KR20070083514A - 동일 평면상에 있는 접착 패드를 기판에 형성하는 방법과장치 - Google Patents

동일 평면상에 있는 접착 패드를 기판에 형성하는 방법과장치 Download PDF

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KR20070083514A
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에드워드 엘 말란토니오
에드워드 로우렌트
이란 하눈
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에스브이 프로브 피티이 엘티디
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Abstract

실질적으로 동일 평면상에 있는 접착 패드를 구비하는 기판의 제조 방법 및 장치가 제공된다. 상기 기판은 웨이퍼가 부착된 반도체 집적 회로의 웨이퍼 검사에 사용되는 프로브 장치에 채용된다. 상기 접착 패드는 분배 기구를 이용하여 기판의 부착 표면에 전기 전도성 재료로 된 복수의 범프(bump)를 부착시킴으로써 형성된다. 이어서 상기 범프는 평탄화 장치를 이용하여 실질적으로 동일 평면상에 있는 복수의 접착 패드로 변형된다. 상기 접착 패드에는 프로브가 부착될 수도 있는 평면이 마련되며, 프로브 팁의 위치 설정에 있어서 정확도와 정밀도를 향상시킨다.

Description

동일 평면상에 있는 접착 패드를 기판에 형성하는 방법과 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING CO-PLANAR BONDING PADS ON A SUBSTRATE}
본 출원은 2004년 7월 28일에 출원한 미국 가출원 제 60/591,828호의 우선권을 주장한다.
본 발명은 집적 회로의 검사 장비에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 반도체 집적 회로의 웨이퍼 검사를 위한 기판에 프로브를 부착하도록 실질적으로 동일 평면상에 있는 접착 패드를 형성하는 방법과 장치에 관한 것이다.
반도체 집적 회로의 제작에 있어서, 제작 중에 그리고 선적에 앞서 적절한 작동을 보장하기 위해 집적 회로("ICs")를 검사하는 것이 일반적이다. 웨이퍼 검사법은 웨이퍼에 부착된 반도체 IC의 검사를 수행하는 데 공통적으로 사용되는 검사 기법으로서, IC의 적절한 성능을 입증하기 위해 웨이퍼상에 부착된 각각의 IC와 검사 장비 (예를 들면, 다른 장비로는 ATE로 알려진 자동 검사 장비) 사이에 순간적으로 전류를 흘려보낸다. 웨이퍼 검사법에서 사용되는 전형적인 구성요소는 ATE 검사 보드와 프로브 카드이다. 전형적인 ATE 검사 보드는 ATE에 연결된 다층 인쇄 보드이며, ATE와 프로브 카드 사이에서 이리저리 검사 신호를 전달한다. 전형적인 프로브 카드는 일반적으로 IC 웨이퍼상에서 일련의 연결 터미널과 전기적인 접촉을 형성하도록 위치하는 수백 개의 프로브 탐침을 포함하는 인쇄 회로 보드이다.
공지된 프로브 카드는 펜실베니아주 윌로우 그로브에 소재한 Kulicke & Soffa 사에서 판매하는 프로브 카드를 포함한다. 그러한 프로브 카드 중 하나는 인쇄 회로 보드, 복수의 가요성 프로브를 구비하는 프로브 헤드, 상기 프로브를 인쇄 회로 보드와 전기적으로 연결하는 스페이스 트랜스포머를 포함한다. 예를 들면, 상기 스페이스 트랜스포머는 다층의 세라믹 기판 또는 다층의 유기 기판을 포함할 수도 있다.
또한, 복수의 가요성 프로브 각각을 스페이스 트랜스포머의 부착 표면에 부착하는 것도 공지되어 있다. 통상적으로, 상기 프로브는 반도체 제작 분야의 당업자에게는 잘 알려진 에칭 기법 또는 일반적인 도금 기법을 통해 전기 전도성이 있는, 바람직하게는 금속제의 접착 패드나 기판에 형성된 (또는 기판의 일부로서 통합된) 회로 트레이스에 부착된다.
