KR20080047532A - 통전 테스트용 프로브 - Google Patents

Abstract

프로브는 지지 기판에 부착되는 기단 및 이것과 반대측의 선단을 갖는 판 형상의 주체부로서 인성 재료로 제작된 주체부와, 그 주체부의 선단에 배치된 침선부로서 피검사체의 전극에 접촉되는 침선을 갖는 침선부를 포함한다. 주체부는 각각이 기단으로부터 선단에 이르는 도전성 재료로서 적어도 일부가 인성 재료에 매립된 도전성 재료를 포함하며, 인성 재료는 도전성 재료보다 높은 인성을 가지며, 도전성 재료는 인성 재료보다 높은 도전성을 갖는다. 이에 따라, 탄성 변형을 손상시키지 않고, 프로브를 통하여 공급되는 신호의 흐트러짐을 저감한다.

Description

통전 테스트용 프로브{Probe for Energization Test}

기술분야

본 발명은 반도체 집적 회로와 같은 평판형 피검사체의 통전 테스트에 사용하는 프로브에 관한 것이다.

배경기술

반도체 집적 회로와 같은 평판형 피검사체는, 그것이 사양서대로 제조되어 있는지 여부가 통전 테스트된다. 이러한 종류의 통전 테스트는, 피검사체의 전극에 각각 가압되는 복수의 프로브(접촉자)를 구비한, 프로브 카드, 프로브 블록, 프로브 유닛 등, 전기적 접속 장치를 사용하여 행해진다. 이러한 종류의 전기적 접속 장치는, 통전 테스트 장치에 있어서, 피검사체의 전극과 통전 회로 즉 테스터를 전기적으로 접속하기 위해 이용된다.

이러한 종류의 전기적 접속 장치에 사용되는 프로브로서, 포토레지스트의 노광 및 에칭을 행하는 이른바 포토리소그래피 기술, 및 그것에 의해 에칭된 부분에 대해 전기 도금을 행하는 전기 주조 기술(일렉트로포밍 기술) 등을 사용하여 제작된 블레이드 타입의 것이 있다(특허문헌 1).

특허문헌 1: 일본 공개특허 제2004-340654호 공보

상기 블레이드 타입의 프로브는, 배선 기판이나 세라믹 기판과 같은 지지 기판에 지지되는 좌부 영역(seat region)(부착부)과, 그 좌부 영역의 하단(lower end)부로부터 제1 방향으로 연장하는 암 영역(arm region)(암부)과, 이 암 영역의 선단(tip end)부의 하부 측에 일체로 이어지는 선단 영역(대좌부)과, 이 선단 영역의 하단 표면으로부터 아래쪽으로 돌출하는 침선 영역(침선부)을 포함한다.

좌부 영역, 암 영역 및 선단 영역은, 프로브의 주체부(main portion)를 구성하고 있다. 침선 영역은 피검사체를 향해 돌출하는 접촉부(즉, 침선)로서 피검사체의 전극에 가압되는 접촉부를 가지고 있다.

그와 같은 복수의 프로브는, 좌부 영역의 상단부에서 지지 기판의 도전성부(접속 랜드)에 땜납과 같은 도전성 접착제로 고정되어, 프로브 기판에 형성된다. 형성된 프로브 기판은 전기적 접속 장치로 형성되며, 그 전기적 접속 장치는 통전 테스트 장치에 장착된다.

상기 종래의 프로브는, 전기적 접속 장치가 통전 테스트 장치에 장착된 상태에서, 테스트 시에 접촉부가 피검사체의 전극에 가압된다. 이에 따라, 오버 드라이브가 각 프로브에 작용하고, 각 프로브는 암 영역에 있어서 탄성 변형에 의해 구부러져서, 접촉부가 피검사체의 전극에 대하여 미끄러진다.

상기의 상태에서 테스터로부터 소정의 프로브에 통전되고, 또한 피검사체로부터 소정의 프로브에 공급되는 신호를 테스터로 되돌린다.

상기 종래의 프로브는, 암 영역이 오버 드라이브에 의해 탄성 변형하여 구부러지도록, 니켈이나 그것의 합금과 같이 고인성의(유연한) 금속 재료로 제작되어 있음과 동시에, 암 영역은 이것을 두께 방향으로 관통하여 제1 방향으로 연장하는 긴 구멍에 의해 제2 방향으로 간격을 둔 한 쌍의 제1 및 제2 암부로 분할되어 있다.

따라서 종래의 프로브에서는 구리와 같은 도전성 재료에 비해 전기 저항이 높다. 특히, 2개의 암부의 단면적이 작기 때문에, 이들 암부에 있어서의 전기적 저항이 높다.

상기와 같이 전기 저항이 높은 프로브에서는, 직사각형 파형 신호를 프로브에 작용시키더라도, 피검사체로부터 프로브를 통하여 테스터에 공급되는 신호의 상승 및 하락이 흐트러져서, 정확한 검사를 실시할 수 없다.

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

본 발명의 목적은, 탄성 변형을 손상시키지 않고, 프로브를 통하여 테스터에 공급되는 신호의 흐트러짐을 저감하는데 있다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명에 따른 제1 프로브는, 지지 기판(support board)에 부착되는 기단(base end) 및 이것과 반대측의 선단을 갖는 판 형상의 주체부로서 인성(tenacity) 재료로 제작된 주체부와, 그 주체부의 상기 선단에 배치된 침선부로서 피검사체의 전극에 접촉되는 침선을 갖는 침선부를 포함한다. 상기 주체부는, 각각이 상기 기단으로부터 상기 선단에 이르는 도전성 재료로서 적어도 일부가 상기 인성 재료에 매립된 도전성 재료를 포함하며, 상기 인성 재료는 상기 도전성 재료보다 높은 인성을 가지며, 상기 도전성 재료는 상기 인성 재료보다 높은 도전성을 갖는다.

