KR20080058130A - 평판표시장치를 테스트하기 위한 프로브 및 프로브 제조방법 - Google Patents
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Abstract
평판표시장치를 검사하기 위한 프로브는 실리콘 기판, 절연층, 시드층, 다수의 접촉체들 및 보강 부재를 포함한다. 절연층은 실리콘 기판의 상부면에 구비되며, 시드층은 절연층 상에 구비된다. 접촉체들은 시드층 상에 서로 이격되도록 구비되며, 양단이 시드층으로부터 돌출된다. 보강 부재는 접촉체들의 양단이 노출되도록 시드층 및 접촉체들 상에 구비된다. 프로브 제조 방법은 실리콘의 상부면에 절연층을 형성한다. 절연층의 상부면에 시드층을 형성한다. 시드층의 상부면에 서로 이격되는 다수의 접촉체들을 형성한다. 접촉체들의 양단이 노출되도록 시드층 및 접촉체들의 상부면에 보강 부재를 형성한다. 접촉체들의 양단이 돌출되도록 기판, 절연층 및 시드층을 각각 선택적으로 제거한다. 따라서, 접촉체들의 위치 정렬이 용이하므로, 프로브의 정밀도를 향상시킬 수 있고, 프로브 제조 공정을 단순화할 수 있다.
Description
도 1a 내지 도 1f는 종래의 프로브의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브를 설명하기 위한 사시도이다.
도 3a 내지 도 3j는 도 2에 도시된 프로브의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브를 설명하기 위한 사시도이다.
도 5a 내지 도 5j는 도 4에 도시된 프로브의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 프로브 110 : 기판
120 : 절연층 130 : 시드층
135 : 시드 패턴 140 : 제1 몰딩 패턴
142 : 제1 개구 150 : 접촉체
160 : 제2 몰딩 패턴 162 : 제2 개구
170 : 보강 부재 180 : 마스크 패턴
본 발명은 프로브 및 프로브 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 평판표시장치를 검사하기 위한 프로브 및 프로브 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 평판표시장치의 하나인 액정표시장치는 두 개의 어레이 기판과 컬러 기판이 액정을 사이에 두고 합착된 구조로서, 외부에서 인가되는 전압에 의해 액정의 전기 광학적인 특성을 이용하여 영상을 표시하는 장치이다.
상기 액정표시장치의 패드 전극에 검사 장치의 프로브를 접촉하여 전기신호를 인가함으로써 액정표시패널의 정상 유무를 확인하여 불량 표시패널을 조기에 제거하는 검사 공정을 수행하게 된다.
상기 검사 공정은 상기 검사 장치에 의해 수행되고, 상기 검사 장치의 프로브는 다양한 형태로 개발되어 사용되고 있다.
도 1a 내지 도 1f는 종래의 프로브의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 실리콘을 포함하는 희생 기판(10) 상에 증착 공정에 의하여 시드층(seed layer;11)을 형성하고, 상기 시드층(11) 상에 소정의 두께로 접촉체의 형성 영역을 노출시키는 개구부를 갖는 제1 포토레지스트 패턴(12)을 형성한 후, 상기 제1 포토레지스트 패턴(12)이 형성된 시드층(11)상에 도전성 물질을 도금 공정을 통해 도전막(20)을 형성한다.
도 1c를 참조하면, 상기 제1 포토레지스트 패턴(12)을 제거한 후, 상기 희생 기판(10) 상에 소정의 두께로 접촉체의 중심 영역을 노출시키는 개구부(22)를 갖는 제2 포토레지스트 패턴(21)을 형성한다. 상기 제2 포토레지스트 패턴(21)의 개구부(22) 내에 절연성 물질을 매립하여 제1 보강판(30)을 형성한다.
도 1d 및 도 1e를 참조하면, 상기 희생 기판(10) 후면에 상기 제1 보강판(30)과 대응하도록 소정의 두께로 제3 포토레지스트 패턴(31)을 형성한다. 상기 제3 포토레지스트 패턴(31)을 식각 마스크로 이용하여 상기 희생 기판(10) 상에 트렌치(32)를 형성한다. 이 때, 상기 제3 포토레지스트 패턴(31)을 이용하여 상기 시드층(11)도 제거되어, 상기 도전막(20)은 상기 트렌치(32)에 의해 노출된다. 상기 트렌치(32) 내부는 접착체로 사용되는 에폭시층(40)과 상기 에폭시층(40) 상부에는 세라믹을 포함하는 제2 보강판(50)이 매립된다.
도 1f를 참조하면, 상기 제2 및 제3 포토레지스트 패턴(21, 31)들을 제거하고, 상기 희생 기판(10)을 습식 식각 공정에 의하여 제거한다. 이리하여, 상기 접촉체(20) 하부에는 상기 제1 보강판(30)이 형성되고, 상기 접촉체(20) 상부에는 상기 에폭시층(40) 및 상기 제2 보강판(50)이 형성되어 상기 접촉체(20)를 지지한다.
