KR20080114097A - 프로브 카드 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 프로브 카드 제조 방법은 희생기판상에서 일정 영역을 식각 제거하여 트렌치를 형성하는 단계; 상기 희생기판상에 감광물질을 상기 트렌치가 메워지도록 도포하여 포토레지스트층을 형성하는 단계; 프로브 몸통부에 대응하는 영역을 노출시키는 마스크를 이용하여, 상기 트렌치 상에 형성된 일부를 포함하도록 상기 포토레지스트 층을 노광시키는 단계; 상기 포토레지스트층에서 상기 트렌치의 일부 영역을 포함하는 상기 프로브 몸통부에 대응하는 영역을 식각 제거하여, 상기 프로브 몸통부를 위한 금형을 형성하는 단계; 상기 금형에 전도성 물질을 도입하여 상기 프로브의 몸통부를 형성하는 단계;를 포함한다.

본 발명의 프로브 카드 제조 방법에 의하면, 하나의 트렌치 상에 포토레지트층을 적층하고, 이를 식각 제거하여 형성된 패턴을 마스크로 하여 하나 이상의 프로브 팁부를 형성할 수 있으므로, 다양한 회로 패턴에 대응 가능한 미세 피치의 프로브 팁부를 형성할 수 있으며, 그로부터 미세 피치에 대응할 수 있는 프로브 카드를 제조할 수 있게 된다.

프로브 카드

Description

프로브 카드 제조 방법{Method for producing probe card}

도 1은 종래의 프로브 카드 제조 방법에 의해 제조된 프로브 카드의 단면을 개념적으로 보여준다.

도 2는 종래의 또 다른 프로브 카드 제조 방법에 의해 제조된 프로브 카드의 단면을 개념적으로 보여준다.

도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 프로브 카드 제조 방법에서 희생 기판상에 트렌치를 형성하는 방법을 보여준다.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 프로브 카드 제조 방법에서 트렌치를 이용하여 프로브의 몸통부와 팁부를 형성하는 방법을 보여준다.

도 5a 내지 도 5d은 본 발명의 프로브 카드 제조 방법에 의해 형성된 프로브들의 모양의 예들을 각각 보여주는 평면도들이다.

도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 프로브 카드 제조 방법에서 프로브의 기단부를 형성하는 방법을 보여준다.

도 7은 본 발명의 프로브 카드 제조 방법에서 희생기판에 형성된 프로브의 기단부를 대응하는 기판의 상면 단자에 접합하는 방법을 보여준다.

도 8은 본 발명의 프로브 카드 제조 방법에 의해 제조된 프로브 카드의 단면을 개념적으로 보여준다.

본 발명은 프로브 카드 제조 방법, 특히 하나의 트렌치로부터 하나 이상의 프로브 팁부를 다양한 모양으로 형성할 수 있는 프로브 카드의 제조 방법에 관한 것이다.

웨이퍼 프로빙 장치는 프로브 카드를 이용하여 웨이퍼 상에 형성되어 있는 각 개별 반도체 칩 또는 디스플레이 구동 소자(display driver IC)들을 전기적으로 테스트하는 장치이며, 이때 프로브 카드에 복수개로 구비되어 있는 프로브는 대응하는 각 개별 반도체 칩들의 금속 패드에 접촉하여 상기 테스트가 수행될 수 있게 한다.

이렇게 웨이퍼 상의 각 개별 반도체 칩에 대하여 전기 테스트를 수행하기 위한 프로브 카드의 프로브는 일반적으로 침 형태로 구비되며('프로브 침' 이라고도 한다), 이러한 프로브는 프로브 카드에 각각 실장되어 사용된다. 그러나 침 형태의 프로브를 프로브 카드에 일일이 실장하는 것은 그 제조 시간, 및 경비 측면에서 바람직하지 않다.

따라서 복수개의 프로브를 반도체 식각 기술 등을 이용하여 기판상에 동시에 형성하여 프로브 카드를 제조하는 방법이 연구되고 있다.

먼저, 반도체 식각 기술 등을 이용한 종래의 프로브 카드의 제조 방법을 구 체적으로 살펴본다.

먼저, 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 기판(10)에 감광 물질을 도포하여 포토레지스트 층을 형성한 후, 배선부(11) 주위의 포토레지스트 층을 식각 제거한 후, 식각 제거된 배선부(11) 부위에 금속을 도금하여 프로브의 기단부(bump)(20)를 형성한다.

그리고, 별도로 준비된 희생 기판(도시 하지 않음)을 식각하여 프로브의 팁부에 대응하는 형상의 트렌치를 형성하고, 형성된 트렌치에 금속을 도입하여 프로브의 팁부(40)를 형성하고, 상부에 감광 물질로 포토레지스트 층을 형성한 후, 상기 프로브의 팁부(40)를 포함하며 일방향으로 연장되는 영역이 제외되도록 포토레지스트 층을 식각 제거한 후, 식각 제거된 부위에 금속을 도입하여 프로브의 팁부와 연결되는 프로브의 몸통부를 형성한다.

그리고, 기판(10)상에 형성된 프로브의 기단부(bump)(20)와 희생기판상에 형성된 프로브의 몸통부를 접합층(30)을 통해 서로 접합시킨 후, 잔존하는 포토레지스트 층을 식각 제거하여 프로브 카드를 제조한다.

