KR20090100037A - 프로브 기판과 프로브 기판의 제조 방법 - Google Patents

프로브 기판과 프로브 기판의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

프로브 카드에 사용되는 형태가 개선된 프로브 기판과 프로브 기판의 제조 방법이 제공된다.
회로 패턴이 형성되어 있는 인쇄 회로 기판에 전기적으로 연결되는 프로브 카드용 프로브 기판은 프로브판 및 상기 프로브판의 일 측면 상에 위치하고 있으며 상기 회로 패턴과 연결되는 단자부, 상기 단자부로부터 상기 프로브판의 일 측면 상에서 연장되는 리드부, 상기 프로브판의 단부에 대응하여 상기 리드부로부터 상기 프로브판의 하측 방향으로 절곡 연장되는 절곡부 및 상기 절곡부로부터 연장되어 상기 프로브판을 지나 돌출되는 팁부를 포함하는 접촉 프로브를 포함한다.
프로브 카드, 프로브 기판, 절곡부

Description

프로브 기판과 프로브 기판의 제조 방법{PROBE SUBSTRATE AND MAKING METHOD THEREOF}
본 발명은 프로브 카드에 사용하는 프로브 기판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 웨이퍼 등의 반도체 장치를 검사하는 프로브 카드에 사용하는 프로브 기판과 프로브 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 디바이스는 웨이퍼(wafer) 상에 회로 패턴 및 검사를 위한 접촉 패드를 형성하는 패브리케이션(fabrication) 공정과 회로 패턴 및 접촉 패드가 형성된 웨이퍼를 각각의 반도체 칩으로 조립하는 어셈블리(assembly) 공정을 통해서 제조된다.
패브리케이션 공정과 어셈블리 공정 사이에는 웨이퍼 상에 형성된 접촉 패드에 전기 신호를 인가하여 웨이퍼의 전기적 특성을 검사하는 검사 공정이 수행된다. 이 검사 공정은 웨이퍼의 불량을 검사하여 어셈블리 공정 시 불량이 발생한 웨이퍼의 일 부분을 제거하기 위해 수행하는 공정이다.
검사 공정 시에는 웨이퍼에 전기적 신호를 인가하는 테스터라고 하는 검사 장비와 웨이퍼와 테스터 사이의 인터페이스 기능을 수행하는 프로브 카드라는 검사 장비가 주로 이용된다. 이 중에서 프로브 카드는 테스터로부터 인가되는 전기 신호를 수신하는 인쇄 회로 기판 및 웨이퍼 상에 형성된 접촉 패드와 접촉하는 복수개의 프로브를 포함한다.
이하, 도 1을 참조하여 종래의 프로브 카드를 설명한다.
도 1은 종래의 프로브 카드를 도시한 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 프로브 카드(10)는 웨이퍼 척(20)에 안착되어 있는 웨이퍼(30) 상에 형성된 접촉 패드(31)에 접촉하여 웨이퍼(30)를 검사하며, 인쇄 회로 기판(11), 프로브(12) 및 프로브 지지부(13)를 포함한다.
인쇄 회로 기판(11)의 상면에는 회로 패턴(11a)이 형성되어 있으며, 회로 패턴(11a)은 인쇄 회로 기판(11)과 수직을 이루는 프로브(12)에 연결되어 프로브(12)에 검사 공정을 위한 전기적 신호를 보내준다.
프로브(12)는 회로 패턴(11a)에 연결되어 있고, 프로브 카드(10)의 하강 또는 웨이퍼 척(20)의 상승에 의해 접촉 패드(31)에 접촉하여 회로 패턴(11a)으로부터 공급된 전기적 신호를 접촉 패드(31)에 전달한다.
프로브 지지부(13)에는 프로브(12)를 지지하는 관통홀(13a)이 형성되어 있으며, 상기 관통홀(13a)은 프로브(12)가 안정적으로 상하 운동을 하도록 도와준다.
최근에, 고 집적 반도체 칩의 수요가 증가함에 따라서, 패브리케이션 공정에 의해 웨이퍼(30)에 형성되는 반도체 회로 패턴이 고 집적하게 되며, 이에 의해, 이웃하는 접촉 패드(31)간의 간격, 즉 피치(pitch)가 매우 좁게 형성되고 있다.
이러한 미세 피치의 접촉 패드(31)를 검사하기 위해서는, 프로브 카드의 프 로브 역시 미세 피치로 형성되어야 하며, 그에 따라 인쇄 회로 기판 및 프로브 사이에 인쇄 회로 기판 상의 단자간 간격과 프로브간 간격의 차이를 보상해 주는 소위 공간 변환기(space transformer)가 사용되어야 한다.
그런데, 종래의 프로브 카드(10)는 각각의 프로브(12)를 인쇄 회로 기판(11)에 연결하여 제조하기 때문에, 프로브(12)를 미세 피치로 형성하기 어렵다.
또한, 종래의 프로브 카드(10)에 공간 변환기를 추가로 사용할 경우, 프로브 카드(10)의 제조 비용이 상승하는 문제점이 있다.
또한, 종래의 프로브 카드(10)는 검사 공정 시 임계치 이상의 압력이 프로브(10)에 인가될 경우, 프로브(10)에 인가되는 압력을 보상해주는 장치가 없기 때문에 프로브(10)가 손상될 수 있는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 미세 피치를 가진 접촉 패드가 형성되어 있는 웨이퍼 등의 반도체 장치를 검사할 수 있는 프로브 카드에 사용되는 프로브 기판과 프로브 기판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면은, 회로 패턴이 형성되어 있는 인쇄 회로 기판에 전기적으로 연결되는 프로브 카드용 프로브 기판에 있어서, 프로브판 및 상기 프로브판의 일 측면 상에 위치하고 있으며 상기 회로 패턴과 연결되는 단자부, 상기 단자부로부터 상기 프로브판의 일 측면 상에서 연장되는 리드부, 상기 프로브판의 단부에 대응하여 상기 리드부로부터 상기 프로브판의 하측 방향으로 절곡 연장되는 절곡부 및 상기 절곡부로부터 연장되어 상기 프로브판을 지나 돌출되는 팁부를 포함하는 접촉 프로브를 포함하는 프로브 기판을 제공한다.
상기 접촉 프로브는 복수개이며, 상기 복수개의 접촉 프로브는 동시에 일괄 형성될 수 있다.
이웃하는 상기 접촉 프로브는 서로 이격되어 있을 수 있다.
이웃하는 상기 팁부간의 거리는 이웃하는 상기 단자부간의 거리보다 좁도록 상기 프로브판의 일 측면 상에서 공간 변환될 수 있다.
상기 프로브판과 상기 접촉 프로브 사이에 위치하는 접착층을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 2 측면은, 프로브 카드에 사용되는 프로브 기판의 제조 방법에 있어서, (a) 프로브판을 형성하는 단계 및 (b) 상기 프로브판의 일 측면 상에 위치하고 있는 단자부, 상기 단자부로부터 상기 프로브판의 일 측면 상에서 연장되는 리드부, 상기 프로브판의 단부에 대응하여 상기 리드부로부터 상기 프로브판의 하측 방향으로 절곡 연장되는 절곡부 및 상기 절곡부로부터 연장되어 상기 프로브판을 지나 돌출되는 팁부를 포함하는 접촉 프로브를 형성하는 단계를 포함하는 프로브 기판의 제조 방법을 제공한다.