종래의 프로브의 제조 방법에 의하면, 상기 희생 기판(10)의 후면은 상기 제3 포토레지스트 패턴(31)을 식각 마스크로 이용하여 식각되고, 상기 에폭시층(40)이 매립된다. 이 후, 상기 에폭시층(40) 상부에 매립된 세라믹이 경화되어 상기 제2 보강판(50)이 형성될 때, 상기 에폭시층(40)이 경화됨에 따라 상기 접촉체들(20) 사이의 간격이 줄어드는 현상이 발생하는 문제점이 있다.
또한, 상기 희생 기판(10)에는 여러 번의 식각 공정들이 수행되게 되고, 프로브의 제조 공정은 복잡하며 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 전기적 노이즈를 방지하고 균일한 크기의 접촉체를 갖는 프로브를 제공한다.
본 발명은 상기 프로브를 제조하기 위한 프로브 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 프로브는 기판과, 상기 기판의 상부면에 구비되는 절연층과, 상기 절연층 상에 서로 이격되도록 구비되는 다수의 시드 패턴들과, 상기 시드 패턴들 상에 각각 구비되며, 양단이 상기 기판으로부터 돌출되는 다수의 접촉체들 및 상기 접촉체들의 양단이 노출되도록 상기 절연층, 상기 시드 패턴들 및 상기 접촉체들의 상에 구비되는 보강 부재를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판은 반도체 기판이며, 상기 반도체 기판은 실리콘 기판, 게르마늄 기판 또는 실리콘 게르마늄 기판일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 시드 패턴들은 상기 절연층 상에 구비되며, 접착을 위한 제1 금속 패턴들 및 상기 제1 금속 패턴 상에 구비되며, 시드로 작용하는 제2 금속 패턴들을 포함할 수 있다. 상기 제1 금속 패턴들은 티타늄 또는 크롬을 포함하며, 상기 제2 금속 패턴은 구리 또는 금을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 접촉체들은 동일한 길이를 가질 수 있고, 상기 접촉체들은 동일한 길이만큼 돌출될 수 있다.
본 발명에 따른 프로브 제조 방법은 기판의 상부면에 절연층을 형성한다. 상기 절연층의 상부면에 시드층을 형성한다. 상기 시드층의 상부면에 서로 이격되는 다수의 접촉체들을 형성한다. 상기 접촉체들의 의해 노출된 상기 시드층을 제거하여 다수의 시드 패턴을 형성한다. 상기 접촉체들의 양단이 노출되도록 상기 절연층, 상기 시드 패턴들 및 상기 접촉체들의 상에 보강 부재를 형성한다. 상기 접촉체들의 양단이 돌출되도록 상기 기판, 상기 절연층 및 상기 시드 패턴들을 각각 선택적으로 제거한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판은 반도체 기판이며, 상기 반도체 기판은 실리콘 기판, 게르마늄 기판 또는 실리콘 게르마늄 기판일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 시드층을 형성하는 공정은 상기 절연층 상에 접착을 위한 제1 금속층을 형성하고, 상기 제1 금속층 상에 시드로 작용하는 제2 금속층을 형성할 수 있다. 상기 제1 금속층은 티타늄 또는 크롬을 포함하며, 상기 제2 금속층은 구리 또는 금을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 보강 부재를 형성하는 공정은 상기 절연층, 상기 시드 패턴들 및 상기 접촉체들 상에 상기 접촉체들의 중심 영역을 노출시키는 개구를 갖는 몰딩 패턴을 형성하고, 상기 몰딩 패턴의 개구를 절연성 물질로 매립하고, 상기 몰딩 패턴을 제거할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 접촉체는 니켈(Ni) 또는 니켈 합금을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 기판을 선택적으로 제거하는 공정은 상기 기판의 하부면에 상기 기판의 하부면 양측면을 노출시키는 마스크 패턴을 형성하고, 상기 마스크 패턴을 식각 마스크로 하여 상기 기판, 상기 절연층 및 상 기 시드 패턴들을 순차적으로 식각할 수 있다. 상기 기판을 선택적으로 제거하는 공정은 상기 마스크 패턴을 형성하기 전에 상기 기판의 두께를 감소시킬 수 있다. 상기 기판의 두께 감소는 상기 기판의 다이싱 또는 상기 기판의 연마에 의해 이루어질 수 있다. 상기 마스크 패턴은 불소 수지를 포함할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 프로브 및 프로브 제조 방법은 기판을 접촉체들의 하부 보강 부재로 이용하므로, 상기 하부 보강 부재를 형성하는 공정을 생략할 수 있다. 따라서, 상기 프로브 제조 공정을 단순화할 수 있다. 또한, 상기 접촉체들을 상기 기판 상에 형성하므로, 상기 접촉체들의 위치를 용이하게 정렬할 수 있고, 에폭시 수지를 포함하는 보강 부재의 경화 과정에서 상기 접촉체들 사이의 간격이 줄어드는 현상을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 프로브의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 다른 프로브는 기판과, 상기 기판 상에 서로 이격되도록 구비되는 다수의 시드 패턴들과, 상기 시드 패턴들 상에 각각 구비되며, 양단이 상기 기판으로부터 돌출되는 다수의 접촉체들 및 상기 접촉체들의 양단이 노출되도록 상기 기판, 상기 시드 패턴들 및 상기 접촉체들 상에 구비되는 보강 부재를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판은 절연 기판일 수 있다. 상기 절연 기판은 투명할 수 있다. 상기 절연 기판은 글래스 기판, 아크릴 기판 또는 세라믹 기판일 수 있다.
