부(121)를 갖는 지지 패턴용 마스크(120)를 형성할 수 있다.
도 1d를 참조하면, 상기 개구부(121)의 의해 노출되는 공간부에 도전 물질을 매립하여 상기 희생기판(100) 상에 지지 패턴(125)을 형성한다.
상기 지지 패턴(125)은 상기 시드층 패턴(110)에 대해서 도금 공정을 통해 형성될 수 있다. 또한, 상기 지지 패턴(125)이 형성된 후, 상기 희생기판(100)에 대하여 평탄화 공정을 수행할 수 있으며, 상기 희생기판(100) 상에 형성된 지지 패턴용 마스크(120)를 습식 식각 공정을 통해 제거하여 상기 지지 패턴(125)을 형성할 수 있다.
예를 들면, 상기 지지 패턴(125)은 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 지지 패턴(125)은 물리 기상 증착(physical vapor deposition) 공정 또는 화학 기상 증착(chemical vapor deposition) 공정을 통해 형성될 수 있다. 상기 평탄화 공정은 CMP(chemical mechanical polishing) 공정, 에치백(etchback) 또는 그라인딩(grinding) 공정에 의해 수행될 수 있다.
도 1e를 참조하면, 상기 희생기판(100) 상에 상기 트렌치(101)와 상기 지지 패턴(125)을 노출시키는 개구부(133)를 갖는 도전 패턴용 마스크(130)를 형성한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 도전 패턴용 마스크(130)는 포토레지스트 패턴(131) 및 드라이 필름(dry film) 레지스트 패턴(132)을 포함한다. 구체적으로, 먼저, 상기 희생기판(100) 상에 상기 포토레지스트 패턴(131)을 형성하고, 상기 포토레지스트 패턴(131) 상에 상기 드라이 필름 레지스트 패턴(132)을 형성함으로써, 2단의 마스크(130)를 상기 희생기판(100) 상에 형성한다. 이 경우에 있어서, 상기 포토레지스트 패턴(131)에는 negative type의 레지스트가 사용될 수 있다.
상기 포토레지스 패턴(131)은 액상의 포토레지스트를 도포하여 형성되고, 상기 드라이 필름 레지스트 패턴(132)은 시트(sheet) 형태로 상기 포토레지스트 패턴 상에 형성된다. 이에 따라, 도전 패턴용 마스크(130)는 희생기판(100)으로부터 큰 두께를 갖도록 형성될 수 있으며, 또한, 드라이 필름 레지스트 패턴(132)은 시트 형태로 형성되므로, 트렌치(101) 상에 남게 되는 오염 물질을 줄일 수 있게 된다.
도 1f를 참조하면, 상기 개구부(133)와 상기 트렌치(101) 내에 도전 패턴(135)을 형성한다. 상기 도전 패턴(135)은 상기 시드층 패턴(110)에 대해서 도금 공정을 통하여 형성될 수 있다.
예를 들면, 상기 도전 패턴은 니켈(Ni), 니켈-코발트(Ni-Co) 합금, 또는 텅스텐(W) 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 도전 패턴(135)은 물리 기상 증착(physical vapor deposition) 공정 또는 화학 기상 증착(chemical vapor deposition) 공정을 통해 형성될 수 있다. 또한, 상기 도전 패턴(135)은 폭이 점차적으로 감소하는 바 형상 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
상기 도전 패턴(135)이 형성된 후, 상기 희생기판(100)에 대하여 평탄화 공정을 수행한다. 이후, 습식 식각 공정 등을 통해 상기 도전 패턴용 마스크(130)를 제거한다. 예를 들면, 상기 평탄화 공정은 CMP(chemical mechanical polishing) 공정, 에치백(etchback) 또는 그라인딩(grinding) 공정에 의해 수행될 수 있다.