프로브 카드 제작에 있어서 한 가지 난제는 (기판 전체 뿐만 아니라) 스페이스 트랜스포머의 부착 표면에 기복이 있거나 비평면성이 나타나기 쉬워서 프로브의 부착 표면이 편평하지 않다는 점이다. 평면이 아닌 표면에 프로브를 부착하면 IC 접속 터미널과 연결되는 프로브 팁에서 원하지 않는 위치 편차가 생긴다. 프로브 조립체 내에서 모든 프로브 팁의 위치 공차를 엄격하게 유지하는 것은, 각각의 프로브 팁과 검사 중인 칩의 터미널 사이에 동일한 접촉 조건을 형성하고 유지하는 데 있어서 바람직하다. 위치 공차는 대응하는 터미널에 대한 프로브 팁의 위치 및 프로브와 IC 접속 터미널 사이에 만족스러운 전기적 연결부를 형성하는데 필요한 힘 모두에 영향을 미친다. 프로브 카드의 프로브 팁이 서로에 대해 실질적으로 평면상에 있지 않은 경우, 검사 중에 집적 회로를 검사하는 단계에서 검사할 집적 회로에 대응하는 터미널과 모든 프로브들 사이의 접촉을 확실히 하기 위해 초과행정(overtravel)을 필요로 할 수도 있다. 상기 초과행정은 프로브의 수명을 단축시킬 수도 있으며, 또한 프로브 팁과 검사할 집적 회로(들)의 대응하는 터미널 사이에서 접촉 저항을 증가시킬 수도 있다.
웨이퍼를 검사하는 동안, 일렬의 프로브 팁은 제조된 반도체 장비의 품질을 보장하기 위한 노력의 일환으로 전압을 인가하고 감지하도록 반도체 패드/터미널의 어레이와 접촉한다. 웨이퍼의 표면은 일반적으로 광학적 리소그래피(lithography) 공정 때문에, 그리고 선의 폭을 미크론(micron) 이하로 만드는 데 적용되는 치수 정밀도가 요구되기 때문에 특히 편평하게 유지된다. 실리콘 웨이퍼는 통상 매우 편평하게 다듬어지며, 처리 과정에서 편평도를 유지하기 위해 평탄화 기법이 종종 채용된다. 일반적으로 세라믹 기판 또는 유기 기판에 사용되는 제조 방법은 웨이퍼 제조에 적용되는 공차 정밀도를 달성하지 못한다. 기판에 채용된 서로 다른 재료들 (예를 들어, 금속, 유전체), 적용된 방법 (다층 세라믹, 도금), 그리고 (통상적으로 반도체 다이 표면의 금속 박막 및 유전체 박막보다 훨씬 두꺼운) 각각의 두께 모두는 전체의 비평면성에 영향을 미친다.
보통 기판을 준비하는 마지막 단계는 일반적으로 상기 기판의 최상부 층을 포함하는 트레이스(예를 들면, 구리 트레이스)의 표면에 (예를 들어, 니켈과 금으로) 도금하는 단계를 포함한다. 전기 도금을 하면 매우 매끈한 표면 특성을 얻을 수 있지만, 비아(vias)의 기본적인 특성 및 그 제조 수단이 상기 패드의 비평면성의 한 가지 원인이 될 수도 있다. 열팽창율, 내부 응력, 대량의 기판을 처리하는 과정에서 적용되는 온도는 비평면성의 또 다른 원인이다. 프로브 팁의 위치 공차를 엄격하게 제어하기 위해, 복수의 프로브의 부착 표면은 실행가능한 한 거의 편평하거나 평면상에 있도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 전형적인 실시예에 따르면, 실질적으로 동일 평면상에 있는 복수의 접착 패드를 기판상에 제조하는 방법이 제공된다. 집적 회로의 웨이퍼 검사에 사용되는 프로브 카드에서 다수의 프로브를 접착 패드에 부착할 수 있다. 상기 방법은 전기 전도성 재료로 된 복수의 범프(bump)를 기판의 부착 표면에 부착하는 단계와, 접착 패드를 형성하도록 상기 범프의 일부를 변형시켜 실질적으로 편평한 평면인 표면에 있도록 하는 단계를 포함한다. 결과적으로, 상기 접착 패드는 실질적으로 동일 평면상에 있다. 예를 들면, 상기 전기 전도성 재료는 금, 구리, 백금 이리듐이나 여타 전도성 재료가 될 수도 있다.
본 발명의 전형적인 실시예에 따르면, 실질적으로 동일 평면상에 있는 복수의 접착 패드를 기판상에 제조하는 장치가 제공된다. 상기 장치는 기판을 고정시키는 고정구와, 다수의 개별적인 소정 양의 전기 전도성 재료를 기판의 부착 표면에 부착시키기 위한 범프 형성 장치를 포함한다. 상기 장치는 접착 패드를 형성하기 위해 소정 양의 재료를 평평하게 하여 실질적으로 편평한 복수의 평면상에 있도록 하는 평탄화 장치를 더 포함한다.
