KR20080085345A

KR20080085345A - 프로브 카드 제조 방법 및 그에 의한 프로브 카드

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Publication number: KR20080085345A
Application number: KR1020070026703A
Authority: KR
Inventors: 유재봉; 류정호
Original assignee: 세크론 주식회사
Priority date: 2007-03-19
Filing date: 2007-03-19
Publication date: 2008-09-24

Abstract

본 발명의 프로브 카드의 제조 방법은 a) 기판내 배선부와 연결되어 있는 상기 기판의 상면 단자와 연통하는 제1 범프 영역이 제외되도록 패터닝된 제1포토레지스트층을 형성하는 단계; b) 상기 제1 범프 영역을 포함하며, 상기 제1 범프 영역으로부터 일 방향 이상으로 연장되어 있는 몸체부 영역이 제외되도록 패터닝된 제2포토레지스트층을 형성하는 단계; c) 상기 제1 범프 영역 및 상기 몸체부 영역에 전도성 물질을 충전하여 프로브의 범프 및 몸체부를 동시에 형성하는 단계; d) 상기 몸체부의 상면의 팁부 영역이 제외 되도록 패터닝된 제3포토레지스트층을 형성하는 단계; e) 상기 팁부 영역에 전도성 물질을 충전하여 프로브의 제1팁부를 형성하는 단계; f) 희생기판상에 트랜치를 형성하는 단계; g) 상기 트랜치에 전도성 물질을 충전하여 프로브의 제2팁부를 형성하는 단계; 및 h) 상기 프로브의 제2팁부를 상기 프로브의 제1팁부에 접합하는 단계;를 포함한다.

이와 같이 본 발명의 프로브 카드 제조 방법에 의하면, 프로브 몸체부 형성시 도금 공정 및 연마 공정 시간이 짧아 전체적인 공정 시간이 향상될 뿐아니라, 프로브 팁부의 상단 형성시 보이드 발생이 적고, 연마 공정에 의한 프로브 팁부와 몸체부의 연결부위의 파손이 없어 공정 수율이 크게 향상될 수 있다.

프로브, 프로브 카드

Description

프로브 카드 제조 방법 및 그에 의한 프로브 카드{Method for manufacturing probe card and probe card thereby}

도 1a 내지 1g는 본 발명의 한 실시예에 따른 프로브 카드 제조 방법 중 기판상에 제1 범프를 형성하는 방법을 순차적으로 보여준다.

도 2a 내지 2b는 본 발명의 한 실시예에 따른 프로브 카드 제조 방법 중 제1범프 상에 제2범프를 형성하는 방법을 순차적으로 보여준다.

도 3a 내지 3i는 본 발명의 한 실시예에 따른 프로브 카드 제조 방법 중 범프, 몸체부, 및 팁부의 기단부를 형성하는 방법을 순차적으로 보여준다.

도 4a 내지 4i는 본 발명의 한 실시예에 따른 프로브 카드 제조 방법 중 희생기판 상에 프로브 팁부의 상단을 형성하는 방법을 순차적으로 보여준다.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 프로브 카드 제조 방법 중 도 3a 내지 3i에 의해 형성된 프로브 팁부의 기단부에 도 4a 내지 4i에 의해 형성된 프로브 팁부의 상단을 부착하는 방법을 보여준다.

본 발명은 프로브 카드 제조 방법 및 그에 의한 프로브 카드에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 신규한 프로브 형성 방법에 의한 프로브 카드 제조 방법 및 그에 의한 프로브 카드에 관한 것이다.

프로브 카드는 프로빙 장치에 장착되어, 웨이퍼 상에 형성되어 있는 각 개별 반도체 소자 또는 액정 디스플레이 패널을 전기적으로 테스트하는데 이용된다.

이때, 프로브 카드에 구비된 프로브(또는 전기 접촉 소자)는 웨이퍼 상에 형성된 각 개별 반도체 소자들의 접촉부인 금속 패드 또는 액정 디스플레이 패널의 각 화소의 접촉부에 접촉하여 상기 테스트가 수행될 수 있도록 한다.

