KR20090030543A

KR20090030543A - 프로브 핀 및 이를 제조하는 방법

Info

Publication number: KR20090030543A
Application number: KR1020070095923A
Authority: KR
Inventors: 최도수; 김지수
Original assignee: 주식회사 아이에스시테크놀러지
Priority date: 2007-09-20
Filing date: 2007-09-20
Publication date: 2009-03-25

Abstract

멤스 공정을 이용한 프로브 핀 및 이를 제조하는 방법이 개시된다. 프로브 핀은 상부 프로브부 및 하부 프로브부로 구성되고, 각각의 개별적인 공정을 통해 희생기판들 상에 제작된다. 또한, 제조된 상부 프로브부 및 하부 프로브부는 솔더층을 이용하여 결합된다. 상부 프로브부는 테스트시, 패드에 접촉되는 팁부 및 이를 지지하고 탄성을 부여하는 빔부로 구성되고, 하부 프로브부는 팁부와 이격되고, 팁부의 응력을 흡수하는 탄성팁부 및 탄성팁부에 탄성을 부여하는 탄성빔부로 구성된다.

프로브, 프로브 카드, 프로브 팁, 테스트

Description

프로브 핀 및 이를 제조하는 방법{Probe Pin and Method of manufacturing the same}

본 발명은 반도체를 테스트하기 위한 프로브 카드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 멤스(Micro Electro Mechanical System) 공정을 이용하여 제조되는 프로브 카드의 프로브 핀에 관한 것이다.

프로브 카드는 반도체 공정에서 EDS(Electric Die Sorting) 공정에서 사용되는 부품이다. EDS 공정은 웨이퍼 상태로 제조된 반도체의 전기적 특성을 평가하는 공정이다. 즉, 웨이퍼에 형성된 각각의 칩이 전기적으로 정상 동작하는지의 여부를 확인하는 공정이 EDS 공정이다. 웨이퍼 상의 칩의 정상 동작 유무를 확인하기 위해서는 각각의 칩은 테스트 장비와 전기적으로 연결되어야 한다.

먼저, 칩은 외부단자와의 전기적인 연결을 위해 다수의 패드들을 가진다. 따라서, 칩의 정상 동작 유무를 확인하기 위해서는 칩의 표면에 형성된 패드는 외부와 전기적으로 연결되어야 한다. EDS 공정에서 칩의 패드와 전기적인 연결은 프로브 팁을 통해서 이루어진다.

또한, 당업계에서는 상술한 프로브 팁들이 다수개로 형성되어 적어도 하나의 칩의 전기적인 정상 동작 유무를 확인하기 위해 구비되는 부품을 프로브 카드라 지칭한다.

이러한 프로브 팁을 제조하는 기술은 크게 2가지로 구분된다.

첫째는 컨벤셔널 타입(Conventional Type)이라 불리는 기술이다. 이는 전통적인 EDS공정에서 사용되는 기술로서, 프로브 팁을 크롬 또는 이들의 합금으로 구성된 와이어를 필요에 따라 절단하여 형성하는 기술이다. 또한, 각각의 프로브 팁들은 기판인 프로브 카드에 납땜 등의 고전적인 방법을 통해 결합된다.

둘째는 멤스 타입이라 불리우는 기술이다. 이는 멤스 기술을 이용하여 프로브 팁을 형성하는 것으로 반도체 제조 공정에서 사용되는 포토리소그래피 기술을 이용한다. 즉, 원하는 형상을 제조하기 위해 포토레지스트를 도포하고, 노광 및 현상 공정을 통해 포토레지스트 패턴을 형성한다. 형성된 포토레지스트 패턴에 증착 또는 전기도금 기술을 이용하여 프로브 팁을 형성한다.

이러한 멤스 타입의 기술을 사용하여 제조된 프로브 팁은 매우 미세한 형상으로 제조될 수 있는 장점이 있다. 또한, 최근의 반도체 제조 기술의 발전과 함께 동일 면적의 칩상에 구현되는 패드의 수가 많은 경우, 멤스 기술을 이용한 프로브 카드는 이러한 추세에 능동적으로 대응할 수 있는 이점이 있다.

