KR20050076532A

KR20050076532A - 평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법 및 이에 따른프로브

Info

Publication number: KR20050076532A
Application number: KR1020040004540A
Authority: KR
Inventors: 정대석
Original assignee: 주식회사 파이컴
Priority date: 2004-01-20
Filing date: 2004-01-20
Publication date: 2005-07-26
Also published as: KR100543684B1

Abstract

본 발명은 실리콘기판 상에 프로브의 형상을 한정하는 제 1 보호막 패턴을 형성하는 단계, 상기 제 1 보호막 패턴을 마스크로 사용하여 식각공정을 진행하여 트렌치를 형성하는 단계, 상기 제 1 보호막 패턴을 제거하는 단계, 상기 실리콘기판 상에 절연막을 형성하는 단계, 상기 절연막이 형성된 실리콘기판의 상기 트렌치 내부에 도전성 물질을 매립하여 프로브를 형성하는 단계, 상기 프로브가 형성된 상기 실리콘기판의 상면이 노출되도록 평탄화하는 단계, 상기 프로브의 중앙부를 한정함으로써 상기 프로브의 일단 및 타단을 개방하는 보강판을 상기 실리콘기판의 상면에 부착하는 단계, 상기 보강판이 부착된 실리콘기판의 반대측에 상기 프로브의 일단 및 타단을 한정 개방하는 제 2 보호막 패턴을 형성하는 단계, 상기 제 2 보호막 패턴에 의해서 개방된 상기 실리콘기판을 제거함으로써 상기 프로브의 일단 및 타단을 외부로 완전히 노출시키는 단계 및 상기 제 2 보호막 패턴을 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

따라서, 프로브를 안정적으로 고정할 수 있고, 수분에 의한 전기적 노이즈의 발생을 억제할 수 있는 효과가 있다.

Description

평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법 및 이에 따른 프로브{Method for manufacturing probe for testing flat panel display and probe thereby}

본 발명은 평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법 및 이에 따른 프로브에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 실리콘기판에 형성된 트렌치 내부에 프로브를 형성 고정함으로써 보다 정확하게 프로브를 고정할 수 있도록 하는 평판표시소자 검사용 프르브의 제조방법 및 이에 따른 프로브에 관한 것이다.

일반적으로, TFT-LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display)는 평판디스플레이의 일종으로서, 무수히 많은 박막 트랜지스터(TFT)와 화소전극이 배열되어 소정의 크기를 갖는 하판과, 상기 하판과 소정 간격으로 이격되어 있으며 색상을 나타내기 위한 컬러 필터와, 공통전극이 순차적으로 형성되어 하판과 소정간격 이격되어 있는 상판과, 상기 상판과 하판 사이의 이격공간에 채워져 있는 액정을 가지고 있다.

이와 같은 TFT-LCD는 스위칭소자인 TFT와, 상판과 하판 사이에 있는 액정으로 인해 형성되는 충전영역(Capacitor region) 및 보조 충전영역과, 상기 TFT의 온-오프를 구동하는 게이트 구동전극고, 외부의 영상신호를 인가하는 영상신호전극 등에 의해서 소정의 화면(동영상 포함)을 점등시키게 된다.

그리고, 이와 같은 TFT-LCD 등의 평판표시소자는 제조를 완료한 후, 평판표시소자의 전극패드에 프로브 조립체의 프로브를 접촉하여 전기신호를 인가함으로써 평판표시소자의 정상 유무를 확인하여 불량 표시소자를 조기에 제거하는 테스트(Test)공정을 진행하고 있다.

이와 같은 평판표시소자의 테스트는, 프로브 조립체를 구비한 프로빙 장치를 이용하여 이루어지고, 이와 같은 프로빙 장치의 프로브 조립체는, 니들 타입(Needle type), 블레이드 타입(Blade type), 필름 타입(Film type) 및 MEMS 타입(Micro Electro Mechanical System type) 등과 같이 다양한 형태로 개발 사용되고 있다.

본 출원인은 2002년 12월 23일 한국 특허 출원 제 82273 호에 에폭시(Epoxy) 등과 같은 절연성 물질로 프로브를 고정하는 멤스 타입의 " 평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법, 이에 따른 프로브, 이를 구비한 프로브 조립체 " 를 게시한 바 있다.