최근 프로브 카드의 형성 방법으로 일반적으로 반도체 식각 기술과 유사한 멤스(Micro electro mechanical system; MEMS) 공정을 이용하여 인쇄 회로 기판과 접촉되는 회로 기판의 일종인 스페이스트랜스포머 상에서 복수의 프로브를 한번에 형성하는 방법이 시도되고 있다. 이러한 멤스 공정에 의한 프로브 카드 형성 방법은 포토레지스트 공정, 식각 공정, 금속 증착 공정, 및 미세 연삭 공정등을 반복하여 복수의 프로브를 동시에 형성함으로써 복수의 프로브의 가로 세로 위치 및 그 높이가 균일하게 될 수 있는 장점이 있다.

일반적으로 멤스 공정에 의해 프로브 카드를 제조하는 방법은 스페이스트랜스포머에서 전기 신호를 전달하는 배선부 상부에 범프를 일정한 높이로 형성한 후, 별도로 프로브 팁을 갖도록 형성되어 있는 프로브 몸체를 접합부를 통해 상기 범프에 부착하여 이루어진다.

그런데, 이러한 방법에서는 프로브 팁이 구비된 프로브 몸체를 형성하기 위해 포토레지스트 공정, 및 식각 공정을 통해 프로브 팁을 위한 트렌치가 구비된 프로 브 몸체를 위한 금형을 형성하고, 이렇게 형성된 금형에 도금 방법으로 금속을 충전하여 프로브 팁과 프로브 몸체를 동시에 형성하게 된다. 그런데, 이러한 방법에서 프로브 팁과 프로브 몸체를 동시에 형성하기 위해서는 금속 도금을 장기간 시행해야 하는 바, 이러한 제조 공정에서 트렌치 내 도금이 잘이루어지지 않아 보이드가 형성될 수 있다.

뿐만 아니라, 이러한 장기간의 금속 도금 공정에서 프로브 몸체가 균일하지 않게 형성될 수 있어, 이렇게 형성된 프로브 몸체를 균일하게 하기 위한 연마 공정을 장기간 수행하는 것이 필요하게 된다. 그런데, 이러한 장기간의 연마 공정 중에 프로브 팁과 프로브 몸체의 연결 부위에 손상이 종종 발생하여 프로브의 수율에 막대한 불이익을 주고 있다. 뿐만 아니라 연마 공정시 가해지는 압력에 의해 기판에 손상이 발생하여 기판 자체를 교환해야하는 경우가 발생할 수 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 프로브 팁부의 상단과 팁부의 기단부를 별도로 형성함으로써 프로브 팁부 형성시 보이드의 발생이 억제되며, 장기간의 연마 공정이 불필요한 프로브 카드 제조 방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 팁부의 상단과 팁부의 기단부가 별도로 형성된 프로브를 포함하는 프로브 카드를 제공하고자 한다.

상기와 같은 기술적 과제의 해결을 위한, 본 발명의 한 특징에 따른 프로브 카드의 제조 방법은 a) 기판내 배선부와 연결되어 있는 상기 기판의 상면 단자와 연통하는 제1 범프 영역이 제외되도록 패터닝된 제1포토레지스트층을 형성하는 단계; b) 상기 제1 범프 영역을 포함하며, 상기 제1 범프 영역으로부터 일 방향 이상으로 연장되어 있는 몸체부 영역이 제외되도록 패터닝된 제2포토레지스트층을 형성하는 단계; c) 상기 제1 범프 영역 및 상기 몸체부 영역에 전도성 물질을 충전하여 프로브의 범프 및 몸체부를 동시에 형성하는 단계; d) 상기 몸체부의 상면의 팁부 영역이 제외 되도록 패터닝된 제3포토레지스트층을 형성하는 단계; e) 상기 팁부 영역에 전도성 물질을 충전하여 프로브의 제1팁부를 형성하는 단계; f) 희생기판상에 트랜치를 형성하는 단계; g) 상기 트랜치에 전도성 물질을 충전하여 프로브의 제2팁부를 형성하는 단계; 및 h) 상기 프로브의 제2팁부를 상기 프로브의 제1팁부에 접합하는 단계;를 포함한다.

상기 프로브 카드의 제조 방법은 상기 단계 a) 전에 상기 기판의 상면 단자와 연통하는 제2 범프 영역이 제외되도록 패터닝된 제4포토레지스트층을 형성하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.