도 1g를 참조하면, 상기 도전 패턴(135) 상에 다층 회로 기판(140)을 결합시킨다. 상기 다층 회로 기판(140)은 외부 전기신호를 수용하기 위한 적어도 하나 이상의 접속단자(141, 142)와 배선(143)을 구비하고, 상기 접속단자(141) 상에 범프(145)가 형성된다. 상기 범프(145)와 상기 도전 패턴(135)은 솔더링(soldering), 브레이징(brazing), 도금 및 도전성 접착체 등의 방법으로 서로 결합된다. 이 때, 상기 지지 패턴(125)은 상기 도전 패턴(135)을 지지하는 역할을 하게 된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 도전 패턴(135)의 일측면 상에 상기 다층 회로 기판(140) 상에 형성된 범프(145)가 결합된다. 구체적으로, 상기 다층 회로 기판(140)의 범프(145)와 상기 도전 패턴(135)의 일측면은 페이스트 본딩(paste bonding)에 의해서 결합될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 다층 회로 기판(140)의 범프(145)와 상기 도전 패턴(135)의 일측면 사이에는 금(Au)이 개재되고, 상기 다층 회로 기판(140)과 상기 도전 패턴(135)을 열압착하여 결합시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 범프(145)와 상기 도전 패턴(135) 사이에 금(Au)을 도금하여 wetting을 향상시키기 위한 금 도금층(150)을 형성하여 이를 열압착하여 상기 다층 회로 기판(140)과 상기 도전 패턴(135)을 결합시킬 수 있다.
도 1h를 참조하면, 상기 다층 회로 기판(140)이 결합된 후, 상기 지지 패턴(125) 및 상기 희생기판(100)을 제거한다. 상기 지지 패턴(125)은 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al)에 대한 식각 선택비가 뛰어난 케미컬을 사용한 습식 식각 공정 등을 통해 제거되어 팁부와 빔부를 갖는 프로브(10)가 형성된다.
따라서, 상기 프로브(10)는 상기 다층 회로 기판(140)을 통해서 가해지는 일정한 물리력에 의해서 반도체 칩 등의 패드와 직접 접촉하여 반도체 칩에 소정의 전기 신호를 인가함으로써 반도체 칩의 정상 유무를 검사하는 EDS(electrical die sorting) 공정이 진행된다.
제2 실시예
도 2a 내지 도 2k는 본 발명의 제2 실시예에 따른 프로브의 탐침 및 프로브 의 제조방법을 나타내는 단면도들이다.
도 2a를 참조하면, 희생기판(200) 상에 프로브 탐침의 팁부를 형성하기 위한 트렌치(201)를 형성한다. 상기 희생기판(200)은 일정한 방향을 갖는 실리콘 기판일 수 있다. 또한, 상기 희생기판(200) 상에 형성되는 트렌치(201)는 상기 마스크의 패턴 형상에 따라 원뿔 내지 각뿔 형상으로 다양하게 형성될 수 있다.
도 2b를 참조하면, 상기 트렌치(201)가 형성된 상기 희생기판(200) 상에 예비 시드층(210)을 형성한다. 상기 예비 시드층(210)은 스퍼터링 공정과 같은 물리 기상 증착 공정을 통해 형성될 수 있다.
도 2c를 참조하면, 상기 예비 시드층(210) 상에 상기 트렌치(201) 및 지지 패턴(도 2g 참조)을 정의하는 개구부를 갖는 제1 시드층 패턴용 마스크(220)를 형성한다. 상기 예비 시드층(210) 상에 포토레지스트를 코팅한 후 노광 및 현상 공정을 통해 제1 시드층 패턴용 마스크(220)를 형성할 수 있다.
도 2d를 참조하면, 상기 제1 시드층 패턴용 마스크(220)를 식각 마스크로 이용하여 상기 예비 시드층(210)을 식각하여 시드층 패턴(215)을 형성한다. 또한, 상기 시드층 패턴(215)은 구리(Cu) 또는 티타늄(Ti) 층으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 시드층 패턴(215)은 상기 트렌치(201) 및 상기 지지 패턴이 형성될 영역에만 선택적으로 형성되므로, 후속하는 도금 공정에서 스트레스에 의한 기판의 뒤틀림 현상을 억제할 수 있게 된다.
도 2e를 참조하면, 상기 시드층 패턴(215)이 형성된 상기 희생기판(200) 상에 지지 패턴(도 2g 참조)을 노출시키는 개구부(241)를 갖는 지지 패턴용 마스 크(240)를 형성한다.
예를 들면, 상기 희생기판(200) 상에 포토레지스트를 코팅한 후 노광 및 현상 고정을 통해 상기 지지 패턴을 노출시키는 개구부(241)를 갖는 지지 패턴용 마스크(240)를 형성한다.
도 2f를 참조하면, 상기 개구부(241)에 의해 노출되는 공간부에 도전 물질을 매립하여 상기 희생기판(200) 상에 지지 패턴(245)을 형성한다.