본 발명에 따른 다른 프로브 제조 방법은 기판의 상부면에 시드층을 형성한 다. 상기 시드층의 상부면에 서로 이격되는 다수의 접촉체들을 형성한다. 상기 접촉체들에 의해 노출된 상기 시드층을 제거하여 다수의 시드 패턴을 형성한다. 상기 접촉체들의 양단이 노출되도록 상기 기판, 상기 시드 패턴들 및 상기 접촉체들의 상에 보강 부재를 형성한다. 상기 접촉체들의 양단이 돌출되도록 상기 기판 및 상기 시드 패턴들을 각각 선택적으로 제거한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판은 절연 기판일 수 있다. 상기 절연 기판은 투명할 수 있다. 상기 절연 기판은 글래스 기판, 아크릴 기판 또는 세라믹 기판일 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 다른 프로브 및 프로브 제조 방법은 투명 절연 기판을 상기 기판으로 사용하므로, 절연층을 형성하는 공정을 생략할 수 있다. 따라서, 상기 프로브의 구조 및 상기 프로브 제조 공정을 단순화할 수 있다. 또한, 상기 기판이 투명하므로, 상기 접촉체들 사이에 시드 패턴의 잔류물이나 이물질의 존재 여부를 용이하게 확인할 수도 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 프로브 및 프로브 제조 방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따름 프로브(100)를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2를 참조하면, 상기 프로브(100)는 기판(110), 절연층(120), 다수의 시드 패턴들(135), 다수의 접촉체들(150) 및 보강 부재(170)를 포함한다.
상기 기판(110)은 평판 형태를 갖는다. 예를 들면, 상기 기판(110)은 직사각 평판 형태를 가질 수 있다. 상기 기판(110)의 예로는 반도체 기판을 들 수 있다. 상기 반도체 기판의 예로는 실리콘 기판, 게르마늄 기판, 실리콘 게르마늄 기판 등을 들 수 있다.
상기 절연층(120)은 상기 기판(110)의 상부면에 구비된다. 상기 절연층(120)은 산화물, 질화물 또는 고분자 화합물을 포함할 수 있다. 상기 산화물의 예로는 실리콘 산화물(SiO2)을 들 수 있다. 상기 질화물의 예로는 실리콘 질화물(SiN)을 들 수 있다. 상기 고분자 화합물의 예로는 파릴렌(parylene)을 들 수 있다. 상기 절연층(120)은 상기 기판(110)과 상기 시드 패턴들(135) 또는 상기 접촉체들(150) 사이의 전기적 접촉을 차단한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 산화물 또는 질화물을 포함하는 절연층(120)은 약 1.5㎛ 내지 2.0㎛의 두께로 형성될 수 있다. 따라서, 평판표시장치를 검사하기 위한 테스트 신호 인가시 상기 기판(110)에 의해 발생되는 전기적 노이즈(noise)를 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 파릴렌을 포함하는 절연층(120)은 약 0.5㎛ 내지 0.8㎛의 두께로 형성될 수 있다. 상기 파릴렌을 포함하는 절연층(120) 은 우수한 전기 저항도를 가지므로, 상대적으로 얇은 두께를 갖더라도 상기 테스트 신호 인가시 상기 기판(110)에 의해 발생되는 전기적 노이즈(noise)를 방지할 수 있다.
상기 시드 패턴들(135)은 상기 절연층(120)의 상부면에 서로 이격되도록 구비된다. 예를 들면, 상기 시드 패턴들(135) 사이의 간격은 평판표시장치의 패드들 사이의 간격과 동일할 수 있다.
각각의 시드 패턴(135)은 제1 금속 패턴과 제2 금속 패턴을 포함할 수 있다. 상기 제1 금속 패턴은 점착력이 우수하다. 상기 제1 금속 패턴은 상기 제2 금속 패턴을 상기 절연층(120)에 접착시킨다. 상기 제2 금속 패턴은 시드로 작용한다. 상기 제1 금속 패턴은 티타늄 또는 크롬을 포함하며, 상기 제2 금속 패턴은 구리 또는 금을 포함할 수 있다. 상기 제1 금속막의 두께는 약 500Å일 수 있으며, 상기 제2 금속층의 두께는 약 5,000Å일 수 있다.