상기 프로브 카드의 제조 방법은 상기 제2 범프 영역에 전도성 물질을 충전하여 프로브의 제2 범프를 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

상기 프로브 카드의 제조 방법은 상기 기판의 하면에 전도성 금속으로 금속 도금층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 단계 f) 는 상기 희생 기판의 상면에 산화막을 형성하는 단계; 상기 트랜치에 대응하는 트랜치 영역이 제외되도록 패터닝된 마스크층을 형성하는 단계; 상기 마스크층을 이용하여 상기 산화막에서 상기 트랜치 영역에 대응하는 영역을 식각 제거하는 단계; 및 상기 산화막을 마스크로 이용하여 상기 희생기판에서 상기 트랜치 영역을 일회 이상 식각하여 상기 트랜치를 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 프로브 카드의 제조 방법은 상기 단계 f) 와 단계 g) 사이에 상기 트랜치 내로 전도성 금속을 스퍼터링하여 전도성 금속층을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

상기 프로브 카드의 제조 방법은 상기 단계 f) 와 단계 g) 사이에 상기 희생 기판 상에 상기 트랜치를 제외하도록 패터닝된 포토레지스트층을 적층하여 상기 트랜치의 깊이를 증가시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.

상기 프로브 카드의 제조 방법은 상기 단계 e) 와 단계 f) 사이에 상기 프로브의 제1팁부의 상부를 전도성 금속으로 도금하여 접촉층을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 상기 전도성 금속이 금일 수있다. 상기 프로브의 제1팁부와 상기 프로브의 제2팁부가 상기 접촉층을 통해 열접합될 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 프로브 카드는 상면 단자가 구비된 기판; 상기 기판의 상면 단자에 전기적으로 접촉되며, 상기 상면 단자로부터 수직 방향으로 형성된 제1범프; 상기 제1범프로부터 일방향으로 연장되며, 상기 제1범프와 동시에 형성된 몸체부; 상기 몸체부의 일단에 상기 제1범프와 반대 방향으로 돌출되어 형성된 제1팁부; 상기 제1팁부와 별도로 형성되며, 상기 제1팁부에 부착되어 있는 제2팁부; 및 상기 제1팁부와 상기 제2팁부를 접촉시키는 접촉층;를 포함할 수 있다.

상기 기판과 상기 제1범프 사이에 제2범프가 별도로 형성되어 상기 기판과 상기 제1범프를 전기적으로 연결할 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명의 한 실시예에 따른 프로브 카드의 제조 방법은 기판 상에 프로브(또는 전기 접촉 소자)의 범프와 몸체부를 순차적으로 형성하고, 별도의 희생기판에 프로브의 팁부를 형성한 후, 희생기판에 형성된 프로브의 팁부를 기판상에 형성된 몸체부에 접촉시킨후 희생기판을 제거하는 공정을 포함한다.

이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 프로브 카드의 제조 방법에 대하여 구체적으로 살펴본다.

먼저, 도 1a 내지 1g를 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 프로브 카드 제조 방법 중 기판상에 제1 범프를 형성하는 방법을 설명한다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 기판(100)으로 실리콘 기판 또는 적층 세라믹 기판을 화학적으로 세척하여 준비한다. 이러한 기판(100)으로는 내부에 배선부(151), 배선부(151)의 일단에 연결되며 기판(100)의 상면에 부착된 상면 단자(152) 및 배선부(151)의 타단에 연결되며 기판(100)의 하면에 부착된 하면 단자(153)가 형성되어 있는 것이면 특별한 제한이 없으나, 바람직하게는 세라믹 재질로 이루어지며 상용되는 스페이스트랜스포머가 사용될 수 있다.

이렇게 준비된 기판(100)의 하부에 도 1b에 도시된 바와 같이 금속 막(101)을 형성한다. 금속 막(101)은 화학 기상 증착 방법(chemical vapor deposition; CVD)이나, 스퍼터링 방법으로 티탄 또는 구리와 같은 금속을 도포하여 형성될 수 있으나, 그 형성 방법은 특별히 제한되지는 않는다. 그러나 본 실시예에서는 스퍼터링 방법으로 티탄과 구리를 순차적으로 도포하여 형성하였다.

이러한 금속 막(101)은 추후 범프 형성 및 몸체부(이하, '빔(beam)부' 라고도 한다) 형성 공정을 위한 도금 공정에서 전극으로 이용된다.

