KR20080090913A - 전기적 접촉체의 팁 및 그 제조 방법 - Google Patents

전기적 접촉체의 팁 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

전기적 접촉체의 팁 제조 방법은 (1 0 0) 방향성을 갖는 실리콘 기판에 사각기둥 형상의 제1 리세스를 형성하고, (1 0 0) 방향에 대한 식각율이 (1 1 0) 방향에 대한 식각율보다 높은 식각액을 이용하여 상기 제1 리세스의 표면 부위들을 방향성 습식식각하여 입구와 저면에 경사면들을 갖는 제2 리세스를 형성한 후, 상기 제2 리세스에 도전성 물질을 매립하고 상기 실리콘 기판을 제거하여 전기적 접촉체의 팁을 획득한다.

Description

전기적 접촉체의 팁 및 그 제조 방법{Tip of a electrical contactor and method of manufacturing the same}
도 1은 종래 기술에 따른 전기적 접촉체의 팁을 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전기적 접촉체의 팁을 설명하기 위한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기적 접촉체의 팁을 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 전기적 접촉체의 팁을 설명하기 위한 평면도이다.
도 5a 내지 도 5e는 도 3에 도시된 전기적 접촉체의 팁을 제조하기 위한 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 6은 실리콘 기판의 결정 방향에 따른 수산화칼륨 용액과 이소프로필알콜 용액의의 혼합 용액의 식각율을 나타낸 그래프이다.
도 7은 실리콘 기판의 결정 방향에 따른 수산화칼륨 용액의 식각율을 나타낸 그래프이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 전기적 접촉체의 팁 110 : 지지부
120 : 몸체부 130 : 접촉부
200 ; 실리콘 기판 210 : 마스크막
220 : 제1 포토레지스트 패턴 230 : 제1 마스크 패턴
232 : 제1 개구 240 : 제1 리세스
250 : 제2 포토레지스트 패턴 260 : 제2 마스크 패턴
262 : 제2 개구 270 : 제2 리세스
280 : 도전 물질
본 발명은 전기적 접촉체의 팁 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 반도체 소자의 패드와 직접 접촉하는 전기적 접촉체의 팁 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘웨이퍼 상에 전기 소자들을 포함하는 전기적인 회로를 형성하는 팹(Fab) 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 반도체 장치들의 전기적인 특성을 검사하기 위한 EDS(electrical die sorting) 공정과, 상기 반도체 소자들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.
상기 EDS 공정은 프로브카드(Probe Card) 등의 전기적 접촉체를 반도체 소자의 패드에 접촉시켜 전기적 신호를 인가하고, 상기 인가된 전기신호에 대응하는 응답 전기신호를 검출하여 상기 반도체 소자의 정상 및 비정상 유무를 확인한다.
상기와 같은 전기적 접촉체는 팁이 상기 반도체 소자의 패드와 접촉한다. 따라서 상기 전기적 접촉체의 팁은 일정 길이를 가져야 한다.
한국등록특허 제0461681호에는 전자소자 검사용 전기적 접촉체의 팁 형성 방법에 대한 일실시예가 개시되어 있다.
상기 전기적 접촉체의 팁은 (1 0 0) 방향을 갖는 실리콘 기판 상을 건식 식각, 습식 식각 및 건식 식각하여 리세스를 형성하고 상기 리세스를 도전성 물질로 매립하여 형성한다. 상기 습식 식각은 수산화칼륨 용액 또는 수산화테트라메틸암모늄 용액에 의해 이루어진다. 상기 용액들은 (1 1 0) 방향에 대한 식각율이 (1 0 0) 방향에 대한 식각율보다 크다. 상기 팁은 다음과 같은 형상을 갖는다.