상기 2002년 한국 특허 출원 제 82273 호에 의한 평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법은, 희생기판 상부에 소정간격 서로 이격된 복수의 접촉체가 형성될 영역을 한정하는 제 1 보호막 패턴을 형성하는 단계, 상기 제 1 보호막 패턴이 형성된 희생기판 상부에 상기 제 1 보호막 패턴의 개방부위를 매립하는 도전막을 형성하는 단계, 상기 제 1 보호막 패턴을 제거함으로써 상기 희생기판 상에 상기 도전막으로 이루어지는 접촉체를 형성하는 단계, 상기 접촉체가 형성된 상기 희생기판 상에 상기 접촉체의 중앙부를 한정하는 제 2 보호막 패턴을 형성하는 단계, 상기 제 2 보호막 패턴 내부에 에폭시 등의 절연성 물질을 매립하여 절연판을 형성하는 단계, 상기 희생기판 후면에 상기 접촉체의 중앙부를 한정하는 제 3 보호막 패턴을 형성하는 단계, 상기 제 3 보호막 패턴을 마스크로 사용하여 상기 희생기판 후면에 대해서 식각공정을 수행함으로써 상기 희생기판 전면에 형성된 접촉체를 개방하는 트렌치(Trench)를 형성하는 단계, 상기 트렌치 내부에 보강판을 삽입 부착하는 단계, 상기 제 2 보호막 패턴 및 제 3 보호막 패턴을 제거하는 단계, 및 상기 희생기판을 제거하여 프로브를 완성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 합니다.

그러나, 상기 프로브의 제조방법은, 에폭시 등과 같은 절연성 물질로 이루어지는 절연판에 의해서 상기 프로브가 고정됨으로써 온도, 습도 등과 같은 주변환경의 요인의 변화에 의해서 프로브의 위치가 변동되었다.

즉, 상기 프로브는 에폭시 등과 같은 절연성 물질로 이루어지는 절연판의 물성적 측면에 기인한 절연판의 수축 및 팽창에 의해서 그 위치가 변화되어 초기 형성 단계의 위치를 벗어남으로써 프로브와 프로브 사이의 이격 거리에 변동이 발생되었다.

따라서, 상기 프로브 사이의 이격 거리에 변동이 발생된 프로브는 평판디스플레이소자의 접촉단자와 정확하게 접촉되지 못함으로써 미스 얼라인(Mis-align)이 발생하는 문제점이 있었다.

특히, 이와 같은 미스 얼라인을 교정하기 위하여 작업자가 프로브에 소정의 물리력을 가하여 교정할 경우에는 프로브에 과도한 물리적 스트레스(Stress)가 가해져 프로브가 휘거나 부러지는 등의 문제점을 발생시키고 있다.

또한, 상기 에폭시 등과 같은 재질의 절연판은 수분에 취약함으로써 수분을 흡수한 에폭시 재질의 절연판에 의해서 절연판에 의해서 고정된 프로브에 전기적 노이즈(Noise)를 발생시키는 문제점이 발생시키고 있다.

본 발명의 목적은, 에폭시 등과 같은 절연판의 수축 및 팽창에 의해서 프로브의 위치가 변동되는 것을 방지할 수 있는 평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법 및 이에 따른 프로브를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 에폭시 등과 같은 절연판의 수분 흡수에 의해서 프로브에 전기적 노이즈가 발생하는 것을 방지할 수 있는 평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법 및 이에 따른 프로브를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법은, 평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법에 있어서, 실리콘기판 상에 단위 프로브가 소정간격 이격되어 프로브군을 이루는 프로브의 형상을 한정하는 제 1 보호막 패턴을 형성하는 단계; 상기 제 1 보호막 패턴을 마스크로 사용하여 식각공정을 진행함으로써 트렌치(Trench)를 형성하는 단계; 상기 실리콘기판 상의 제 1 보호막 패턴을 제거하는 단계; 상기 제 1 보호막 패턴이 제거된 실리콘기판 상에 절연막을 형성하는 단계; 상기 절연막이 형성된 실리콘기판의 상기 트렌치 내부에 도전성 물질을 매립하여 프로브를 형성하는 단계; 상기 프로브가 형성된 상기 실리콘기판의 상면이 노출되도록 평탄화하는 단계; 상기 프로브의 중앙부를 한정함으로써 상기 프로브의 일단 및 타단을 개방하는 보강판을 상기 실리콘기판의 상면에 부착하는 단계; 상기 보강판이 부착된 실리콘기판의 반대측에 상기 프로브의 일단 및 타단을 한정 개방하는 제 2 보호막 패턴을 형성하는 단계; 상기 제 2 보호막 패턴에 의해서 개방된 상기 실리콘기판을 제거함으로써 상기 프로브의 일단 및 타단을 외부로 완전히 노출시키는 단계; 및 상기 제 2 보호막 패턴을 제거하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제 1 보호막 패턴 및 제 2 보호막 패턴은 포토레지스트(Photoresist)를 사용할 수 있고, 상기 트렌치 형성공정은 드라이에칭 방식에 의해서 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 절연막으로 실리콘산화막을 사용할 수 있고, 상기 절연막을 형성한 후, 상기 절연막 상에 씨드층을 형성하는 공정을 더 수행함으로써 상기 도전성 물질의 매립은 전기도금에 의해서 형성할 수 있다.