본 발명에 따른 제1 프로브에 의하면, 인성 재료와 도전성 재료가 기단으로부터 선단에 걸쳐서 연속적으로 연장되어 있으며, 또한 도전성 재료의 적어도 일부가 상기 인성 재료에 매립되어 있기 때문에, 오버 드라이브가 프로브에 작용했을 때의 프로브의 탄성 변형은 인성 재료에 의해 종래의 프로브와 동일하게 유지됨에도 불구하고, 프로브의 전기 저항이 종래의 프로브보다 작아진다. 그 결과, 탄성 변형을 손상시키지 않고, 피검사로부터 프로브를 통하여 테스터에 공급되는 신호의 흐트러짐을 저감한다.

본 발명에 따른 제1 프로브에 의하면, 또한, 도전성 재료는 적어도 일부가 인성 재료에 매립되어 있기 때문에, 인성 재료와 도전성 재료의 결합력이 크고, 탄성 변형에 의한 양자의 분리가 방지된다.

본 발명에 따른 제2 프로브는, 지지 기판에 부착되는 기단 및 이것과 반대측의 선단을 갖는 판 형상의 주체부로서 인성 재료로 제작된 주체부와, 그 주체부의 상기 선단에 배치된 침선부로서 피검사체의 전극에 접촉되는 침선을 갖는 침선부를 포함한다. 상기 기단을 갖는 판 형상의 좌부 영역과, 그 좌부 영역의 상기 기단 측과 반대 측의 타단부로부터 캔틸레버 형상으로 제1 방향으로 연장되는 판 형상의 암 영역과, 그 암 영역의 선단으로부터 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 돌 출하는 판 형상의 선단 영역으로서 상기 선단을 갖는 선단 영역을 포함한다. 상기 암 영역은, 이것을 두께 방향으로 관통하는 긴 구멍으로서 상기 제1 방향으로 연장하는 긴 구멍에 의해 상기 제2 방향으로 간격을 둔 한 쌍의 제1 및 제2 암부를 포함하며, 또한 상기 긴 구멍의 길이 방향에 있어서의 한쪽 끝과 다른쪽 끝을 긴 구멍 안을 제1 방향으로 연장하는 저저항 재료에 의해 전기적으로 단락되어 있다. 상기 인성 재료는 상기 저저항 재료보다 높은 인성을 가지며, 상기 저저항 재료는 상기 인성 재료보다 높은 도전성을 갖는다.

본 발명에 따른 제2 프로브에 있어서는, 인성 재료로 제작된 주체부의 암부가 이것에 형성된 긴 구멍 안을 제1 방향으로 연장하는 저저항 재료에 의해, 긴 구멍의 길이 방향에 있어서의 한쪽 끝과 다른쪽 끝에서 전기적으로 단락되어 있기 때문에, 오버 드라이브가 프로브에 작용했을 때의 프로브의 탄성 변형이 인성 재료에 의해 종래의 프로브와 동일하게 유지됨에도 불구하고, 프로브의 전기 저항이 특히 암 영역에서 종래의 프로브보다 작아진다. 그 결과, 탄성 변형을 손상시키지 않고, 피검사체로부터 프로브를 통하여 테스터에 공급되는 신호의 흐트러짐이 저감된다.

본 발명에 따른 제1 프로브에 있어서, 상기 주체부는 상기 기단을 갖는 판 형상의 좌부 영역과, 그 좌부 영역의 상기 기단 측과 반대 측의 타단부로부터 캔틸레버 형상으로 제1 방향으로 연장하는 판 형상의 암 영역과, 그 암 영역의 선단으로부터 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 돌출하는 판 형상의 선단 영역으로서 상기 선단을 갖는 선단 영역을 포함하며, 상기 암 영역은 이것을 두께 방향으로 관통하는 긴 구멍으로서 상기 제1 방향으로 연장하는 긴 구멍에 의해 상기 제2 방 향으로 간격을 둔 한 쌍의 제1 및 제2 암부를 포함하며, 또한, 상기 긴 구멍의 길이 방향에 있어서의 한쪽 끝과 다른쪽 끝을 긴 구멍 안을 제1 방향으로 연장하는 저저항 재료에 의해 전기적으로 단락되어 있는 것도 바람직하다.

본 발명에 따른 제2 프로브에 있어서, 상기 주체부는 적어도 일부가 상기 인성 재료에 매립된 도전성 재료를 포함하며, 상기 인성 재료는 상기 도전성 재료보다 높은 인성을 가지며, 상기 도전성 재료는 상기 인성 재료보다 높은 도전성을 가지고 있어도 된다.

상기 도전성 재료는 상기 기단에 노출되어 있음과 동시에, 상기 침선부에 접촉하고 있어도 된다. 또한, 상기 도전성 재료는 상기 인성 재료에 매몰되어 있어도 좋다. 또한, 상기 도전성 재료는 상기 주체부의 한쪽 면에 노출되어 있어도 좋다. 게다가, 상기 도전성 재료는 상기 주체부의 한쪽 면에 노출된 제1 도전체와, 상기 주체부의 다른쪽 면에 노출된 제2 도전체를 구비하고 있는 것도 바람직하다.

상기 침선부는 상기 인성 재료보다 높은 경도를 갖는 도전성 금속 재료로 형성되어 있어도 된다. 또한, 상기 침선부는 상기 선단에 일체로 결합된 좌부를 더 가지며, 상기 침선은 상기 좌부로부터 상기 제2 방향으로 돌출하고 있어도 좋다.