그러나, 멤스 프로브 팁은 기본적으로 금속재질의 프로브 팁을 전기도금을 이용하여 형성하므로 팁 자체가 가지는 강도가 약하다는 문제점이 있다. 또한, 프로브 팁의 형성후, 열처리 등의 완벽하게 이루어질 수 없으므로 재료가 가지는 피로강도가 약하다는 단점이 있다.

상술한 문제점들을 해결하기 위해, 대한민국 등록특허 제475468호에서는 빔의 하단에 돌출부를 형성하는 기술을 개시한다. 즉, 칩의 패드와 접촉되는 프로브 핀의 팁과 대향되는 위치에 돌출부를 형성하고, 프로브 핀이 패드와 접촉되어 응력이 인가되더라도, 빔의 하단에 구비된 돌출부에 의해 소정의 변형까지만 일어나도록 한 구성을 가진다. 그러나, 상기 기술은 돌출부가 기판에 지속적으로 접촉되어 돌출부가 마모되는 문제가 발생한다. 또한, 패드와 프로브 팁이 접촉되는 경우, 돌출부가 기판에 접촉되며, 패드와 프로브 팁 사이에 인가되는 응력이 증가하더라도, 이를 흡수하지 못하고, 하부의 기판으로 전달하여 기판의 변형을 초래하는 문제가 발생한다.

따라서, 멤스 프로브 핀은 테스트를 위해 패드와 접촉될 경우에 적절한 강도를 가져야 하며, 지속적이고 반복적인 테스트에서도 프로브 핀에 인가되는 압력을 흡수할 수 있는 구조가 구비되어야 하는 문제점을 안고 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제1 목적은 반복적인 테스트 동작시에 탄성을 효과적으로 부여하고, 프로브 핀의 변형을 방지하고, 높은 피로강도를 가지는 프로브 핀을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 제2 목적은 상기 제1 목적의 프로브 핀을 제조하는 방법을 제공하는데 있다.

상기 제1 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 테스트되는 패드와 접촉하고, 접촉시 발생되는 응력을 1차로 흡수하기 위한 상부 프로브부; 상기 상부 프로브부와 소정의 이격거리를 두고 형성되면서, 상기 상부 프로브에서 발생되는 응력을 2차로 흡수하고, 상기 상부 프로브부에 탄성을 부여하기 위한 하부 프로브부; 및 상기 상부 프로브부와 상기 하부 프로브부를 결합하기 위한 솔더층을 포함하는 프로브 핀을 제공한다.

상기 제2 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 하부 기판 상에 제1 희생기판을 가공하여 하부 프로브부를 형성하는 단계; 제2 희생기판을 가공하여 상부 프로브부를 형성하는 단계; 및 상기 하부 프로브부와 상기 상부 프로브부를 접합하고, 상기 제1 희생기판 및 상기 제2 희생기판을 제거하는 단계를 포함하는 프로브 핀을 제조하는 방법을 제공한다.

본 발명에 따를 경우, 반복되는 테스트 동작시, 패드와 접촉되는 팁부는 1차적으로 응력을 빔부에 전달한다. 또한, 빔부는 응력을 흡수하고 팁부에 탄성을 부여한다. 또한, 팁부의 하부에 위치하고 소정의 이격거리를 가지는 탄성팁부는 테스트 동작시에 팁부와 접촉되고, 응력을 탄성빔부에 전달한다. 탄성빔부는 탄성팁부를 통해 팁부에 탄성을 전달한다. 따라서, 반복적인 테스트 동작시에도 프로브 핀은 팁부에 용이하게 탄성을 부여할 수 있으며, 피로강도를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프로브 핀을 도시한 사시도이다.

도 1을 참조하면, 프로브 핀은 하부 프로브부(100) 및 상부 프로브부(200)로 구성된다. 하부 프로브부(100)와 상부 프로브부(200)는 솔더층(300)에 의해 물리적으로 견고하게 접합된다.

상기 하부 프로브부(100)는 포스트부(110), 탄성빔부(130) 및 탄성팁부(150)로 구성된다.