도 1은 종래 기술에 따른 전기적 접촉체의 팁을 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 전기적 접촉체의 팁을 설명하기 위한 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 전기적 접촉체의 팁(1)은 사각 기둥 형태를 갖는 지지부(10), 사각 기둥 형태를 가지며, 상기 지지부(10)의 상부면에 상기 지지부(10)에 대해 45도 회전된 형태로 구비되고, 상부의 네 꼭지점에 각각 경사면을 갖는 탐침부(20) 및 상기 탐침부(20)의 측면과 상기 지지부(10)의 상부면이 만나는 부위에 각각 구비되며, 사각뿔 형태로 일면이 상기 탐침부(20)의 측면과 상기 지지부(10)의 상부면에 각각 일면이 면 접촉하는 네 개의 보조 지지부(30)를 포함한다.
상기 팁(1)은 일정한 길이를 가지면서 상기 지지부(10)에 대해 상기 탐침부(20)가 45도 회전된 형태이므로, 상기 지지부(10)의 단면적에 비해 상기 탐침부(20)의 단면적이 상대적으로 작다. 따라서, 상기 탐침부(20)의 강도가 약해지고, 상기 탐침부(20)의 종횡비가 커진다. 상기 지지부(10)의 단면적보다 상기 탐침부(20)의 단면적이 작으므로, 상기 팁(1)의 크기를 줄이면서 상기 팁(1)의 강도를 일정 이상 유지하기 어렵다.
또한, 상기 탐침부(20)의 종횡비가 크므로, 상기 리세스에 도전 물질을 매립하기 위한 스퍼터링 공정, 화학 기상 증착 공정, 물리 기상 증착 공정 또는 도금 공정이 어려우며 보이드가 발생할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 크기를 감소시키면서 상대적으로 높은 강도를 갖는 전기적 접촉체의 팁을 제공한다.
본 발명의 실시예들은 상기 전기적 접촉체의 팁을 제조하기 위한 전기적 접촉체의 팁 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 전기적 접촉체의 팁은 사각뿔대 형상을 갖는 지지부와, 사각기둥 형상을 가지며, 상기 지지부 상에 구비되는 몸체부 및 사각뿔대 형상을 가지며, 상기 몸체부 상에 구비되는 접촉부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 지지부의 상부면 면적, 상기 몸체부의 단면적 및 상기 접촉부의 하부면 면적은 각각 동일할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 지지부, 상기 몸체부 및 상기 접촉부는 금속을 포함할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 상기 전기적 접촉체의 팁은 상기 지지부의 면적 대비 상기 몸체부의 크기가 크므로, 상기 팁의 강도를 향상시킬 수 있다. 상기 접촉부가 날카로운 형상을 가지므로 상기 팁의 스크럽 특성을 향상시킬 수 있 다.
본 발명에 따른 전기적 접촉체의 팁 제조 방법은 (1 0 0) 방향성을 갖는 실리콘 기판에 사각기둥 형상의 제1 리세스를 형성한다. (1 0 0) 방향에 대한 식각율이 (1 1 0) 방향에 대한 식각율보다 높은 식각액을 이용하여 상기 제1 리세스의 표면 부위들을 방향성 습식식각하여 입구와 저면에 경사면들을 갖는 제2 리세스를 형성한다. 상기 제2 리세스에 도전성 물질을 매립한다. 상기 실리콘 기판을 제거하여 전기적 접촉체의 팁을 획득한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 건식 식각은 반응성 이온 식각(reactive ion etch; RIE)에 의해 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 습식 식각은 수산화칼륨(KOH) 용액과 이소프로필알콜(isopropyl alcohol, IPA) 용액의 혼합 용액을 이용하여 60 ℃ 내지 90℃의 온도에서 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 습식 식각은 수산화테트라메틸암모늄(tetra-methyl ammonium hydroxide, TMAH) 용액과 이소프로필알콜 용액의 혼합 용액을 이용하여 60 ℃ 내지 90℃의 온도에서 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 다른 전기적 접촉체의 팁 제조 방법은 실리콘 기판에 사각기둥 형상의 제1 리세스를 형성한다. 