상기 접촉체들(150)은 각각 양단이 뾰족한 바 형태를 갖는다. 상기 접촉체들(150)은 서로 동일한 길이를 갖는다. 상기 접촉체(150)들은 상기 시드 패턴들(135) 상에 각각 구비된다. 상기 접촉체들(150)의 양단은 상기 기판(110)으로부터 돌출된다. 이때, 각 접촉체들(150)은 동일한 길이만큼 돌출된다.
상기 접촉체들(150)은 금속을 포함한다. 상기 금속의 예로는 니켈 또는 니켈 합금을 포함할 수 있다. 상기 니켈 합금의 예로는 니켈-코발트 합금 또는 니켈-텅스텐-코발트 합금을 들 수 있다.
상기 보강 부재(170)는 상기 절연층(120), 상기 시드 패턴들(135) 및 상기 접촉체들(150)을 부분적으로 덮도록 구비된다. 구체적으로, 상기 보강 부재(170)는 상기 절연층(120)의 상부면, 상기 시드 패턴들(135)의 양측면 및 상기 접촉체들(150)의 상부면 중앙 부위를 덮는다. 상기 보강 부재(170)가 구비되더라도 상기 접촉체들(150)의 양단은 노출된다. 상기 보강 부재(170)의 상부면은 평탄하다. 따라서, 상기 보강 부재(170) 상에 다른 프로브의 기판을 용이하게 부착할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 보강 부재(170)는 상기 기판(110)과 동일한 폭을 가질 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 보강 부재(170)는 상기 기판(110)보다 크거나 작은 폭을 가질 수도 있다.
상기 보강 부재(170)는 절연 물질을 포함한다. 상기 절연 물질의 예로는 에폭시 수지 또는 세라믹을 들 수 있다.
상기 프로브(100)는 상기 기판(110)이 상기 접촉체들(150)의 하부면을 지지하므로, 상기 접촉체들(150)의 하부면에 별도의 보강 부재가 불필요하다.
도 3a 내지 도 3i는 도 2에 도시된 프로브의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 3a를 참조하면, 기판(110)상에 절연층(120)을 형성한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판(110)은 반도체 기판일 수 있다. 상기 반도체 기판의 예로는 실리콘 기판, 게르마늄 기판, 실리콘 게르마늄 기판 등을 들 수 있다. 상기 절연층(120)은 산화물, 질화물 또는 고분자 화합물을 사용하여 형성될 수 있다. 상기 산화물의 예로는 실리콘 산화물(SiO2)을 들 수 있다. 상기 질화물의 예로는 실리콘 질화물(SiN)을 들 수 있다. 상기 고분자 화합물의 예로는 파릴렌을 들 수 있 다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 산화물 또는 질화물을 사용하여 절연층(120)을 형성하는 경우, 상기 절연층(120)은 약 1.5㎛ 내지 2.0㎛의 두께로 형성될 수 있다. 따라서, 평판표시장치를 검사하기 위한 테스트 신호 인가시 상기 기판(110)에 의해 발생되는 전기적 노이즈(noise)를 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 파릴렌을 사용하여 상기 절연층(120)을 형성하는 경우, 상기 절연층(120)은 약 0.5㎛ 내지 0.8㎛의 두께로 형성될 수 있다. 상기 파릴렌을 포함하는 절연층(120)은 우수한 전기 저항도를 가지므로, 상대적으로 얇은 두께를 갖더라도 상기 테스트 신호 인가시 상기 기판(110)에 의해 발생되는 전기적 노이즈(noise)를 방지할 수 있다.
상기 절연층(120)은 화학 기상 증착(CVD) 공정, 원자층 적층(ALD) 공정, 케미컬 처리 공정, 스프레이 코팅(apray coating) 공정, 스핀 코팅(spin coating) 공정, 딥코팅(dip coating) 공정 등을 사용하여 형성된다.
상기 절연층(120)의 상부면에 시드층(130)을 형성한다. 상기 시드층(130)은 스퍼터링 공정에 의해 형성된다. 구체적으로, 상기 절연층(120) 상에 점착력이 우수한 제1 금속막을 형성하고, 상기 제1 금속막 상에 시드로 작용하는 제2 금속막을 형성하여 상기 시드층(130)을 형성한다. 상기 제1 금속막은 상기 제2 금속막을 상기 절연층(120)에 접착시킨다. 상기 제1 금속막은 티타늄 또는 크롬을 포함하며, 상기 제2 금속막은 구리 또는 금을 포함할 수 있다. 상기 제1 금속막은 약 500Å의 두께로 형성될 수 있으며, 상기 제2 금속층은 약 5,000Å의 두께로 형성될 수 있 다.