도면의 간단한 설명

도1은 본 발명에 따른 프로브의 제1 실시예를 나타내는 정면도이다.

도2는 도1에 나타내는 프로브의 평면도이다.

도3은 도1에 나타내는 프로브의 저면도이다.

도4는 도2에 있어서의 4-4선에 따라 얻은 단면도이다.

도5는 도1에 도시하는 프로브의 변형예를 나타내는 저면도이다.

도6은 도5에 도시하는 프로브의 변형예의 도4와 같은 단면도이다.

도7은 도1에 도시하는 프로브의 다른 변형예를 나타내는 저면도이다.

도8은 도7에 도시하는 프로브의 변형예의 도4와 같은 단면도이다.

도9는 도1에 도시하는 프로브의 제조 단계로 설명하기 위한 도면이다.

도10은 도9에 이어지는 제조 단계를 설명하기 위한 도면이다.

도11은 도10에 이어지는 제조 단계를 설명하기 위한 도면이다.

도12는 도11에 이어지는 제조 단계를 설명하기 위한 도면이다.

도13은 도1에 도시하는 프로브를 사용한 전기적 접속 장치의 일실시예를 나타내는 저면도이다.

도14는 도13에 도시하는 전기적 접속 장치의 정면도이다.

도15는 도13에 도시하는 전기적 접속 장치에 있어서의 프로브 기판의 일실시예를 상하를 반대로 하여 나타내는 사시도이다.

도16은 도15에 있어서의 16-16선을 따라 얻은 단면도이다.

도17은 본 발명에 따른 프로브의 제2 실시예를 나타내는 정면도이다.

도18은 도17에 있어서의 18-18선을 따라 얻은 단면도이다.

도19는 도17에 도시하는 프로브의 종단면도이다.

도20은 도17에 도시하는 프로브를 이것의 저저항 재료를 제거한 상태로 나타내는 종단면도이다.

도21은 도17에 도시하는 프로브에서 사용하는 저저항 재료의 일실시예를 나타내는 정면도이다.

도22는 도17에 도시하는 프로브의 변형예를 나타내는 저면도이다.

도23은 도17에 도시하는 프로브의 다른 변형예를 나타내는 저면도이다.

*도면의 주요 부호에 대한 설명*

20, 78, 92: 프로브 21: 지지 기판

22: 접속 랜드 24: 좌부 영역

26: 암 영역 26a, 26b: 암부

26c: 긴 구멍 28: 선단 영역

30: 침선 영역(침선부) 32: 주체부

36: 좌부 38: 접촉부

40: 고인성 재료 42, 42a, 42b: 고도전성 재료

44: 도전성 접착제 80: 전기적 접속 장치

82: 배선 기판 84: 프로브 기판(지지 기판)

86: 테스터 랜드 88: 배선

90: 전기 절연 기판(지지 기판) 94, 94a, 94b: 저저항 재료

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 상하를 반대로 도시하고 있는 도1에 있어서, 좌우 방향을 좌우 방향 (제1 방향), 상하 방향을 상하 방향(제2 방향), 지면(紙面)에 수직인 방향을 전후 방향이라고 한다. 이들 방향은 통전해야할 피검사체를 수용하는 척 상부(chuck top)의 수평면에 대한 각도에 따라 다르다. 피검사체는 집적 회로(IC)라고 할 수 있다.

[프로브의 실시예]

도1~도4를 참조하면, 프로브(20)는 배선 기판이나 세라믹 기판과 같은 지지 기판(21)의 접속 랜드(22)에 부착되는 판 형상의 좌부 영역(24)과, 좌부 영역(24)의 상단부로부터 좌우 방향에 있어서의 한 쪽으로 연장하는 판 형상의 암 영역(26)과, 암 영역(26)의 선단으로부터 위쪽으로 돌출하는 판 형상의 선단 영역(28)과, 선단 영역(28)으로부터 위쪽으로 돌출하는 침선부 즉 침선 영역(30)을 포함한다.

좌부 영역(24), 암 영역(26), 및 선단 영역(28)은 판 형상으로 형성되어 있으며, 또한 판 형상의 주체부(32)를 공동으로 형성하고 있다. 따라서, 프로브(20)는 전체적으로 판 형상의 프로브 즉 블레이드 타입(blade-type)의 프로브로 되어 있다.

주체부(32)는 접속 랜드(22) 측 즉 기단(base end) 측과, 침선 영역(30) 측 즉 선단 측을 갖는다. 좌부 영역(24)은 이것의 상단부에서 암 영역(26)에 일체로 이어져 있다.

암 영역(26)은 좌부 영역(24)의 상단부로부터 좌우 방향의 한 쪽으로 연장되는 판 형상으로 형성되어 있으며, 또한 좌우 방향으로 긴 긴 구멍(26c)에 의해 형 성된 상하의 암부(26a, 26b)를 갖는다.

선단 영역(28)은, 암 영역(26)의 선단으로부터 위쪽으로 돌출하는 상태로 구부러져 있다. 선단 영역(28)의 두께 치수는 도2에 도시하는 예와 같이 좌부 영역(24) 및 암 영역(26)의 두께 치수와 동일해도 되고, 좌부 영역(24) 및 암 영역(26)의 두께 치수보다 작아도 된다.

침선 영역(30)은 선단 영역(28)의 상단 표면 즉 선단 표면에 고정 부착된 좌부(36)와, 좌부(36)로부터 더 위쪽으로 돌출하는 접촉부(38)를 갖는다. 도시의 예에서는, 접촉부(38)는 절두각추형(truncated pyramidal shape)의 형상으로 형성되어 있으나, 절두원추형(truncated conical shape), 각추형, 원추형 등, 다른 형상으로 형성될 수도 있다.