상기 (b) 단계는 제 1 면 및 상기 제 1 면과 대향하는 제 2 면을 포함하는 절연 기판을 마련하는 단계, 상기 절연 기판의 상기 제 1 면 상에 제 1 포토레지스트층을 형성하는 단계, 상기 제 1 포토레지스트층을 노광 및 현상하여 상기 접촉 프로브의 상기 절곡부 및 상기 팁부에 대응하는 제 1 영역이 개구되도록 제 1 포토마스크층을 형성하는 단계, 상기 제 1 영역에 대응하는 상기 절연 기판이 함몰되도록 상기 절연 기판을 에칭하여 기판 개구부를 형성하는 단계, 상기 제 1 포토레지스트층을 에슁하여 제거하는 단계, 상기 절연 기판의 상기 기판 개구부 및 상기 제 1 면 상에 제 2 포토레지스트층을 형성하는 단계, 상기 제 2 포토레지스트층을 노광 및 현상하여 상기 접촉 프로브에 대응하는 제 2 영역의 상기 제 2 포토레지스트층을 제거해 개구부를 형성하는 단계, 상기 개구부에 도전성 물질을 형성하는 단계 및 상기 제 2 포토레지스트층을 에슁하여 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 (a) 단계는 상기 절연 기판의 상기 제 2 면 상에 제 3 포토레지스트층을 형성하는 단계, 상기 제 3 포토레지스트층을 노광 및 현상하여 상기 프로브판에 대응하는 제 3 영역에 제 2 포토마스크층을 형성하는 단계, 상기 절연 기판을 에칭하는 단계 및 상기 제 2 포토마스크층을 에슁하여 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 절연 기판의 상기 제 1 면 및 상기 기판 개구부와 상기 제 2 포토레지스트층 사이에 접착층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 접착층을 에칭하는 단계를 더 포함할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단의 일부 실시예 중 하나에 의하면, 형태를 개선함으로써, 미세 피치를 가진 접촉 패드가 형성되어 있는 웨이퍼 등의 반도체 장치를 검사할 수 있는 효과가 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재와 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 “전기적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함” 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 도 2 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프로브 카드를 설명한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프로브 카드의 저면도이며, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ을 따른 단면도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프로브 카드는 인쇄 회로 기판(100), 인터포저(200), 연성 인쇄 회로 기판(300), 완충판(400), 지지판(500) 및 프로브 기판(600)를 포함한다.
인쇄 회로 기판(100)은 대략 원판 형상으로 형성되며, 검사 공정을 위한 프로브 회로 패턴이 형성되어 있다. 인쇄 회로 기판(100)은 고집적 웨이퍼를 검사하기 위해 인쇄 회로 기판(100) 내에서 배선을 통해 피치(pitch) 변환이 수행될 수 있으며, 인쇄 회로 기판(100)은 검사 공정을 위한 테스터와 연결되어 있을 수 있다. 인쇄 회로 기판(100)의 주변 영역에는 후술할 완충판(400)의 완충 나사(420)가 삽입되는 삽입구(110, 도 7 도시)가 형성되어 있다. 인쇄 회로 기판(100) 상에는 인쇄 회로 기판(100)과 연성 인쇄 회로 기판(300) 사이를 연결하는 인터포저(200)가 위치하고 있다.
한편, 피치 변환이란 복수의 일 단자로부터 각각 복수의 타 단자로 신호가 전송될 시, 이웃하는 일 단자간의 간격보다 이웃하는 타 단자간의 간격을 변환하는 것을 의미한다.
도 4는 도 3의 A부분의 확대도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 인터포저(200)는 인쇄 회로 기판(100)의 주변 영역 상에 위치하고 있으며, 도전부(210) 및 본체부(220)를 포함한다. 도전부(210)는 인쇄 회로 기판(100)의 프로브 회로 패턴과 후술할 연성 인쇄 회로 기판(300)의 기판 단자부(310) 사이에 위치하며, 프로브 회로 패턴과 기판 단자부(310) 사이를 연결하는 역할을 한다. 본체부(220)는 도전부(210)의 적어도 일부를 감싸고 있으며, 도전부(210)를 지지하는 역할을 한다. 인터포저(200)는 검사 공정을 위해 인쇄 회로 기판(100)의 프로브 회로 패턴을 거친 전기 신호를 연성 인쇄 회로 기판(300)으로 전달하는 역할을 한다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프로브 카드에 포함되어 있는 연성 인쇄 회로 기판의 평면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 연성 인쇄 회로 기판(300)은 기판 단자부(310) 및 프로브 단자부(320)를 포함한다. 기판 단자부(310)는 인터포저(200)의 도전부(210)와 직접 연결되어 있으며, 인터포저(200)를 통해 인쇄 회로 기판(100)의 프로브 회로 패턴과 연결되어 있다. 프로브 단자부(320)는 후술할 프로브 기판(600)의 접촉 프로브(620)와 연결되어 있다. 기판 단자부(310) 및 프로브 단자부(320)는 복수개이며, 이웃하는 프로브 단자부(320)간의 거리는 이웃하는 기판 단자부(310)간의 거리보다 좁다. 즉, 연성 인쇄 회로 기판(300)은 인쇄 회로 기판(100)과 프로브 기판(600) 사이를 연결하는 역할을 하는 동시에 연성 인쇄 회로 기판(300) 자체적으로 피치 변환을 수행한다. 또한, 연성 인쇄 회로 기판(300)의 단부로부터 이웃하는 프로브 단자부(320) 각각의 거리는 서로 상이하다. 더 자세하게는, 프로브 단자부(320)는 2개의 열로 형성되며, 연성 인쇄 회로 기판(300)의 단부로부터 이웃하는 프로브 단자부(320)의 열까지의 거리는 서로 상이하다. 즉, 프로브 단자부(320)는 상호 교호적으로 엇갈려 배치되어 있다. 연성 인쇄 회로 기판(300)은 인쇄 회로 기판(100)과 완충판(400) 사이에 위치하여 프로브 기판(600)과 연결되어 있다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프로브 카드에 포함되어 있는 완충판의 사시도이며, 도 7은 도 2의 Ⅶ-Ⅶ을 따른 단면도이다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 완충판(400)은 인쇄 회로 기판(100) 상에 위치하고 있다. 완충판(400)은 완충판 본체부(410), 완충 나사(420), 탄성 구조물(430) 및 스프링부(440)를 포함한다.
완충판 본체부(410)는 대략 원 형상으로 이루어져 있으며, 중심 영역에 후술할 지지판(500)이 지지되는 안착부(411)가 형성되어 있다. 안착부(411)는 완충판 본체부(410)를 관통시켜 형성된다. 완충판 본체부(410)의 주변 영역에는 완충 나사(420)가 위치하고 있다.
완충 나사(420)는 완충판 본체부(410)를 관통하여 인쇄 회로 기판(100)에 형 성되어 있는 삽입구(110)에 삽입되어 있다. 완충 나사(420)의 단부(421)는 삽입구(110)의 저부(111)와 이격되어 있다. 완충 나사(420)는 탄성 구조물(430)이 감싸고 있다. 검사 공정 시, 완충판(400)에 설정된 하중 이상의 하중이 인가되면 완충 나사(420)의 단부(421)는 삽입구(110)의 내에서 슬라이딩 운동을 한다. 완충 나사(420)는 완충판(400)과 인쇄 회로 기판(100)을 결합시키는 역할을 한다.
탄성 구조물(430)은 완충판 본체부(410)와 인쇄 회로 기판(100) 사이에 위치하고 있다. 탄성 구조물(430)은 탄성을 가지는 고무 등의 탄성 수지로 이루어져 있다. 탄성 구조물(430)은 완충판(400)의 최초 높이를 설정하는 역할을 한다. 탄성 구조물(430)과 완충 나사(420) 사이에는 스프링부(440)가 위치한다.