도 3b를 참조하면, 상기 시드층(130) 상에 접촉부들이 형성될 영역을 정의하는 제1 개구들(142)을 갖는 제1 몰딩 패턴(140)을 형성한다. 상기 제1 개구들(142)은 서로 이격되는 바 형태를 가지며, 양단이 뾰족한 형태이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 시드층(130) 상에 포토레지스트 조성물을 도포하가나 포토레지스트 필름을 부착하여 포토레지스트층을 형성하고, 상기 포토레지스트층을 노광 및 현상하여 상기 시드층(130) 상에 상기 제1 몰딩 패턴(140)을 형성할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 시드층(130) 상에 산화물 또는 질화물을 포함하는 절연층을 형성하고, 상기 절연층을 패터닝하여 상기 제1 몰딩 패턴(140)을 형성할 수 있다.
도 3c를 참조하면, 전기 도금(electro plating)에 의해 상기 제1 몰딩 패턴(140)에 의해 노출된 상기 시드층(130) 상에 접촉체들(150)을 형성한다. 즉, 상기 제1 개구들(142)을 채우도록 상기 접촉체들(150)을 형성한다. 상기 접촉체들(150)은 금속을 포함한다. 상기 금속의 예로는 니켈 또는 니켈 합금을 포함한다. 상기 니켈 합금의 예로는 니켈-코발트 합금 또는 니켈-텅스텐-코발트 합금을 들 수 있다.
이후, 상기 제1 몰딩 패턴(140)의 표면이 노출될 때까지 평탄화공정을 수행한다. 상기 평탄화 공정의 예로는 화학적 기계적 연마(cemical mechanical polishing), 에치백, 그라인딩 등을 들 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 접촉체들(150)은 물리 기상 증착 공 정 또는 화학 기상 증착 공정을 통해 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 시드층(130)을 형성하는 공정은 생략될 수 있다.
도 3d를 참조하면, 상기 제1 몰딩 패턴(140)을 제거한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 몰딩 패턴(140)이 상기 포토레지스트 조성물 또는 상기 포토레지스트 필름을 포함하는 경우, 상기 제1 몰딩 패턴(140)은 애싱 및/또는 스트립 공정에 의해 제거된다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 몰딩 패턴(140)이 상기 산화물 또는 질화물을 포함하는 경우, 상기 제1 몰딩 패턴(140)은 건식 식각 공정 또는 습식 식각 공정에 의해 제거된다.
도 3e를 참조하면, 상기 접촉체들(150)에 의해 노출된 시드층(130)을 제거하여 상기 접촉체들(150)의 하부에 시드 패턴들(135)을 형성한다. 상기 시드층(130) 제거 공정으로는 건식 식각 공정 또는 습식 식각 공정을 들 수 있다.
도 3f를 참조하면, 상기 시드 패턴들(135) 및 상기 접촉체들(150)이 형성된 상기 절연층(120) 상에 보강 부재가 형성될 영역을 정의하는 제2 개구(162)를 갖는 제2 몰딩 패턴(160)을 형성한다. 상기 제2 개구(162)는 상기 절연층(120)을 가로질러 상기 접촉체들(150)의 중앙 부위를 노출시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 시드 패턴들(135) 및 상기 접촉체들(150)이 형성된 상기 절연층(120) 상에 포토레지스트 조성물을 도포하거나 포토레지스트 필름을 부착하여 포토레지스트층을 형성하고, 상기 포토레지스트층을 노광 및 현상하여 상기 제2 몰딩 패턴(160)을 형성할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 시드 패턴들(135) 및 상기 접촉체들(150)이 형성된 상기 절연 층(120) 상에 절연층을 형성하고, 상기 절연층을 패터닝하여 상기 제2 몰딩 패턴(160)을 형성할 수 있다.
도 3g를 참조하면, 상기 제2 몰딩 패턴(160)의 제2 개구(162)를 절연 물질로 매립하여 보강 부재(170)를 형성한다. 상기 절연 물질의 예로는 에폭시 수지 또는 세라믹을 들 수 있다. 상기 보강 부재(170)는 화학 기상 증착(CVD) 공정, 원자층 적층(ALD) 공정, 스프레이 코팅(apray coating) 공정, 스핀 코팅(spin coating) 공정, 딥코팅(dip coating) 공정 등을 사용하여 형성될 수 있다.
이후, 상기 제1 몰딩 패턴(140)의 표면이 노출될 때까지 상기 보강 부재(170)에 대한 평탄화공정을 수행한다. 상기 평탄화 공정의 예로는 화학적 기계적 연마(cemical mechanical polishing), 에치백, 그라인딩 등을 들 수 있다.
도 3h를 참조하면, 상기 제2 몰딩 패턴(160)을 제거한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 몰딩 패턴(160)이 상기 포토레지스트 조성물 또는 상기 포토레지스트 필름을 포함하는 경우, 상기 제2 몰딩 패턴(160)은 애싱 및/또는 스트립 공정에 의해 제거된다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제2 몰딩 패턴(160)이 상기 산화물 또는 질화물을 포함하는 경우, 상기 제2 몰딩 패턴(160)은 건식 식각 공정 또는 습식 식각 공정에 의해 제거된다.