상기 지지 패턴(245)은 상기 시드층 패턴(215)에 대해서 도금 공정을 통해 형성될 수 있다. 또한, 상기 지지 패턴(245)이 형성된 후, 상기 희생기판(200)에 대하여 평탄화 공정을 수행할 수 있으며, 상기 희생기판(200) 상에 형성된 지지 패턴용 마스크(240)를 습식 식각 공정으로 통해 제거하여 상기 지지 패턴(245)을 형성할 수 있다.
예를 들면, 상기 지지 패턴(245)은 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 지지 패턴(245)은 물리 기상 증착(physical vapor deposition) 공정 또는 화학 기상 증착(chemical vapor deposition) 공정을 통해 형성될 수 있다. 상기 평탄화 공정은 CMP(chemical mechanical polishing) 공정, 에치백(etchback) 또는 그라인딩(grinding) 공정에 의해 수행될 수 있다.
도 2g를 참조하면, 상기 희생기판(200) 상에 상기 트렌치(201)와 상기 지지 패턴(245)을 노출시키는 개구부(253)를 갖는 도전 패턴용 마스크(250)를 형성한다.
상기 도전 패턴용 마스크(250)는 제1 마스크(251)와 제2 마스크(252)를 포함한다. 상기 제1 마스크(251)는 상기 희생기판(200) 상에 형성되고, 상기 트렌 치(201) 및 상기 지지 패턴(245) 만을 선택적으로 노출시키는 개구부를 가질 수 있다. 상기 제2 마스크(252)는 상기 제1 마스크(251) 상에 형성되고, 상기 트렌치(201)로부터 상기 지지 패턴(245)까지를 노출시키는 개구부(253)를 가질 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 제1 마스크(251)는 negative type의 레지스트로 형성되고, 상기 제2 마스크(252)는 드라이 필름 레지스트(dry film resist)로 형성될 수 있다. 이에 따라, 도전 패턴용 마스크(250)는 희생기판(100)으로부터 큰 두께를 갖도록 형성될 수 있으며, 또한, 드라이 필름 레지스트는 시트 형태로 형성되므로, 트렌치(101) 상에 남게 되는 오염 물질을 줄일 수 있게 된다.
도 2h를 참조하면, 상기 개구부(253)와 상기 트렌치(201) 내에 도전 패턴(255)을 형성한다. 상기 도전 패턴(255)은 상기 트렌치(201) 내에 형성된 시드층 패턴(215)에 대해서 도금 공정을 통하여 형성될 수 있다.
상기 도금 공정의 일 예를 들면, 먼저 시드층 패턴(215)의 트렌치(201) 영역에 전기를 통하게 하여 도금 공정을 수행하면, 프로브 탐침의 팁부와 포스트부가 형성되고, 이후 팁부와 포스트부가 성장하여 상기 지지 패턴(245)에 접촉하는 순간 상기 지지 패턴에도 전기가 통하게 되어 프로브 탐침의 빔부가 형성된다.
이리하여 프로브 탐침의 팁부와 빔부가 연속하여 형성된 도전 패턴(255)이 형성되므로, 안정적인 접착력을 가지는 프로브 탐침을 얻을 수 있다.
상기 도전 패턴(255)이 형성된 이후, 상기 희생기판(200)에 대해서 평탄화 공정을 수행할 수 있다.
상기 도전 패턴은 니켈(Ni) 또는 니켈-코발트(Ni-Co) 합금을 포함할 수 있다. 또한, 상기 도전 패턴은 물리 기상 증착(physical vapor deposition) 공정 또는 화학 기상 증착(chemical vapor deposition) 공정을 통해 형성될 수 있다.
도 2i를 참조하면, 상기 도전 패턴용 마스크(250)를 제거하여 상기 도전 패턴(255)이 형성한다. 상기 도전 패턴 마스크(250)는 습식 식각 공정 또는 애싱(ashing) 공정 등에 의해 제거될 수 있다.
도 2j를 참조하면, 상기 도전 패턴(255) 상에 다층 회로 기판(260)을 결합시킨다. 상기 다층 회로 기판(260)은 외부 전기신호를 수용하기 위한 적어도 하나 이상의 접속단자(261, 262)와 배선(263)을 구비하고, 상기 접속단자(261) 상에 범프(265)가 형성된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 도전 패턴(255)의 일측면 상에 상기 다층 회로 기판(260) 상에 형성된 범프(265)가 결합된다. 구체적으로, 상기 다층 회로 기판(260)의 범프(265)와 상기 도전 패턴(255)의 일측면은 페이스트 본딩(paste bonding)에 의해서 결합될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 다층 회로 기판(260)의 범프(265)와 상기 도전 패턴(255)의 일측면 사이에는 금(Au)(270)이 개재되고, 상기 다층 회로 기판(260)과 상기 도전 패턴(255)을 열압착하여 결합시킬 수 있다.