그 후, 도 1c에서 볼 수 있는 바와 같이, 기판(100)의 상면에 감광액을 도포하여 제1 포토레지스트 층(102)를 형성한다. 이렇게 형성된 제1 포토레지스트 층(102)은 추후 도금 공정에서 기판(100)의 상면에 금속이 도금되는 것을 방지한다.

다음으로, 기판(100)의 하면의 금속 막(101)에 도 1d 에서 볼 수 있는 바와 같이 전도성 금속을 도금하여 금속 도금층(103)을 형성한다. 이때 전도성 금속으로는 바람직하게는 구리를 이용한다. 이러한 금속 도금 층(103)은 추후 범프 형성 및 몸체부 공정을 위한 도금 공정에서 금속 막(101)과 함께 전극으로 이용된다.

다음으로, 기판(100)의 상면의 제1 포토레지스트 층(102)을 식각하여 제거하고, 기판(100)의 하면의 금속 도금층(103) 상에 감광액을 도포하여 도 1e에 도시된 바와 같이 제2 포토레지스트 층(104)을 형성한다. 제2 포토레지스트 층(104)은 추후 공정에서 금속 도금층(103)을 보호한다.

이때, 사용되는 식각 용액은 포토레지스트층을 식각 제거하는데 통상적으로 사용되는 식각 용액일 수 있으며, 바람직하게는 아세톤 등의 알카리성 식각 용액을 사용한다.

다음으로, 도 1f에 도시된 바와 같이, 기판(100)의 상면에 감광액을 도포한 후 기판(100)의 상면 단자(152)가 노출되도록 패터닝하여 제3포토레지스트 층(105)을 형성한다. 이러한 제3 포토레지스트 층(105)의 두께는 후술될 제1범프의 높이 내지는 길이에 대응하는 바, 발명의 목적에 따라 적절하게 설정할 수 있다.

그 후, 도 1g에서 볼 수 있는 바와 같이, 금속 막(101) 및 금속 도금층(103)을 전극으로 이용하여 제3포토레지스트 층(105) 내 패터닝된 부분을 도금 방법에 따라 전도성 금속으로 충전하여 제1범프(106)를 형성한다. 제1범프(106) 형성 후, 돌출된 부분을 화학 기계 연마(CMP) 등으로 갈아낼 수 있다. 이때, 제1범프(106)의 두께를 소정의 두께로 재차 조절할 수 있다. 이러한 제1범프(106)의 모양은 특별한 제한이 없다.

다음으로, 제1범프(106)의 두께가 충분하지 않은 경우 제2범프를 제1 범프위에 추가 형성할 수 있다.

이하 도 2a 내지 2b를 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 프로브 카드 제조 방법 중 제1범프(106) 상에 제2 범프를 형성하는 방법을 설명한다.

먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, 기판(100)의 제3포토레지스트 층(105) 및 제1범프(106) 상면에 감광액을 도포하고 제1금속범프(106)가 노출되도록 패터닝하여 제4포토레지스트 층(107)을 형성한다.

그 후, 도 2b에서 볼 수 있는 바와 같이, 금속 막(101) 및 금속 도금층(103) 을 전극으로 이용하여 제4포토레지스트 층 (107) 내 패터닝된 부분을 도금 방법에 따라 전도성 금속으로 충전하여 제1범프(106) 상에 제2범프(108)를 직접 형성한다.

이렇게 형성된 제1범프(106) 및 제2범프(108)는 기판(100)의 상면 단자(152), 그리고 상면 단자(152)와 연결된 배선부(151)와 전기적으로 연결되게 된다.

이때 제1범프(106) 및 제2범프(108) 형성을 위해 사용되는 전도성 금속으로는 탄성 및 전도성이 우수한 금속이 사용되며, 바람직하게는 니켈 또는 니켈 합금, 구체적으로 니켈 코발트 합금 또는 니켈 철 합금이 바람직하게 사용된다.

다음으로, 도 3a 내지 3i를 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 프로브 카드 제조 방법 중 프로브의 몸체부를 형성하는 방법을 설명한다.

먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 기판(100)의 상면의 제4포토레지스트 층 (107) 및 제2범프(108) 상에 전도성 금속으로 전도성 박막(109)을 형성한다. 이때 사용되는 전도성 금속으로는 티탄 또는 구리가 바람직하게 사용된다. 본 발명에서 전도성 박막(109)은 화학 기상 증착 방법(CVD)이나, 스퍼터링 방법으로 티탄 또는 구리와 같은 금속을 도포하여 형성될 수 있으나, 그 형성 방법은 특별히 제한되지는 않는다. 그러나 본 실시예에서는 스퍼터링 방법으로 티탄과 구리를 순차적으로 도포하였다.

다음으로, 도 3b에 도시된 바와 같이, 제2범프(108) 상에 형성된 전도성 박막(109)을 화학 기계 연마(CMP) 등으로 갈아내어 제2범프(108)를 노출시킨다.

그 후, 도 3c에 도시된 바와 같이, 기판(100)의 상면의 전도성 박막(109) 및 제2 범프(108) 상부에 감광액을 도포하고 제2 범프(108)를 포함하는 막대 모양의 영역이 노출되도록 패터닝하여 제5포토레지스트층(111)을 형성한다. 이러한 막대 모양의 영역은 추후 프로브의 몸체부 또는 빔부를 위한 금형으로 사용된다. 이러한 제5 포토레지스트 층(111)의 두께는 후술될 프로브의 몸체부의 높이 내지는 길이에 대응하는 바, 발명의 목적에 따라 적절하게 설정할 수 있다. 본 실시예에서는 프로브의 몸체부를 막대 모양으로 하였으나, 프로브의 몸체부의 모양은 이에 제한되지 않는다.

다음으로, 도 3d에 도시된 바와 같이, 금속 막(101) 및 금속 도금층(103)을 전극으로 이용하여 제5포토레지스트층(111) 내 패터닝된 금형부위를 도금 방법에 따라 전도성 금속으로 충전하여 몸체부(112)를 형성한다. 이러한 전도성 금속으로는 범프와 동일한 금속이 바람직하게 사용되며, 본 실시예에서는 니켈 합금이 사용되었다.

그후, 도 3e에 도시된 바와 같이, 금형 내 충전된 전도성 금속중 제5포토레지스트층(111) 밖으로 돌출된 부분을 화학 기계 연마(CMP) 등으로 갈아내어 기판(100) 상에 프로브의 범프 및 몸체부(112)를 동시에 형성한다. 이때, 몸체부(112)의 두께를 소정의 두께로 재차 조절할 수 있다.

그 후, 도 3f에 도시된 바와 같이, 프로브의 몸체부(112)와 제5포토레지스트층(111) 상부에 감광액을 도포하고 몸체부(112)의 일정 영역이 노출되도록 패터닝하여 제6포토레지스트층(113)을 형성한다. 이렇게 패터닝된 영역은 추후 금속 도금 공정에서 프로브 팁부의 기단부에 대한 금형이 된다.

다음으로, 도 3g에 도시된 바와 같이, 금속 막(101) 및 금속 도금층(103)을 전극으로 이용하여 제6포토레지스트층(113) 내 패터닝된 금형부위를 도금 방법에 따라 전도성 금속으로 충전하여 프로브 팁부의 기단부(114)를 형성한다. 이러한 전도성 금속으로는 몸체부(112)와 동일한 금속이 바람직하게 사용되며, 본 실시예에서는 니켈 합금이 사용되었다.

그후, 도 3h에 도시된 바와 같이, 금형 내 충전된 전도성 금속중 제6포토레지스트층(113) 밖으로 돌출된 부분을 화학 기계 연마(CMP) 등으로 갈아낸다. 이때, 프로브 팁부의 기단부(114)의 두께를 소정의 두께로 재차 조절할 수 있다.

그 후, 도 3i에 도시된 바와 같이, 금속 막(101) 및 금속 도금층(103)을 전극으로 이용하여 프로브 팁부의 기단부(114)의 상부를 전도성 금속으로 도금하여 접촉층(115)를 형성한다. 이때 전도성 금속으로는 바람직하게는 금이 이용된다.

다음으로, 도 4a 내지 4i를 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 프로브 카드 제조 방법 중 희생기판 상에 프로브 팁부의 상단을 형성하는 방법을 설명한다.