도 3i를 참조하면, 상기 기판(110)의 하부면에 상기 기판(110)의 하부면 양측을 노출시키는 마스크 패턴(180)을 형성한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 마스크 패턴(180)은 상기 보강 부재(170)와 대응하며, 상기 마스크 패턴(180)은 상기 보강 부재(180)와 동일한 폭을 갖도록 형성된다. 본 발명의 다른 실시예에 따 르면, 상기 마스크 패턴(180)은 상기 보강 부재(170)와 대응하며, 상기 마스크 패턴(180)은 상기 보강 부재(180)보다 크거나 또는 작은 폭을 갖도록 형성될 수도 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 마스크 패턴(180)은 테프론(teflon)과 같은 불소 수지를 상기 기판(110)의 하부면에 테이핑하여 형성할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 마스크 패턴(180)은 포토레지스트 조성물을 도포하여 포토레지스트층을 형성하고, 상기 포토레지스트층을 노광 및 현상하여 형성할 수 있다.
다음으로, 상기 마스크 패턴(180)을 식각 마스크로 하여 상기 기판(110), 상기 절연층(120) 및 상기 시드 패턴들(135)을 순차적으로 식각하여 상기 접촉체들(150)의 양단을 노출시킨다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 마스크 패턴(180)을 형성하기 전에, 상기 기판(110)에 대해 다이싱(dicing) 공정 또는 연마 공정을 수행하여 상기 기판(110)의 두께를 감소시킨다. 또한, 상기 다이싱 공정 또는 연마 공정을 통해 상기 기판(110)의 하부면을 거칠게 가공된다. 따라서, 상기 기판(110)의 식각 공정에 소요되는 시간을 줄일 수 있다.
도 3j를 참조하면, 상기 마스크 패턴(180)을 제거하여 프로브(100)를 완성한다. 상기 마스크 패턴(180)의 제거 공정으로는 애싱, 스트립, 화학적 기계적 연마, 에치백, 그라인딩 등을 들 수 있다.
한편, 상기 프로브(100)가 완성되면, 다수의 프로브들(100)을 접착물질을 이 용하여 적층할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 각 프로브들(100)의 접촉체들(150)이 동일한 위치에 동일한 돌출 길이를 갖도록 상기 프로브들(100)이 적층될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 각 프로브들(100)의 접촉체들(150)이 서로 다른 위치에 동일한 돌출 길이를 갖도록 상기 프로브들(100)이 적층될 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 각 프로브들(100)의 접촉체들(150)이 서로 다른 위치에 서로 다른 돌출 길이를 갖도록 상기 프로브들(100)이 적층될 수 있다.
상기 기판(110)은 상기 접촉체들(150)의 하부 보강 부재로 이용되므로, 하부 보강 부재를 형성하는 공정을 생략할 수 있다. 따라서, 상기 프로브 제조 공정을 단순화할 수 있다. 또한, 상기 접촉체들(150)을 상기 기판(110) 상에 형성하므로, 상기 접촉체들(150)의 위치를 용이하게 정렬할 수 있고, 상기 보강 부재(170)로 에폭시 수지를 사용하더라도 경화 과정에서 상기 접촉체들(150) 사이의 간격이 줄어드는 현상을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 프로브의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브(200)를 설명하기 위한 사시도이다.
도 4를 참조하면, 상기 프로브(200)는 기판(210), 다수의 시드 패턴들(235), 다수의 접촉체들(250) 및 보강 부재(270)를 포함한다.
상기 기판(210)은 평판 형태를 갖는다. 예를 들면, 상기 기판(210)은 직사각 평판 형태를 가질 수 있다. 상기 기판(210)의 예로는 절연성 기판을 들 수 있다. 상기 절연성 기판의 예로는 글래스 기판, 아크릴 기판 또는 세라믹 기판 등을 들 수 있다. 상기 아크릴 기판은 식각 용액 또는 식각 가스 등의 화학 물질에 대한 내화학성을 가질 수 있다. 특히, 투명 글래스 기판 또는 투명 아크릴 기판은 상기 접촉체들(250) 사이에 상기 시드 패턴들(235)이나 이물질의 잔류 여부를 용이하게 확인할 수 있다. 또한, 상기 기판(210)이 절연성이므로, 상기 기판(210) 상에 별도의 절연층을 구비할 필요가 없다. 따라서, 상기 프로브(200)의 구조를 단순화할 수 있다.
상기 시드 패턴들(235), 상기 접촉체들(250) 및 상기 보강 부재(270)에 대한 설명은 도 2에 도시 및 설명된 시드 패턴들(135), 접촉체들(150) 및 보강 부재(170)에 대한 설명과 실질적으로 동일하다.