본 발명의 전형적인 실시예를 따르면, 집적 회로의 웨이퍼 검사에 사용되는 프로브 카드와 함께 사용할 기판이 마련되며, 상기 기판은 실질적으로 동일 평면상에 있는 복수의 접착 패드를 포함한다.
본 발명을 설명할 목적으로, 현재까지의 바람직한 본 발명의 형태를 도면에 도시한다. 그러나, 본 발명이 도시된 정확한 배치와 수단으로 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 집적 회로의 웨이퍼 검사에 사용되는 프로브 카드의 기판부에 부착된 복수의 프로브를 고도로 확대한 사시도이다.
도 2는 도 1의 프로브 중 하나의 기저부를 더 확대한 도면이다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따라 기판의 부착 표면에 부착된 복수의 범프를 도시하는, 집적 회로의 웨이퍼 검사에 사용되는 프로브 카드의 기판부의 개략적 측면도이다.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따라 접착 패드가 실질적으로 동일 평면상에 있도록 평평하게 된 복수의 범프를 도시하는, 도 3a의 프로브 카드의 기판부의 개략적 측면도이다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따라 상기 기판상의 접착 패드에 부착된 복수의 범프를 도시하는, 집적 회로의 웨이퍼 검사에 사용되는 또 다른 프로브 카드의 기판부의 개략적 측면도이다.
도 4b는 본 발명의 실시예에 따라 접착 패드가 실질적으로 동일 평면상에 있 도록 평평하게 된 복수의 범프를 도시하는, 도 4a의 프로브 카드의 기판부의 개략적 측면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 집적 회로의 웨이퍼 검사에 사용되는 프로브 카드의 기판부의 부착 표면에 부착된 범프를 고도로 확대한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 평평하게 하여 접착 패드를 형성하는 범프를 도시하는, 도 5의 범프를 고도로 확대한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 기판상에 복수의 접착 패드를 형성하는 장치 중 범프 형성 장치의 구성요소의 개략적인 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 기판에 부착된 범프를 평평하게 하여 접착 패드를 만드는 장치 중 평탄화 장치의 구성요소의 개략적인 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 기판상에 복수의 접착 패드를 형성하는 장치 중 범프 형성 장치의 구성요소와 평탄화 장치의 구성요소를 결합시킨 장치의 구성요소의 개략적인 단면도이다.
도 10은 비평면 접착 패드와 관련된 프로브 및 평탄화된 접착 패드와 관련된 프로브의 위치 설정 단계를 도시하는 선도이다.
본 명세서에서 사용된 "범프(bump)"라는 용어는, 이를테면 기판이 프로브 카드나 프로브 카드 조립체의 일부인 용례에 있어서, 프로브 카드의 프로브를 접착하는 단계와 같은 단계에서 전기적 접촉부로서 사용될 수 있는 전기적 요소, 또는 기판상에 부착되는 소량의 전기 전도성 물질[예를 들면, 마운드(mound), 볼(ball)임] 을 의미하는 것이다.
본 명세서에서 사용된 "접착 패드"라는 용어는 기판의 표면에 또는 기판의 표면에 이웃하여 형성된 전도성 영역을 의미하는 것이다. 접착 패드의 전형적인 예로는 기판상에 범프를 부착시켜 형성되는 접착 패드와, 접착 패드를 형성하도록 범프를 평평하게 만든 접착 패드가 있다. 상기 접착 패드는 이를테면 접촉 패드, 전도성 터미널, 전도성 비아(vias), 회로 트레이스(trace)와 같이 기판의 임의의 전도성 부분을 구비한 전기적인 접촉부에 형성될 수도 있다. 따라서, 기판의 표면에 형성되는 접착 패드는 기판상의 전도성 영역(예를 들면, 트레이스나 터미널)에 형성되는 접착 패드를 포함한다.
본 명세서에 사용된 "동일 평면상에 있는" 및 "실질적으로 동일 평면상에 있는"이라는 어구는 서로 바꾸어 쓸 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판의 접착 패드 각각은 무조건적으로 동일 평면일 필요는 없다.