스프링부(440)는 완충판 본체부(410)와 인쇄 회로 기판(100) 사이에 위치하고 있으며, 완충 나사(420)를 감싸고 있다. 스프링부(440)는 탄성을 가지며, 검사 공정 시 완충판(400)에 압력이 인가되어 스프링부(440)에 압력이 인가될 때 인쇄 회로 기판(100) 및 완충판 본체부(410) 방향으로 압력을 가한다. 이와 같이, 완충판(400)은 검사 공정 시 압력이 완충판(400)에 인가되면 인쇄 회로 기판(100)에 대해 탄성 지지한다. 완충판(400)의 안착부(411)에는 지지판(500)이 안착되어 있다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프로브 카드에 포함되어 있는 지지판의 사시도이며, 도 9는 도 2의 Ⅸ-Ⅸ를 따른 단면도이다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 지지판(500)은 지지판(500)을 관통하여 형성되어 있는 고정 슬릿(510)을 포함한다. 고정 슬릿(510)은 복수의 슬릿을 가지고 있으며, 각각의 슬릿에는 후술할 프로브 기판(600)의 프로브판(610)이 지지된 다. 고정 슬릿(510)은 포토리소그래피(photolithography) 방법을 이용해 지지판(500)에 형성되거나, 물리적인 가공을 통해 형성될 수 있다.
다른 실시예에서, 고정 슬릿(510)은 각 프로브판(610)이 삽입되도록 복수의 막대 형상의 관통구로서, 지지판(500)을 관통하여 형성될 수 있다.
도 10은 도 9의 Ⅹ-Ⅹ을 따른 단면도이다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 프로브 기판(600)은 프로브판(610), 접촉 프로브(620) 및 접착층(630)를 포함한다.
프로브판(610)은 일 단부(611)와 타 단부(612)를 포함하며, 지지판(500)의 고정 슬릿(510)에 상측 방향으로 세워져서 지지되어 있다. 프로브판(610)은 실리콘(Si) 또는 글라스(glass) 등의 절연성 세라믹으로 이루어져 있다. 프로브판(610)은 습식 에칭 또는 건식 에칭 시 경사면을 가질 수 있는 물질로 이루어질 수 있다. 프로브판(610) 상에는 접촉 프로브(620)가 형성되어 있다.
접촉 프로브(620)는 복수개로 형성되며, 이웃하는 접촉 프로브(620)는 서로 이격되어 있다. 복수개의 접촉 프로브(620)는 동시에 일괄적으로 형성될 수 있다. 접촉 프로브(620)는 금(Au), 은(Ag) 및 구리(Cu) 등의 도전성 물질로 이루어져 있으며, 포토리소그래피 방법을 이용해 프로브판(610) 상에 형성된다. 접촉 프로브(620)는 단자부(621), 리드부(622), 절곡부(623) 및 팁부(624)를 포함한다.
단자부(621)는 프로브판(610)의 일 측면의 일 단부(611) 상에 복수개로 형성되어 있으며, 연성 인쇄 회로 기판(300)과 연결되어 있다. 프로브판(610)의 일 단부(611)로부터 이웃하는 단자부(621) 각각의 거리는 서로 상이하다. 더 자세하게 는, 단자부(621)는 2개의 열로 형성되며, 프로브판(610)의 일 단부(611)로부터 이웃하는 단자부(621)의 열까지의 거리는 서로 상이하다. 즉, 단자부(621)는 상호 교호적으로 엇갈려 배치되어 있다. 단자부(621)는 연성 인쇄 회로 기판(300)의 프로브 단자부(320)와 대응하며, 전도성 접착 부재(ACF)에 의해 연성 인쇄 회로 기판(300)의 프로브 단자부(320)와 연결되어 있다. 전도성 접착 부재(ACF)는 전도성 경화형 접착 필름 중의 하나인 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film, ACF)을 사용하는 것이 바람직하다. 단자부(621)로부터 연장되어 리드부(622)가 형성되어 있다.
리드부(622)는 프로브판(610)의 일 측면 상에 형성되어 있으며, 프로브판(610)의 타 단부(612) 방향으로 절곡 연장되어 있다. 리드부(622)는 프로브판(610) 상에서 단자부(621)로부터 절곡부(623)까지 프로브판(610)의 판면 상에서 피치 변환을 수행한다. 리드부(622)로부터 연장되어 절곡부(623)가 형성되어 있다.
절곡부(623)는 프로브판(610)의 타 단부(612)에 대응하여 프로브판(610)의 상측 방향으로 절곡 연장되어 있다. 절곡부(623)는 리드부(622)와 팁부(624) 사이를 연결하며, 검사 공정 시 팁부(624)가 검사 대상인 웨이퍼(wafer)에 형성된 접촉 패드에 탄성적으로 대응할 수 있도록 한다. 절곡부(623)로부터 연장되어 팁부(624)가 형성되어 있다.
팁부(624)는 절곡부(623)로부터 리드부(622)의 연장 방향으로 절곡되어 연장되어 있다. 팁부(624)는 프로브판(610)과 이격되어 있으며, 프로브판(610)의 타 단부(612)로부터 지지판(500)의 상측 방향으로 돌출되어 있다. 팁부(624)는 단자 부(621)에 대응하여 복수개이며, 이웃하는 팁부(624)간의 거리는 이웃하는 단자부(621)간의 거리보다 좁다. 즉, 리드부(622)에 의해 단자부(621)로부터 팁부(624)까지 피치 변환이 수행된다. 팁부(624)는 검사 공정 시 검사 대상인 웨이퍼에 형성된 접촉 패드와 직접 접촉하는 역할을 한다.
접촉 프로브(620) 및 프로브판(610) 사이에는 접착층(630)이 위치하고 있다.
접착층(630)은 티타늄(Ti) 또는 크롬(Cr) 등의 도전성 물질로 이루어져 있으며, 접촉 프로브(620)보다 프로브판(610)과 화학적 친화력이 더 높다. 더 구체적으로, 접착층(630)은 접촉 프로브(620) 및 프로브판(610) 사이에 위치하여 접촉 프로브(620) 및 프로브판(610) 사이의 접합을 용이하게 하는 역할을 한다.
여기서, 화학적 친화력이란, 두개의 물질에 있어서 상호간의 접착력을 의미한다.
다른 실시예에서, 외부로 노출되는 접촉 프로브(620) 표면에는 절연성 물질이 형성될 수 있다. 이 경우, 이웃하는 접촉 프로브(620) 간의 단락이 억제된다.
이상과 같이, 연성 인쇄 회로 기판(300)에서 피치 변환을 수행하고, 프로브판(610) 상에 형성되어 있는 접촉 프로브(620)의 리드부(622)에서 피치 변환을 수행하기 때문에, 이웃하는 접촉 패드가 미세 피치를 가지고 형성되어 있는 고집적 웨이퍼를 검사할 수 있다.
또한, 연성 인쇄 회로 기판(300)에서 피치 변환을 수행하고, 프로브판(610) 상에 형성되어 있는 접촉 프로브(620)의 리드부(622)에서 피치 변환을 수행하기 때문에 다층 세라믹 기판 등과 같은 공간 변환기를 사용할 필요가 없다. 이에 의해, 제조 비용이 절감된다.