또한, 상기 도전성 물질로 니켈-코발트 합금 재질을 사용할 수 있고, 상기 보강판은 세라믹(Ceramic) 재질로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 제 2 보호막 패턴은 상기 프로브의 일단의 측부가 타단의 측부보다 상대적으로 상기 트렌치에 의해서 지지되도록 상기 프로브의 일단을 보다 마스킹하여 상기 실리콘기판을 제거할 수도 있다.

또한, 상기 실리콘기판의 제거에 의해서 복수의 프로브를 완성한 후, 상기 프로브를 서로 적층시켜 하층부의 단위 프로브와 단위 프로브 사이에 상층부의 단위 프로브와 단위 프로브가 위치하도록 부착할 수도 있다.

본 발명에 따른 다른 평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법은, 평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법에 있어서, 실리콘기판 상부 및 하부에 각각 프로브의 형상을 한정하는 보호막 패턴을 형성하는 단계; 상기 보호막 패턴을 식각 마스크로 사용하여 식각공정을 진행함으로써 실리콘기판 상부 및 하부에 각각 트렌치를 형성하는 단계; 상기 보호막 패턴을 제거하는 단계; 상기 보호막 패턴이 제거된 실리콘기판 상부 및 하부에 각각 절연막을 형성하는 단계; 상기 절연막이 형성된 상기 실리콘기판의 트렌치 내부에 도전성 물질을 매립하여 단위 프로브가 서로 소정간격 이격되어 프로브군을 이룸과 동시에 상기 실리콘기판 하부에 형성된 단위 프로브 사이에 상기 실리콘기판 상부에 형성된 단위 프로브가 위치하는 프로브를 형성하는 단계; 상기 프로브가 형성된 상기 실리콘기판의 상부면 및 하부면이 노출되도록 평탄화하는 단계; 상기 평탄화가 이루어진 상기 프로브의 일단 및 타단을 개방하는 보강판을 상기 실리콘기판 상부면 및 하부면에 각각 부착하는 단계; 상기 실리콘기판 상부면 및 하부면에 부착된 보강판을 식각 마스크로 사용하여 상기 실리콘기판에 대한 식각공정을 진행함으로써 상기 프로브의 일단 및 타단을 완전히 개방하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 평판표시소자 검사용 프로브는, 실리콘재질로써 판상의 절연체; 상기 절연체에 소정간격 이격되며 포토리소그래공정에 의해서 형성된 트렌치(Trench); 상기 트렌치 내부에 형성된 절연막; 상기 절연막이 형성된 트렌치 내부에 매설된 전도성 물질로 이루어지는 프로브;를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 트렌치는 상기 절연체 상하부에 각각 서로 엇갈리도록 형성되고, 상기 프로브는 니켈 합금 재질로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 절연막은 실리콘산화막으로 이루어질 수 있다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1a 내지 도 1h는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 단층의 평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법 및 이에 따른 프로브를 설명하기 위한 공정 사시도들이다.

본 발명에 따른 평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법은, 도 1a에 도시된 바와 같이 온도 및 습도 등과 같은 변형성이 없는 실리콘기판(10) 상에 포토레지스트(Photoresist)를 소정두께로 도포한 후, 노광 및 현상함으로써 후속공정의 수행에 의해서 하나의 단위 프로브가 소정간격 이격되어 프로브군을 이루는 프로브의 형상을 한정하는 제 1 포토레지스트 패턴(12)을 형성한다.