도면을 통틀어 동일한 부품을 표시하는 데 동일한 도면 부호가 사용된 도면을 참조하면, 현재까지 구상된 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시되어 있다. 도 1 및 도 2는 부착 표면(12)을 구비한 기판(10)을 도시한다. 복수의 접착 패드(30)를 매개로 하여 복수의 프로브(20)가 상기 기판(10)상에 부착된다. 상기 기판(10)과 복수의 프로브(20)는 집적 회로의 웨이퍼 검사에 사용되는 프로브 카드(완전히 도시되지는 않음)에 통합될 수도 있다. 웨이퍼 검사 기법에서, 기판(10)의 전형적인 예는 또한 "스페이스 트랜스포머(space transformer)"일 수도 있다.
도시된 프로브(20)의 전형적인 예는 세장형이고 L자형인 본체(22)를 구비하며 일측단은 프로브 기저부(24)에서 끝나고 타측단은 프로브 팁(26)에서 끝나는 것이다. 상기 프로브(20)는 이를테면 알루미늄이나 구리와 같은 전기 전도성 금속으로 제조되는 것이 바람직하다. 상기 프로브 팁(26)은, 프로브 카드의 부품으로서 웨이퍼 검사에 사용되는 경우, 그리고 전술한 바와 같이 사용되는 경우, 검사 과정 중에 있는 집적 회로 웨이퍼상의 접속 터미널과 접촉한다. 상기 프로브 팁(26)은 웨이퍼 검사 과정에서 프로브 카드의 적절한 작동을 보장하도록 서로에 대해 매우 정밀하게 배치되는 것이 바람직하다.
예를 들어, 상기 기판(10)은 다층의 세라믹 재료 또는 다층의 유기 재료를 포함할 수도 있다. 도 3a와 도 3b 및 도 4a와 도 4b를 참조하면, 상기 기판(10)은 기판(10)의 후속 처리 단계 뿐만 아니라 기판(10)의 제작 단계에서 야기되는 기복 또는 비평면성을 나타낼 수도 있음을 확인할 수 있다. 비평면의 부착 표면(12)에 프로브(20)가 부착되는 경우, 부착 표면(12)에서의 상기 기복 또는 비평면성은 프로브 팁(26)이 여타 프로브 팁(26)에 대해 배치될 때 정밀도를 저하시키는 경향이 있다. 비평면도는 예를 들어 기판의 전체 크기, 기판(10)의 층 수, 기판(10)의 제작에 사용된 재료와 제작 공정을 비롯한 다양한 인자들의 함수가 되는 경향이 있다.
상기 기판(10)에 존재하는 기복과 관련된 문제들을 해소하기 위해, 본 발명은 부착 표면(12)상의 동일 평면상에 있는 복수의 접착 패드(30)를 형성한다. 특히, 도 3a와 도 5를 참조하면, 복수의 범프(40)가 부착 표면(12)에 부착된다. 상 기 범프(40)는 전기 전도성 재료로 형성되며, 부착 표면(12)상에 배치된 기저부(42) 및 상부(44)를 포함한다. 도 3a 및 도 3b에서, 기판(12)의 비평면성은 이 경우 명시적으로 표현되어 있으며, 기판 크기의 범위 내에 위치하는 전도성 경로를 구비한다. 전술한 도면은 상기 범프(40)를 실질적으로 유사한 형상으로 (예를 들면, 모세관과 같은 접착 수단의 개구 형상으로), 그리고 실질적으로 유사한 크기로 개략적으로 도시하고 있지만, 상기 범프의 형상과 크기는 평면적인 부착 패드를 형성하기에 바람직하도록 바꿀 수 있다는 점은 명백하다. 보다 구체적으로, 상기 범프(40)는 접착 수단에 의해 부착 표면(12)상에 형성된다. 기저부(42)는 일반적으로 원형 영역상에서 평탄화되며, 상기 부착 표면(12)에 대한 범프(40)의 부착부를 형성한다. 상부(44)는 부착 표면(12)으로부터 상향으로 연장되며, 이후 보다 상세하게 기술되는 범프 형성 장치(50)의 배출 개구(54)에 대해 상보적인 형상을 갖는다. 범프의 형성에 사용되는 전기 전도성 재료의 전형적인 예로는 금, 구리, 백금, 팔라듐, 은, 또는 이들 물질의 합금이나 조합물이 있다. 프로브 카드의 작동 목적은 반도체에 전기적으로 접근하는 것이기 때문에, 기판의 접착 패드에 형성된 상기 범프는 실질적으로 직렬 전기 저항에는 영향을 끼치지 않으므로, 범프의 재료로는 전도성이 크며 그 큰 전도성이 냉간가공(cold-working) 이후에도 유지되는 재료를 사용하는 것이 유리한데, 이것은 상기 범프가 기판의 동일 평면성을 얻는 과정에서 쉽게 평탄화되기 때문이다. 또한, 열팽창, 열전 접점 전압(thermoelectric junction voltages)과 피로 강도 등 범프 재료의 특성은 프로브 카드 조립체의 전체적인 전기적, 열적, 그리고 기계적 특성에 영향을 미치지 않는다. 양호한 전 성(malleability)을 지닌 재료가 바람직하다. 또한, 필요로 하는 용례에 따라서는 팔라듐 코발트와 같이 다른 재료가 사용될 수도 있다.