포스트부(110)는 상기 탄성빔부(130)에 연결되고, 솔더층(300)을 통해 상부 프로브부(200)에 연결된다. 또한, 탄성빔부(130)와는 일체로 형성되며, 상부 프로브부(200)와 탄성빔부(130)를 지지한다. 또한, 포스트부(110)의 하부는 하부기판에 연결된다. 하부기판은 프로브 카드 또는 트랜스포머일 수 있으며, 상기 프로브 핀과 전기적으로 연결될 수 있으며, 프로브 핀을 고정할 수 있는 것이라면 어느 것이나 가능하다.

상기 포스트부(110)의 상부에는 측면으로 신장된 탄성빔부(130)가 구비된다. 상기 탄성빔부(130)는 단면이 대략 직사각형 또는 정사각형의 형상을 하면서 신장된다. 또한, 상기 탄성빔부(130)는 상기 포스트부(110)에 물리적으로 연결된 상태이며, 일체형으로 구비된다. 즉, 상기 탄성빔부(130)는 포스트부(110)의 상부에 고정되며, 서로 물리적으로 동일 재질로 일체화된 상태이다.

상기 탄성빔부(130)의 말단에는 탄성빔부(130)의 신장방향과 수직으로 신장된 탄성팁부(150)가 구비된다. 상기 탄성팁부(150)는 상부 프로브부(200)와 소정의 이격거리를 가지도록 형성된다.

상부 프로브부(200)는 빔부(210) 및 팁부(230)로 구성된다.

빔부(210)는 탄성빔부(130)와 동일한 방향으로 신장되도록 형성된다. 또한, 빔부(210)의 일측 말단은 솔더층(300)을 통해 포스트부(110)와 접합된다. 빔부(210)의 단면은 대략 사각형의 형상을 가지도록 구비되며, 하단의 탄성빔부(130)와 평행한 상태로 신장된 형상이다.

빔부(210)의 말단에는 빔부(210)의 신장방향과는 수직으로 신장된 팁부(230)가 구비된다. 팁부(230)의 말단은 칩의 패드와 접촉이 용이하도록 대략 피라미드의 형상을 가진다. 특히, 팁부(230)는 탄성팁부(150)와 소정의 이격공간을 가지도록 형성된다. 이러한 이격공간은 솔더층(300)의 두께와 실질적으로 동일함이 바람직하다.

또한, 상기 팁부(230)는 단차를 가진 형상으로 구비될 수 있다. 즉, 팁부(230)의 하부는 폭이 넓고, 팁부(230)의 상부는 하부보다 폭이 좁도록 형성될 수도 있다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프로브 핀의 동작을 설명하기 위한 사시도이다.

도 2를 참조하면, 점선은 프로브 핀의 팁부(230)가 패드에 접촉하기 전의 상태를 나타내고, 실선은 프로브 핀의 팁부(230)가 패드와 접촉한 상태를 나타낸다.

팁부가 패드와 접촉되지 않은 상태에서는 팁부(230)와 탄성팁부(150)는 소정의 이격거리를 가진다. 그러나, 테스트 동작이 수행되어, 팁부(230)가 패드와 접촉되는 경우, 팁부(230)의 하단은 탄성팁부(150)와 접촉하게 된다.

테스트 동작이 수행되는 경우, 팁부(230)에는 수직응력이 작용한다. 팁부(230)에 연결된 빔부(210)는 이를 1차적으로 흡수하고, 팁부(230)에 탄성력을 부여한다. 또한, 팁부(230)의 수직응력은 탄성팁부(150)에 전달된다. 탄성팁부(150)에 전달된 수직응력은 탄성빔부(130)에 전달되고, 탄성빔부(130)는 탄성팁부(150)에 탄성력을 부여한다.

따라서, 테스트 동작에서, 팁부(230)에 전달된 수직응력은 빔부(210) 및 탄성빔부(130)가 흡수하며, 1차적으로 빔부(210)에서 탄성력을 팁부(230)에 제공하고, 2차적으로는 탄성빔부(130)에서 팁부(230)에 탄성력을 제공한다.