이때, 상기 제 1 포토레지스트 패턴(12)을 형성하는 공정은, 포토레지스트 코팅(Photoresist coating), 포토레지스트 소프트-베이킹(Photoresist soft-baking), 노광(Exposure), 포토레지스트 하드-베이킹(Photoresist hard-baking) 및 린스(Rinse) 공정을 순차적으로 수행함으로써 형성할 수 있다.

다음으로, 도 1b에 도시된 바와 같이 상기 제 1 포토레지스트 패턴(12)을 식각 마스크로 사용하여 식각공정을 수행함으로써 단위 프로브가 소정간격 이격되어 프로브군을 이루어는 프로브가 형성될 영역 즉, 트렌치(Trench : 14)를 형성한 후, 상기 제 1 포토레지스트 패턴(12)을 제거한다.

이때, 상기 트렌치(14)는 ICP(Inductive Coupled Plasma) 방식의 드라이 에칭(Dry etching)에 의해서 형성할 수 있고, 상기 제 1 포토레지스트 패턴(12)은 아세톤(CH₃COOH) 등과 같은 케미컬을 이용한 습식식각에 의해서 제거할 수 있다.

계속해서, 도 1c에 도시된 바와 같이 트렌치(14)가 형성된 실리콘기판(10) 표면에 전기적 절연을 위한 절연막으로 실리콘 산화막(Silicon Oxide layer : 16)을 약 5,000Å의 두께로 형성한다.

이때, 상기 실리콘 산화막(16)은 트렌치(14) 내부에 형성되는 프로브의 전기적 절연을 위하여 형성하는 것이며, 상기 실리콘 산화막(16)은 소정의 산화성 가스를 퍼니스(Furnace) 내부에 투입한 후, 상기 산화성 가스와 실리콘기판(10) 상부 표면이 소정의 고온에서 반응하도록 유도함으로써 형성할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 절연막으로 실리콘 산화막(16)을 형성하였으나 다른 실시예로 나이트라이드막(Nitride layer)을 사용할 수도 있다.

이어서, 도 1d에 도시된 바와 같이 상기 절연막으로 실리콘 산화막(16)이 형성된 실리콘기판(10)의 트렌치(14) 내부에 도전성 물질을 전기도금공정에 의해서 매립하기 위한 씨드층(Seed layer : 18)을 형성한다.

이때, 상기 씨드층(18)은 실리콘 산화막(16)과의 접착도를 향상시키 위한 약 500Å 의 티타늄(Ti)층과 후속 전기도금공정에 의해서 실질적으로 씨드(Seed)로 기능하는 약 2,000Å 두께의 구리(Cu)층으로 이루어진다. 특히, 상기 각 씨드층(18)은 PVD(Physical Vapor Deposition) 방법으로서의 스퍼터링(Sputtering)공정에 의해서 형성할 수 있다.

계속해서, 도 1e에 도시된 바와 같이 전기 도금공정의 수행에 의해서 씨드층(18)이 형성된 실리콘기판(10)의 트렌치(14) 내부에 도전성 물질 즉, 니켈-코발트 합금 등을 매립한 후, 상기 실리콘기판(10)이 노출되도록 그 상면을 평탄화함으로써 즉, 트렌치(14) 내부의 실리콘 산화막(16) 및 씨드층(18)을 잔존시키고 그 이외의 실리콘기판(10) 상의 실리콘 산화막(16) 및 씨드층(18)을 제거함으로써 단위 프로브가 소정간격 이격되어 프로브군을 이루는 프로브(20)를 형성한다.

상기 도전성 물질은 전기 전도성 및 탄성 등을 감안하여 본 실시예의 니켈-코발트 합금 재질에 한정되지 않고 니켈, 니켈철 합금(Ni-Fe) 등과 같은 다양한 재질로 변형이 가능하며, 상기 평탄화공정은 그라인딩(Grinding) 및 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 등과 같은 공지의 기술을 사용할 수 있음 역시 당연하다.

이어서, 도 1f에 도시된 바와 같이 단위 프로브가 소정간격 이격되어 프로브군을 이루는 프로브(20)의 중앙부분만을 한정하여 폐쇄함으로써 프로브의 일단 및 타단을 개방하도록 세라믹(Ceramic) 재질의 보강판(24)을 에폭시(Epoxy) 등과 같은 접착제(22)를 이용하여 부착 고정한다.