또한, 접촉 프로브(620)가 동시에 일괄적으로 프로브판(610) 상에 형성되어 있기 때문에, 접촉 프로브(620) 각각을 인쇄 회로 기판에 연결해야 할 필요가 없다. 이에 의해, 제조 시간 및 제조 비용이 절감된다.
또한, 접촉 프로브(620)가 포토리소그래피 방법을 통해 프로브판(610) 상에 형성되기 때문에, 이웃하는 접촉 프로브(620)간의 간격 조절 또는 접촉 프로브(620) 자체의 크기를 미세하게 형성할 수 있다. 이에 의해, 미세 피치를 가지면서 자체의 크기가 작은 접촉 패드가 형성되어 있는 초고집적 웨이퍼를 검사할 수 있다.
또한, 접촉 프로브(620)가 절곡부(623)를 가지고 있고, 절곡부(623)에 의해 팁부(624)가 탄성을 가지기 때문에, 검사 공정 시 웨이퍼에 형성되어 있는 접촉 패드에 팁부(624)가 탄성적으로 접촉한다. 이에 의해, 검사 공정 시 팁부(624)가 접촉 패드 표면에서 미끄러질 수 있고, 이 미끄러짐에 의해 팁부(624)에 인가되는 압력이 분산되며, 접촉 패드 표면에 스크럽(scrub)이 발생하면서 팁부(624)는 안정적으로 접촉 패드와 접촉할 수 있다. 또한, 팁부(624)에 집중되는 압력이 분산되기 때문에 팁부(624)의 손상 및 접촉 패드의 손상과 같은 검사 공정에 의한 불량이 억제된다.
또한, 연성 인쇄 회로 기판(300)의 복수의 프로브 단자부(320)가 서로 엇갈려 배치되어 있기 때문에, 프로브 단자부(320)가 일렬로 배치되어 있을 경우에 비해서 이웃하는 프로브 단자부(320)간의 간격이 넓다. 이에 의해, 검사 공정 시 이 웃하는 프로브 단자부(320) 간에 발생할 수 있는 전자파에 의한 간섭을 억제할 수 있다.
또한, 접촉 프로브(620)의 복수의 단자부(621)가 서로 엇갈려 배치되어 있기 때문에, 단자부(621)가 일렬로 배치되어 있을 경우에 비해서 이웃하는 단자부(621)간의 간격이 넓다. 이에 의해, 검사 공정 시 이웃하는 단자부(621) 간에 발생할 수 있는 전자파에 의한 간섭을 억제할 수 있다.
또한, 검사 공정 시 일 접촉 프로브(620)에 불량이 발생할 경우, 불량이 발생한 접촉 프로브(620)가 형성되어 있는 프로브판(610)을 지지판(500)의 고정 슬릿(510)로부터 분리시킨 후, 새로운 접촉 프로브(620)가 형성되어 있는 프로브판(610)을 지지판(500)의 고정 슬릿(510)에 삽입하여 간단하게 불량이 발생한 접촉 프로브(620)를 교체할 수 있다. 이에 의해, 유지 비용이 절감된다.
또한, 프로브 기판(600)이 지지되어 있는 지지판(500)이 완충판(400)에 안착되어 있고, 완충판(400)이 인쇄 회로 기판(100)에 대해 지지판(500)을 탄성 지지하기 때문에, 검사 공정 시 웨이퍼에 형성되어 있는 접촉 패드에 접촉하는 접촉 프로브(620)가 탄성적으로 접촉 패드에 접촉할 수 있다. 이에 의해, 임계치 이상의 압력이 접촉 프로브(620)에 인가되어도 접촉 프로브(620)의 손상이 억제된다.
이하, 도 10 내지 도 20을 참조하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프로브 기판의 제조 방법을 설명한다.
도 11은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프로브 기판의 제조 방법을 나타낸 순서도이고, 도 12 내지 도 20은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프로브 기판의 제 조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
우선, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 제 1 면(1100) 및 제 1 면(1100)과 대향하는 제 2 면(1200)을 포함하는 절연 기판(1000)을 마련 한다(S110).
실리콘 또는 유리 등의 절연성 물질로 이루어진 판상의 절연 기판(1000)을 마련한다. 절연 기판(1000)이 실리콘일 경우, 보다 높은 절연성을 위해 절연 기판(1000)의 제 1 면(1100)을 산화시켜 절연 기판(1000)의 제 1 면(1100)에 산화 실리콘(SiOx)을 형성할 수 있다.
다음, 절연 기판(1000)의 제 1 면(1100) 상에 제 1 포토레지스트층(2000)을 형성한다(S120).
스핀 코팅 방법 등을 이용해, 절연 기판(1000)의 제 1 면(1100) 상에 포토레지스트 물질을 도포하여 제 1 포토레지스트층(2000)을 형성한다. 제 1 포토레지스트층(2000)은 절연 기판(1000)의 제 1 면(1100) 전체에 걸쳐서 형성될 수 있다.
다음, 도 13에 도시된 바와 같이, 제 1 포토레지스트층(2000)을 노광 및 현상하여 구조물층(2100)을 형성한다(S130).
마스크를 제 1 포토레지스트층(2000) 상에 정렬하고, 마스크를 거쳐 제 1 포토레지스트층(2000)에 자외선을 조사하고 제 1 포토레지스트층(2000)을 현상하여, 접촉 프로브(620)의 절곡부(623) 및 팁부(624)에 대응하는 제 1 영역(X)에 상측 방향으로 돌출된 구조물층(2100)을 형성한다.
다음, 도 14에 도시된 바와 같이, 절연 기판(1000)의 제 1 면(1100) 및 구조물층(2100) 상에 접착층(630)을 형성한다(S140).
스퍼터링 방법 등을 통해 절연 기판(1000)의 제 1 면(1100) 및 구조물층(2100) 상에 접착층(630)을 형성한다. 접착층(630)은 티타늄(Ti) 또는 크롬(Cr) 등으로 이루어진 도전성 물질이다.
다음, 접착층(630) 상에 제 2 포토레지스트층(3000)을 형성한다(S150).
접착층(630) 상에 포토레지스트물질을 도포하여 제 2 포토레지스트층(3000)을 형성한다. 제 2 포토레지스트층(3000)은 접착층(630) 전체에 걸쳐서 형성될 수 있다.
다음, 도 15에 도시된 바와 같이, 제 2 포토레지스트층(3000)을 노광 및 현상하여 개구부(3100)를 형성한다(S160).
마스크를 제 2 포토레지스트층(3000) 상에 정렬하고, 마스크를 거쳐 제 2 포토레지스트층(3000)에 자외선을 조사한 후 제 2 포토레지스트층(3000)을 현상하여, 접촉 프로브(620)에 대응하는 제 2 영역(Y)에 개구부(3100)를 형성한다.
이 때, 서로 이격하여 형성되어 있는 접촉 프로브(620)에 대응하여 복수개의 개구부(3100)가 서로 이격되어 형성된다.
다음, 도 16에 도시된 바와 같이, 개구부(3100)에 도전성 물질을 채워 접촉 프로브(620)를 형성한다(S170).
개구부(3100)에 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu) 등의 도전성 물질을 채워 접촉 프로브(620)를 형성한다. 접촉 프로브(620)가 형성되면 이웃하는 접촉 프로브(620) 사이에는 제 2 포토레지스트층(3000)이 위치하고 있다. 즉, 절연 기판(1000)의 제 1 면(1100) 상에서 접촉 프로브(620)와 제 2 포토레지스트층(3000)이 상호 교호적 으로 위치한다.