빔부(210) 및 탄성빔부(130)에서 제공되는 탄성력에 의해 상기 팁부(230)는 뛰어난 복원력을 가지게 된다. 즉, 테스트 동작이 완료되어 팁부(230)와 칩의 패드의 접촉이 해제된 경우, 팁부(230)는 빔부(210) 및 탄성빔부(130)가 제공하는 탄성력에 의해 용이하게 복원된다.

도 3a 내지 도 3h는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프로브 핀의 하부 프 로브부의 형성을 설명하기 위한 단면도들이다. 상기 도 1에서 설명된 바와 같이, 하부 프로브부(100)는 포스트부(110), 탄성빔부(130) 및 탄성팁부(150)를 가진다.

도 3a를 참조하면, 먼저 제1 희생기판(10)을 준비한다. 상기 제1 희생기판(10)은 다양한 종류를 사용할 수 있으나, 열에 강하고, 통상적인 포토리소그래피 공정에 적합한 실리콘 웨이퍼가 적당하다. 준비된 제1 희생기판(10)에 포토레지스트를 도포하고, 통상의 리소그래피 공정을 이용하여 포토레지스트를 패터닝하여 포토레지스트 패턴을 형성한다. 계속해서 포토레지스트 패턴이 형성된 제1 희생기판(10)에 대해 식각공정을 수행한다. 식각공정의 수행에 의해 제1 희생기판(10) 상에는 홀(11)이 형성된다.

도 3b를 참조하면, 제1 희생기판(10)을 관통하는 홀(11)과 적합한 패턴(410)을 가진 하부기판(400)을 준비한다. 상기 하부기판(400)은 프로브핀들이 형성되는 패턴의 이격공간을 조절할 수 있는 스페이스 트랜스포머가 적합하다. 이외에도, 도전성 패턴이 형성된 여하한 기판이라도 사용가능하다. 다만, 하부기판(400)의 패턴(410)은 제1 희생기판(10)의 홀(11)과 매칭될 수 있도록 구비되어야 한다.

도 3c를 참조하면, 패턴(410)이 형성된 하부기판(400)의 전면에 포토레지스트(420)를 도포하고, 홀(11)이 형성된 제1 희생기판과, 포토레지스트(420)가 도포된 하부기판(400)을 접합한다. 바람직하게는 하부기판(400)의 패턴(410)의 형상과 크기는 제1 희생기판(10)의 홀(11)과 일치하도록 구성한다. 따라서, 하부기판(400)에 도포된 포토레지스트(420)는 제1 희생기판(10)의 홀(11)을 통해서 외부로 노출된다.

도 3d를 참조하면, 홀(11)을 통해 외부로 노출된 포토레지스트(420)를 제거하여, 하부기판(400)의 패턴(410)을 노출한다. 계속해서 노출된 하부기판(400)의 패턴(410)을 이용하여 전기도금을 수행하여, 홀(11)을 도전성 금속물(12A)로 충진한다. 상기 도전성 금속물(12A)은 전기도금이 용이한 구리 또는 구리의 합금으로 이루어짐이 바람직하다. 또한, 하부기판(400)의 패턴(410)은 도전성 금속물(12A)과 동일 재질로 이루어짐이 바람직하다. 전기도금에 의해 도전성 금속물(12A)은 홀을 완전히 매립하게 된다. 또한, 전기도금에 의해 홀(11) 이외의 희생기판(400) 상에 형성되는 금속물은 화학적기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing)에 의해 제거한다.

도 3e를 참조하면, 홀(11)에 매립된 도전성 금속물(12A) 상부 및 제1 희생기판(10)의 전면에 걸쳐 제1 씨드(seed)층(13)을 형성한다. 상기 제1 씨드층(13)은 홀을 매립하는 도전성 금속물(12A)과 동일재질로 이루어짐이 바람직하다.