상기 제1 리세스의 표면 부위들을 식각하여 입구와 저면에 경사면들을 갖는 제2 리세스를 형성한다. 상기 제2 리세스에 도전성 물질을 매립한다. 상기 실리콘 기판을 제거하여 사각뿔대 형상을 갖는 지지부와, 사각기둥 형상을 가지며, 상기 지지부 상에 구비되는 몸체부 및 사각뿔대 형상을 가지며, 상기 몸체부 상에 구비되는 접촉부를 포함하는 전기적 접촉체의 팁을 획득한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 리세스 형성은 반응성 이온 식각에 의해 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제2 리세스 형성은 수산화칼륨 용액과 이소프로필알콜 용액을 1 : 0.05 내지 0.25의 부피비로 혼합한 혼합 용액을 이용하여 60 ℃ 내지 90℃의 온도에서 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제2 리세스 형성은 수산화테트라메틸암모늄 용액과 이소프로필알콜 용액을 1 : 0.05 내지 0.25의 부피비로 혼합한 혼합 용액을 이용하여 60 ℃ 내지 90℃의 온도에서 이루어질 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 전기적 접촉체의 팁 제조 방법은 제2 리세스의 단면적을 크게 하여 종횡비가 낮으므로, 상기 제2 리세스를 도전성 물질로 매립할 때 보이드 발생을 방지할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전기적 접촉체의 팁 및 그 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 참조부 호를 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 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기적 접촉체의 팁을 설명하기 위한 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 전기적 접촉체의 팁을 설명하기 위한 평면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 팁(100)은 지지부(110), 몸체부(120) 및 접촉부(130)를 포함한다.
상기 지지부(110)는 사각뿔대 형상을 갖는다. 예를 들면, 상기 지지부(110)는 정사각뿔대 형상을 갖는다. 상기 지지부(110)의 상부면 면적이 하부면 면적보다 약간 작은 것이 바람직하다.
상기 몸체부(120)는 사각 기둥 형태를 갖는다. 예를 들면, 상기 몸체부(120)는 정사각 기둥 형태를 가질 수 있다. 상기 몸체부(120)는 상기 지지부(110)의 상부면에 동일한 방향으로 구비된다. 상기 몸체부(120)의 하부면 면적과 상기 지지부(110)의 단면적은 동일하다. 따라서, 상기 몸체부(120)의 단면적을 상기 지지부(110)의 면적에 근접하도록 최대화할 수 있다. 상기 팁(100)의 길이가 일정한 상태에서 상기 몸체부(120)의 단면적을 크게 할 수 있으므로, 상기 몸체부(120)의 강도를 높일 수 있고 종횡비는 낮출 수 있다.
상기 접촉부(130)는 사각뿔대 형상을 갖는다. 예를 들면, 상기 접촉부(130)는 정사각뿔대 형상을 갖는다. 상기 접촉부(130)는 상기 몸체부(120) 상에 동일한 방향으로 구비된다. 상기 접촉부(130)의 하부면 면적은 상기 몸체부(120)의 단면적과 동일하다. 상기 접촉부(130)는 반도체 소자의 패드와 직접 접촉한다. 상기 접촉부(130)가 날카로운 형상을 가지므로, 상기 접촉부(130)가 상기 패드 상에 형성된 얇은 산화막을 뚫고 상기 패드와 직접 정확히 접촉할 수 있다.
상기 지지부(110), 상기 몸체부(120) 및 상기 접촉부(130)는 금속 재질을 포함한다. 상기 금속의 예로는 경질의 금속 또는 귀금속을 들 수 있다. 상기 경질의 금속으로는 니켈, 니켈-코발트 합금, 로듐/니켈-코발트 합금, 납/니켈-코발트 합금 등을 들 수 있다.
상기 전기적 접촉체의 팁(100)은 상기 몸체부(120)의 단면적이 상기 지지부(110)의 단면적에 근접하도록 크다. 따라서, 상기 팁(100)은 높은 강도를 가지며, 전체적으로 낮은 종횡비를 갖는다.