다음으로, 도 1g에 도시된 바와 같이 상기 보강판(24)이 부착된 실리콘기판(10)을 뒤집은 후, 그 후면 상에 소정두께로 포토레지스트를 코팅하고 노광 및 현상함으로써 보강판(24)과 동일하게 프로브(20)의 중앙부분만을 한정하여 폐쇄함으로써 프로브(20)의 일단 및 타단을 개방하는 제 2 포토레지스트 패턴(26)을 형성한다. 이때, 상기 제 2 포토레지스트 패턴(26)은 제 1 포토레지스트 패턴(12)의 형성방법과 동일하다.

마지막으로, 도 1h에 도시된 바와 같이 상기 제 2 포토레지스트 패턴(26) 및 보강판(24)을 식각 마스크로 사용하여 케미컬(Chemical)을 이용한 습식식각공정을 진행함으로써 제 2 포토레지스트 패턴(26) 및 보강판(24)에 의해서 개방된 영역의 실리콘기판(10)을 ICP 방식의 드라이에칭에 의해서 완전히 제거한다.

이때, 상기 실리콘기판(10)의 식각 제거에 의해서 프로브(20)의 일단 및 타단은 완전히 개방되고 중앙부는 실리콘기판(10)에 의해서 고정된 프로브(20가 완성된다. 그리고, 이와 같은 프로브(20)는 트렌치(14) 내부에 매립 고정되어 있으며, 상기 프로브(20)와 실리콘기판(10)은 실리콘 산화막(16)에 의해서 서로 절연되어 있다.

이후, 상기 제 2 포토레지스트 패턴(26)을 제 1 포토레지스트 패턴(12)과 동일한 방법에 의해서 제거한다.

도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법 및 이에 따른 프로브를 설명하기 위한 사시도이다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법은, 도 2에 도시된 바와 같이 평판표시소자의 테스트 부위 즉, 평판표시소자의 접촉단자와 직접 접촉하는 일단 프로브(20) 방향 측에 제 1 실시예와 상이하게 프로브(20)를 보다 안정적으로 지지할 수 있도록 실리콘기판(30)을 프로브(20) 단부 방향으로 보다 더 잔존시켜 트렌치(14) 내부에 잔조하는 프로브(20)의 길이를 연장시킨 점에 특징이 있다.

이와 같이 프로브(20)를 보다 안정적으로 실리콘기판(10)으로 지지하도록 하는 것은 도 1g에 도시된 바와 같은 제 2 포토레지스트 패턴(24)을 외측 방향으로 더 연장 형성한 후, 도 1h에 도시된 바와 같은 제 2 포토레지스트 패턴(24)을 식각 마스크로 사용한 식각공정을 진행함으로써 형성할 수 있다.

따라서, 상기 제 2 실시예의 평판표시소자 검사용 프로브는, 상기 트렌치(14) 내부에 형성된 프로브(20)의 측부 및 저면부가 연장된 길이만큼 더 실리콘기판(10)에 의해서 보다 안정적으로 고정됨으로써 프로브(20)가 트렌치(14)에서 탈착되는 것을 방지할 수 있다.

이때, 상기 프로브(20)는 평판표시소자의 테스트 공정 진행시 상하방향으로의 물리력(F)을 받게 됨으로써 프로브(20)는 소정각도로 벤딩(Bending)이 발생된다.

도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법 및 이에 따른 프로브를 설명하기 위한 사시도이다.

본 발명의 제 3 실시예에 따른 평판표시소자 검사용 프로브는, 도 3에 도시된 바와 같이 제 1 실시예에 따른 2개의 프로브(20, 20')가 에폭시 등과 같은 접착수단(넘버링되지 않음)에 의해서 서로 적층 본딩 고정되어 있다는 점에 특징이 있다.

이와 같은 프로브(20, 20')는, 하부에 위치하는 프로브(20)의 단위 프로브와 단위 프로브 사이에 상부에 위치하는 프로브(20')의 단위 프로브가 수직적으로 위치함으로써 상하로 배치된 단위 프로브와 단위 프로브가 서로 엇갈리도록 위치되어 극도로 조밀하게 조절되어 있는 것이다.

따라서, 상기 프로브(20, 20')는 접촉단자와 접촉단자 사이의 간격이 보다 조밀해지는 평판디스플레이소자의 테스트에 용이하게 대응할 수 있는 것이다.

특히, 본 실시예에서는 상하로 이루어지는 2층의 프로브(20, 20')에 대해서 한정하여 설명하였지만 2층이상 복층으로 본딩 제작할 수 있음은 당연하다할 것이다.