계속해서, 제1 희생기판(10)의 제1 씨드층(13) 상부에 포토레지스트를 도포하고, 통상의 포토리소그래피 공정을 이용하여 제1 포토레지스트 패턴(14)을 형성한다. 상기 제1 포토레지스트 패턴(14)은 제1 개구부(21)를 가진다. 상기 제1 개구부(21)를 통해 홀을 매립하는 도전성 금속물(12A) 상의 제1 씨드층(13)과, 제1 희생기판(10) 상에 형성된 제1 씨드층(13)의 일부는 외부로 노출된다.

도 3f를 참조하면, 제1 씨드층(13)을 기반으로 하여 전기도금을 수행한다. 전기도금의 수행에 의해 제1 개구부(21) 상에는 금속물이 충진된다. 상기 제1 개구부(21)를 충진하는 금속물은 탄성빔부(130)를 형성하고, 도전성 금속물(12B)의 높 이는 상승된다. 따라서, 도전성 금속물(12B)의 표면은 탄성빔부(130)의 표면과 동일한 레벨을 가지게 된다. 이어서, 제1 포토레지스트 패턴(14)을 제거하여, 제1 씨드층(13), 탄성빔부(130) 및 도전성 금속물(12B)의 표면를 노출한다.

도 3g를 참조하면, 제1 희생기판(10)의 전면에 포토레지스트를 도포하고, 이를 패터닝하여, 제2 포토레지스트 패턴(15)을 형성한다. 상기 제2 포토레지스트 패턴(15)은 제2 개구부(22) 및 제3 개구부(23)를 가지도록 형성된다. 상기 제2 개구부(22)는 탄성빔부(130)의 말단에 형성되고, 상기 제3 개구부(23)는 도전성 금속물(12B)의 상부를 개방하도록 형성된다.

도 3h를 참조하면, 제1 희생기판(10)에 대한 전기도금을 수행한다. 상기 전기도금에 의해 제2 개구부(22) 및 제3 개구부(23)는 금속물로 매립된다. 제2 개구부(22)의 매립에 의해 탄성팁부(150)가 형성되고, 제3 개구부(23)의 매립에 의해 포스트부(110)가 형성된다. 이어서, 형성된 제2 포토레지스트 패턴(15)을 제거한다. 따라서, 하부기판(400)과 접합된 제1 희생기판(10) 상에는 포스트부(110), 탄성빔부(130) 및 탄성팁부(150)가 형성된다.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 프로브 핀의 상부 프로브부를 형성하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 상기 상부 프로브부(200)는 빔부(210) 및 팁부(230)로 구성된다.

도 4a를 참조하면, 제2 희생기판(30)을 준비하고, 제2 희생기판(30) 상에 산화막(31)을 형성한다. 또한, 상기 산화막(31) 상에 포토레지스트를 도포한 다음, 통상의 포토리스그래피 공정을 이용하여 포토레지스트 패턴(32)을 형성한다. 형성 된 포토레지스트 패턴에 대해 이방성 건식식각을 수행하여 팁형성 홀(231)을 형성한다. 또한, 팁형성 홀(231)의 말단부가 대략 피라미드 형상을 가지도록 습식식각을 수행한다. 습식식각의 수행에 의해 팁형성 홀(231)의 말단부는 뾰쪽한 형상을 가지게 된다.

도 4b를 참조하면, 제2 희생기판(30) 상부의 포토레지스트 패턴(32)을 제거하고, 희생기판(30) 표면 및 팁형성 홀(231)의 표면에 제2 씨드층(33)을 형성한다. 상기 제2 씨드층(33)은 전기도금을 위해 구비된다.

이어서, 제2 씨드층(33)이 형성된 제2 희생기판(30) 상에 포토레지스트를 포토하고 패터닝에 의해 팁형성 홀(231) 및 제2 씨드층(33)의 일부를 개방하는 제3 포토레지스트 패턴(34)을 형성한다.

도 4c를 참조하면, 노출된 제2 씨드층을 근거로 전기도금을 수행하여 팁형성 홀(231)을 완전히 매립하고, 제2 씨드층(33)이 노출된 제3 포토레지스트 사이의 이격공간을 매립한다. 상술한 과정을 통하여, 빔부(210A) 및 팁부(230A)는 형성된다.