다음, 절연 기판(1000)의 제 2 면(1200) 상에 제 3 포토레지스트층(4000)을 형성한다(S180).
절연 기판(1000)의 제 2 면(1200) 상에 포토레지스트 물질을 도포하여, 제 3 포토 레지스트층(4000)을 형성한다. 제 3 포토레지스트층(4000)은 절연 기판(1000)의 제 2 면(1200) 전체에 걸쳐서 형성될 수 있다.
다음, 도 17에 도시된 바와 같이, 제 3 포토레지스트층(4000)을 노광 및 현상하여 포토마스크층(4100)을 형성한다(S190).
마스크를 제 3 포토레지스트층(4000) 상에 정렬하고, 마스크를 거쳐 제 3 포토레지스트층(4000)에 자외선을 조사한 후 제 3 포토레지스트층(4000)을 현상하여 프로브판(610)에 대응하는 제 3 영역(Z)에 포토마스크층(4100)을 형성한다.
다음, 도 18에 도시된 바와 같이, 절연 기판(1000)을 에칭하여 프로브판(610)을 형성한다(S200).
절연 기판(1000)을 습식 에칭 또는 건식 에칭 방법을 통해 포토마스크층(4100)이 위치한 방향으로 절연 기판(1000)을 에칭한다. 포토마스크층(4100)의 마스크 역할에 의해 절연 기판(1000)이 에칭되어 프로브판(610)이 형성된다. 절연 기판(1000)을 이루는 물질의 결정 형태에 따라서 절연 기판(1000)은 경사면을 가지며 에칭된다.
다음, 도 19에 도시된 바와 같이, 구조물층(2100), 제 2 포토레지스트층(3000) 및 포토마스크층(4100)을 에슁(ashing)하여 제거한다(S210).
구조물층(2100), 제 2 포토레지스트층(3000) 및 포토마스크층(4100)은 실질적으로 동일한 포토레지스트 물질로 이루어져 있기 때문에, 하나의 현상 용액으로 인해 에슁되어 제거될 수 있다.
다음, 도 20에 도시된 바와 같이, 접착층(630)을 에칭한다(S220).
구조물층(2100), 제 2 포토레지스트층(3000) 및 포토마스크층(4100)이 제거되었기 때문에, 프로브판(610)과 접촉 프로브(620) 사이를 제외한 영역에 외부로 노출되어 있는 접착층(630)을 에칭한다. 이 공정에 의해, 절연 기판(1000)의 제 1 면(1100) 상에서 이웃하는 접촉 프로브(620) 사이에 위치하는 접착층(630)이 제거되어 이웃하는 접촉 프로브(620)간의 단락이 방지된다. 이후, 이웃하는 접촉 프로브(620)간의 단락을 방지하기 위해, 외부로 노출된 접촉 프로브(620) 및 접착층(630)에 절연성 물질을 코팅할 수 있다.
이상과 같은 방법에 의해, 프로브판(610), 접촉 프로브(620) 및 접착층(630)을 포함하는 프로브 기판(600)이 제조된다.
이하, 도 21을 참조하여 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프로브 기판에 대하여 설명한다.
이하, 제 1 실시예와 구별되는 특징적인 부분만 발췌하여 설명하며, 설명이 생략된 부분은 제 1 실시예에 따른다. 그리고, 본 발명의 제 2 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하여 설명한다.
도 21은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프로브 기판의 단면도이다.
도 21에 도시된 바와 같이, 프로브 기판(600)은 프로브판(610), 접촉 프로브(620) 및 접착층(630)를 포함한다.
프로브판(610)은 일 단부(611)와 타 단부(612)를 포함하며, 지지판(500)의 고정 슬릿(510)에 상측 방향으로 세워져서 지지되어 있다. 프로브판(610)은 실리콘(Si) 또는 글라스(glass) 등의 절연성 세라믹으로 이루어져 있다. 프로브판(610) 상에는 접촉 프로브(620)가 형성되어 있다.
접촉 프로브(620)는 복수개로 형성되며, 이웃하는 접촉 프로브(620)는 서로 이격되어 있다. 복수개의 접촉 프로브(620)는 동시에 일괄적으로 형성될 수 있다. 접촉 프로브(620)는 단자부(621), 리드부(622), 절곡부(623) 및 팁부(624)를 포함한다.
단자부(621)는 프로브판(610)의 일 단부(611) 상에 복수개로 형성되어 있으며, 연성 인쇄 회로 기판(300)과 연결되어 있다. 프로브판(610)의 일 단부(611)로부터 이웃하는 단자부(621) 각각의 거리는 서로 상이하다. 더 자세하게는, 단자부(621)는 상호 교호적으로 엇갈려 배치되어 있다. 단자부(621)는 연성 인쇄 회로 기판(300)의 프로브 단자부(320)와 대응하며, 전도성 접착 부재(ACF)에 의해 연성 인쇄 회로 기판(300)의 프로브 단자부(320)와 연결되어 있다. 전도성 접착 부재(ACF)는 전도성 경화형 접착 필름 중의 하나인 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film, ACF)을 사용하는 것이 바람직하다. 단자부(621)로부터 연장되어 리드부(622)가 형성되어 있다.
리드부(622)는 프로브판(610)상에 형성되어 있으며, 프로브판(610)의 타 단 부(612) 방향으로 절곡 연장되어 있다. 리드부(622)는 프로브판(610) 상에서 단자부(621)로부터 절곡부(623)까지 피치 변환을 수행한다. 리드부(622)로부터 연장되어 절곡부(623)가 형성되어 있다.
절곡부(623)는 프로브판(610)의 타 단부(612)에 대응하여 프로브판(610)의 하측 방향으로 절곡 연장되어 있다. 절곡부(623)는 리드부(622)와 팁부(624) 사이를 연결하며, 검사 공정 시 팁부(624)가 검사 대상인 웨이퍼에 형성된 접촉 패드에 탄성적으로 대응할 수 있도록 한다. 절곡부(623)로부터 연장되어 팁부(624)가 형성되어 있다.
팁부(624)는 절곡부(623)로부터 리드부(622)의 연장 방향으로 절곡되어 연장되어 있다. 팁부(624)는 프로브판(610)과 이격되어 있으며, 프로브판(610)의 타 단부(612)로부터 지지판(500)의 상측 방향으로 돌출되어 있다. 팁부(624)는 단자부(621)에 대응하여 복수개이며, 이웃하는 팁부(624)간의 거리는 이웃하는 단자부(621)간의 거리보다 좁다. 즉, 리드부(622)에 의해 단자부(621)로부터 팁부(624)까지 피치 변환이 수행된다. 팁부(624)는 검사 공정 시 검사 대상인 웨이퍼에 형성된 접촉 패드와 직접 접촉하는 역할을 한다.
접촉 프로브(620) 및 프로브판(610) 사이에는 접착층(630)이 위치하고 있다.
접착층(630)은 접촉 프로브(620)보다 프로브판(610)과 화학적 친화력이 더 높다. 더 구체적으로, 접착층(630)은 접촉 프로브(620) 및 프로브판(610) 사이에 위치하여 접촉 프로브(620) 및 프로브판(610) 사이의 접합을 용이하게 하는 역할을 한다.
이하, 도 21 내지 도 33을 참조하여 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프로브 기판의 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 22는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프로브 기판의 제조 방법을 나타낸 순서도이며, 도 23 내지 도 33은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프로브 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
우선, 도 22 및 도 23에 도시된 바와 같이, 제 1 면(1100) 및 제 1 면(1100)과 대향하는 제 2 면(1200)을 포함하는 절연 기판(1000)을 마련 한다(S310).