이러한 종래의 프로브 카드 제조 방법에서는 프로브의 팁부를 위해 트렌치를 형성하는 데, 목적하는 팁부의 길이가 긴 경우 트렌치의 깊이를 더욱 깊게 형성해야 했다. 그런데, 트렌치의 깊이를 깊게 하기 위해서는 트렌치의 크기가 커져야되기 때문에, 이러한 방법으로 제조된 프로브의 팁부는 그 크기가 지나치게 커지게 되고, 그에 따라 대응하는 몸통부의 너비도 커지게 되어서, 결과적으로 미세 피치에 대응할 수 없게 되었다.

최근 제조되는 반도체 소자의 크기가 점차 소형화됨에 따라, 이렇게 소형화된 반도체 소자의 양부를 테스트 하기 위한 프로브의 팁부도 점차 미세 피치에 대응할 수 있도록 제조될 것이 요구되고 있다.

따라서, 이러한 점을 해결하기 위해, 트렌치의 크기를 크게 함없이 트렌치의 깊이를 증가시키는 방법이 요구되었다. 이러한 요구를 달성하기 위해, 형성된 팁부(40)의 상부에 포토레지스트 층을 추가 형성하고, 팁부(40) 상부 영역에 해당하는 부위를 식각제거한 후, 식각 제거된 부위에 금속을 도입하여 프로브의 팁부(40)와 연결되는 팁 연장부(41)를 형성하여, 프로브의 팁부(40)의 전체적인 길이를 목적하는 수준으로 달성하는 방법이 이용되고 있다.

그러나, 이러한 경우, 프로브의 팁부(40)를 형성하기 위해 최소한 2번 이상의 식각 공정, 2번 이상의 금속 도입 공정(도금 공정), 및 금속 도입후 돌출 금속에 대한 2번 이상의 연마 공정이 필요하게 된다. 따라서, 프로브의 팁부(40) 형성 공정시 공정 스트레스가 프로브의 팁부(40)에 가해지게 되어 프로브 카드의 생산 수율이 낮아지게 된다.

또한, 종래의 프로브 카드 제조 방법에서는 프로브의 팁부의 모양은 금형으로 이용되는 트렌치의 모양에 의해 의존하게 되는 바, 상기 트렌치는 실리콘 기판과 같은 희생 기판상에 형성되므로, 그 모양을 원하는 대로 형성하기 어려우므로, 그에 따라 프로브의 팁부의 모양을 다양하게 형성할 수 없었다.

또한, 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 반도체 식각 기술을 이용한 종래의 또 다른 프로브 카드의 제조 방법에 의하면, 위와 유사한 방법으로 형성된 프로브 의 기단부(bump)(20)의 상부에, 포토레지스트 층을 추가 형성하고, 프로브의 몸통부(beam)에 대응하는 부위를 식각제거한 후, 식각 제거된 부위에 금속을 도입하여 프로브의 몸통부(50)을 형성하고, 프로브의 몸통부(50)의 상부에 위와 유사한 방법을 반복수행하여 프로브의 팁부(60)를 형성한다.

이러한 종래의 프로브 카드 제조 방법에서는 포토레지스트 층을 적층하고, 금속을 도입하는 방법 등을 통해 프로브의 팁부(60)를 몸통부(50)의 상부에 직접 형성하게 되므로, 프로브 팁부(60)의 윗 부분이 뽀족하게 가공되기 어려워 평탄한 모양으로 형성되게 된다.

따라서, 이러한 종래의 프로브 카드의 제조 방법에 의해 제조된 프로브 카드는 웨이퍼상에 반도체 소자의 접촉부에 프로브의 팁부로 스크럽 마크를 형성하는 것이 용이하게 않게 된다. 뿐만 아니라, 동일 기판 상에 프로브의 기단부(20), 몸통부(50), 및 팁부(60)를 형성하기 위해 수많은 포토레지스트 적층 공정, 식각 공정, 금속 도입 공정, 및 금속 도입후 돌출 금속에 대한 연마 공정을 수행해야 하므로, 막대한 공정 스트레스가 제조 도중에 발생하게 되며, 그에 따라 프로브 카드의 생산 수율이 낮아지게 된다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 목적하는 프로브 팁부의 길이에 대응하는 깊이의 트렌치를 형성하고, 형성된 트렌치로부터 원하는 모양의 프로브 팁부를 형성할 수 있는 신규한 프로브 카드의 제조 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 한 특징에 따른 프로브 카드 제조 방법은 희생기판상에서 일정 영역을 식각 제거하여 트렌치를 형성하는 단계; 상기 희생기판상에 감광물질을 상기 트렌치가 메워지도록 도포하여 포토레지스트층을 형성하는 단계; 프로브 몸통부에 대응하는 영역을 노출시키는 마스크를 이용하여, 상기 트렌치 상에 형성된 일부를 포함하도록 상기 포토레지스트 층을 노광시키는 단계; 상기 포토레지스트층에서 상기 트렌치의 일부 영역을 포함하는 상기 프로브 몸통부에 대응하는 영역을 식각 제거하여, 상기 프로브 몸통부를 위한 금형을 형성하는 단계; 상기 금형에 전도성 물질을 도입하여 상기 프로브의 몸통부를 형성하는 단계;를 포함한다.