이어서, 빔부(210A) 및 팁부(230A)가 형성된 제2 희생기판(30) 상에서 제3 포토레지스트 패턴(34)을 제거한다.

도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 프로브 핀의 상부 프로브부를 형성하는 다른 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 상기 상부 프로브부(200)는 빔부(210) 및 팁부(230)로 구성된다.

도 5a를 참조하면, 제2 희생기판(40)을 준비하고, 제2 희생기판(40) 상에 산화막(41)을 형성한다. 또한, 산화막(41)이 형성된 제2 희생기판(40) 상에 포토레지 스트를 도포하고, 통상적인 포토리소그래피 공정에 의해 제1 팁 포토레지스트 패턴(42)을 형성한다.

이어서, 제1 팁 포토레지스트 패턴(42)을 식각마스트로 하여 이방성 식각을 수행한다. 상기 이방성 식각에 의해 제1 팁형성 홀(43)이 형성된다.

도 5b를 참조하면, 제1 팁 포토레지스트 패턴(42)을 제거하고, 제1팁 형성 홀(43)이 형성된 제2 희생기판(40)에 포토레지스트를 다시 도포하고, 통상의 포토리소그래피 공정을 통해 제2 팁 포토레지스트 패턴(44)을 형성한다. 계속해서 제2 팁 포토레지스트 패턴(44)을 식각 마스크로 하여, 이방성 식각을 수행한다. 이방성 식각에 의해 제1 팁형성 홀(43)은 표면으로부터 더 깊이 형성되며, 제1 팁형성 홀(43)과 단차를 두고, 제2 팁형성 홀(45)이 형성된다. 즉, 상기 도 5a에서 제1 팁형성 홀(43)은 이방성 식각에 의해 상부가 더 넓어진 제2 팁형성 홀(45)로 이루어진다.

이어서, 제1 팁형성 홀(43) 및 제2 팁형성 홀(45)이 구비된 제2 희생기판(40)에 대해 습식식각을 수행한다. 습식식각에 의해 제1 팁형성 홀(43)의 바닥부분은 대체로 피라미드 형상을 가지게 되며, 제1 팁형성 홀(43)과 제2 팁형성 홀(45) 사이의 단차부분은 부드럽게 식각된다.

도 5c를 참조하면, 상기 도 5b에 도시된 제2 팁 포토레지스트 패턴(44)을 제거한다. 또한, 제2 팁 포토레지스트 패턴(44) 하부의 산화막(41)을 제거한다. 따라서, 제1 팁형성 홀(43) 및 제2 팁형성 홀(45)이 구비된 제2 희생기판(40)의 표면이 완전히 노출된다. 이어서, 노출된 제2 희생기판(40) 표면에 제3 씨드층(46)을 형성 한다. 또한, 제3 씨드층(46) 상에 포토레지스트를 도포하고, 통상의 포토리소그래피 공정을 이용하여, 제4 포토레지스트 패턴(47)을 형성한다.

제4 포토레지스트 패턴(47) 및 제3 씨드층(46)이 형성된 제2 희생기판(40) 상에 전기 도금을 수행한다. 전기 도금의 수행에 의해 제1 팁형성 홀(43)을 매립하고, 제2 팁형성 홀(45)의 일부를 매립하는 제1 금속층(48)을 형성한다. 또한, 전기 도금의 정도에 따라 상기 제1 금속층(48)은 제1 팁형성 홀(43)의 일부를 매립할 수도 있고, 제2 팁형성 홀(45)을 완전히 매립할 수도 있다.

도 5d를 참조하면, 상기 도 5c에 도시된 제4 포토레지스트 패턴(47)을 제거한다. 또한, 제3 씨드층(46) 상에 새로이 포토레지스트를 도포하고, 포토리소그래피 공정을 수행하고, 제5 포토레지스트 패턴(49)을 형성한다. 제5 포토레지스트 패턴(49)이 형성된 제2 희생기판(40)에 대해 전기도금을 수행한다. 전기 도금의 수행에 의해 제1 금속층(48) 상부에 제1 금속층(48)과 동일한 종류의 금속물이 도포된다. 금속물의 도포에 의해 팁부(230B) 및 빔부(230B)가 형성된다.