도 5a 내지 도 5e는 도 3에 도시된 전기적 접촉체의 팁을 제조하기 위한 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5a를 참조하면, 실리콘 기판(200)의 상부면에 마스크막(210)을 형성한다. 상기 실리콘 기판(200)은 (1 0 0) 방향성을 가진 실리콘(Silicon) 기판일 수 있다. 상기 마스크막(210)은 산화물, 질화물, 산질화물을 포함할 수 있다. 상기 산화물은 열산화 공정(Thermal Oxidation Process)에 의해 형성될 수 있다.
상기 마스크막(210) 상에 포토레지스트 막을 형성한 다음, 상기 포토레지스트 막을 노광 및 현상하여 제1 포토레지스트 패턴(220)을 형성한다.
도 5b를 참조하면, 상기 제1 포토레지스트 패턴(220)을 식각 마스크로 하여 상기 마스크막(210)을 식각함으로써 상기 실리콘 기판(200) 상에 제1 마스크 패턴(230)을 형성한다. 여기서, 상기 제1 마스크 패턴(230)은 제1 개구(232)를 갖는다. 예를 들면, 상기 제1 개구(232)는 사각형 형상이다. 바람직하게 상기 제1 개구(232)는 정사각형 형상이다. 상기 제1 포토레지스트 패턴(220)을 애싱 및/또는 스트립 공정을 이용하여 제거한다.
도 5c를 참조하면, 상기 제1 마스크 패턴(230)을 식각 마스크로 하여 실리콘 기판(200)을 식각함으로써 상기 실리콘 기판(200) 상에 상기 제1 리세스(240)를 형성한다. 예를 들면, 상기 제1 리세스(240)는 사각형 형상, 바람직하게는 정사각형 형상을 갖는다. 상기 제1 리세스(240)는 건식 식각 공정에 의해 식각된다. 상기 건식 식각 공정을 위한 가스로는 SF6 가스, C4F8 가스 및 O2 가스 등을 들 수 있다. 상기 건식 식각 공정의 예로는 팁 리세스(Deep trench) 식각 방법인 반응성 이온 식각(Reactive Ion Etching) 공정을 들 수 있다.
도 5d를 참조하면, 상기 제1 마스크 패턴(230) 상에 포토레지스트 막을 형성한 다음, 상기 포토레지스트 막을 노광 및 현상하여 제2 포토레지스트 패턴(250)을 형성한다.
도 5e를 참조하면, 상기 제2 포토레지스트 패턴(250)을 식각 마스크로 하여 상기 제1 마스크 패턴(230)을 식각함으로써 상기 실리콘 기판(200) 상에 제2 마스크 패턴(260)을 형성한다. 여기서, 상기 제2 마스크 패턴(260)은 제2 개구(262)를 갖는다. 예를 들면, 상기 제2 개구(232)는 사각형 형상이며, 바람직하게 정사각형 형상이다. 상기 제2 개구(262)는 상기 제1 리세스(240)를 포함하여 상기 실리콘 기판(200)의 상부면을 노출시킨다. 이때, 상기 제2 개구(262)는 상기 제1 리세스(240)와 동일한 방향을 갖는다. 상기 제2 개구(232)는 상기 제1 개구(232)보다 크다. 상기 제2 포토레지스트 패턴(250)을 애싱 및/또는 스트립 공정을 이용하여 제거한다.
도 5f를 참조하면, 상기 제2 마스크 패턴(260)을 식각 마스크로 하여 상기 실리콘 기판(200)을 식각함으로써 상기 실리콘 기판(200) 상에 제2 리세스(270)를 형성한다. 상기 제2 리세스(270)는 습식 식각 공정에 의해 식각된다. 상기 습식 식각 공정을 위한 용액으로는 수산화칼륨(KOH) 용액과 이소프로필알콜(isopropyl alcohol, IPA) 용액의 부피비가 1 : 0.05 내지 0.25인 혼합 용액 또는 수산화테트라메틸암모늄(tetra-methyl ammonium hydroxide, TMAH) 용액과 이소프로필알콜 용액의 부피비가 1 : 0.05 내지 0.25인 혼합 용액을 들 수 있다. 상기 습식 식각시 공정 온도는 약 60 ℃ 내지 90℃일 수 있다. 바람직하게는 상기 공정 온도는 약 60 ℃ 내지 80℃ 일 수 있다.