상기 마스크는 상기 포토레지스트 층에서 서로 이격되어 있는 둘 이상의 상기 트렌치의 일부에 대응하는 영역을 동시에 노광시킬 수 있다.

상기 둘 이상의 상기 트렌치의 일부 영역으로부터 각각 형성된 둘 이상의 프로브 팁부 사이의 간격은 미세피치에 대응할 수 있다.

상기 프로브 카드의 제조 방법은 상기 프로브 몸통부와 기판의 상부에 구비되어 있는 상면단자를 전기적으로 연결한 후, 상기 희생 기판 및 상기 포토레지스트 층을 식각 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 프로브 카드 제조 방법은 희생기판상에서 일정 영역을 식각 제거하여 트렌치를 형성하는 단계; 상기 희생기판상에 감광물질을 상기 트렌치가 메워지도록 도포하여 포토레지스트층을 형성하는 단계; 프로브 팁부에 대응하는 영역을 노출시키는 마스크를 이용하여, 상기 트렌치 상에 형성된 상기 포토레지스트 층의 일부를 노광시키는 단계; 상기 프로브 팁부에 대응하는 영역을 식각 제거하여, 상기 프로브 팁부를 위한 금형을 형성하는 단계; 및 상기 금형에 전도성 물질을 도입하여 상기 프로브 팁부를 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 마스크는 상기 포토레지스트 층에서 서로 이격되어 있는 둘 이상의 상기 트렌치의 일부에 대응하는 영역을 동시에 노광시킬수 있다.

상기 둘 이상의 상기 트렌치의 일부 영역으로부터 각각 형성된 둘 이상의 프로브 팁부 사이의 간격은 미세피치에 대응할 수 있다.

상기와 같은 기술적 과제의 달성을 위해, 본 발명에서는 희생기판에 트렌치를 목적하는 프로브 팁부의 길이에 대응하는 깊이로 형성한 후, 상기 트렌치에 감광성 물질을 메워넣고, 상기 트렌치상의 감광성 물질을 목적하는 모양에 따라 일부만을 제거하여 금형을 형성한 후, 상기 금형에 전도성 물질을 도입하여 목적하는 모양의 프로브 팁부를 형성함으로써, 목적하는 길이와 모양을 가지는 팁부를 가지며, 동시에 목적하는 미세 피치에 대응할 수 있는 프로브 카드를 제조하는 방법을 달성할 수 있다.

이하, 본 발명을 바람직한 실시예와 첨부한 도면을 참고로 하여 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 한정되는 것은 아니다.

먼저, 도 3a 내지 3f를 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 프로브 카드 제조 방법 중 희생기판 상에 트렌치를 형성하는 방법을 설명한다.

도 3a에서 볼 수 있는 바와 같이, 희생 기판(100)을 세정하여 준비하고, 준비된 희생 기판(100)을 노(furnace)에 넣어 상면 및 하면에 산화막(110)을 형성한다. 본 발명에서 희생 기판(100)은 특별히 제한되지 않으며, 실리콘 기판, 적층 세라믹 기판, 또는 실리콘 웨이퍼가 바람직하게 사용된다.

다음으로, 도 3b에서 볼 수 있는 바와 같이, 희생기판(100)의 상면에 감광물질을 도포하여 제1포토레지스트 층을 형성한 후 상기 제1포토레지스트 층을 프로브의 팁부를 위한 일정 영역이 노출되도록 패터닝하여 마스크 층(120)을 형성한다.

그 후, 도 3c에서 볼 수 있는 바와 같이, 마스크 층(120)를 이용하여 상기 일정 영역에 대응하는 산화막(110)을 식각 제거한다. 이때, 산화막(110)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 3d에서 볼 수 있는 바와 같이, 마스크 층(120)을 식각 제거하고, 상기 일정 영역이 식각 제거된 산화막(110)을 마스크로 하여 희생 기판(100)을 이방성 식각하여 프로브 팁부의 상단을 위한 트렌치(111)를 형성한다. 이때 식각 용액으로 KOH가 사용될 수 있으며, 식각 시간을 조절하여 트렌치(111)의 깊이가 목적하는 프로브의 팁부의 길이에 대응될 때까지 조절한다. 이렇게 형성된 트렌치(111)의 밑 바닥은 프로브 팁부의 상단의 상부에 대응하게 된다.

그 후, 도 3e에서 볼 수 있는 바와 같이, 전도성 물질을 스퍼터링 또는 화학 기상 성장법(chemical vapor deposition, CVD)에 따라 트렌치(111) 및 산화막(110)의 상면에 제공하여 전도성 물질층(130)을 형성한다. 본 발명의 실시예에서는 전도성 물질층(130)을 형성하기 위해 티탄과 구리를 순차적으로 스퍼터링한다. 이렇게 형성된 전도성 물질층(130)은 추후 공정에서 프로브의 팁부와 몸통부에 금속을 도입하는 전기 도금 공정에서 전극으로 이용된다.

그리고, 도 3f에서 볼 수 있는 바와 같이, 감광물질을 상기 트렌치(111)가 메워지도록 상기 산화막(110)의 상면에 도포하여 제2포토레지스트 층(140)을 형성한다. 그에 따라, 감광물질은 트렌치(111) 내부에 메워지게 되어, 상기 제2포토레지스트 층(140)은 상기 트렌치(111)의 상부에서 두텁게 형성된다.