주체부(32)는, 니켈 및 그것의 합금 그리고 인청동 등, 높은 인성을 갖는 고인성 재료(40)와, 금과 같이 높은 도전성을 갖는 띠 형상의 고도전성 재료(42)로서 고인성 재료(40) 내에 완전히 매몰된 상태로 고인성 재료(40)에 배치된 고도전성 재료(42)로 제작되어 있다.

인성 재료(40)는 도전성 재료(42)보다 높은 인성(靭性)을 가지며, 도전성 재료(42)는 인성 재료(40)보다 높은 도전성을 갖는다. 고인성 재료(40)와 고도전성 재료(42)는 모두 금속 재료를 사용하고 있다.

도시의 예에서, 고도전성 재료(42)는, 이것이 주체부(32)의 하단 표면 즉 기단 표면과 상단 표면 즉 선단 표면에 노출되도록, 주체부(32)를 이것의 기단부터 선단까지 연속적으로 연장하고 있으며, 또한 선단 측에서 침선 영역(30)의 좌 부(36)에 접촉하고 있다.

고도전성 재료(42)는, 좌부 영역(24) 및 선단 영역(28)에 있어서는 단일 부재로 되어 있으나, 암 영역(26)에 있어서 제1 및 제2 암 영역(26a 및 26b)을 지나는 2개의 부재로 분할되어 있다.

침선 영역(30)은, 코발트 및 로듐 그리고 그들의 합금 등, 고인성 재료(40) 및 고도전성 재료(42)보다 높은 경도를 갖는 도전성의 고경도 금속 재료로 제작되어 있다.

도1에 나타내는 바와 같이, 프로브(20)는 상하가 반대로 되어 좌부 영역(24)의 기단 표면이 고도전성 재료(42)와 함께 접속 랜드(22)에 접촉된 상태에서, 땜납과 같은 도전성 접착제(44)(도15 참조)에 의해 주체부(32)의 기단 측 단부에서 접속 랜드(22)에 접착되고, 지지 기판(21)으로부터 직립된 상태로 접속 랜드(22)에 부착된다. 이에 따라, 프로브(20)는 지지 기판(21)에 캔틸레버 형상으로 지지된다.

도전성 접착제(44)는, 예를 들어, 이것을 접속 랜드(22) 또는 주체부(32)의 기단 측 단부에 미리 부착시켜 두고, 이것에 레이저 광선을 조사(照射)함으로써 용융시킬 수 있으며, 레이저 광선의 조사를 중지함으로써 경화시킬 수 있다.

통전 테스트 시, 프로브(20)는 상하를 도1과 반대로 한 상태에서, 접촉부(38)가 피검사체의 전극에 가압된다. 이에 따라, 오버 드라이브가 프로브(20)에 작용하여, 프로브(20)는 암 영역(26)에 있어서 탄성 변형된다.

접촉부(38)가 피검사체의 전극에 가압되면, 오버 드라이브가 프로브(20)에 작용하여, 프로브(20)는 암 영역(26)에 있어서 탄성 변형에 의해 구부러지고, 접촉 부(38)가 피검사체의 전극에 대하여 미끄러진다. 이에 따라, 피검사체의 전극은 그 표면의 산화막이 벗겨진다.

상기의 상태에서, 테스터로부터 통전용의 소정 프로브(20)로 통전되고, 또한 피검사체로부터의 신호가 검출용의 소정 프로브(20)를 통하여 테스터로 되돌아온다.

프로브(20)에 의하면, 고인성 재료(40)와 고도전성 재료(42)가 기단으로부터 선단에 걸쳐서 연속적으로 연장되어 있으며, 또한 고도전성 재료(42)의 적어도 일부가 고인성 재료(40)에 매립되어 있기 때문에, 오버 드라이브가 프로브(20)에 작용했을 때의 프로브(20)의 탄성 변형은 고인성 재료(40)에 의해 종래의 프로브와 동일하게 유지되는데도 불구하고, 프로브(42)의 전기 저항은 종래의 프로브보다 작아진다. 그 결과, 탄성 변형을 손상시키지 않고, 피검사체로부터 프로브를 통하여 테스터에 공급되는 신호의 흐트러짐이 저감된다.

또한, 프로브(20)에 의하면, 고도전성 재료(42)가 고인성 재료(40)에 매립되어 있기 때문에, 고인성 재료(40)와 고도전성 재료(42)의 결합력이 크고, 탄성 변형에 의한 양자의 분리가 확실히 방지된다.

[상기 프로브의 변형예]

고도전성 재료(42)는, 이것이 고인성 재료(40)에 매몰되도록 고인성 재료(40)에 매립되어 있지 않아도 되고, 적어도 일부가 고인성 재료(40)에 매립되어 있으면 된다.

도5 및 도6에 나타내는 바와 같이, 도전성 재료(42)는, 이것의 일부를 주체부(32)의 전체 길이 범위에 걸쳐서 주체부(32)의 한쪽 면에 노출시키고 있어도 된다.

또한, 도7 및 도8에 나타내는 바와 같이, 도전성 재료(42)는 제1 및 제2 도전체(42a 및 42b)를 구비할 수도 있다. 이 경우, 제1 도전체(42a)는 이것의 일부를 주체부(32)의 전체 길이 범위에 걸쳐서 주체부(32)의 한쪽 면에 노출시키고 있다. 이에 반해, 제2 도전체(42b)는 이것의 일부를 주체부의 전체 길이 범위에 걸쳐서 주체부(32)의 다른쪽 면에 노출시키고 있다.