도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 본딩공정을 생략한 복층의 평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법 및 이에 따른 프로브를 설명하기 위한 공정 사시도이다.

본 발명의 제 4 실시예에 따른 평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법은, 도 4a에 도시된 바와 같이 온도 및 습도 등과 같은 변형성이 없는 실리콘기판(40) 상부 및 하부에 각각 소정두께의 포토레지스트를 도포한 후, 노광 및 현상함으로써 후속공정의 수행에 의해서 하나의 단위 프로브가 소정간격 이격되어 프로브군을 이루는 프로브의 형상을 한정하는 제 1 포토레지스트 패턴(42a, 42b)을 형성한다.

이때, 상기 제 1 포토레지스트 패턴(42a, 42b)은 제 1 실시예와 동일한 방법에 의해서 형성할 수 있으며, 상기 하부 제 1 포토레지스트 패턴(42a, 42b)의 개방구와 개방구 사이에 하부 제 1 포토레지스트 패턴(42a, 42b)의 개방구가 위치하도록 즉, 후속공정에 의해서 상기 개방구 내부에 형성되는 단위 프로브가 서로 엇갈릴 수 있도록 각 개방구가 상하 서로 교차하도록 되어 있다.

다음으로, 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 제 1 포토레지스트 패턴(42a, 42b)을 식각 마스크로 사용하여 식각공정을 수행함으로써 단위 프로브가 소정간격 이격되어 프로브군을 이루어는 프로브가 실리콘기판(40) 상하에 형성될 영역 즉, 트렌치(Trench : 44a, 44b)를 형성한 후, 상기 제 1 포토레지스트 패턴(42a, 42b))을 제거한다.

이때, 상기 트렌치(44a, 44b)및 제 1 포토레지스트 패턴(42a, 42b)는 제 1 실시예와 동일한 방법에 의해서 형성 및 제거할 수 있다.

계속해서, 도 4c에 도시된 바와 같이 트렌치(44a, 44b)가 형성된 실리콘기판(40) 상부 및 하부에에 전기적 절연을 위한 절연막으로 실리콘 산화막(Silicon Oxide layer : 46a, 46b)을 약 5,000Å의 두께로 형성한다.

이때, 상기 실리콘기판(40) 상하부의 실리콘 산화막(46a, 46b)은 소정의 산화성 가스를 퍼니스(Furnace) 내부에 투입한 후, 상기 산화성 가스와 실리콘기판(40)이 소정의 고온에서 반응하도록 유도함으로써 형성할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 절연막으로 실리콘 산화막(46a, 46b)을 형성하였으나 다른 실시예로 나이트라이드막(Nitride layer)을 사용할 수도 있다.

이어서, 도 4d에 도시된 바와 같이 상기 절연막으로 실리콘 산화막(46a, 46b)이 형성된 실리콘기판(40)의 트렌치(44a, 44b) 내부에 도전성 물질을 전기도금공정에 의해서 매립하기 위한 씨드층(Seed layer : 48a, 48b)을 형성한다.

이때, 상기 씨드층(48a, 48b)은 실리콘 산화막(46a, 46b)과의 접착도를 향상시키 위한 약 500Å 의 티타늄층과 후속 전기도금공정에 의해서 실질적으로 씨드(Seed)로 기능하는 약 2,000Å 두께의 구리층으로 이루어진다. 특히, 상기 각 씨드층(18)은 PVD(Physical Vapor Deposition) 방법으로서의 스퍼터링(Sputtering)공정에 의해서 형성할 수 있다.

계속해서, 도 4e에 도시된 바와 같이 전기 도금공정의 수행에 의해서 씨드층(48a, 48b)이 형성된 실리콘기판(40)의 트렌치(44a, 44b) 내부에 도전성 물질 즉, 니켈-코발트 합금 등을 매립한 후, 상기 실리콘기판(40)의 상면 및 하면이 각각 노출되도록 그 상면을 평탄화함으로써 즉, 트렌치(44a, 44b) 내부의 실리콘 산화막(46a, 46b) 및 씨드층(48a, 48b)을 잔존시키고 그 이외의 실리콘기판(40) 상부 및 하부 표면의 실리콘 산화막(46a, 46b) 및 씨드층(48a, 48b)을 제거함으로써 단위 프로브가 소정간격 이격되어 프로브군을 이루는 프로브(50a, 50b)를 형성한다.

이때, 상기 실리콘기판(40) 상하부에 형성되는 프로브(50a, 50b)는 개별 단위 프로브가 서로 엇갈리도록 형성된다.