이하, 도 4a 내지 도 4c를 참조하여, 본 발명의 프로브 카드 제조 방법에서 도 3f에서 도시된 트렌치(111)가 구비된 희생기판(100)상에 목적하는 모양을 가지는 하나 이상의 팁부가 구비된 프로브의 몸통부를 형성하는 방법을 구체적으로 설명한다.

본 발명의 프로브 카드 제조 방법에 의하면, 하나의 트렌치로부터 형성될 수 있는 프로브의 팁부는 하나 이상으로서 그 개수에는 제한이 없으나, 이하 도 4 및 및 도 6에서는 설명의 편의상 하나의 트렌치로부터 두개의 프로브의 팁부를 형성하는 방법을 예로 하여 설명하도록 한다.

먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이, 제2포토레지스트 층(140)의 상부에 목적하는 모양을 가지는 두개의 프로브의 몸통부에 대응하는 영역을 나란히 그리고 동시에 노출시키는 마스크(도시하지 않음)를 위치시키고, 상기 마스크를 통해 제2포토 레지스트 층(140)에서 상기 두개의 프로브의 몸통부에 대응하는 영역을 빛에 각각 노출시킨 후, 노출되어 변질된 부위를 선택적으로 식각제거하여, 두개의 프로브의 몸통부와 팁부를 위한 금형을 한번에 형성한다. 본 발명에서 상기 마스크에 구비되어 있는 두개의 프로브 몸통부의 모양은 제작될 프로브 카드에 구비될 프로브의 몸통부의 모양에 대응하는 것으로서, 그 모양은 특별히 제한되지 않으며, 본 발명의 목적에 대응하는 형태로 자유롭게 형성될 수 있다. 즉, 마스크의 프로브 몸통부의 모양은 도 6a 내지 도 6d에 의해 도시된 프로브의 몸통부의 모양에 대응하는 바와 같이 다양한 형태로 형성될 수 있다.

이때, 마스크를 통해 노출되는 두개의 프로브의 몸통부에 대응하는 영역은 모두 상기 트렌치(111)의 영역의 일부를 각각 포함한다. 구체적으로 하나의 프로브의 몸통부에 대응하는 영역이 상기 트렌치(111)의 영역의 일측을 노출시키면, 다른 하나의 프로브의 몸통부에 대응하는 영역은 상기 트렌치(111)의 영역의 타측을 노출시키도록 마스크를 배열한다.

바람직하게는 도 4a에 도시된 바와 같이, 두개의 프로브의 몸통부에 대응하는 영역은 상기 트렌치(111)의 영역을 중심으로 나란히 배열되나, 그 모양은 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서 상기 트렌치(111)의 영역중 상기 마스크를 통해 노출되는 부위는 추후 프로브의 팁부를 형성하는데 이용된다. 따라서, 상기 부위의 모양을 목적에 따라 조절함에 따라 추후 형성될 프로브의 팁부의 모양을 결정할 수 있다.

즉, 마스크를 통해 노출되는 트렌치(111)의 영역을 변형시키게 되면, 프로브 의 팁부 용 금형의 모양이 변형되게 된다. 구체적으로, 마스크를 통해 노출되는 트렌치(111)의 영역의 일측에 모서리 형태를 두는 경우, 프로브의 팁부 용 금형의 바닥이 더욱 뾰족하게 되도록 구성할 수 있다. 이와 같은 경우, 웨이퍼 프로빙시 스크럽 마크를 더욱 날카롭게 생성할 수 있게 된다.

한편, 본 발명에서 제2포토레지스트 층(140) 중 상기 트렌치(111)의 상부에 위치하는 부위는 다른 부위에 비해 두텁게 형성되어 있으므로, 상기 트렌치(111)의 내부까지 제2포토레지스트 층(140)을 변질시키기 위해서는 빛의 노출 시간과 빛의 강도를 조절해야 할 필요가 있다. 그에 따라 제2포토레지스트 층(140)을 변질시키기 위해 사용되는 빛으로는 X-ray 또는 UV가 바람직하게 사용된다.

한편, 도 4a에 도시된 바와 같이, 노광되어 변질된 부위를 식각제거하면, 프로브의 몸통부에 대응하는 영역에서 다른 부위 보다 트렌치(111)에 대응하는 부위의 깊이가 트렌치의 깊이만큼 더 깊게 형성된다. 이렇게 식각제거된 부위는 추후 금속 도입 공정에서 프로브를 위한 금형으로 사용되는데, 트렌치(111)에 대응하는 부위는 프로브의 팁부에 대응하며, 기타 부위는 프로브의 몸통부에 대응하게 된다.

그런데, 프로브의 팁부에 대응하는 금형 부위는 트렌치(111)의 영역중 일부에만 형성되므로, 그에 따라 프로브의 몸통부와 팁부를 위한 금형에서 상기 팁부에 대응하는 금형은 그 깊이는 트렌치(111)의 깊이와 동일하나 그 크기는 트렌치(111)의 일부에 불과하게 된다. 그에 따라, 본 발명의 프로브 카드 제조 방법에 의하면, 큰 넓이의 트렌치(111)으로부터 작은 넓이를 가지는 두 개의 팁부를 동시에 형성할 수 있으며, 이렇게 형성된 두개의 팁부는 하나의 트렌치(111)로부터 형성되는 바 그 사이의 거리가 극히 짧아 본 발명에서 목적하는 미세 피치에 대응할 수 있게 된다.