도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 프로브 핀의 형성을 설명하기 위한 단면도들이다.

도 6a를 참조하면, 먼저, 상기 도 3a 내지 도 3h에 의해 제조된 포스트부(110), 탄성빔부(130) 및 탄성팁부(150) 상부에 포토레지스트를 도포하고, 이를 패터닝하여, 포스트부(110)의 상부 표면을 노출시킨다.

도 6b를 참조하면, 포스트부(110)의 노출된 상부에 대해 솔더층(300)을 형성한다. 상기 솔더층(300)은 접합을 위해 사용되는 것으로 도전성 접착제도 사용될 수 있다. 특히, 솔더층(300)은 강도, 내식성 및 전기전도도가 우수한 금-주석합금을 사용함이 바람직하다. 이어서, 상기 도 6a에서 형성된 포토레지스트를 제거한다.

도 6c를 참조하면, 상기 도 6b에 도시된 탄성빔부(130), 탄성팁부(150) 및 솔더층(300)이 구비된 포스트부(110)에 상기 도 4a 내지 도 4c에 의해 제조된 빔부(210A) 및 팁부(230A)를 얼라인하여 결합시킨다. 또한, 상기 도 5a 내지 도 5d에 의해 제조된 빔부(210B) 및 팁부(230B)를 얼라인하여 결합시킬 수 있다. 즉, 상부 프로브부(200)의 빔부(210)의 말단부위와 포스트부(110)는 서로 일치되도록 결합되고, 탄성팁부(150)와 팁부(230)는 소정의 이격공간을 가지도록 얼라인된다.

계속해서 얼라인된 전체의 구성에 대해 열을 가하여 솔더층(300)이 포스트부(110)와 빔부(210)의 말단을 결합시키도록 한다. 이때, 가해지는 열은 250℃ 내지 300℃이다.

도 6d를 참조하면, 잔류하는 희생기판들(10, 20)과 포토레지스트와 씨드층(13)을 제거한다. 이러한 잔류하는 요소들의 제거는 KOH에 침지시켜서 수행함이 바람직하다. 상술한 과정을 통해 하부기판(400) 상에 멤스 공정을 이용하여 형성된 프로브 핀을 제조할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 3a 내지 도 3h는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프로브 핀의 하부 프로브부의 형성을 설명하기 위한 단면도들이다.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 프로브 핀의 상부 프로브부를 형성하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 프로브 핀의 상부 프로브부를 형성하는 다른 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

Claims

테스트되는 패드와 접촉하고, 접촉시 발생되는 응력을 1차로 흡수하기 위한 상부 프로브부;

상기 상부 프로브부와 소정의 이격거리를 두고 형성되면서, 상기 상부 프로브에서 발생되는 응력을 2차로 흡수하고, 상기 상부 프로브부에 탄성을 부여하기 위한 하부 프로브부; 및

상기 상부 프로브부와 상기 하부 프로브부를 결합하기 위한 솔더층을 포함하는 프로브 핀.
제1항에 있어서, 상기 상부 프로브부는,

상기 패드와 접촉되기 위한 팁부; 및

상기 팁부의 신장방향과 수직으로 형성되고, 상기 솔더층을 통해 하부 프로브부에 접합되어, 상기 팁부에서 발생되는 응력을 1차로 흡수하고, 상기 팁부에 탄성을 부여하기 위한 빔부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 핀.
제2항에 있어서, 상기 하부 프로브부는,

상기 팁부와 소정의 이격거리를 가지며, 상기 팁부에서 발생되는 응력을 흡수하기 위한 탄성팁부;

상기 탄성팁부의 신장방향과 수직으로 형성되고, 상기 빔부와 평형하며, 상 기 탄성팁부를 통해 전달되는 상기 팁부의 응력을 2차로 흡수하여 상기 팁부에 탄성력을 부여하기 위한 탄성빔부; 및