그리고, 상기 도전성 물질은 전기 전도성 및 탄성 등을 감안하여 본 실시예의 니켈-코발트 합금 재질에 한정되지 않고 니켈, 니켈철 합금(Ni-Fe) 등과 같은 다양한 재질로 변형이 가능하며, 상기 평탄화공정은 그라인딩(Grinding) 및 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 등과 같은 공지의 기술을 사용할 수 있음 역시 당연하다.

이어서, 도 4f에 도시된 바와 같이 실리콘 기판(40) 상하부에 형성된 단위 프로브가 소정간격 이격되어 프로브군을 이루는 프로브(50a, 50b)의 중앙부분만을 한정하여 폐쇄함으로써 프로브의 일단 및 타단을 개방하도록 세라믹(Ceramic) 재질의 보강판(54a, 54b)을 에폭시(Epoxy) 등과 같은 접착제(52a, 52b)를 이용하여 부착 고정한다.

마지막으로, 도 4g에 도시된 바와 같이 실리콘기판(40) 상하부에 접착제(52a, 52b)에 의해서 부착 고정된 세라믹 재질의 보강판(54a, 54b)를 식각 마스크로 사용하여 케미컬(Chemical)을 이용한 습식식각공정을 진행함으로써 보강판(54a, 54b)에 의해서 개방된 영역의 실리콘기판(40)을 ICP 방식의 드라이에칭에 의해서 완전히 제거한다.

이때, 상기 실리콘기판(40)의 식각 제거에 의해서 프로브(50a, 50b)의 일단 및 타단은 완전히 개방되고 중앙부는 실리콘기판(40)에 의해서 고정된 프로브(50a, 50b)가 완성된다.

그리고, 이와 같은 프로브(50a, 50b)는 트렌치(44a, 44b) 내부에 매립 고정되어 있으며, 상기 프로브(50a, 50b)와 실리콘기판(40)은 실리콘 산화막(46a, 46b)에 의해서 서로 절연되어 있다.

특히, 실리콘기판(40) 상하부에 서로 엇갈린 구조의 프로브(50a, 50b)가 구비됨으로써 본딩공정을 생략하여 2층 구조의 프로브를 형성할 수 있다.

본 발명에 의하면, 온도, 습도 등과 같은 외부환경 요인에 의해서 수축 및 팽창과 같은 변동성이 거의 없는 실리콘기판 상에 형성된 트렌치 내부에 단위 프로브가 고정됨으로써 단위 프로브의 위치변동에 따라 평판디스플레이소자의 테스트용 접촉단자와의 미스-얼라인이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 상기 프로브와 실리콘기판이 실리콘 산화막 등과 같은 절연막에 의해서 서로 격리되어 있으므로 전기 노이즈의 발생을 근본적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.

이상에서는 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업장에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것은 당연한 것이다.

도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 단층의 평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법 및 이에 따른 프로브를 설명하기 위한 공정 사시도이다.

도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 복층의 평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법 및 이에 따른 프로브를 설명하기 위한 공정 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10, 40 : 실리콘기판 12, 42 : 제 1 포토레지스트 패턴

14, 44 : 트렌치 16, 46 : 실리콘 산화막

18, 48 : 씨드층 20, 50 : 프로브

22, 52 : 접착제 24, 54 : 보강판

26 : 제 2 포토레지스트 패턴

Claims

평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법에 있어서,

실리콘기판 상에 단위 프로브가 소정간격 이격되어 프로브군을 이루는 프로브의 형상을 한정하는 제 1 보호막 패턴을 형성하는 단계;

상기 제 1 보호막 패턴을 마스크로 사용하여 식각공정을 진행함으로써 트렌치(Trench)를 형성하는 단계;

상기 실리콘기판 상의 제 1 보호막 패턴을 제거하는 단계;

상기 제 1 보호막 패턴이 제거된 상기 실리콘기판 상에 절연막을 형성하는 단계;

상기 절연막이 형성된 실리콘기판의 상기 트렌치 내부에 도전성 물질을 매립하여 프로브를 형성하는 단계;

상기 프로브가 형성된 상기 실리콘기판의 상면이 노출되도록 평탄화하는 단계;

상기 프로브의 중앙부를 한정함으로써 상기 프로브의 일단 및 타단을 개방하는 보강판을 상기 실리콘기판의 상면에 부착하는 단계;