이와 같이, 두개의 프로브의 몸통부와 팁부에 대한 금형이 동시에 형성되면, 도 4b에 도시된 바와 같이, 이러한 두개의 금형에 전도성 물질을 각각 도입하여, 팁부가 일단에 구비되어 있는 프로브의 몸통부(150)를 두개 형성한다. 이와 같이 금형에 금속을 도입하는 방법으로는 특별히 제한되지는 않으나 전기 도금 방법이 바람직하게 사용되며, 사용되는 전도성 물질로는 니켈, 니켈 코발트 합금 또는 니켈 철 합금이 바람직하게 사용된다.

본 발명의 실시예에서는 하나의 금형이 프로브의 팁부와 몸통부 모두에 대응하도록 형성하는 방법을 개시하고 있으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적으로, 프로브의 팁부에 대한 금형만을 형성하고, 형성된 금형에 금속을 도입하여 프로브의 팁부를 형성한 후, 감광성 물질을 도포하고, 식각하여 프로브의 몸통부에 대응하는 금형을 추가 형성한 후, 형성된 금형에 금속을 도입하여 프로브의 몸통부를 형성할 수 있다. 즉, 프로브의 팁부와 몸통부에 대한 금형을 상이한 단계에서 형성하고, 프로브의 팁부와 몸통부를 상이한 단계에서 각각 형성할 수도 있다.

그 후, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 두개의 금형의 외부로 돌출된 금속 부분을 화학 기계 연마(CMP) 등으로 갈아낸다. 이때, 프로브의 몸통부(150)의 두께를 소정의 두께로 재차 조절할 수 있다.

한편, 앞에서 상술한 본 발명의 실시예와는 달리, 하나의 트렌치로부터 일정 영역에 위치될 복수의 프로브의 모든 팁부를 동시에 형성할 수 있다. 이 경우, 트렌치를 일 방향으로 일정 거리 만큼 연장된 형태로 형성하고, 이렇게 형성된 트렌치를 이용하여 앞서 개시한 방법과 유사한 방법으로 상기 프로브의 복수개의 모든 팁부에 대응하는 복수개의 금형을 형성하고, 그로부터 복수개의 프로브 팁부를 모두 형성할 수 있다.

이러한 방법에 따라 제조된 복수개의 팁부는 모두 하나의 트렌치로부터 형성되는 바, 서로간의 간격이 극히 미세하게 형성될 수 있으므로, 목적하는 미세피치를 달성할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명의 프로브 카드 제조 방법에 의하면, 프로브의 모양을 다양하게 형성할 수 있으며, 그 예들로는 도 5a 내지 도 5d에 구체적으로 도시된 바와 같다.

본 발명에서, 도 5a 내지 도 5d는 다양한 형태의 프로브의 몸통부를 보여주며, 모두 앞서 도 4c에서 도시된 단계에 대응한다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 프로브 카드의 제조 방법에서 프로브의 몸통부는 막대형태로 형성될 수 있으며, 이 경우, 서로 마주보고 있는 한쌍의 막대는 도 4c의 트렌치(111)의 일부 영역들을 각각 포함하게 된다. 그 결과, 도 8에 도시된 바와 같이 한쌍의 프로브 팁부가 서로 마주본 형태로 프로브 카드를 형성하게 된다.

한편, 이러한 프로브의 몸통부는 도 5b에 도시된 바와 같이, 트렌치(111)에 대응하는 영역 부분에 모서리부를 가지는 형태로 형성될 수 있으며, 이 경우, 프로 브의 팁부는 그 첨부가 보다 뾰족하게 이루어진다.

또한, 프로브의 몸통부는 도 5c에 도시된 봐와 같이, 프로브의 몸통부에서 트렌치(111) 방향의 일단의 폭이 더욱 좁아지는 형태로 구성될 수 있으며, 이 경우 프로브의 팁부는 프로브의 몸통부에 비하여 그 첨부가 뾰족하게 이루어진다.

또한, 프로브의 몸통부는 도 5d에 도시된 바와 같이, 그 모양이 임의의 형태로 형성될 수 있으며, 이러한 모양은 기판 상의 회로 패턴에 따라 필요한 형태로 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명의 프로브 카드의 제조 방법에 의하면, 복수의 프로브의 팁부를 목적하는 형태로 밀집 배치된 형태로 형성할 수 있으며, 그에 따라 미세피치에 적합하게 대응할 수 있다.

이하, 본 발명에서는 설명의 편의를 위해, 도 5a에서 도시된 형태의 프로브의 몸통부를 가지는 도 4c에서 개시된 희생기판을 이용하여 도 6a 내지 도 6e를 참조하여, 본 발명의 프로브 카드 제조 방법에서 두개의 프로브의 몸통부의 상부에 두개의 기단부를 각각 형성하는 방법을 구체적으로 설명한다.