먼저, 도 4a에서 볼 수 있는 바와 같이, 희생 기판(200)을 준비하고, 준비된 희생 기판(200) 상면 및 하면에 산화막(221)을 형성한다. 희생 기판(200)으로는 실리콘 기판 또는 적층 세라믹 기판이 바람직하게 사용된다.

다음으로, 도 4b에서 볼 수 있는 바와 같이, 희생기판(200)의 상면에 감광액을 도포하여 제7포토레지스트 층을 형성한 후 상기 제7포토레지스트 층을 프로브의 팁부를 위한 일정 영역이 노출되도록 패터닝하여 제1마스크 층(222)을 형성한다.

그 후, 도 4c에서 볼 수 있는 바와 같이, 제1마스크 층(222)를 이용하여 프로브의 팁부의 상단을 위한 일정 영역에 대응하는 산화막(221)을 식각 제거한다. 이 때, 산화막(221)의 식각 방법은 통상적으로 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 일반적으로 활성 이온 식각(reactive ion etch)등의 건식 식각 방법이나 버퍼 옥사이드 식각 용액(buffer oxide etchant) 등의 식각 용액을 이용하는 습식 식각 방법을 이용한다.

그 후, 도 4d에서 볼 수 있는 바와 같이, 제1마스크 층(222)을 식각 제거하고, 프로브의 팁부의 상단을 위한 일정 영역이 식각 제거된 산화막(221)을 마스크로 하여 희생 기판(200)을 식각하여 프로브 팁부의 상단을 위한 트랜치(223)를 형성한다. 이때 식각 용액으로 KOH가 사용될 수 있으며, 식각 시간을 조절하여 트랜치(223)의 깊이나 형상을 적절하게 조절할 수 있게 된다. 이렇게 형성된 트랜치(223)의 밑 바닥은 프로브 팁부의 상단의 상부에 대응하게 된다.

그 후, 도 4e에서 볼 수 있는 바와 같이, 산화막(221)을 식각 제거한 후, 전도성 금속을 스퍼터링하여 전도성 금속층(224)을 트랜치(223) 및 희생기판(200) 상면에 형성한다. 본 발명의 실시예에서는 전도성 금속층(224)을 형성하기 위해 티탄과 구리를 순차적으로 스퍼터링한다.

그 후, 도 4f에서 볼 수 있는 바와 같이, 감광액을 전도성 금속층(224) 상부에 도포하고 트랜치(223) 영역이 노출되도록 패터닝하여 제8포토레지스트층(225)을 형성한다.

이러한 제8포토레지스트층(225)의 두께는 트랜치(223) 의 깊이를 조절하기 위해 사용될 수 있으며, 구체적으로 제8포토레지스트층(225)의 두께가 두꺼워질수록, 트랜치(223)의 깊이는 증가하게 되며, 그 결과 프로브 팁부의 상단의 길이가 증가 하게 된다. 따라서, 프로브 팁부의 상단의 길이는 제8포토레지스트층(225)의 두께로 조절될 수 있게 된다.

다음으로, 도 4g에 도시된 바와 같이, 전도성 금속층(224)을 전극으로 이용하여 트랜치(223) 내부 영역을 도금 방법에 따라 전도성 금속으로 충전하여 프로브 팁부의 상단(226)을 형성한다. 이러한 전도성 금속으로는 프로브 몸체부(113)과 같이 니켈 합금이 바람직하게 사용된다.

이 경우, 도 4h에 도시된 바와 같이, 돌출된 부분을 화학 기계 연마(CMP) 등으로 갈아내고, 제8포토레지스트층(225)을 식각하여 제거한다.

그 후, 도 4i에 도시된 바와 같이, 프로브 팁부의 상단(226)의 상부에 접합 재료(227)를 도포한다. 이러한 접합 재료(227)는 바람직하게는 Au 페이스트를 이용하며, 접합 재료(227)의 도포는 스크린 프린터를 이용하여 수행한다.

그 후, 도 4a 내지 4i에 의해 내부에 프로브 팁부의 상단(226)이 형성된 희생기판(200)을 도 3a 내지 도 3i에 의해 프로브 몸체부(113) 및 프로브 팁부의 기단부(114)가 형성된 기판(100) 상부에 정렬시킨다. 이때, 프로브 팁부의 상단(226)이 프로브 팁부의 기단부(114)의 상부에 위치하도록 희생기판(200)과 기판(100)의 위치를 정렬한다.