도 2k를 참조하면, 상기 다층 회로 기판(260)이 결합된 후, 상기 지지 패턴(245) 및 상기 희생기판(200)을 제거한다. 상기 지지 패턴(245) 및 상기 희생기판(200)이 제거되어 팁부와 빔부를 갖는 프로브(20)가 형성된다. 상기 지지 패 턴(245)은 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al)에 대한 식각 선택비가 뛰어난 케미컬을 사용한 습식 식각 공정 등을 통해 제거될 수 있다.
제3 실시예
도 3a 내지 도 3m은 본 발명의 제3 실시예에 따른 프로브의 탐침 및 프로브의 제조방법을 나타내는 단면도들이다.
도 3a를 참조하면, 희생기판(300) 상에 프로브 탐침의 팁부를 형성하기 위한 트렌치(301)를 형성한다. 상기 희생기판(300)은 일정한 방향을 갖는 실리콘 기판일 수 있다. 또한, 상기 식각 공정은 습식 식각 공정 또는 이방성 식각 공정을 포함할 수 있다.
도 3b 내지 도 3d를 참조하면, 상기 희생기판(300) 상에 상기 트렌치(301) 및 지지 패턴(도 3g 참조)을 노출시키는 개구부를 갖는 제2 시드층 패턴용 마스크(310)를 형성한다. 상기 희생기판(300) 상에 상기 제2 시드층 패턴용 마스크(310)를 이용하여 시드층(313)을 증착한다. 상기 시드층은 구리(Cu) 또는 티타늄(Ti)을 포함할 수 있다. 이후, 제2 시드층 패턴용 마스크(310)를 제거하여 상기 희생기판(300) 상에 시드층 패턴(315)을 형성한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 시드층 패턴(315)은 리프트 오프(lift off) 공정에 의해 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 희생기판(300) 상에 제2 시드층 패턴용 마스크(310)를 이용하여 시드층(313)을 증착하고, 상기 제2 시드층 패턴용 마스크(310) 및 상기 제2 시드층 패턴용 마스크 상에 형성된 시드층을 현상 공정 진행시 동시에 제거하여 시드층 패턴(315)을 형성할 수 있다.
이리하여, 상기 시드층 패턴(315)은 상기 트렌치(301) 및 상기 지지 패턴이 형성될 영역에만 선택적으로 형성되므로, 후속하는 도금 공정에서 스트레스에 의한 기판의 뒤틀림 현상을 억제할 수 있다.
도 3e를 참조하면, 상기 트렌치(301) 상에 절연막 패턴(320)을 형성한다. 먼저, 상기 희생기판(300) 상에 절연막(도시되지 않음)을 형성하고, 상기 절연막 상에 상기 트렌치(301)를 노출시키는 개구부를 갖는 마스크(도시되지 않음)를 형성한다. 상기 마스크를 식각 마스크로 이용하여 상기 절연막 패턴(320)을 형성한다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 절연막 패턴(320)은 산화막(oxide)을 포함할 수 있다.
도 3f를 참조하면, 상기 시드층 패턴(315)이 형성된 상기 희생기판(300) 상에 지지 패턴(도 3g 참조)을 노출시키는 개구부를 갖는 지지 패턴용 마스크(330)를 형성한다.
예를 들면, 상기 희생기판(300) 상에 포토레지스트를 코팅한 후 노광 및 현상 공정을 통해 상기 지지 패턴을 노출시키는 개구부를 갖는 상기 지지 패턴용 마스크(330)를 형성한다.
도 3g를 참조하면, 상기 개구부에 의해 노출되는 공간부에 도전 물질을 매립하여 상기 희생기판(300) 상에 지지 패턴(335)을 형성한다.
상기 지지 패턴(335)은 상기 시드층 패턴(315)에 대해서 도금 공정을 통해 형성될 수 있다. 또한, 상기 지지 패턴(335)이 형성된 후, 상기 지지 패턴(335)에 대하여 평탄화 공정을 생략할 수 있다.