상기 수산화칼륨 용액 또는 상기 수산화테트라메틸암모늄 용액 단독으로 습식 식각 공정시, (1 0 0) 방향성을 가진 상기 실리콘 기판(200)은 상기 용액과의 반응에 의해 (1 1 0) 방향에 대한 식각율이 (1 0 0) 방향에 대한 식각율보다 높다. 상기 수산화칼륨 용액 또는 상기 수산화테트라메틸암모늄 용액에 상기 이소프로필알콜 용액을 첨가하면, 상기 이소프로필알콜 용액은 상기 수산화칼륨 용액 또는 상기 수산화테트라메틸암모늄 용액의 수산화기와 반응하여 상기 실리콘 기판(200)의 식각율을 저하시킨다. 이때, 상기 이소프로필알콜 용액은 (1 1 0) 방향에 대한 식각율을 상대적으로 많이 저하시키고, 상기 (1 0 0) 방향에 대한 식각율을 상대적으로 적게 저하시킨다.
따라서, 상기 혼합 용액을 이용한 상기 습식 식각 공정시 (1 0 0) 방향성을 가진 실리콘 재질의 상기 실리콘 기판(200)은 상기 혼합 용액과의 반응에 의해 (1 0 0) 방향에 대한 식각율이 (1 1 0) 방향에 대한 식각율보다 높다. 구체적으로, 상기 제1 리세스(240)의 측면들과 저면들은 상대적으로 많이 식각되고, 상기 측면들과 저면들이 이루는 모서리 부위 및 상기 제1 리세스(240)의 측면과 상기 실리콘 웨이퍼(200)의 상부면이 이루는 모서리 부위는 상대적으로 적게 식각된다. 따라서, 상기 제1 리세스(240)의 단면적이 넓어지고, 깊이가 깊어진다. 또한, 상기 제1 리세스(240)의 측면들과 저면이 이루는 모서리들과 상기 제1 리세스(240)의 측면들과 상기 실리콘 웨이퍼(200)의 상부면이 이루는 모서리들에는 경사면이 형성된다. 따라서, 상기 제2 리세스(270)는 입구 부위의 네 모서리에 상대적으로 작은 폭의 경사를 가지며, 저면 부위의 네 모서리에 상대적으로 작은 폭의 경사를 갖는다.
상기 수산화칼륨 용액과 이소프로필알콜 용액의 부피비가 1 : 0.05 미만이거나 수산화테트라메틸암모늄 용액과 이소프로필알콜 용액의 부피비가 1 : 0.05 미만인 경우, 상기 수산화칼륨 용액 및 수산화테트라메틸암모늄의 영향이 커 (1 0 0) 방향에 대한 식각율이 (1 1 0) 방향에 대한 식각율보다 낮다. 상기 수산화칼륨 용액과 이소프로필알콜 용액의 부피비가 1 : 0.25를 초과하거나 수산화테트라메틸암모늄 용액과 이소프로필알콜 용액의 부피비가 1 : 0.25를 초과하는 경우, 상기 실리콘 기판(200)의 식각면 거칠기가 나빠진다. 상기 공정 온도가 약 60 ℃보다 낮으면, 상기 혼합 용액에 의한 식각율이 저하되며, 상기 공정 온도가 약 90℃보다 높은 경우, 상기 혼압 용액의 식각율이 너무 높아져 상기 식각율을 제어하기 어렵다.
도 5g를 참조하면, 상기 제2 마스크 패턴(260)을 애싱 및/또는 스트립 공정을 이용하여 제거한다. 상기 제2 리세스(270)를 도전성 물질(280)로 매립한다. 상 기 도전성 물질(280)은 화학 기상 증착 공정(Chemical Vapor Deposition Process), 물리적 기상 증착 공정(Physical Vapor Deposition Process), 도금 공정 등에 의해 매립될 수 있다. 일예로, 상기 도전성 물질은 경질의 금속을 포함한다. 상기 경질의 금속으로는 니켈, 니켈-코발트 합금, 로듐/니켈-코발트 합금, 납/니켈-코발트 합금 등을 들 수 있다. 다른 예로, 상기 도전성 물질은 귀금속(noble metal)일 수 있다.