실리콘 또는 유리 등의 절연성 물질로 이루어진 판상의 절연 기판(1000)을 마련한다. 절연 기판(1000)이 실리콘일 경우, 보다 높은 절연성을 위해 절연 기판(1000)의 제 1 면(1100)을 산화시켜 절연 기판(1000)의 제 1 면(1100)에 산화 실리콘(SiOx)을 형성할 수 있다.
다음, 절연 기판(1000)의 제 1 면(1100) 상에 제 1 포토레지스트층(2000)을 형성한다(S320).
스핀 코팅 방법 등을 이용해, 절연 기판(1000)의 제 1 면(1100) 상에 포토레지스트 물질을 도포하여 제 1 포토레지스트층(2000)을 형성한다. 제 1 포토레지스트층(2000)은 절연 기판(1000)의 제 1 면(1100) 전체에 걸쳐서 형성될 수 있다.
다음, 도 24에 도시된 바와 같이, 제 1 포토레지스트층(2000)을 노광 및 현상하여 제 1 포토마스크층(2500)을 형성한다(S330).
마스크를 제 1 포토레지스트층(2000) 상에 정렬하고, 마스크를 거쳐 제 1 포토레지스트층(2000)에 자외선을 조사하고 제 1 포토레지스트층(2000)을 현상하여, 접촉 프로브(620)의 절곡부(623) 및 팁부(624)에 대응하는 제 1 영역(X)이 개구되어 절연 기판(1000)이 노출되도록 제 1 포토마스크층(2500)을 형성한다.
다음, 도 25에 도시된 바와 같이, 절연 기판(1000)을 에칭하여 기판 개구부(1500)를 형성한다(S340).
절연 기판(1000)을 습식 에칭 또는 건식 에칭 방법을 통해 제 1 포토마스크층(2500)이 위치한 방향으로 절연 기판(1000)을 에칭한다. 제 1 포토마스크층(2500)의 마스크 역할에 의해 절연 기판(1000)이 함몰되도록 에칭되어 기판 개구부(1500)가 형성된다. 절연 기판(1000)을 이루는 물질의 결정 형태에 따라서 기판 개구부(1500)는 경사면을 가지며 에칭된다.
다음, 도 26에 도시된 바와 같이, 제 1 포토마스크층(2500)을 에슁하여 제거한다(S350).
현상 용액 등을 이용해 제 1 포토마스크층(2500)을 에슁하여 절연 기판(1000)으로부터 제거한다.
다음, 도 27에 도시된 바와 같이, 기판 개구부(1500) 및 절연 기판(1000)의 제 1 면(1100) 상에 접착층(630)을 형성한다(S360).
스퍼터링 방법 등을 통해 절연 기판(1000)의 제 1 면(1100) 및 기판 개구부(1500) 상에 접착층(630)을 형성한다. 접착층(630)은 티타늄(Ti) 또는 크롬(Cr) 등으로 이루어진 도전성 물질이다.
다음, 접착층(630) 상에 제 2 포토레지스트층(3000)을 형성한다(S370).
접착층(630) 상에 포토레지스트물질을 도포하여 제 2 포토레지스트층(3000) 을 형성한다. 제 2 포토레지스트층(3000)은 접착층(630) 전체에 걸쳐서 형성될 수 있다.
다음, 도 28에 도시된 바와 같이, 제 2 포토레지스트층(3000)을 노광 및 현상하여 개구부(3100)를 형성한다(S380).
마스크를 제 2 포토레지스트층(3000) 상에 정렬하고, 마스크를 거쳐 제 2 포토레지스트층(3000)에 자외선을 조사한 후 제 2 포토레지스트층(3000)을 현상하여, 접촉 프로브(620)에 대응하는 제 2 영역(Y)에 개구부(3100)를 형성한다.
이 때, 서로 이격하여 형성되어 있는 접촉 프로브(620)에 대응하여 복수개의 개구부(3100)가 서로 이격되어 형성된다.
다음, 도 29에 도시된 바와 같이, 개구부(3100)에 도전성 물질을 채워 접촉 프로브(620)를 형성한다(S390).
개구부(3100)에 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu) 등의 도전성 물질을 채워 접촉 프로브(620)를 형성한다. 접촉 프로브(620)가 형성되면 이웃하는 접촉 프로브(620) 사이에는 제 2 포토레지스트층(3000)이 위치하고 있다. 즉, 절연 기판(1000)의 제 1 면(1100) 상에서 접촉 프로브(620)와 제 2 포토레지스트층(3000)이 상호 교호적으로 위치한다.
다음, 도 30에 도시된 바와 같이, 절연 기판(1000)의 제 2 면(1200) 상에 제 3 포토레지스트층(4000)을 형성한다(S400).
절연 기판(1000)의 제 2 면(1200) 상에 포토레지스트 물질을 도포하여, 제 3 포토 레지스트층(4000)을 형성한다. 제 3 포토레지스트층(4000)은 절연 기판(1000) 의 제 2 면(1200) 전체에 걸쳐서 형성될 수 있다.
다음, 도 31에 도시된 바와 같이, 제 3 포토레지스트층(4000)을 노광 및 현상하여 제 2 포토마스크층(4500)을 형성한다(S410).
마스크를 제 3 포토레지스트층(4000) 상에 정렬하고, 마스크를 거쳐 제 3 포토레지스트층(4000)에 자외선을 조사한 후 제 3 포토레지스트층(4000)을 현상하여 프로브판(610)에 대응하는 제 3 영역(Z)에 제 2 포토마스크층(4500)을 형성한다.
다음, 도 32에 도시된 바와 같이, 절연 기판(1000)을 에칭하여 프로브판(610)을 형성한다(S420).
절연 기판(1000)을 습식 에칭 또는 건식 에칭 방법을 통해 제 2 포토마스크층(4500)이 위치한 방향으로 절연 기판(1000)을 에칭한다. 제 2 포토마스크층(4500)의 마스크 역할에 의해 절연 기판(1000)이 에칭되어 프로브판(610)이 형성된다. 절연 기판(1000)을 이루는 물질의 결정 형태에 따라서 절연 기판(1000)은 경사면을 가지며 에칭된다.
다음, 도 33에 도시된 바와 같이, 제 2 포토레지스트층(3000) 및 제 2 포토마스크층(4500)을 에슁하여 제거한다(S430).
제 2 포토레지스트층(3000) 및 제 2 포토마스크층(4500)은 실질적으로 동일한 포토레지스트 물질로 이루어져 있기 때문에, 하나의 현상 용액으로 인해 에슁되어 제거될 수 있다.
다음, 도 21에 도시된 바와 같이, 접착층(630)을 에칭한다(S440).
제 2 포토레지스트층(3000) 및 제 2 포토마스크층(4500)이 제거되었기 때문 에, 프로브판(610)과 접촉 프로브(620) 사이를 제외한 영역에 외부로 노출되어 있는 접착층(630)을 에칭한다. 이 공정에 의해, 이웃하는 접촉 프로브(620) 사이에 위치하는 접착층(630)이 제거되어 이웃하는 접촉 프로브(620)간의 단락이 방지된다. 이후, 이웃하는 접촉 프로브(620)간의 단락을 방지하기 위해, 외부로 노출된 접촉 프로브(620) 및 접착층(630)에 절연성 물질을 코팅할 수 있다.
이상과 같은 방법에 의해, 프로브판(610), 접촉 프로브(620) 및 접착층(630)을 포함하는 프로브 기판(600)이 제조된다.