상기 상부 프로브부를 지지하고, 상기 탄성빔부를 지지하기 위한 포스트부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 핀.
제3항에 있어서, 상기 팁부는 말단부가 피라미드 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 프로브 핀
제3항에 있어서, 상기 팁부는 상부가 피라미드 형상을 가지고, 하부가 상기 상부의 폭보다 넓도록 단차를 가지고 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브 핀.
제1항에 있어서, 상기 솔더층은 금-주석 합금인 것을 특징으로 하는 프로브 핀.
하부 기판 상에 제1 희생기판을 가공하여 하부 프로브부를 형성하는 단계;

제2 희생기판을 가공하여 상부 프로브부를 형성하는 단계; 및

상기 하부 프로브부와 상기 상부 프로브부를 접합하고, 상기 제1 희생기판 및 상기 제2 희생기판을 제거하는 단계를 포함하는 프로브 핀을 제조하는 방법.
제7항에 있어서, 상기 하부 프로브부를 형성하는 단계는,

상기 제1 희생기판 상에 홀을 형성하는 단계;

패턴이 형성된 상기 하부기판에 포토레지스트를 도포하고, 상기 제1 희생기판과 상기 하부기판을 접합하는 단계;

상기 홀을 통해 노출된 상기 포토레지스트를 제거하고, 상기 패턴 상에 상기 홀을 매립하는 도전성 금속물을 형성하는 단계;

상기 도전성 금속물 및 상기 제1 희생기판 상에 제1 씨드층을 형성하는 단계;

상기 제1 씨드층을 근거로 전기도금을 수행하여 탄성빔부를 형성하는 단계;

상기 탄성빔부의 말단 및 상기 도전성 금속물 상부에 대해 전기 도금을 수행하여 상기 제1 희생기판 상에 탄성팁부 및 포스트부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 핀을 제조하는 방법.
제8항에 있어서, 상기 탄성빔부를 형성하는 단계는,

상기 제1 씨드층 상에 제1 포토레지스트 패턴을 형성하여 제1 개구부를 통해 상기 제1 씨드층의 일부를 노출시키는 단계;

상기 제1 씨드층을 근거로 전기도금을 수행하는 단계; 및

상기 제1 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 핀을 제조하는 방법.
제8항에 있어서, 상기 탄성팁부 및 포스트부를 형성하는 단계는,

상기 제1 씨드층, 상기 탄성빔부 및 상기 도전성 금속물 상부에 제2 포토레지스트 패턴을 형성하여 제2 개구부를 통해 상기 탄성빔부의 말단을 노출시키고, 제3 개구부를 통해 상기 도전성 금속물을 노출시키는 단계;

전기 도금을 수행하여 상기 제2 개구부 내에 탄성팁부를 형성하고, 제3 개구부 내에 포스트부를 형성하는 단계; 및

상기 제2 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 핀을 제조하는 방법.
제7항에 있어서, 상기 상부 프로브부를 형성하는 단계는,

산화막이 형성된 제2 희생기판 상에 팁형성 홀을 형성하는 단계;

상기 제2 희생기판 및 상기 팁형성 홀 표면에 제2 씨드층을 형성하는 단계; 및

상기 제2 씨드층을 근거로 전기도금을 수행하여, 상기 팁형성 홀을 매립하는 팁부를 형성하고, 상기 제2 희생기판 상에 빔부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 핀을 제조하는 방법.
제7항에 있어서, 상기 상부 프로브부를 형성하는 단계는,

산화막이 형성된 제2 희생기판 상에 제1 팁형성 홀 및 상기 제1 팁형성 홀보다 넓은 폭을 가지는 제2 팁형성홀을 형성하는 단계;

상기 제1 팁형성 홀, 제2 팁형성 홀 및 상기 제2 희생기판 표면에 제3 씨드 층을 형성하는 단계; 및

전기도금을 수행하여 상기 제1 팁형성 홀과 상기 제2 팁형성 홀을 매립하여 팁부를 형성하고, 상기 제2 희생기판 상에 빔부를 형성하는 단계를 포함하는 프로브 핀을 제조하는 방법.