프로브 몸통부(150) 및 제2포토레지스트층(140)의 상면에 포토레지스트 층을 형성한 후, 상기 포토레지스트 층에서 마스크를 이용하여 두개의 프로브의 기단부에 대응하는 위치를 각각 식각 제거하여, 도 6a와 같은 제3포토레지스트 층(160)을 형성한다. 이렇게 패턴되어 형성된 제3포토레지스트 층(160)은 두개의 프로브의 제1기단부(170)에 대한 금형으로 이용된다.

다음, 상기 제3포토레지스트층(160)을 두개의 프로브의 제1기단부(170)에 대한 금형으로 하여 전도성 물질을 각각 도입하여 도 6b와 같은 두개의 프로브의 제1 기단부(170)를 형성한다. 여기서, 바람직하게 사용되는 도전성 물질은 탄성 및 전도성이 우수한 금속으로서, 니켈 등의 단일 금속 및 니켈 코발트 합금 또는 니켈 철 합금과 같은 니켈 합금이 바람직하게 사용된다. 또한, 금형에 금속을 도입하여 프로브의 제1기단부(170)를 형성하는 방법으로는 전기 도금 방법이 바람직하게 사용된다. 이와 같은 금속 도입 공정 후, 프로브의 제1기단부(170)를 화학 기계적 연마하는 공정을 추가 수행할 수 있다.

다음, 상기 프로브의 제1기단부(170) 및 제3포토레지스트층(160)의 상면에 포토레지스트 층을 형성한 후, 상기 포토레지스트 층에서 마스크를 이용하여 두개의 프로브의 제1기단부(170)에 대응하는 위치를 각각 식각 제거하여, 도 6c와 같은 제4포토레지스트 층(180)을 형성한다. 이렇게 패턴되어 형성된 제4포토레지스트 층(180)은 두개의 프로브의 제1기단부(170)의 길이를 연장시키기 위한 금형으로 이용된다.

다음, 상기 제4포토레지스트층(180)을 두개의 프로브의 제2기단부(190)에 대한 금형으로 하여 전도성 물질을 각각 도입하여 도 6d와 같이 두개의 프로브의 제2기단부(190)를 제4포토레지스트층(180)의 두께만큼 형성한다. 여기서, 바람직하게 사용되는 도전성 물질은 탄성 및 전도성이 우수한 금속으로서, 니켈 등의 단일 금속 및 니켈 코발트 합금 또는 니켈 철 합금과 같은 니켈 합금이 바람직하게 사용된다. 또한, 상기 금형에 금속을 도입하는 방법으로는 전기 도금 방법이 바람직하게 사용된다. 이와 같은 전기 도금 공정 후, 프로브의 제2기단부(190)를 화학 기계적 연마하는 공정을 추가 수행할 수 있다.

이러한 프로브의 제2기단부(190)의 형성 공정은 프로브의 기단부의 길이를 충분한 길이로 달성하기 위해 수행되는 것으로서, 프로브의 제1기단부(170)의 길이가 충분할 경우 수행되지 않을 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 포토레지스트층을 적층하여, 기단부를 위한 금형을 형성하는 방법을 개시하고 있으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적으로 하나 이상의 프로브의 기단부에 대응하도록 하나 이상의 관통홀이 형성되어 있는 제2희생기판(도시하지 않음)을 준비하고, 상기 제2희생기판을 상기 희생기판(100)의 상부에 정렬하고 접착시킨 후, 상기 관통홀을 금형으로 이용하여 금속을 충전하여 기단부를 형성할 수 있다. 이러한 방법을 이용할 경우, 목적하는 기단부의 길이에 대응하는 두께를 가지는 제2희생기판을 이용함으로써 프로브의 기단부를 한번에 형성할 수 있으며, 포토레지스트층 형성 공정, 마스크를 통한 노광 공정, 및 포토레지스트 층의 선별 식각 제거 공정을 희생 기판(100) 상에 반복하여 수행할 필요가 없게 되므로, 희생 기판(100)에 대한 공정 스트레스를 감소시킬 수 있게 된다.

다음, 두개의 프로브의 제2기단부(190)의 상부에 도 6e와 같이 전도성 및 접합성이 우수한 금속을 전기 도금하여 두개의 프로브의 접합부(210)를 각각 형성한다. 이때, 사용되는 전도성 및 접합성이 우수한 금속으로는 바람직하게는 Au를 사용한다. 그러나, 이러한 접합부(210)의 형성 방법은 특별한 제한이 없으며, 전기 도금 방법과 달리 앞서 개시한 바와 같은 포토레지스트층 형성공정, 마스크를 통한 식각 공정, 식각된 부위에 금형으로 이용하여 전도성 및 접합성이 우수한 금 속을 도입하는 공정을 통해 접합부(210)를 형성할 수도 있다.

이와 같이 본 발명의 한 실시예에 따른 프로브 카드의 프로브 형성 방법에 의하면 일단에 팁부가 연장되어 있는 몸통부(150), 및 상기 몸통부의 타단에 상기 팁부와 반대 방향으로 연장되어 있는 기단부로 이루어진 두개의 프로브가 서로 마주보는 형태로 형성된다. 본 발명의 실시예에서는 프로브가 서로 마주보는 형태로 형성됨을 개시하고 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 하나 이상의 프로브가 방사선 방향으로 배열되도록 형성될 수 있다.