이제 도 3b 및 도 6을 참조하면, 범프(40)를 부착 표면(12)에 부착시킨 후, 이어서 상부(44)를 변형시켜 접착 패드(30)를 형성한다. 전술한 변형은 뒤이어 프로브의 족부(foot)를 부착시키기 위해 실질적으로 평면상에 있는 프로브 부착 표면(34)을 형성하도록 접착 패드를 평탄화하는 것으로 이루어진다. 프로브 부착 표면(34)이 실질적으로 동일 평면상에 있도록, 상기 부착 표면(12) 위로 상부가 변형되는 높이는 조절될 수도 있다. 이와 같이, 상기 범프의 변형은 전혀 변형되지 않는 것에서부터 충분히 변형되는 것까지 다양할 수도 있다. 도 4a와 도 4b에서는, 추가적으로 융기된 접착 패드(16)의 비평면성이 기판(12)의 비평면성의 한 원인이 된다는 점이 분명하게 도시되어 있고, 도 3a 및 도 3b에 나타낸 바와 같이 기판의 기복 또는 비평면성이 주어진 경우, 융기된 접착 패드(16) 때문에 추가적인 높이의 편차가 발생할 수도 있으며, 본 발명의 결과로 전술한 2가지 원인에 의한 비평면성은 실질적으로 보상될 수 있다.
본 발명의 특정한 전형적인 실시예에서는, 단단한 전도성 범프(예를 들면, 금으로 된 단단한 범프)가 기판 표면에 또는 기판 표면에 이웃한 비교적 단단한 전도성 영역(예를 들면, 금으로 된 단단한 전도성 영역) 위에 부착되는 경우, 그 사이에서 확실한 접착부를 형성하기가 어려울 수도 있다. 이러한 실시예에서는, 전도성 범프를 부착하기에 앞서 단단한 전도성 영역에 접착제(예를 들면, 금으로 된 부드러운 재료)를 도포할 수도 있으며, 이에 따라 좀 더 확실하게 접착시킬 수 있 다.
도 4a는 기판(15)이 복수의 범프(40)를 지지하고 있다는 점에서 도 3a와 유사하며, 범프(40) 각각은 기저부(42)와 상부(44)를 포함한다. 그러나, 도 3a에 도시된 본 발명의 전형적인 실시예와는 달리, 도 4a에서 상기 범프는 공간적으로 기판(15)의 표면 위쪽에 있는 전도성 영역(16)(예를 들면, 접촉 패드, 전도성 터미널, 회로 트레이스)에 부착된다. 상기 전도성 영역은 서로에 대해 평면상에 있지 않기 때문에, 상기 범프(40)는 평탄화되어 도 4b에 도시된 실질적으로 동일 평면상에 있는 접착 패드(30)를 형성한다.
또한, 본 발명은 기판에 동일 평면상으로 복수의 접착 패드를 형성하는 장치에 관한 것이다. 접착 패드를 형성하는 장치(전체가 도시되지는 않음)는 장치의 나머지 부분에 대해 기판(10)을 정확하게 위치시키기 위한 설비(도시 생략)를 포함한다. 상기 장치는 다수의 개별적인 소정 양의 전기 전도성 물질[즉, 범프(40)]을 부착 표면(12)에 분배하는 분배 기구(예를 들면, 범프 형성 장치)를 더 포함한다. 도 7을 참조하면, 범프 형성 장치의 전형적인 예에는 내부 유동 통로(52) 및 분배 오리피스(54)를 구비하는 범프 형성 장치(50)[예를 들면, 모세관 장치(50)]가 포함되며, 범프 형성 장치를 이용하여 전기 전도성 재료를 부착 표면(12)에 부착한다. 도 8을 참조하면, 접착 패드를 형성하는 장치는 범프(40)를 평평하게 하여 접착 패드(30)를 형성하기 위한 평면 헤드(62)를 구비한 평탄화 장치(60)를 더 포함한다. 범프 형성 장치(50)와 평탄화 장치(60)는 개별적인 구성요소로서 제공되거나, 대안으로 도 9에 도시된 바와 같이 일체로 된 하나의 장치(70)로 결합될 수도 있다.