이하, 도 34를 참조하여 본 발명의 제 3 실시예에 따른 프로브 기판에 대하여 설명한다.
이하, 제 1 실시예와 구별되는 특징적인 부분만 발췌하여 설명하며, 설명이 생략된 부분은 제 1 실시예에 따른다. 그리고, 본 발명의 제 3 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하여 설명한다.
도 34는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 프로브 기판의 단면도이다.
도 34에 도시된 바와 같이, 프로브 기판(600)은 프로브판(610), 접촉 프로브(620) 및 접착층(630)를 포함한다.
프로브판(610)은 일 단부(611)와 타 단부(612)를 포함하며, 지지판(500)의 고정 슬릿(510)에 상측 방향으로 세워져서 지지되어 있다. 프로브판(610)은 실리콘(Si) 또는 글라스(glass) 등의 절연성 세라믹으로 이루어져 있다. 프로브판(610) 상에는 접촉 프로브(620)가 형성되어 있다.
접촉 프로브(620)는 복수개로 형성되며, 이웃하는 접촉 프로브(620)는 서로 이격되어 있다. 복수개의 접촉 프로브(620)는 한번의 공정으로 인해 형성될 수 있다. 접촉 프로브(620)는 단자부(621), 리드부(622) 및 팁부(624)를 포함한다.
단자부(621)는 프로브판(610)의 일 단부(611) 상에 복수개로 형성되어 있으며, 연성 인쇄 회로 기판(300)과 연결되어 있다. 프로브판(610)의 일 단부(611)로부터 이웃하는 단자부(621) 각각의 거리는 서로 상이하다. 더 자세하게는, 단자부(621)는 상호 교호적으로 엇갈려 배치되어 있다. 단자부(621)는 연성 인쇄 회로 기판(300)의 프로브 단자부(320)와 대응하며, 전도성 접착 부재(ACF)에 의해 연성 인쇄 회로 기판(300)의 프로브 단자부(320)와 연결되어 있다. 전도성 접착 부재(ACF)는 전도성 경화형 접착 필름 중의 하나인 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film, ACF)을 사용하는 것이 바람직하다. 단자부(621)로부터 연장되어 리드부(622)가 형성되어 있다.
리드부(622)는 프로브판(610)상에 형성되어 있으며, 프로브판(610)의 타 단부(612) 방향으로 절곡 연장되어 있다. 리드부(622)는 프로브판(610) 상에서 단자부(621)로부터 팁부(624)까지 피치 변환을 수행한다. 리드부(622)로부터 연장되어 팁부(624)가 형성되어 있다.
팁부(624)는 단자부(621)로부터 리드부(622)의 연장 방향으로 연장되어 프로브판(610)과 이격되어 있다. 팁부(624)는 프로브판(610)의 타 단부(612)로부터 지지판(500)의 상측 방향으로 돌출되어 있다. 팁부(624)는 단자부(621)에 대응하여 복수개이며, 이웃하는 팁부(624)간의 거리는 이웃하는 단자부(621)간의 거리보다 좁다. 즉, 리드부(622)에 의해 단자부(621)로부터 팁부(624)까지 피치 변환이 수행된다. 팁부(624)는 검사 공정 시 검사 대상인 웨이퍼에 형성된 접촉 패드와 직접 접촉하는 역할을 한다.
접촉 프로브(620) 및 프로브판(610) 사이에는 접착층(630)이 위치하고 있다.
접착층(630)은 접촉 프로브(620)보다 프로브판(610)과 화학적 친화력이 더 높다. 더 구체적으로, 접착층(630)은 접촉 프로브(620) 및 프로브판(610) 사이에 위치하여 접촉 프로브(620) 및 프로브판(610) 사이의 접합을 용이하게 하는 역할을 한다.
이하, 도 34 내지 도 42를 참조하여 본 발명의 제 3 실시예에 따른 프로브 기판의 제조 방법을 설명한다.
도 35는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 프로브 기판의 제조 방법을 나타낸 순서도이고, 도 36 내지 도 42는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 프로브 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
우선, 도 35 및 도 36에 도시된 바와 같이, 제 1 면(1100) 및 제 1 면(1100)과 대향하는 제 2 면(1200)을 포함하는 절연 기판(1000)을 마련 한다(S510).
실리콘 또는 유리 등의 절연성 물질로 이루어진 판상의 절연 기판(1000)을 마련한다. 절연 기판(1000)이 실리콘일 경우, 보다 높은 절연성을 위해 절연 기판(1000)의 제 1 면(1100)을 산화시켜 절연 기판(1000)의 제 1 면(1100)에 산화 실리콘(SiOx)을 형성할 수 있다.
다음, 절연 기판(1000)의 제 1 면(1100) 상에 접착층(630)을 형성한 다(S520).
스퍼터링 방법 등을 통해 절연 기판(1000)의 제 1 면(1100) 상에 접착층(630)을 형성한다. 접착층(630)은 티타늄(Ti) 또는 크롬(Cr) 등으로 이루어진 도전성 물질이며, 절연 기판(1000)의 제 1 면(1100) 전체에 걸쳐서 형성될 수 있다.
다음, 접착층(630) 상에 제 1 포토레지스트층(2000)을 형성한다(S530).
스핀 코팅 방법 등을 이용해, 접착층(630) 상에 포토레지스트 물질을 도포하여 제 1 포토레지스트층(2000)을 형성한다. 제 1 포토레지스트층(2000)은 접착층(630) 전체에 걸쳐서 형성될 수 있다.
다음, 도 37에 도시된 바와 같이, 제 1 포토레지스트층(2000)을 노광 및 현상하여 개구부(3100)를 형성한다(S540).
마스크를 제 1 포토레지스트층(2000) 상에 정렬하고, 마스크를 거쳐 제 1 포토레지스트층(2000)에 자외선을 조사한 후 제 1 포토레지스트층(2000)을 현상하여, 접촉 프로브(620)에 대응하는 제 1 영역(X)에 개구부(3100)를 형성한다.
이 때, 서로 이격하여 형성되어 있는 접촉 프로브(620)에 대응하여 복수개의 개구부(3100)가 서로 이격되어 형성된다.
다음, 도 38에 도시된 바와 같이, 개구부(3100)에 도전성 물질을 채워 접촉 프로브(620)를 형성한다(S550).
개구부(3100)에 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu) 등의 도전성 물질을 채워 접촉 프로브(620)를 형성한다. 접촉 프로브(620)가 형성되면 이웃하는 접촉 프로브(620) 사이에는 제 1 포토레지스트층(2000)이 위치하고 있다. 즉, 절연 기판(1000)의 제 1 면(1100) 상에서 접촉 프로브(620)와 제 1 포토레지스트층(2000)이 상호 교호적으로 위치한다.
다음, 도 39에 도시된 바와 같이, 절연 기판(1000)의 제 2 면(1200) 상에 제 2 포토레지스트층(3000)을 형성한다(S560).
절연 기판(1000)의 제 2 면(1200) 상에 포토레지스트 물질을 도포하여, 제 2 포토 레지스트층(3000)을 형성한다. 제 2 포토레지스트층(3000)은 절연 기판(1000)의 제 2 면(1200) 전체에 걸쳐서 형성될 수 있다.
다음, 도 40에 도시된 바와 같이, 제 2 포토레지스트층(3000)을 노광 및 현상하여 포토마스크층(4100)을 형성한다(S570).