도 5a 내지 도 5j는 도 4에 도시된 프로브의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5a를 참조하면, 기판(210)상에 시드층(230)을 형성한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판(210)은 절연성 기판일 수 있다. 상기 절연성 기판의 예로는 글래스 기판, 아크릴 기판 또는 세라믹 기판 등을 들 수 있다. 특히, 투명 글래스 기판 또는 투명 아크릴 기판은 추후 형성되는 접촉체들(250) 사이에 시드 패턴들(235)이나 이물질의 잔류 여부를 용이하게 확인할 수 있다. 또한, 상기 기판(210)이 절연성이므로, 상기 기판(210) 상에 절연층을 형성하는 공정을 생략할 수 있다. 따라서, 상기 프로브 제조 공정을 단순화할 수 있다.
상기 기판(210) 상에 직접 시드층(230)을 형성한다는 점을 제외하면, 도 5b 내지 도 5j에 도시된 프로브 제조 공정은 도 3b 내지 도 3j에 도시된 프로브 제조 공정과 실질적으로 동일하다.
구체적으로, 도 5b를 참조하면, 상기 시드층(230) 상에 접촉부들이 형성될 영역을 정의하는 제1 개구들(242)을 갖는 제1 몰딩 패턴(240)을 형성한다. 도 5c를 참조하면, 전기 도금(electro plating)에 의해 상기 제1 몰딩 패턴(240)에 의해 노출된 상기 시드층(230) 상에 접촉체들(250)을 형성한다. 도 5d를 참조하면, 상기 제1 몰딩 패턴(240)을 제거한다. 도 5e를 참조하면, 상기 접촉체들(250)에 의해 노출된 시드층(230)을 제거하여 상기 접촉체들(250)의 하부에 시드 패턴들(235)을 형성한다. 도 5f를 참조하면, 상기 시드 패턴들(235) 및 상기 접촉체들(250)이 형성된 상기 기판(210) 상에 보강 부재가 형성될 영역을 정의하는 제2 개구(262)를 갖는 제2 몰딩 패턴(260)을 형성한다. 도 5g를 참조하면, 상기 제2 몰딩 패턴(260)의 제2 개구(262)를 절연 물질로 매립하여 보강 부재(270)를 형성한다. 도 5h를 참조하면, 상기 제2 몰딩 패턴(260)을 제거한다. 도 5i를 참조하면, 상기 기판(210)의 하부면에 상기 기판(210)의 하부면 양측을 노출시키는 마스크 패턴(280)을 형성한다. 도 5j를 참조하면, 상기 마스크 패턴(280)을 제거하여 프로브(200)를 완성한다.
상기 프로브(200)의 제조 방법은 투명한 절연 기판을 상기 기판(210)으로 사용하므로, 절연층을 형성하는 공정을 생략할 수 있다. 또한, 상기 기판(210)을 접촉체(250)들의 하부 보강 부재로 이용하므로, 상기 하부 보강 부재를 형성하는 공정을 생략할 수 있다. 따라서, 상기 프로브(200) 제조 공정을 단순화할 수 있다. 또한, 상기 접촉체(250)들을 상기 기판(210) 상에 형성하므로, 상기 접촉체(250)들 의 위치를 용이하게 정렬할 수 있고, 에폭시 수지를 포함하는 보강 부재(270)의 경화 과정에서 상기 접촉체(250)들 사이의 간격이 줄어드는 현상을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 프로브(200)의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 프로브 및 프로브의 제조 방법은 기판을 프로브의 하부 보강 부재로 이용하므로, 상기 하부 보강 부재를 형성하는 공정을 생략할 수 있다. 따라서, 상기 프로브 제조 공정을 단순화할 수 있다. 또한, 접촉체들을 상기 기판 상에 형성하므로, 상기 접촉체들의 위치를 용이하게 정렬할 수 있고, 에폭시 수지를 포함하는 보강 부재의 경화 과정에서 상기 접촉체들 사이의 간격이 줄어드는 현상을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 프로브의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
투명 절연 기판을 상기 기판으로 사용하는 경우, 상기 하부 보강 부재를 형성하는 공정을 생략할 수 있을 뿐만 아니라 절연층을 형성하는 공정을 생략할 수 다. 따라서, 상기 프로브의 구조 및 상기 프로브 제조 공정을 단순화할 수 있다. 또한, 상기 기판이 투명하므로, 상기 접촉체들 사이에 시드 패턴의 잔류물이나 이물질의 존재 여부를 용이하게 확인할 수도 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 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (24)
- 기판;상기 기판의 상부면에 구비되는 절연층;상기 절연층 상에 서로 이격되도록 구비되는 다수의 시드 패턴들;상기 시드 패턴들 상에 각각 구비되며, 양단이 상기 기판으로부터 돌출되는 다수의 접촉체들; 및상기 접촉체들의 양단이 노출되도록 상기 절연층, 상기 시드 패턴들 및 상기 접촉체들의 상에 구비되는 보강 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브.