도전성 재료(42)는, 주체부(32)의 기단 표면에 노출되어 있지 않아도 된다. 또한, 침선 영역(30)의 두께 치수(전후 방향의 치수)는 도2에 나타내는 바와 같이 주체부(32)의 두께 치수보다 작게 해도 좋고, 주체부(32)의 두께 치수와 같게 해도 좋다.

상기 어느 프로브나, 판 부재를 사용하는 에칭 기술, 포토리소그래피 기술, 전기 주조 기술, 스퍼터링(sputtering) 기술, 증착 기술 등을 이용하여 제작할 수 있다. 그 일례를, 도9~도12를 참조하여 이하에 설명한다.

[상기 프로브의 제조 방법의 실시예]

우선, 도9의 (A)에 나타내는 바와 같이, 포토레지스트를 베이스 부재(base member)(50)의 한쪽 면(상부 표면)에 도포하여, 레지스트층(52)을 형성한다.

다음으로, 도9의 (B)에 나타내는 바와 같이, 좌부 영역(24), 암 영역(26) 및 선단 영역(28)에 대응하는 오목부(54)를 레지스트층(52)에 형성하도록, 레지스트층(52)을 노광 및 현상한다.

다음으로, 도9의 (C)에 나타내는 바와 같이, 오목부(54)를 통하여 노출된 베이스 부재(50)의 상부 표면의 노출 영역에 니켈·크롬 합금과 같은 고인성 금속 재료에 의한 전기 도금을 실시하여, 고인성 재료층(56)을 오목부(54)에 형성한다.

다음으로, 도9의 (D)에 나타내는 바와 같이, 레지스트층(52) 및 고인성 재료층(56)의 상부 표면에 포토레지스트를 도포하여 레지스트층(58)을 형성한다.

다음으로, 도10의 (A)에 나타내는 바와 같이, 침선 영역(30)에 대응하는 오목부(60)를 감광제와 같은 레지스트층(58)에 형성하도록, 레지스트층(58)을 노광 및 현상한다.

다음으로, 도10의 (B)에 나타내는 바와 같이, 오목부(60)를 통하여 노출된 레지스트층(52) 및 고인성 재료층(56)의 상부 표면의 노출 영역에 코발트·로듐 합금과 같은 고경도 금속 재료에 의한 전기 도금을 실시하여, 고경도 금속 재료층(62)을 오목부(60)에 형성한다.

다음으로, 도10의 (C)에 나타내는 바와 같이, 좌부 영역(24), 암 영역(26) 및 선단 영역(28)에 대응하는 오목부(64)를 레지스트층(58)에 형성하도록, 레지스트층(58)을 노광 및 현상한다.

다음으로, 도10의 (D)에 나타내는 바와 같이, 오목부(64)를 통하여 노출된 고인성 재료층(56)의 상부 표면의 노출 영역에 금과 같은 고도전성 금속 재료에 의한 전기 도금을 실시하여, 고도전성 재료층(66)을 오목부(64)에 형성한다.

다음으로, 도11의 (A)에 나타내는 바와 같이, 좌부 영역(24)의 기단부에 대응하는 오목부(68)를 레지스트층(58)에 형성하도록, 레지스트층(58)을 노광 및 현상한다.

다음으로, 도11의 (B)에 나타내는 바와 같이, 오목부(68)를 통하여 노출된 고인성 재료층(56)의 상부 표면의 노출 영역에 니켈·크롬 합금과 같은 고인성 금속 재료에 의한 전기 도금을 실시하여, 고인성 재료층(70)을 오목부(68)에 형성한다.

다음으로, 도11의 (C)에 나타내는 바와 같이, 레지스트층(58), 고경도 금속 재료층(62), 고도전성 재료층(66) 및 고인성 재료층(70)의 상부 표면에 포토레지스트를 도포하여 레지스트층(72)을 형성한다.

다음으로, 도12의 (A)에 나타내는 바와 같이, 좌부 영역(24), 암 영역(26) 및 선단 영역(28)에 대응하는 오목부(74)를 감광제와 같은 레지스트층(72)에 형성하도록, 레지스트층(72)을 노광 및 현상한다.

다음으로, 도12의 (B)에 나타내는 바와 같이, 오목부(74)를 통하여 노출된 고경도 금속 재료층(62), 고도전성 재료층(66) 및 고인성 재료층(70)의 상부 표면의 노출 영역에 니켈·크롬 합금과 같은 고인성 금속 재료에 의한 전기 도금을 실시하여, 고인성 금속 재료층(76)을 오목부(74)에 형성한다.

다음으로, 도12의 (C)에 나타내는 바와 같이, 레지스트층(52, 58 및)을 제거하여, 고인성 금속 재료층(56, 70 및 76), 고경도 금속 재료층(62) 그리고 고도전성 재료층(66)으로 이루어지는 프로브(76)를 노출시킨다.

다음으로, 도12의 (D)에 나타내는 바와 같이, 노출된 프로브(78)를 베이스 부재(50)로부터 박리한다.

상기와 같이 제작된 프로브(78)는, 고도전성 재료층(66)이 주체부의 기단 표면에 노출되어 있지 않다. 그러나, 고도전성 재료층(66)이 주체부의 기단 표면에 노출된 도1에 도시하는 프로브(20)를 제조하는 경우에는, 고인성 금속 재료층(70)을 만드는 단계를 생략하면 된다.

[상기 프로브를 사용한 전기적 접속 장치의 실시예]

다음으로, 도13~도16을 참조하여, 각각이 도1에 나타내는 바와 같이 구성된 복수의 프로브(20)를 구비하는 프로브 기판 및 이것을 사용하는 전기적 접속 장치의 실시예에 대하여 설명한다.