그 후, 이렇게 형성된 두개의 프로브가 복수개로 구비된 희생기판(100)을 도 7에 도시된 바와 같이 프로빙 검사 장치와 전기적으로 연결되는 기판(200) 상부에, 상기 프로브가 상기 기판(100)의 상부에 구비된 상면 단자(220)에 대응하는 위치에 있도록 정렬한다.

여기서, 기판(200)으로는 실리콘 기판 또는 적층 세라믹 기판이 바람직하게 사용된다. 이러한 기판(200)은 내부에 배선부, 배선부의 일단에 연결되며 기판(200)의 상면에 부착된 상면 단자(220) 및 배선부의 타단에 연결되며 기판(200)의 하면에 부착된 하면 단자가 형성되어 있는 것이면 특별한 제한이 없으나, 바람직하게는 세라믹 재질로 이루어지며 상용되는 스페이스트렌스포머가 사용될 수 있다. 본 발명의 도면에서는 기판(200) 상에 두개의 상면 단자(220)만을 도시하였으나, 이러한 상면 단자(220)의 개수에는 제한이 없으며 일반적으로 복수개로 형성된다.

그 후, 상기 희생기판(100)을 상기 기판(200)에 접합시킨다. 이에 의해, 두 개의 프로브는 접합부(210)를 통해 상기 두개의 상면 단자(220)에 각각 정확히 접합되어, 프로브 카드를 형성하게 된다. 이러한 프로브의 접합부(210)와 기판(200)의 상면 단자(220)과의 접합은 Au-Sn, Sn-Ag-Cu, Sn-Ag, Sn-In 등을 열접합하여 이루어질 수 있다.

그 후, 상기 희생기판(100), 포토레지스트층(140, 160, 180), 및 전도성 물질층(130)을 선별 식각하여 도 8에 도시된 바와 같은 두개의 프로브가 기판(100)의 두개의 상면 단자(220)에 서로 마주보도록 각각 접합되어 이루어진 프로브 카드를 완성하게 된다. 이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 프로브 카드에서는 하나의 트렌치로부터 형성된 두개의 프로브들이 서로 밀접하게 위치되도록 이루어져, 미세 피치에 용이하게 대응할 수 있게 된다.

본 발명의 실시예에서는 희생기판(100)상에 하나 이상의 프로브의 기단부, 몸통부, 및 팁부를 모두 형성한 후, 기판(200)의 하나 이상의 상면 단자(220)에 각각 직접 접합하는 방법을 개시하고 있으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다.

구체적으로, 기판(200) 상의 하나 이상의 상면 단자(220)의 상부에 프로브의 기단부만을 형성하고, 희생 기판(100)에 하나 이상의 프로브의 몸통부와 팁부를 형성한 후, 희생 기판(100)의 하나 이상의 프로브의 몸통부와 기판(200)의 하나 이상의 기단부를 각각 서로 접합시켜 프로브 카드를 형성할 수 있다.

또한, 기판(200) 상의 하나 이상의 상면 단자(220)의 상부에 프로브의 기단부와 몸통부를 형성하고, 희생 기판(100)에 하나 이상의 프로브의 팁부만을 형성한 후, 희생 기판(100)의 하나 이상의 프로브의 팁부와 기판(200)의 하나 이상의 몸통 부를 각각 서로 접합시켜 프로브 카드를 형성할 수도 있다.

도 3 내지 도 8를 통해 설명된 본 실시예에서는, 하나의 희생기판(100)에 두개의 프로브가 형성되며, 하나의 기판(200)상에 두개의 상면 단자(220)가 형성되어, 서로 접촉되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위해 간략화한 이유로 인한 것이며, 실제로는 복수개의 프로브가 하나의 희생기판(100)에 형성되고, 복수개의 상면단자(220)가 구비되어 있는 기판(200)을 이용하며, 상기 희생기판(100)의 복수개의 프로브를 상기 기판(200)의 복수개의 상면 단자(220)에 각각 접합시켜, 본 발명의 프로브 카드를 제조하게 된다.

이와 같은 본 발명의 프로브 카드 제조 방법을 이용하면, 하나의 트렌치의 영역으로부터 하나 이상의 프로브 팁부를 위한 금형을 형성하게 된다. 그에 따라, 프로브의 팁부의 길이를 달성하기 위해 충분한 크기의 트렌치를 형성하였더라도, 종래의 기술과 같이 트렌치를 반복하여 형성하거나, 트렌치 상부에 포토레지스트 층 또는 별도의 희생 기판을 적층 또는 부착하여 트렌치의 길이를 조정할 필요가 없다.