마스크를 제 2 포토레지스트층(3000) 상에 정렬하고, 마스크를 거쳐 제 2 포토레지스트층(3000)에 자외선을 조사한 후 제 2 포토레지스트층(3000)을 현상하여 프로브판(610)에 대응하는 제 2 영역(Y)에 포토마스크층(4100)을 형성한다.
다음, 도 41에 도시된 바와 같이, 절연 기판(1000)을 에칭하여 프로브판(610)을 형성한다(S580).
절연 기판(1000)을 습식 에칭 또는 건식 에칭 방법을 통해 포토마스크층(4100)이 위치한 방향으로 절연 기판(1000)을 에칭한다. 포토마스크층(4100)의 마스크 역할에 의해 절연 기판(1000)이 에칭되어 프로브판(610)이 형성된다. 절연 기판(1000)을 이루는 물질의 결정 형태에 따라서 절연 기판(1000)은 경사면을 가지며 에칭된다.
다음, 도 42에 도시된 바와 같이, 제 1 포토레지스트층(2000) 및 포토마스크 층(4100)을 에슁하여 제거한다(S590).
제 1 포토레지스트층(2000) 및 포토마스크층(4100)은 실질적으로 동일한 포토레지스트 물질로 이루어져 있기 때문에, 하나의 현상 용액으로 인해 에슁되어 제거될 수 있다.
다음, 도 34에 도시된 바와 같이, 접착층(630)을 에칭한다(S600).
제 1 포토레지스트층(2000) 및 포토마스크층(4100)이 제거되었기 때문에, 프로브판(610)과 접촉 프로브(620) 사이를 제외한 영역에 외부로 노출되어 있는 접착층(630)을 에칭한다. 이 공정에 의해, 이웃하는 접촉 프로브(620) 사이에 위치하는 접착층(630)이 제거되어 이웃하는 접촉 프로브(620)간의 단락이 방지된다. 이후, 이웃하는 접촉 프로브(620)간의 단락을 방지하기 위해, 외부로 노출된 접촉 프로브(620) 및 접착층(630)에 절연성 물질을 코팅할 수 있다.
이상과 같은 방법에 의해, 프로브판(610), 접촉 프로브(620) 및 접착층(630)을 포함하는 프로브 기판(600)이 제조된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 종래의 프로브 카드를 도시한 단면도이고,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프로브 카드의 저면도이고,
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ을 따른 단면도이고,
도 4는 도 3의 A부분의 확대도이고,
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프로브 카드에 포함되어 있는 연성 인쇄 회로 기판의 평면도이고,
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프로브 카드에 포함되어 있는 완충판의 사시도이고,
도 7은 도 2의 Ⅶ-Ⅶ을 따른 단면도이고,
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프로브 카드에 포함되어 있는 지지판의 사시도이고,
도 9는 도 2의 Ⅸ-Ⅸ를 따른 단면도이고,
도 10은 도 9의 Ⅹ-Ⅹ을 따른 단면도이고,
도 11은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프로브 기판의 제조 방법을 나타낸 순서도이고,
도 12 내지 도 20은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프로브 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이고,
도 21은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프로브 기판의 단면도이고,
도 22는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프로브 기판의 제조 방법을 나타낸 순서도이고,
도 23 내지 도 33은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프로브 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이고,
도 34는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 프로브 기판의 단면도이고,
도 35는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 프로브 기판의 제조 방법을 나타낸 순서도이며,
도 36 내지 도 42는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 프로브 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.

Claims (10)

  1. 회로 패턴이 형성되어 있는 인쇄 회로 기판에 전기적으로 연결되는 프로브 카드용 프로브 기판에 있어서,
    프로브판 및
    상기 프로브판의 일 측면 상에 위치하고 있으며 상기 회로 패턴과 연결되는 단자부, 상기 단자부로부터 상기 프로브판의 일 측면 상에서 연장되는 리드부, 상기 프로브판의 단부에 대응하여 상기 리드부로부터 상기 프로브판의 하측 방향으로 절곡 연장되는 절곡부 및 상기 절곡부로부터 연장되어 상기 프로브판을 지나 돌출되는 팁부를 포함하는 접촉 프로브
    를 포함하는 프로브 기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 접촉 프로브는 복수개이며,
    상기 복수개의 접촉 프로브는 동시에 일괄 형성되는 것인 프로브 기판..
  3. 제 2 항에 있어서,
    이웃하는 상기 접촉 프로브는 서로 이격되어 있는 것인 프로브 기판.
  4. 제 2 항에 있어서,
    이웃하는 상기 팁부간의 거리는 이웃하는 상기 단자부간의 거리보다 좁도록 상기 프로브판의 일 측면 상에서 공간 변환되는 것인 프로브 기판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로브판과 상기 접촉 프로브 사이에 위치하는 접착층을 더 포함하는 프로브 기판.
  6. 프로브 카드에 사용되는 프로브 기판의 제조 방법에 있어서,
    (a) 프로브판을 형성하는 단계 및
    (b) 상기 프로브판의 일 측면 상에 위치하고 있는 단자부, 상기 단자부로부터 상기 프로브판의 일 측면 상에서 연장되는 리드부, 상기 프로브판의 단부에 대응하여 상기 리드부로부터 상기 프로브판의 하측 방향으로 절곡 연장되는 절곡부 및 상기 절곡부로부터 연장되어 상기 프로브판을 지나 돌출되는 팁부를 포함하는 접촉 프로브를 형성하는 단계
    를 포함하는 프로브 기판의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    제 1 면 및 상기 제 1 면과 대향하는 제 2 면을 포함하는 절연 기판을 마련하는 단계,
    상기 절연 기판의 상기 제 1 면 상에 제 1 포토레지스트층을 형성하는 단계,
    상기 제 1 포토레지스트층을 노광 및 현상하여 상기 접촉 프로브의 상기 절곡부 및 상기 팁부에 대응하는 제 1 영역이 개구되도록 제 1 포토마스크층을 형성하는 단계,
    상기 제 1 영역에 대응하는 상기 절연 기판이 함몰되도록 상기 절연 기판을 에칭하여 기판 개구부를 형성하는 단계,
    상기 제 1 포토레지스트층을 에슁하여 제거하는 단계,
    상기 절연 기판의 상기 기판 개구부 및 상기 제 1 면 상에 제 2 포토레지스트층을 형성하는 단계,
    상기 제 2 포토레지스트층을 노광 및 현상하여 상기 접촉 프로브에 대응하는 제 2 영역의 상기 제 2 포토레지스트층을 제거해 개구부를 형성하는 단계,
    상기 개구부에 도전성 물질을 형성하는 단계 및
    상기 제 2 포토레지스트층을 에슁하여 제거하는 단계
    를 포함하는 프로브 기판의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    상기 절연 기판의 상기 제 2 면 상에 제 3 포토레지스트층을 형성하는 단계,
    상기 제 3 포토레지스트층을 노광 및 현상하여 상기 프로브판에 대응하는 제 3 영역에 제 2 포토마스크층을 형성하는 단계,
    상기 절연 기판을 에칭하는 단계 및
    상기 제 2 포토마스크층을 에슁하여 제거하는 단계
    를 포함하는 프로브 기판의 제조 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 절연 기판의 상기 제 1 면 및 상기 기판 개구부와 상기 제 2 포토레지스트층 사이에 접착층을 형성하는 단계를 더 포함하는 프로브 기판의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 접착층을 에칭하는 단계를 더 포함하는 프로브 기판의 제조 방법.
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KR20210151669A (ko) * 2020-06-05 2021-12-14 주식회사 나노엑스 전기 장치 검사용 프로브 헤드의 제조 방법

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