도13~도16을 참조하여 살펴보면, 전기적 접속 장치(80)는 미절단된 복수의 집적 회로 영역(피검사 영역)을 매트릭스 형태로 갖는 반도체 웨이퍼를 평판형 피검사체로 하고, 또한 그와 같은 복수의 집적 회로 영역 즉 피검사 영역의 통전 테스트를 동시에 실시할 수 있도록 구성되어 있다.

각각의 피검사 영역은, 복수의 패드 전극을 일렬로 구비하고 있다. 전후 방향으로 인접하는 피검사 영역의 패드 전극은 일렬로 정렬되어 있다.

전기적 접속 장치(80)는, 원형의 배선 기판(82)과, 배선 기판(82)의 하부 표면에 배치된 직사각형의 프로브 기판(84)을 포함한다. 복수의 프로브(20)는 프로브 기판(84)의 배선 기판(82)과 반대측에 배치되어 있다.

배선 기판(82)은, 통전 테스트 장치의 테스터(통전 회로)에 접속되는 복수의 테스터 랜드(86)를 상부 표면의 주변 가장자리부에 구비하고 있으며, 또한 도시하고 있지는 않지만 테스터 랜드(86)에 각각 전기적으로 접속된 복수의 배선을 한쪽 면 또는 내부에 구비하고 있다.

배선 기판(82)이 유리 함유 에폭시 수지를 사용하여 제작되어 있는 경우, 보강 부재를 배선 기판(82)의 상부 표면에 설치할 수도 있고, 또한 전기적 접속 장치(80)에 열이 작용할 때는, 열팽창에 의한 배선 기판(82) 및 보강 부재의 휨을 방지하기 위한 열 변형 방지 부재를 배선 기판(82) 또는 보강 부재 상에 설치하는 것도 바람직하다.

도15 및 도16에 나타내는 바와 같이, 프로브 기판(84)은, 각각이 도전성을 갖는 복수의 접속 랜드(22)와 접속 랜드(22)에 각각 접속된 복수의 배선(88)을 전기 절연 기판(90)의 한쪽 면에 형성하고 있다.

접속 랜드(22)는, 도시의 예에서는, 배선(88)에 일대일의 형태로 전기적으로 접속된 접속부이지만, 배선(88)의 일부일 수도 있다. 각각의 배선(88)은 배선 기판(82)의 도시하지 않은 상기 배선에 전기적으로 접속되어 있다.

전기 절연 기판(90)은, 세라믹 기판과, 세라믹 기판의 하부 표면에 일체로 배치된 다층 배선 기판을 구비할 수 있다. 이 경우, 접속 랜드(22)는 다층 배선 기판의 하부 표면에 형성되어 있으며, 또한 다층 배선 기판에 형성된 배선 및 세라믹 기판에 형성된 도전성 스루 홀(through-hole)과 같은 배선을 통하여, 배선 기판(82)에 형성된 배선에 전기적으로 접속되어 있다.

배선 기판(82) 및 프로브 기판(84)은, 이들을 두께 방향으로 관통하는 복수의 위치결정 핀(도시 생략)에 의해 상대적 위치가 결정되어 있으며, 또한 복수의 나사 부재(도시 생략)에 의해 상호 결합되어 있다.

접속 랜드(22)는, 동시에 검사해야할 피검사 영역마다 할당되어 있다. 각각의 피검사 영역에 할당된 복수의 접속 랜드(22)는 각각이 복수의 접속 랜드(22)를 포함하는 제1, 제2, 제3 및 제4의 접속 랜드 그룹으로 나뉘어져 있다.

제1, 제2, 제3 및 제4의 접속 랜드 그룹에 할당된 접속 랜드(22)의 각각은 제1, 제2, 제3 및 제4의 접속 랜드로서 작용한다. 도15 및 도16에 있어서는, 제1, 제2, 제3 및 제4의 접속 랜드를 이들의 부호(22)에 알파벳 a, b, c 및 d를 부가한 부호 22a, 22b, 22c 및 22d로 나타내고 있다.

제1 및 제2 접속 랜드(22a 및 22b)는 전후 방향으로 서로 간격을 두고 있음과 동시에, 좌우 방향으로 서로 변위되어 있으며, 또한 좌우 방향으로 연장되어 있다.

제3 및 제4 접속 랜드(22c 및 22d)는, 제1 및 제2 접속 랜드(22a 및 22b)에 대하여 좌우 방향에 있어서의 한 쪽으로 변위되어 있다. 제3 및 제4 접속 랜드(22c 및 22d)는, 또한, 전후 방향으로 서로 간격을 두고 있음과 동시에, 좌우 방향으로 서로 변위되어 있으며, 또한 좌우 방향으로 연장되어 있다.

프로브(20)도, 접속 랜드(22)와 마찬가지로, 동시에 검사해야할 피검사 영역 마다 할당되어 있다. 각각의 피검사 영역에 할당된 복수의 프로브(20)는, 각각이 복수의 프로브(20)를 포함하는 제1, 제2, 제3 및 제4의 프로브 그룹으로 나뉘어져 있다.

제1, 제2, 제3 및 제4의 프로브 그룹으로 할당된 프로브(20)의 각각은 제1, 제2, 제3 및 제4의 프로브로서 작용한다. 도15 및 도16에 있어서는, 제1, 제2, 제3 및 제4의 프로브를 각각 이들의 부호(20)에 알파벳 a, b, c 및 d를 부가한 부호 20a, 20b, 20c 및 20d로 나타내고 있다.

제1 및 제2 프로브(20a 및 20b)는, 전후 방향으로 서로 간격을 두고 있음과 동시에, 좌우 방향으로 서로 변위되어 있다.