그리고, 프로브 팁부의 상단(226)이 프로브 팁부의 기단부(114)에 접촉하도록 희생기판(200)과 기판(100)을 부착한 후, 프로브 팁부의 기단부(226)의 접촉층(115)과 프로브 팁부의 상단(226)의 접합 재료(227)를 서로 접촉시킨 후, 접합 재료(227)에 열과 압력을 가하여 프로브 팁부의 상단(226)과 프로브 팁부의 기단 부(115)를 열접합하여 서로 부착시킨다. 이러한 열접합 방법은 FCB(flip chip bond) 또는 음이온 결합 방법을 이용할 수 있다.

이와 같이, 프로브 팁부의 상단(226)과 프로브 팁부의 기단부(114)가 서로 부착되면, 희생 기판(200)과 제3포토레지스트층(105), 및 제4포토레지스트층(107) 등을 모두 식각 제거하여 도 5에 도시된 바와 같은 프로브가 형성된 프로브 카드를 형성한다.

이와 같이 본 발명의 프로브 카드의 제조 방법에 의해 제조된 프로브 카드는 멤스 공정을 통해 기판(100) 상에 동시에 형성된 복수의 프로브를 포함한다.

구체적으로, 본 발명의 한 실시예에 따른 프로브 카드는 기판(100), 기판(100)의 상면 단자(152)에 전기적으로 접촉되며, 상면 단자(152)로부터 수직 방향으로 형성된 범프(108); 범프(108)로부터 일방향으로 연장되며, 범프(108)와 동시에 형성된 몸체부(113); 몸체부(113)의 일단에 범프(108)와 반대 방향으로 돌출되어 형성된 프로브 팁부의 기단부(114); 상기 프로브 팁부의 기단부(114)와 별도로 형성되며, 프로브 팁부의 기단부(114)에 부착되어 있는 프로브 팁부의 상단(226); 및 프로브 팁부의 상단(226)과 프로브 팁부의 기단부(114)를 접촉시키는 접촉층(115)을 포함하여 이루어진다.

앞서 구체적으로 살펴본 바와 같이, 본 발명의 프로브 카드의 제조 방법에 의하면, 프로브의 구성 요소인 범프, 몸체부, 및 팁부 중, 범프와 몸체부, 그리고 팁부의 기단부를 기판 상에 직접 형성하나, 팁부의 상단은 희생 기판을 이용하여 별도로 형성되며, 이렇게 형성된 팁부의 상단을 팁부의 기단부에 부착시켜 프로브 카드를 제조한다. 또한, 본 발명의 프로브 카드의 제조 방법에서는 종래의 방법과 달리 프로브의 몸체와 프로브의 팁부를 다른 공정에서 제작하므로, 프로브의 몸체부와 팁부의 전체를 동시에 금속 도금 방법으로 형성할 필요가 없게 되는 바, 몸체부 형성을 위한 도금 공정이 장기간 동안 수행되지 않으므로, 형성된 몸체부의 균일성이 우수해진다. 따라서, 몸체부에 대한 연마 공정이 장기간 수행될 필요가 없다.

또한, 본 발명의 프로브 카드의 제조 방법에 의하면, 프로브 팁부의 상단이 몸체부와 별도로 제조되므로, 프로브 팁부 형성 시 보이드 발생이 종래의 기술에 비해 낮게 된다.

또한, 프로브 팁부의 상단이 별도로 형성되므로 프로브 팁의 상단 제작을 위해 노광 공정 및 에칭공정을 통해 정확한 마스크를 형성하여 사용할 수 있어 마스크 형태 대로 복수개의 프로브 팁의 상단을 균일하게 제작할 수 있다.

또한, 프로브 팁부의 상단을 위한 위한 트랜치 형성시 습식 식각공정을 통해 공정 시간을 조절하여 트랜치의 크기 및 깊이를 목적에 따라 용이하게 조절할 수 있으며, 그에 따라 프로브 팁부의 상단을 보다 정밀하게 형성할 수 있어 미세피 치(fine pitch)에 대응할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 프로브 카드의 제조 방법에 의하면, 프로브 팁부의 기단부의 크기를 목적에 따라 적절하게 조절할 수 있으므로, 프로브 팁부의 상단이 반도체 소자의 접촉 패드등에 접촉되어 압력을 받더라도 쉽게 부러지지 않도록 조절될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 첨부된 특허 청구 범위에 속하는 것은 당연하다.