예를 들면, 상기 지지 패턴은 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 지지 패턴은 물리 기상 증착(physical vapor deposition) 공정 또는 화학 기상 증착(chemical vapor deposition) 공정을 통해 형성될 수 있다.
도 3h를 참조하면, 상기 트렌치(301) 상에 형성된 절연막 패턴(320)을 제거한다. 상기 절연막 패턴(320)은 습식 식각 공정이나 건식 식각 공정 등에 의해 제거될 수 있다.
도 3i를 참조하면, 상기 지지 패턴 마스크(330) 상에 상기 트렌치(301)와 상기 지지 패턴(335)을 노출시키는 개구부를 갖는 도전 패턴용 마스크(340)를 형성한다.
상기 도전 패턴용 마스크(340)는 상지 지지 패턴용 마스크(330) 상에 형성될 수 있다. 또한, 상기 지지 패턴용 마스크(330)는 제거되지 않고 상기 지지 패턴용 마스크(330)상에 도전 패턴용 마스크(340)가 형성되므로, 지지 패턴용 마스크(330)를 제거하는 공정을 생략할 수 있다.
이 경우에 있어서, 상기 지지 패턴용 마스크(330)는 상기 트렌치(301) 및 상기 지지 패턴(335) 만을 선택적으로 노출시키는 개구부를 가질 수 있다. 상기 도전 패턴용 마스크(340)는 상기 트렌치(301)로부터 상기 지지 패턴(335)까지를 노출시키는 개구부(341)를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 지지 패턴용 마스크(330)는 negative type의 레지스트로 형성되고, 상기 도전 패턴용 마스크(340)는 드라이 필름 레지스 트(dry film resist)로 형성될 수 있다.
이에 따라, 도전 패턴용 마스크(340)는 희생기판(100)으로부터 큰 두께를 갖도록 형성될 수 있으며, 또한, 드라이 필름 레지스트는 시트 형태로 형성되므로, 트렌치(301) 상에 남게 되는 오염 물질을 줄일 수 있게 된다.
도 3j를 참조하면, 상기 개구부(341)와 상기 트렌치(301) 내에 도전 패턴(345)을 형성한다. 상기 도전 패턴(345)은 상기 트렌치(301) 내에 형성된 시드층 패턴(315)에 대해서 도금 공정을 통하여 형성될 수 있다. 상기 도전 패턴(345)이 형성된 후, 상기 희생기판(300)에 대해서 평탄화 공정을 수행할 수 있다.
예를 들면, 상기 도전 패턴은 니켈(Ni), 니켈-코발트(Ni-Co) 합금 또는 텅스텐(W)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 도전 패턴은 물리 기상 증착(physical vapor deposition) 공정 또는 화학 기상 증착(chemical vapor deposition) 공정을 통해 형성될 수 있다.
이리하여, 상기 도전 패턴(345)은 팀부와 빔부가 함께 형성되고, 안정적인 접착력을 가지는 프로브 탐침을 얻을 수 있다.
도 3k를 참조하면, 상기 도전 패턴용 마스크(340) 및 상기 지지 패턴용 마스크(330)를 제거하여 상기 도전 패턴(345)이 형성한다. 상기 도전 패턴용 마스크(340) 및 상기 지지 패턴용 마스크(330)들은 습식 식각 공정 또는 애싱(ashing) 공정 등에 의해 제거될 수 있다.
도 3l을 참조하면, 상기 도전 패턴(345) 상에 다층 회로 기판(350)을 결합시킨다. 상기 다층 회로 기판(350)은 외부 전기신호를 수용하기 위한 적어도 하나 이 상의 접속단자(351, 352)와 배선(353)을 구비하고, 상기 접속단자(351) 상에 범프(355)가 형성된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 도전 패턴(345)의 일측면 상에 상기 다층 회로 기판(350) 상에 형성된 범프(355)가 결합된다. 구체적으로, 상기 다층 회로 기판(350)의 범프(355)와 상기 도전 패턴(345)의 일측면은 페이스트 본딩(paste bonding)에 의해서 결합될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 다층 회로 기판(350)의 범프(355)와 상기 도전 패턴(345)의 일측면 사이에는 금(Au)(360)이 개재되고, 상기 다층 회로 기판(350)과 상기 도전 패턴(345)을 열압착하여 결합시킬 수 있다.