상기 제2 리세스(270)는 입구 부위와 저면 부위를 제외하면 전체적으로 균일한 단면적을 가지므로, 상기 제2 리세스(270)의 깊이에 비해 상대적으로 단면적이 크다. 따라서, 상기 제2 리세스(270)는 낮은 종횡비를 갖는다. 상기 증착 공정시, 상기 제2 리세스(270)의 스텝 커버리지 특성을 개선할 수 있다. 상기 도금 공정시, 상기 제2 리세스(270)에 보이드를 발생시키지 않을 수 있다. 이후, 상기 실리콘 기판(200)의 표면이 노출될 때까지 평탄화 공정을 수행한다. 상기 평판화 공정의 예로는 화학적 기계적 연마(cemical mechanical polishing), 에치백, 그라인딩 등을 들 수 있다.
도 5e를 참조하면, 상기 실리콘 기판(200)을 리프트 오프(lift-off) 또는 식각 공정에 의하여 제거하여 상기 팁(100)을 완성한다. 상기 리프트 오프(lift-off) 또는 식각 공정에는 수산화칼륨(KOH) 용액이 사용될 수 있다.
한편, 상기 실리콘 기판(200)은 잔존시킨 후, 상기 실리콘 기판(200) 상에 전기적 접촉체의 빔부(beam part)를 형성하는 공정과 상기 빔부와 인쇄회로기판 등의 전기적 구성체를 범프(Bump)를 매개로 연결하는 본딩공정이 더 수행될 수도 있 다.
상기와 같이 형성된 전기적 접촉체의 팁(100)은 몸체부(120)가 지지부(110)와 동일한 방향을 가지므로, 상기 몸체부(120)의 단면적을 상기 지지부(110)의 단면적에 근접하도록 형성할 수 있다. 따라서, 상기 팁(100)은 높은 강도를 갖는다. 또한, 상기 제2 리세스(270)의 종횡비를 줄일 수 있으므로, 상기 제2 리세스(270)의 매립시 보이드 발생을 방지할 수 있다. 그리고, 상기 접촉부(130)가 모서리를 갖도록 형성할 수 있으므로, 상기 팁(100)의 스크럽 특성을 향상시킬 수 있다.
실험예
15 w%의 수산화칼륨 용액과 이소프로필알콜 용액의 혼합 용액의 온도를 60℃, 70℃, 80℃, 90℃로 변화시키면서 (1 0 0) 방향성을 갖는 실리콘 기판에 대한 식각 공정을 수행하였다. 즉, 수산화칼륨 용액과 이소프로필알콜 용액을 약 1 : 0.15의 부피비로 혼합한 혼합 용액을 사용하였다. 도 6은 상기 실험예에 따라 상기 실리콘 기판의 결정 방향에 따른 수산화칼륨 용액과 이소프로필알콜 용액의 혼합 용액의 식각율을 나타낸 그래프이다. 도 6에서 X축은 온도를 나타내며, Y축은 식각율을 나타낸다. 상기 온도 범위에서 (1 0 0) 방향의 식각율과 (1 1 0) 방향의 식각율이 작게 나타났지만, (1 0 0) 방향의 식각율이 (1 1 0) 방향의 식각율보다 상대적으로 높음을 알 수 있다.