제3의 양태에서, 본 발명은 집적 회로의 웨이퍼 검사에 사용되는 프로브 카드에 이용되는 기판에 관한 것이며, 상기 기판은 실질적으로 동일 평면상에 있는 복수의 접착 패드를 포함한다.
따라서, 실질적으로 동일 평면상에 있는 복수의 접착 패드를 포함하는 기판(10)을 형성하는 전형적인 방법 및 장치는 다음과 같이 요약될 수도 있다. 상기 기판(10)은 기판(10)의 부착 표면(12)에 대해 기준면을 형성하도록 설비(도시 생략)상에 또는 설비 내에 장착된다. 상기 기판(10)은 범프 형성 장치(50)의 작동 범위 내에서 이동된다. 상기 범프 형성 장치(50)는 일정 패턴의 범프(40)를 부착하도록 기판(10)상의 다양한 소정 위치 여기저기로 이동된다. 상기 범프(40)는 개별적으로 부착되는 것이 바람직하지만, 범프 형성 장치(50)는 동시에 다수의 범프(40)를 부착시키도록 변형될 수 있다. 전술한 바와 같이, 범프(40)는 전성이 있는 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 범프(40)는 예를 들면 반도체 제작 분야의 당업자에게 공지된 접착 기법[예를 들면, 초음파 접착, 저온열압착(thermosonic bonding) 등]을 이용하여 기판(10)에 부착된다. 상기 기판(10)은 접착 단계에서 가열될 수도 있다. 범프(40)를 형성하기 위해 구리를 사용하는 경우, 범프 부착 공정은 비산화 분위기 하에서 행해지는 것이 바람직하다.
대부분의 프로브 카드의 용례에서, 범프(40)는 극소형이며, 예를 들어 직경이 100 ㎛ 정도(약 0.004 인치)이고 이와 비슷한 높이를 갖는다.
범프(40)를 부착 표면(12)에 부착시킨 후, 평탄화 장치(60)는 각 범프(40)를 개별적으로 평평하게 하여 접착 패드(30)를 형성하는 데 사용된다. 대안으로, 상 기 평탄화 장치(60)는 동시에 다수의 범프(40)를 평탄화시킬 수 있도록 변형될 수 있다. 평탄화 장치(60)의 이동은 기준면에 대해 정밀하게 제어되어, 평탄화 공정 동안에 상기 평탄화 장치(60)의 평면 헤드(62)는 기준면에 대해 정확하게 배향되면서 기준면에 대해 정확한 높이로 이동된다. 따라서, 범프(40)는 평탄화되어 접착 패드(30)를 형성한다. 접착 패드(30)는 평탄화 공정 동안에 기준면에 대한 평면 헤드(62)의 위치에 의해 결정되는 공칭 높이를 갖는다. 상기 평탄화 장치(60)는 일반적으로 부착 표면(12)에 대해 수직으로 이동하는 것이 바람직하다. 따라서, 접착 패드(30)는 일반적으로 원형으로 형성되며, 예를 들어 대략 120 ㎛ 정도의 직경과 10 ㎛ 정도의 높이를 갖는다.
당업자라면 접착 패드의 실제 높이가 주어진 접착 패드(30) 위치에서 기판의 국지적인 비평면도에 따라 결정되는 공칭 높이에 대해 높거나 낮을 수 있다는 것을 인지할 것이다. 본 발명의 전형적인 실시예에 따르면, 상기 공칭 높이는 공지된 부착 표면(12)의 비평면도의 통계 분포에 따라 선택될 수도 있다. 본 발명의 전형적인 특정 실시예에서는, 동일 평면상에 있는 프로브 부착 표면(34)을 얻어내는 능력은 대체로 평탄화 장치(60)의 작동 속도와는 무관하다는 것을 발견하였다.