- 제1항에 있어서, 상기 기판은 반도체 기판인 것을 특징으로 하는 프로브.
- 제2항에 있어서, 상기 도전성 기판은 실리콘 기판, 게르마늄 기판 및 실리콘-게르마늄 기판으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 프로브.
- 제1항에 있어서, 상기 시드 패턴들은,상기 절연층 상에 구비되며, 접착을 위한 제1 금속 패턴들; 및상기 제1 금속 패턴 상에 구비되며, 시드로 작용하는 제2 금속 패턴들을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브.
- 제1항에 있어서, 상기 접촉체들은 동일한 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 프로브.
- 제5항에 있어서, 상기 접촉체들은 동일한 길이만큼 돌출되는 것을 특징으로 하는 프로브.
- 기판의 상부면에 절연층을 형성하는 단계;상기 절연층의 상부면에 시드층을 형성하는 단계;상기 시드층의 상부면에 서로 이격되는 다수의 접촉체들을 형성하는 단계;상기 접촉체들에 의해 노출된 상기 시드층을 제거하여 다수의 시드 패턴을 형성하는 단계;상기 접촉체들의 양단이 노출되도록 상기 절연층, 상기 시드 패턴들 및 상기 접촉체들의 상에 보강 부재를 형성하는 단계; 및상기 접촉체들의 양단이 돌출되도록 상기 기판, 상기 절연층 및 상기 시드 패턴들을 각각 선택적으로 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 제조 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 기판은 반도체 기판인 것을 특징으로 하는 프로브 제조 방법.
- 제8항에 있어서, 상기 도전성 기판은 실리콘 기판, 게르마늄 기판 또는 실리콘-게르마늄 기판인 것을 특징으로 하는 프로브 제조 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 시드층을 형성하는 단계는,상기 절연층 상에 접착을 위한 제1 금속층을 형성하는 단계; 및상기 제1 금속층 상에 시드로 작용하는 제2 금속층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 제조 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 보강 부재를 형성하는 단계는상기 절연층, 상기 시드 패턴들 및 상기 접촉체들 상에 상기 접촉체들의 중심 영역을 노출시키는 개구를 갖는 몰딩 패턴을 형성하는 단계;상기 몰딩 패턴의 개구를 절연성 물질로 매립하는 단계; 및상기 몰딩 패턴을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 제조 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 접촉체는 니켈(Ni) 또는 니켈 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 제조 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 기판을 선택적으로 제거하는 단계는,상기 기판의 하부면에 상기 접촉체들이 연장되는 방향에 위치하는 상기 기판 하부면의 양측면을 노출시키는 마스크 패턴을 형성하는 단계; 및상기 마스크 패턴을 식각 마스크로 하여 상기 기판, 상기 절연층 및 상기 시드 패턴들을 순차적으로 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 제조 방법.
- 제13항에 있어서, 상기 마스크 패턴을 형성하기 전에 상기 기판의 두께를 감소시키는 단계를 더 포함하는 프로브 제조 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 기판의 두께 감소는 상기 기판의 다이싱 또는 상기 기판의 연마에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 프로브 제조 방법.
- 제13항에 있어서, 상기 마스크 패턴은 불소 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 제조 방법.
- 기판;상기 기판 상에 서로 이격되도록 구비되는 다수의 시드 패턴들;상기 시드 패턴들 상에 각각 구비되며, 양단이 상기 기판으로부터 돌출되는 다수의 접촉체들; 및상기 접촉체들의 양단이 노출되도록 상기 기판, 상기 시드 패턴들 및 상기 접촉체들 상에 구비되는 보강 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브.
- 제17항에 있어서, 상기 기판은 절연 기판인 것을 특징으로 하는 프로브.
- 제18항에 있어서, 상기 절연 기판은 투명한 것을 특징으로 하는 프로브.
- 제18항에 있어서, 상기 절연 기판은 글래스 기판, 아크릴 기판 및 세라믹 기판으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 프로브.
- 기판의 상부면에 시드층을 형성하는 단계;상기 시드층의 상부면에 서로 이격되는 다수의 접촉체들을 형성하는 단계;상기 접촉체들에 의해 노출된 상기 시드층을 제거하여 다수의 시드 패턴을 형성하는 단계;상기 접촉체들의 양단이 노출되도록 상기 기판, 상기 시드 패턴들 및 상기 접촉체들의 상에 보강 부재를 형성하는 단계; 및상기 접촉체들의 양단이 돌출되도록 상기 기판 및 상기 시드 패턴들을 각각 선택적으로 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 제조 방법.
- 제21항에 있어서, 상기 기판은 절연 기판인 것을 특징으로 하는 프로브 제조 방법.
- 제22항에 있어서, 상기 절연 기판은 투명한 것을 특징으로 하는 프로브 제조 방법.
- 제22항에 있어서, 상기 절연 기판은 글래스 기판, 아크릴 기판 및 세라믹 기판으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 프로브 제조 방법.
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