제3 및 제4 프로브(20c 및 20d)는, 제1 및 제2 프로브(20a 및 20b)에 대하여 좌우 방향으로 변위되어 있다. 제3 및 제4 프로브(20c 및 20d)는, 또한 전후 방향으로 서로 간격을 두고 있음과 동시에, 좌우 방향으로 서로 변위되어 있다.

제1, 제2, 제3 및 제4의 프로브(20a, 20b, 20c 및 20d)는, 암 영역(26)이 좌우 방향으로 연장되어 접촉부(38)가 일렬로 정렬된 상태로, 도전성 접착제(44)에 의해 접속 랜드(22a, 22b, 22c 및 22d)에 고정되어 있다. 따라서 도시의 예에서는, 전기 절연 기판(90)은 프로브(20)를 위한 지지 기판으로서 작용한다.

각각의 피검사 영역에 대응된 프로브(20) 및 접속 랜드(22)가 상기와 같이 4개의 그룹으로 나뉘어져 있기 때문에, 각각의 피검사 영역에 대응된 배선(88)도 4개의 그룹으로 나뉘어져 있다.

각각의 피검사 영역에 대응된 프로브(20)는, 접촉부(38)가 전후 방향에 있어서 제1, 제3, 제2 및 제4 프로브(20a, 20c, 20b 및 20d)의 순으로 반복적으로 위치되어 있다. 그러나, 프로브(20)의 접촉부(38)의 선단으로부터 접속 랜드(22)까지의 전기적 유효 길이는 동일하게 되어 있다.

따라서, 제1 및 제3 프로브(20a 및 20c)의 좌부 영역(24)은 좌우 방향에 있어서의 한 쪽으로 경사져 있으며, 제2 및 제4 프로브(20b 및 20d)의 좌부 영역(24)은 좌우 방향에 있어서의 다른 쪽으로 경사져 있다.

전기적 접속 장치(80)는, 상하 방향을 도15 및 도16과는 반대로 한 상태로, 통전 테스트 장치에 부착된다. 통전 테스트 장치에 부착된 상태에서, 전기적 접속 장치(80)는 각 프로브(20)의 접촉부(38)가 피검사체의 패드 전극에 가압된다.

이에 따라, 오버 드라이브가 각 프로브(20)에 작용하여, 각 프로브(20)는 암 부에 있어서 탄성 변형된다. 이 상태에서, 통전 테스트 장치의 테스터로부터, 테스터 랜드(86), 배선 기판(82)의 배선 및 프로브 기판(84)의 배선(88)을 통하여, 소정의 프로브(20)로 통전되고, 전기 신호가 소정의 프로브(20)로부터 테스터로 되돌려진다.

[프로브의 다른 실시예]

프로브(20)의 전기 저항은 특히 단면적이 작은 암 영역(26)에서 결정된다. 따라서, 암 영역(26)의 긴 구멍(26c)의 길이 방향으로 연장되는 저저항 재료를 암 영역(26)에 배치하여, 그 저저항 재료에 의해 긴 구멍(26c) 주위의 부재를 전기적으로 단락시켜도 좋다.

도17~도21을 참조하여 설명하면, 프로브(92)는 긴 구멍(26c)의 길이 방향으로 연장되는 저저항 재료(94)를 암 영역(26)에 배치하여, 상기 저저항 재료(94)를 통해 긴 구멍(26c) 주위의 부재를 전기적으로 단락시키는 것을 제외하면, 도1에 나타내는 프로브(20)와 동일하게 구성되어 있다.

저저항 재료(94)는, 구리나 금과 같이 고인성 재료(40)보다 작은 저항치(즉, 높은 도전성)를 갖는 금속선으로 되어 있고, 또한 파형(wave form)으로 구부러져 있다. 이와 같은 저저항 재료(94)는 판 부재를 사용하는 에칭 기술, 포토리소그래피 기술, 전기 주조 기술, 스퍼터링 기술, 증착 기술 등을 이용하여, 침선 영역(30) 및 주체부(32)와 일체로 또는 별개로 제작할 수 있다.

[상기 프로브의 변형예]

저저항 재료(94)를 침선 영역(30) 및 주체부(32)와는 별개로 제작하는 경우, 프로브(92)는 도20에 나타내는 바와 같이 침선 영역(30) 및 주체부(32)를 제작함과 동시에, 도21에 나타내는 바와 같이 저저항 재료(94)를 제작하고, 상기 저저항 재료(94)를 도19에 나타내는 바와 같이 도전성 접착제에 의해 침선 영역(30) 및 주체부(32)에 접착함으로써, 제작할 수 있다.

저저항 재료(94)는 긴 구멍(26c) 주위의 고인성 재료(40)를 전기적으로 단락시키도록 고인성 재료(40)에 접착해도 좋고, 긴 구멍(26c) 주위의 고도전성 재료(42)를 전기적으로 단락시키도록 도전성 재료(42)에 접착해도 좋다.

도시의 예에서는, 저저항 재료(94)의 각 단부를 삽입 관통 가능한 구멍(96)을 긴 구멍(26c) 주위의 고인성 재료(40)에 형성하고, 저저항 재료(94)가 긴 구멍(26c)의 길이 방향으로 연장되는 상태로 저저항 재료(94)의 각 단부를 구멍(96) 에 삽입하여, 저저항 재료(94)로 고도전성 재료(42)를 긴 구멍(26c)의 주위에서 단락시키고 있다.

저저항 재료(94)를 이것이 암 영역(26)의 두께 방향의 중앙에 위치하도록, 암 영역(26)에 배치하는 대신, 도22에 나타내는 바와 같이 저저항 재료(94)를 이것이 암 영역(26)의 두께 방향의 한 쪽으로 변위된 상태로, 암 영역(26)에 배치해도 좋다.