도 10은 프로브 카드에서 프로브의 위치를 결정하는 단계(예를 들어, X-Y 평면 중 적어도 하나에서 프로브의 위치를 결정하는 단계)를 도시한 선도이다. 보다 구체적으로, 도 10은 기판의 표면(1000)상의 접착 패드(1002) 및 연관된 프로브(1006)를 실선으로 나타내고 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 프로브(1006)는 기판상의 다른 접착 패드(도시 생략)에 대해 평탄화되지 않은 접착 패드와 관련이 있기 때문에, "기울어진다". 또한, 본 발명에 따라 평탄화된 접착 패드(1004)와 연관된 프로브(1008)에 대한 도면은 도 10에 (점선으로) 도시되어 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 프로브(1008)의 하부는 실질적으로 기판의 표면(1000)에 수직이고, 따라서 표면(1000)상에서 프로브의 위치를 결정하는 단계에 있어서 반복성과 예측가능성이 향상된다.
따라서, 본 발명은 공간상의 제어기능의 향상을 이용한 접착 패드를 구비하는 기판 또는 스페이스 트랜스포머를 제공하며, 결과적으로 향상된 정확도와 정밀도로 프로브 팁의 위치가 결정된다. 당업자에게는, 반도체 장치에서 전압을 감지하고 전압을 인가하는 동작 중에 프로브에 작용하는 스프링 힘은, 프로브 팁이 상기 반도체 장치의 접착 패드의 금속을 제거하도록 작용할 수도 있어서 낮은 저항의 전기적인 연결부가 일시적으로 형성된다는 것은 당연한 것이다. 작용하는 힘의 분포 범위는, 장치 패드 표면에서 가장 멀리 떨어진 프로브 팁으로부터, 프로브 팁 높이의 전체 분포에 있어서 충분하게 전술한 제거 작업을 수행할 수 있도록 적용되어야만 하는 초과행정을 고려하는 경우에 적합한 최근접 위치에 있는 프로브 팁까지 연장된다. 기판과 그 접착 패드의 초기 수평도가 고도의 평면성을 갖도록 유지함으로써, 프로브가 균일한 형상을 갖고 정밀하게 위치하는 경우, 프로브 팁이 거의 평면인 어레이(array)로 형성될 것을 예상할 수도 있다. 전술한 특성은 예를 들면, 프로브의 팁 높이가 더 낮기 때문에 초과행정이 단축될 수 있다는 점, 편향 범위가 더 좁기 때문에 힘의 분포도 더 좁다는 점, 더 좁은 힘의 분포에 따라 프로브 내의 최고 응력도 더 작을 것으로 예측된다는 점, 그리고 최고 응력이 더 낮기 때문에 전체적인 피로 수명이 더 길어질 것으로 예측된다는 점 등 다수의 바람직한 프로브 카드의 특성에 도움을 준다.
본 발명의 범위는 도시된 구성으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 전도성 재료(예를 들면, 범프)는 반드시 접착 장치를 매개로 하여 부착될 필요가 없다. 대안적인 구성(예를 들면, 납땜 볼 부착법, 스크린 프린트법 등)도 예상된다. 유사하게, 접착 패드는 도시된 바와 같이 평탄화 장치에 의해 평탄화될 필요가 없다. 예를 들면, 범프들은 임의의 개수의 평탄화 기구/평면화 기구를 이용하여 (예를 들어, 그룹, 열 등) 일단의 구조에 의해 평탄화될 수도 있다.
또한, 본 발명의 기판은 임의의 특정한 구조 또는 구성으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 기판은 스페이스 트랜스포머일 수도 있다. 상기 기판은 다층 세라믹 기판, 다층 유기 기판, 또는 단일층의 기판일 수도 있다.
본 발명의 특정한 전형적인 실시예에 따르면, 기판의 한쪽 면 또는 양쪽 면에는 실질적으로 평면상에 있는 접착 패드가 마련될 수도 있다. 프로브 카드 기판(예를 들면, 스페이스 트랜스포머)의 경우, (프로브와 접촉하도록 구성된 면이 아닌) 기판의 대향면에는, 예를 들어 프로브 카드/프로브 카드 조립체의 삽입부(예를 들면, 스프링 접촉 핀 등)와 함께 면접촉하기 위해 본 명세서에 기술된 바와 같이 평탄화된 접촉 패드가 마련될 수도 있다.
본 발명은 본 발명의 사상 또는 핵심적인 특징에서 벗어나지 않고도 다른 구체적인 형태로 구현될 수도 있다. 본 발명은 본 발명의 전형적인 실시예에 대해 기술되고 설명되었지만, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고도 당 연히 전술한 내용에 다양한 변형, 생략 및 첨가를 행할 수 있다.