Claims

a) 기판내 배선부와 연결되어 있는 상기 기판의 상면 단자와 연통하는 제1 범프 영역이 제외되도록 패터닝된 제1포토레지스트층을 형성하는 단계;

b) 상기 제1 범프 영역을 포함하며, 상기 제1 범프 영역으로부터 일 방향 이상으로 연장되어 있는 몸체부 영역이 제외되도록 패터닝된 제2포토레지스트층을 형성하는 단계;

c) 상기 제1 범프 영역 및 상기 몸체부 영역에 전도성 물질을 충전하여 프로브의 범프 및 몸체부를 동시에 형성하는 단계;

d) 상기 몸체부의 상면의 팁부 영역이 제외 되도록 패터닝된 제3포토레지스트층을 형성하는 단계;

e) 상기 팁부 영역에 전도성 물질을 충전하여 프로브의 제1팁부를 형성하는 단계;

f) 희생기판상에 트랜치를 형성하는 단계;

g) 상기 트랜치에 전도성 물질을 충전하여 프로브의 제2팁부를 형성하는 단계; 및

h) 상기 프로브의 제2팁부를 상기 프로브의 제1팁부에 접합하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 단계 a) 전에

상기 기판의 상면 단자와 연통하는 제2 범프 영역이 제외되도록 패터닝된 제4포토레지스트층을 형성하는 단계;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 프로브 카드의 제조 방법.
제2항에 있어서,

상기 제2 범프 영역에 전도성 물질을 충전하여 프로브의 제2 범프를 형성하는 단계;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 프로브 카드의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 기판의 하면에 전도성 금속으로 금속 도금층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 프로브 카드의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 단계 f) 는

상기 희생 기판의 상면에 산화막을 형성하는 단계;

상기 트랜치에 대응하는 트랜치 영역이 제외되도록 패터닝된 마스크층을 형성하는 단계;

상기 마스크층을 이용하여 상기 산화막에서 상기 트랜치 영역에 대응하는 영 역을 식각 제거하는 단계; 및

상기 산화막을 마스크로 이용하여 상기 희생기판에서 상기 트랜치 영역을 일회 이상 식각하여 상기 트랜치를 형성하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 프로브 카드의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 단계 f) 와 단계 g) 사이에

상기 트랜치 내로 전도성 금속을 스퍼터링하여 전도성 금속층을 형성하는 단계;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 프로브 카드의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 단계 f) 와 단계 g) 사이에

상기 희생 기판 상에 상기 트랜치를 제외하도록 패터닝된 포토레지스트층을 적층하여 상기 트랜치의 깊이를 증가시키는 단계;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 프로브 카드의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 단계 e) 와 단계 f) 사이에

상기 프로브의 제1팁부의 상부를 전도성 금속으로 도금하여 접촉층을 형성하 는 단계;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 프로브 카드의 제조 방법.
제8항에 있어서,

상기 전도성 금속이 금인 것을 특징으로 하는 상기 프로브 카드의 제조 방법.
제8항에 있어서,

상기 프로브의 제1팁부와 상기 프로브의 제2팁부가 상기 접촉층을 통해 열접합되는 것을 특징으로 하는 상기 프로브 카드의 제조 방법.
상면 단자가 구비된 기판;

상기 기판의 상면 단자에 전기적으로 접촉되며, 상기 상면 단자로부터 수직 방향으로 형성된 제1범프;

상기 제1범프로부터 일방향으로 연장되며, 상기 제1범프와 동시에 형성된 몸체부;

상기 몸체부의 일단에 상기 제1범프와 반대 방향으로 돌출되어 형성된 제1팁부;

상기 제1팁부와 별도로 형성되며, 상기 제1팁부에 부착되어 있는 제2팁부; 및

상기 제1팁부와 상기 제2팁부를 접촉시키는 접촉층;

을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
제11항에 있어서,

상기 기판과 상기 제1범프 사이에 제2범프가 별도로 형성되어 상기 기판과 상기 제1범프를 전기적으로 연결하고 있는 것을 특징으로 하는 상기 프로브 카드.