비교예
25 w%의 수산화칼륨 용액의 온도를 60℃, 70℃, 80℃, 90℃로 변화시키면서 (1 0 0) 방향성을 갖는 실리콘 기판에 대한 식각 공정을 수행하였다. 도 7은 상기 비교예에 따라 상기 실리콘 기판의 결정 방향에 따른 수산화칼륨 용액의 식각율을 나타낸 그래프이다. 도 7에서 X축은 온도를 나타내며, Y축은 식각율을 나타낸다. 상기 온도 범위에서 (1 1 0) 방향의 식각율과 (1 0 0) 방향의 식각율이 모두 크게 나타났지만, (1 1 0) 방향의 식각율이 (1 0 0) 방향의 식각율보다 상대적으로 높음을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 전기적 접촉체의 팁은 몸체부가 지지부와 동일한 방향을 가지므로, 상기 몸체부의 단면적을 상기 지지부의 단면적에 근접하도록 형성할 수 있다. 따라서, 상기 팁은 높은 강도를 갖는다. 또한, 상기 접촉부가 모서리를 갖도록 형성할 수 있으므로, 상기 팁의 스크럽 특성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 제2 리세스를 종횡비가 낮도록 형성하므로, 상기 제2 리세스를 도전성 물질로 매립할 때 보이드 발생을 방지할 수 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 (11)

  1. 사각뿔대 형상을 갖는 지지부;
    사각기둥 형상을 가지며, 상기 지지부 상에 구비되는 몸체부; 및
    사각뿔대 형상을 가지며, 상기 몸체부 상에 구비되는 접촉부를 포함하는 전기적 접촉체의 팁.
  2. 제1항에 있어서, 상기 지지부의 상부면 면적, 상기 몸체부의 단면적 및 상기 접촉부의 하부면 면적은 각각 동일한 것을 특징으로 하는 전기적 접촉체의 팁.
  3. 제1항에 있어서, 상기 지지부, 상기 몸체부 및 상기 접촉부는 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적 접촉체의 팁.
  4. (1 0 0) 방향성을 갖는 실리콘 기판에 사각기둥 형상의 제1 리세스를 형성하는 단계;
    (1 0 0) 방향에 대한 식각율이 (1 1 0) 방향에 대한 식각율보다 높은 식각액을 이용하여 상기 제1 리세스의 표면 부위들을 방향성 습식식각하여 입구와 저면에 경사면들을 갖는 제2 리세스를 형성하는 단계;
    상기 제2 리세스에 도전성 물질을 매립하는 단계; 및
    상기 실리콘 기판을 제거하여 팁을 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적 접촉체의 팁 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 건식 식각은 반응성 이온 식각(reactive ion etch; RIE)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기적 접촉체의 팁 제조 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 습식 식각은 수산화칼륨(KOH) 용액과 이소프로필알콜(isopropyl alcohol, IPA) 용액의 혼합 용액을 이용하여 60 ℃ 내지 90℃의 온도에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기적 접촉체의 팁 제조 방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 습식 식각은 수산화테트라메틸암모늄(tetra-methyl ammonium hydroxide, TMAH) 용액과 이소프로필알콜 용액의 혼합 용액을 이용하여 60 ℃ 내지 90℃의 온도에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기적 접촉체의 팁 제조 방법.
  8. 실리콘 기판에 사각기둥 형상의 제1 리세스를 형성하는 단계;
    상기 제1 리세스의 표면 부위들을 식각하여 입구와 저면에 경사면들을 갖는 제2 리세스를 형성하는 단계;
    상기 제2 리세스에 도전성 물질을 매립하는 단계; 및
    상기 실리콘 기판을 제거하여 사각뿔대 형상을 갖는 지지부와, 사각기둥 형상을 가지며, 상기 지지부 상에 구비되는 몸체부 및 사각뿔대 형상을 가지며, 상기 몸체부 상에 구비되는 접촉부를 포함하는 전기적 접촉체의 팁을 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적 접촉체의 팁 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 리세스 형성은 반응성 이온 식각에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기적 접촉체의 팁 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제2 리세스 형성은 수산화칼륨 용액과 이소프로필알콜 용액을 1 : 0.05 내지 0.25의 부피비로 혼합한 혼합 용액을 이용하여 60 ℃ 내지 90℃의 온도에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기적 접촉체의 팁 제조 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 제2 리세스 형성은 수산화테트라메틸암모늄 용액과 이소프로필알콜 용액을 1 : 0.05 내지 0.25의 부피비로 혼합한 혼합 용액을 이용하여 60 ℃ 내지 90℃의 온도에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기적 접촉체의 팁 제조 방법.
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