Claims (20)

  1. 전기 전도성 재료로 된 복수의 범프(bump)를 기판의 전도성 영역에 부착하는 부착 단계와,
    변형된 범프 각각의 표면이 서로 실질적으로 동일 평면상에 있도록 범프 중 적어도 일부를 변형시키는 변형 단계
    를 포함하는 기판 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 부착 단계는 접착 장치를 이용하여 복수의 범프를 부착하는 것을 포함하는 것인 기판 처리 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 변형 단계는 상기 접착 장치와 일체인 평탄화 장치를 이용하여 범프 중 적어도 일부를 변형하는 것을 포함하는 것인 기판 처리 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 변형 단계 이전에 부착된 복수의 범프와 기판 중 적어도 하나를 가열하는 가열 단계를 더 포함하는 것인 기판 처리 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 부착 단계 이전에 전도성 영역에 접착성 재료를 도포하는 도포 단계를 더 포함하는 것인 기판 처리 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 도포 단계는 상기 전도성 영역에 비교적 연질의 금으로 된 재료를 도포하는 것을 포함하는 것인 기판 처리 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 부착 단계는 기판의 전도성 영역에 범프를 스크린 프린팅하는 것을 포함하는 것인 기판 처리 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 변형 단계는 복수의 범프의 군을 실질적으로 동시에 변형시키는 것을 포함하는 것인 기판 처리 방법.
  9. 전기 전도성 재료로 된 복수의 범프를 기판의 전도성 영역에 부착하는 부착 단계와,
    변형된 범프 각각의 표면이 서로 실질적으로 동일 평면상에 있도록 범프 중 적어도 일부를 변형시키는 변형 단계와,
    상기 변형된 범프에 프로브 요소를 연관시키는 연관 단계
    를 포함하는 것인 집적 회로의 웨이퍼 검사에 사용될 기판의 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 부착 단계는 접착 장치를 이용하여 복수의 범프를 부착하는 것을 포함하는 것인 집적 회로의 웨이퍼 검사에 사용될 기판의 처리 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 변형 단계는 접착 장치와 일체인 평탄화 장치를 이용 하여 범프 중 적어도 일부를 변형하는 것을 포함하는 것인 집적 회로의 웨이퍼 검사에 사용될 기판의 처리 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 변형 단계 이전에 부착된 복수의 범프와 기판 중 적어도 하나를 가열하는 단계를 더 포함하는 것인 집적 회로의 웨이퍼 검사에 사용될 기판의 처리 방법.
  13. 제9항에 있어서, 상기 부착 단계 이전에 전도성 영역에 접착성 재료를 도포하는 도포 단계를 더 포함하는 것인 집적 회로의 웨이퍼 검사에 사용될 기판의 처리 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 도포 단계는 상기 전도성 영역에 비교적 연질의 금으로 된 재료를 도포하는 것을 포함하는 것인 집적 회로의 웨이퍼 검사에 사용될 기판의 처리 방법.
  15. 제9항에 있어서, 상기 부착 단계는 기판의 전도성 영역에 범프를 스크린 프린팅하는 것을 포함하는 것인 집적 회로의 웨이퍼 검사에 사용될 기판의 처리 방법.
  16. 제9항에 있어서, 상기 변형 단계는 복수의 범프의 군을 실질적으로 동시에 변형시키는 것을 포함하는 것인 집적 회로의 웨이퍼 검사에 사용될 기판의 처리 방법.
  17. 기판을 지지하는 고정구,
    상기 기판의 전도성 영역에 다수의 개별적인 소정 양의 전기 전도성 재료를 부착시키는 범프 형성 장치 및
    소정 양의 재료를 실질적으로 동일 평면상에 있는 복수의 표면으로 평탄화하는 평탄화 기구
    를 포함하는 것인 기판에 동일 평면상으로 복수의 접착 패드를 형성하는 장치.
  18. 제17항에 있어서, 평탄화를 수행하는 범프 형성 장치는 접착 장치를 포함하는 것인 기판에 동일 평면상으로 복수의 접착 패드를 형성하는 장치.
  19. 제17항에 있어서, 범프 형성 장치와 평탄화 장치는 하나의 장치로 일체화 되는 것인 기판에 동일 평면상으로 복수의 접착 패드를 형성하는 장치.
  20. 제17항에 있어서, 상기 평탄화 장치는 복수의 소정 양의 전기 전도성 재료를 실질적으로 동시에 평탄화하도록 구성되는 것인 기판에 동일 평면상으로 복수의 접착 패드를 형성하는 장치.
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