도 3m을 참조하면, 상기 다층 회로 기판(350)이 결합된 후, 상기 지지 패턴(335) 및 상기 희생기판(300)을 제거한다. 상기 지지 패턴(335) 및 상기 희생기판(300)이 제거되어 팁부와 빔부를 갖는 프로브(30)가 형성된다
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프로브의 탐침 제조방법에 따르면 프로브 카드의 다층 회로 기판과의 결합을 위한 지지 패턴을 용이하게 형성할 수 있고, 시드층 패턴이 트렌치 및 지지 패턴 상에만 선택적으로 형성됨으로써 도금 공정에서 희생기판에 발생되는 뒤틀림 현상을 억제할 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 있 음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (16)

  1. 희생기판 상에 트렌치를 형성하는 단계;
    상기 희생기판 상에 지지 패턴을 형성하는 단계;
    상기 트렌치와 상기 지지 패턴을 노출시키는 개구부를 갖는 도전 패턴용 마스크를 상기 희생기판 상에 형성하는 단계; 및
    상기 개구부와 상기 트렌치 내에 도전 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 프로브의 탐침 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 지지 패턴을 형성하는 단계 이전에, 상기 희생기판 상에 상기 지지 패턴 및 상기 도전 패턴의 형성을 위한 시드층 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브의 탐침 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 시드층 패턴을 형성하는 단계는
    상기 희생기판 상에 예비 시드층을 형성하는 단계; 및
    상기 예비 시드층 상에 상기 트렌치 및 상기 지지 패턴을 정의하는 개구부를 갖는 제1 시드층 패턴용 마스크를 형성하는 단계; 및
    상기 제1 시드층 패턴용 마스크를 식각 마스크로 이용하여 상기 예비 시드층을 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브의 탐침 제조방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 시드층 패턴을 형성하는 단계는
    상기 희생기판 상에 상기 트렌치 및 상기 지지 패턴을 노출시키는 개구부를 갖는 제2 시드층 패턴용 마스크를 형성하는 단계;
    상기 희생기판 상에 상기 제2 시드층 패턴용 마스크를 이용하여 시드층을 증착하는 단계; 및
    상기 제2 시드층 패턴용 마스크를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브의 탐침 제조방법.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 시드층 패턴은 티타늄(Ti) 또는 구리(Cu)를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브의 탐침 제조방법.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 지지 패턴을 형성하는 단계 이전에 상기 트렌치 상에 절연막 패턴을 형성하는 단계, 및 상기 지지 패턴을 형성하는 단계 이후에 상기 절연막 패턴을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브의 탐침 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 절연막 패턴은 산화막(oxide)을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브의 탐침 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 지지 패턴을 형성하는 단계는
    상기 희생기판 상에 상기 지지 패턴을 노출시키는 개구부를 갖는 지지 패턴용 마스크를 형성하는 단계; 및
    상기 지지 패턴용 마스크 내에 도전 물질을 매립하여 상기 지지 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브의 탐침 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 지지 패턴을 평탄화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브의 탐침 제조방법.
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 지지 패턴은 구리(Cu)를 포함하고, 상기 도전 패턴은 니켈(Ni) 또는 니켈-코발트(Ni-Co) 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브의 탐침 제조방법.
  12. 희생기판 상에 트렌치를 형성하는 단계;
    상기 희생기판 상에 지지 패턴을 형성하는 단계;
    상기 트렌치와 상기 지지 패턴을 노출시키는 개구부를 갖는 도전 패턴용 마스크를 상기 희생기판 상에 형성하는 단계;
    상기 개구부와 상기 트렌치 내에 도전 패턴을 형성하는 단계;
    상기 도전 패턴에 다층 회로 기판을 결합시키는 단계; 및
    상기 지지 패턴 및 상기 희생기판을 제거하는 단계를 포함하는 프로브의 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 다층 회로 기판은 상기 도전 패턴에 페이스트 본딩(paste bonding)에 의해서 결합되는 것을 특징으로 하는 프로브의 제조방법.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 다층 회로 기판은 상기 도전 패턴 상에 금(Au)을 개재하고 열압착하여 결합되는 것을 특징으로 하는 프로브의 제조방법.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 지지 패턴을 형성하는 단계는
    상기 희생기판 상에 상기 지지 패턴을 노출시키는 개구부를 갖는 지지 패턴용 마스크를 형성하는 단계; 및
    상기 지지 패턴용 마스크 내에 도전 물질을 매립하여 상기 지지 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브의 제조방법.
  16. 삭제
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