상기 보강판이 부착된 실리콘기판의 반대측에 상기 프로브의 일단 및 타단을 한정 개방하는 제 2 보호막 패턴을 형성하는 단계;

상기 제 2 보호막 패턴에 의해서 개방된 상기 실리콘기판을 제거함으로써 상기 프로브의 일단 및 타단을 외부로 완전히 노출시키는 단계; 및

상기 제 2 보호막 패턴을 제거하는 단계;

를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 보호막 패턴 및 제 2 보호막 패턴은 포토레지스트(Photoresist)를 사용하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 트렌치 형성공정은 드라이에칭 방식에 의해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 절연막으로 실리콘산화막을 사용하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 절연막을 형성한 후, 상기 절연막 상에 씨드층을 형성하는 공정을 더 수행함으로써 상기 도전성 물질의 매립은 전기도금에 의해서 형성하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 도전성 물질로 니켈-코발트 합금 재질을 사용하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 보강판은 세라믹(Ceramic) 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 실리콘기판은 드라이에칭에 의해서 제거하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 2 보호막 패턴은 상기 프로브의 일단의 측부가 타단의 측부보다 상대적으로 상기 트렌치에 의해서 지지되도록 상기 프로브의 일단을 보다 마스킹하여 상기 실리콘기판을 제거하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 실리콘기판의 제거에 의해서 복수의 프로브를 완성한 후, 상기 프로브를 서로 적층시켜 하층부의 단위 프로브와 단위 프로브 사이에 상층부의 단위 프로브와 단위 프로브가 위치하도록 부착하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법.
평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법에 있어서,

실리콘기판 상부 및 하부에 각각 프로브의 형상을 한정하는 보호막 패턴을 형성하는 단계;

상기 보호막 패턴을 식각 마스크로 사용하여 식각공정을 진행함으로써 실리콘기판 상부 및 하부에 각각 트렌치를 형성하는 단계;

상기 보호막 패턴을 제거하는 단계;

상기 보호막 패턴이 제거된 실리콘기판 상부 및 하부에 각각 절연막을 형성하는 단계;

상기 절연막이 형성된 상기 실리콘기판의 트렌치 내부에 도전성 물질을 매립하여 단위 프로브가 서로 소정간격 이격되어 프로브군을 이룸과 동시에 상기 실리콘기판 하부에 형성된 단위 프로브 사이에 상기 실리콘기판 상부에 형성된 단위 프로브가 위치하는 프로브를 형성하는 단계;

상기 프로브가 형성된 상기 실리콘기판의 상부면 및 하부면이 노출되도록 평탄화하는 단계;

상기 평탄화가 이루어진 상기 프로브의 일단 및 타단을 개방하는 보강판을 상기 실리콘기판 상부면 및 하부면에 각각 부착하는 단계;

상기 실리콘기판 상부면 및 하부면에 부착된 보강판을 식각 마스크로 사용하여 상기 실리콘기판에 대한 식각공정을 진행함으로써 상기 프로브의 일단 및 타단을 완전히 개방하는 단계;

를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법.
제 11 항에 있어서, 상기 보호막 패턴은 포토레지스트(Photoresist)를 사용하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법.
제 11 항에 있어서, 상기 트렌치 형성공정 및 상기 실리콘기판의 식각공정은 드라이에칭 방식에 의해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법.
제 11 항에 있어서, 상기 절연막으로 실리콘산화막을 사용하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법.
제 11 항에 있어서, 상기 절연막을 형성한 후, 상기 절연막 상에 씨드층을 형성하는 공정을 더 수행함으로써 상기 도전성 물질의 매립은 전기도금에 의해서 형성하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 검사용 프로브의 제조방법.
실리콘재질로써 판상의 절연체;

상기 절연체에 소정간격 이격되며 포토리소그래공정에 의해서 형성된 트렌치(Trench);

상기 트렌치 내부에 형성된 절연막;

상기 절연막이 형성된 트렌치 내부에 매설된 전도성 물질로 이루어지는 프로브;

를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 검사용 프로브.
제 16 항에 있어서, 상기 트렌치는 상기 절연체 상하부에 각각 서로 엇갈리도록 형성된 것을 특징으로 하는 평판표시소자 검사용 프로브.
제 16 항에 있어서, 상기 프로브는 니켈 합금 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 검사용 프로브.
제 16 항에 있어서, 상기 절연막은 실리콘산화막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 검사용 프로브.