또한, 도23에 나타내는 바와 같이 저저항 재료(94)를 제1 및 제2 저저항체(49a, 94b)로 구성하고, 제1 및 제2 저저항체(49a 및 94b)의 각각이 암 영역(26)의 두께 방향에 있어서의 한쪽 및 다른쪽의 각각으로 변위된 상태로, 저저항 재료(94)를 암 영역(26)에 배치할 수도 있다.

도22에 도시하는 예는, 고도전성 재료(42)가 도6 및 도7에 도시하는 변형예에 적용된 경우를 나타내며, 도23에 도시하는 예는, 고도전성 재료(42)가 도8 및 도9에 도시하는 변형예에 적용된 경우를 나타낸다.

저저항 재료(94)를 사용하는 프로브의 경우, 고도전성 재료(42)를 구비하고 있지 않아도 된다.

산업상이용가능성

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 그 취지를 벗어나지 않는 한, 각종 변경이 가능하다.

Claims (10)

1. 지지 기판에 부착되는 기단 및 이것과 반대측의 선단을 갖는 판 형상의 주체부로서 인성 재료로 제작된 주체부와, 그 주체부의 상기 선단에 배치된 침선부로서 피검사체의 전극에 접촉되는 침선을 갖는 침선부를 포함하며,

   상기 주체부는, 각각이 상기 기단으로부터 상기 선단에 이르는 도전성 재료로서 적어도 일부가 상기 인성 재료에 매립된 도전성 재료를 포함하며, 상기 인성 재료는 상기 도전성 재료보다 높은 인성을 가지며, 상기 도전성 재료는 상기 인성 재료보다 높은 도전성을 갖는 것을 특징으로 하는 통전 테스트용 프로브.
2. 제1항에 있어서, 상기 주체부는, 상기 기단을 갖는 판 형상의 좌부 영역;

   그 좌부 영역의 상기 기단 측과 반대 측의 타단부로부터 캔틸레버 형상으로 제1 방향으로 연장하는 판 형상의 암 영역; 및

   그 암 영역의 선단으로부터 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 돌출하는 판 형상의 선단 영역으로서 상기 선단을 갖는 선단 영역;

   을 포함하며,

   상기 암 영역은, 이것을 두께 방향으로 관통하는 긴 구멍으로서 상기 제1 방향으로 연장하는 긴 구멍에 의해 상기 제2 방향으로 간격을 둔 한 쌍의 제1 및 제2 암부를 포함하며, 또한 상기 긴 구멍의 길이 방향에 있어서의 한쪽 끝과 다른쪽 끝 을 긴 구멍 안을 제1 방향으로 연장하는 저저항 재료에 의해 전기적으로 단락되어 있는 것을 특징으로 하는 통전 테스트용 프로브.
3. 지지 기판에 부착되는 기단 및 이것과 반대측의 선단을 갖는 판 형상의 주체부로서 인성 재료로 제작된 주체부와, 그 주체부의 상기 선단에 배치된 침선부로서 피검사체의 전극에 접촉되는 침선을 갖는 침선부를 포함하며,

   상기 기단을 갖는 판 형상의 좌부 영역;

   그 좌부 영역의 상기 기단 측과 반대 측의 타단부로부터 캔틸레버 형상으로 제1 방향으로 연장하는 판 형상의 암 영역; 및

   그 암 영역의 선단으로부터 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 돌출하는 판 형상의 선단 영역으로서 상기 선단을 갖는 선단 영역;

   을 포함하며,

   상기 암 영역은, 이것을 두께 방향으로 관통하는 긴 구멍으로서 상기 제1 방향으로 연장하는 긴 구멍에 의해 상기 제2 방향으로 간격을 둔 한 쌍의 제1 및 제2 암부를 포함하며, 또한 상기 긴 구멍의 길이 방향에 있어서의 한쪽 끝과 다른쪽 끝을 긴 구멍 안을 제1 방향으로 연장하는 저저항 재료에 의해 전기적으로 단락되어 있으며,

   상기 인성 재료는 상기 저저항 재료보다 높은 인성을 가지며, 상기 저저항 재료는 상기 인성 재료보다 높은 도전성을 갖는 것을 특징으로 하는 통전 테스트용 프로브.
4. 제3항에 있어서, 상기 주체부는 적어도 일부가 상기 인성 재료에 매립된 도전성 재료를 포함하며, 상기 인성 재료는 상기 도전성 재료보다 높은 인성을 가지며, 상기 도전성 재료는 상기 인성 재료보다 높은 도전성을 갖는 것을 특징으로 하는 통전 테스트용 프로브.
5. 제1, 2 및 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전성 재료는 상기 기단에 노출되어 있음과 동시에, 상기 침선부에 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 통전 테스트용 프로브.
6. 제1, 2 및 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전성 재료는 상기 인성 재료에 매몰되어 있는 것을 특징으로 하는 통전 테스트용 프로브.
7. 제1, 2 및 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전성 재료는 상기 주체부의 한쪽 면에 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 통전 테스트용 프로브.
8. 제1, 2 및 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전성 재료는 상기 주체부의 한쪽 면에 노출된 제1 도전체와, 상기 주체부의 다른쪽 면에 노출된 제2 도전체를 구비하는 것을 특징으로 하는 통전 테스트용 프로브.
9. 제1, 2 및 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 침선부는 상기 인성 재료보다 높은 경도를 갖는 도전성 금속 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 통전 테스트용 프로브.
10. 제1, 2 및 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 침선부는 상기 선단에 일체로 결합된 좌부를 더 가지며, 상기 침선은 상기 좌부로부터 상기 제2 방향으로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 통전 테스트용 프로브.

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