또한, 본 발명의 프로브 카드 제조 방법에 의하면, 하나의 트렌치에 감광성 물질을 메워 넣은후, 적층된 감광성 물질중 한곳 이상의 일부 영역만을 노광 변질 시킨후 제거하여 프로브 팁부용 금형으로 사용하므로, 하나의 트렌치로부터 하나 이상의 프로브 팁부를 제작할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 프로브 카드 제조 방법에 의하면, 형성된 트렌치의 전체 영 역에서 프로브의 팁부를 위한 금형을 하나 이상 형성하여 이용하므로, 해당 트렌치의 깊이를 상기 금형의 깊이로 이용할 수 있을 뿐만 아니라, 하나의 트렌치로부터 하나 이상의 프로브 팁부를 형성할 수 있으므로, 프로브 팁부간의 간격을 미세하게 형성할 수 있어, 미세 피치에 대응하도록 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 프로브 카드 제조 방법을 이용하면 미세 피치를 가지는 디스플레이 구동 소자(display driver IC)에도 적용할 수 있는 프로브 카드를 제조할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 프로브 카드 제조 방법에 의하면, 하나의 트렌치 상에 포토레지트층을 적층하고, 이를 식각 제거하여 형성된 패턴을 마스크로 하여 하나 이상의 프로브 팁부를 형성할 수 있으므로, 다양한 회로 패턴에 대응 가능한 미세 피치의 프로브 팁부를 형성할 수 있으며, 그로부터 미세 피치에 대응할 수 있는 프로브 카드를 제조할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 프로브 카드 제조 방법에 의하면, 프로브의 몸통부와 팁부를 위한 금형을 한번에 형성할 수 있으며, 그에 따라 상기 금형에 전도성 물질을 도입하여 프로브의 몸통부와 팁부를 동시에 형성할 수 있다, 따라서, 프로브의 팁부와 몸통부가 단계적으로 형성되어 서로 접합되는 종래의 프로브 카드 제조 방법과 달리 프로브의 몸통부와 팁부 사이에 접촉불량이 발생하지 않아 프로브 카드의 제조 수율이 향상되며, 웨이퍼 프로빙시 반복되는 접촉에서도 팁부와 몸통부 사이가 떨어질 우려가 없다. 뿐만 아니라, 종래의 프로브 카드 제조 방법에 비해, 그 공정이 단순하고, 잦은 연마 공정이 불필요하여 공정 스트레스가 감소하며, 그에 따라 제조 수율이 향상될 수 있다.

또한, 본 발명의 프로브 카드 제조 방법에 의하면, 트렌치에 메워넣은 감광성 물질을 X-ray 를 통해 노광하기 때문에 트렌치의 저면에까지 감광성 물질에 노광이 가능하게 되므로, 프로브의 팁부간의 간격을 보다 미세하게 조절할 수 있어, 미세 피치에 대응할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 프로브 카드 제조 방법에 의하면, 트렌치에 감광물질을 도포한 후, 마스크를 이용하여 트렌치의 일부 영역만을 식각 제거할 때, 마스크에 의해 노출되는 모양과 크기를 적절하게 조절하여 상기 프로브의 팁부에 대한 금형의 모양과 크기를 동시에 조절할 수 있다. 따라서, 본 발명의 프로브 카드 제조 방법에 의하면, 기판상에 다양하게 형성되어 있는 회로패턴에 대응하는 모양과 크기로 프로브의 팁부를 형성할 수 있게 된다.

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 (7)

1. 희생기판상에서 일정 영역을 식각 제거하여 트렌치를 형성하는 단계;

   상기 희생기판상에 감광물질을 상기 트렌치가 메워지도록 도포하여 포토레지스트층을 형성하는 단계;

   프로브 몸통부에 대응하는 영역을 노출시키는 마스크를 이용하여, 상기 트렌치 상에 형성된 일부를 포함하도록 상기 포토레지스트 층을 노광시키는 단계;

   상기 포토레지스트층에서 상기 트렌치의 일부 영역을 포함하는 상기 프로브 몸통부에 대응하는 영역을 식각 제거하여, 상기 프로브 몸통부를 위한 금형을 형성하는 단계; 및

   상기 금형에 전도성 물질을 도입하여 상기 프로브의 몸통부를 형성하는 단계;

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

   상기 마스크는 상기 포토레지스트 층에서 서로 이격되어 있는 둘 이상의 상기 트렌치의 일부에 대응하는 영역을 동시에 노광시키는 것을 특징으로 하는 상기 프로브 카드의 제조 방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 둘 이상의 상기 트렌치의 일부 영역으로부터 각각 형성된 둘 이상의 프로브 팁부 사이의 간격이 미세피치에 대응하는 것을 특징으로 하는 상기 프로브 카드의 제조 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 프로브 몸통부와 기판의 상부에 구비되어 있는 상면단자를 전기적으로 연결한 후, 상기 희생 기판 및 상기 포토레지스트 층을 식각 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 프로브 카드의 제조 방법.
5. 희생기판상에서 일정 영역을 식각 제거하여 트렌치를 형성하는 단계;

   상기 희생기판상에 감광물질을 상기 트렌치가 메워지도록 도포하여 포토레지스트층을 형성하는 단계;

   프로브 팁부에 대응하는 영역을 노출시키는 마스크를 이용하여, 상기 트렌치 상에 형성된 상기 포토레지스트 층의 일부를 노광시키는 단계;

   상기 프로브 팁부에 대응하는 영역을 식각 제거하여, 상기 프로브 팁부를 위한 금형을 형성하는 단계; 및

   상기 금형에 전도성 물질을 도입하여 상기 프로브 팁부를 형성하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 제조 방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 마스크는 상기 포토레지스트 층에서 서로 이격되어 있는 둘 이상의 상기 트렌치의 일부에 대응하는 영역을 동시에 노광시키는 것을 특징으로 하는 상기 프로브 카드의 제조 방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 둘 이상의 상기 트렌치의 일부 영역으로부터 각각 형성된 둘 이상의 프로브 팁부 사이의 간격이 미세피치에 대응하는 것을 특징으로 하는 상기 프로브 카드의 제조 방법.

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