KR20100048145A - 공간 변환기, 공간 변환기를 포함하는 프로브 카드 및 공간변환기의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

인쇄 회로 기판을 포함하는 프로브 카드에 사용되는 공간 변환기는 연결부, 관통홀이 형성되어 있는 패턴 기판, 상기 연결부와 연결되는 제 1 도전 패턴을 포함하는 제 1 층, 상기 제 1 도전 패턴과 연결되는 제 2 도전 패턴을 포함하는 제 2 층 및 상기 제 2 도전 패턴과 연결되는 제 3 도전 패턴을 포함하는 제 3 층을 포함한다.

공간변환기, 포토레지스트

Description

공간 변환기, 공간 변환기를 포함하는 프로브 카드 및 공간 변환기의 제조 방법{SPACE TRANSFORMER, PROBE CARD HAVING SPACE TRANSFORMER, AND METHOD FOR MANUFACTURING SPACE TRANSFORMER}

본 발명은 공간 변환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 반도체 웨이퍼 등의 피검사체를 검사할 수 있는 프로브 카드에 사용되는 공간 변환기, 공간 변환기를 포함하는 프로브 카드 및 공간 변환기의 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.

최근에, 고집적 반도체 칩의 수요가 증가함에 따라서, 패브리케이션 공정에 의해 웨이퍼에 형성되는 회로 패턴이 고집적하게 되며, 이에 의해, 이웃하는 접촉 패드간의 간격, 즉 피치(pitch)가 매우 좁게 형성되고 있다.

이러한 미세 피치의 접촉 패드를 검사하기 위해, 프로브 카드의 프로브와 인쇄 회로 기판 사이에 피치 변환의 기능을 수행하는 공간 변환기(space transformer)가 사용되고 있다.

이하, 도 1을 참조하여 종래의 프로브 카드를 설명한다.

도 1은 공간 변환 기판을 구비한 종래의 프로브 카드의 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 프로브 카드(10)는 인쇄 회로 기판(11), 인터포저(12), 공간 변환기(13) 및 프로브(14)를 포함한다.

인쇄 회로 기판(11)은 검사 공정을 위해 형성된 회로 패턴(미도시) 및 기판 패드(11a)를 포함하며, 테스터(도시하지 않음)로부터 인가된 전기 신호를 수신하여 프로브(14)로 전달하는 기능을 수행한다.

인터포저(12)는 인쇄 회로 기판(11)의 기판 패드(11a)에 접속되어 인쇄 회로 기판(11)과 공간 변환기(13) 사이를 전기적으로 연결하는 기능을 수행한다.

공간 변환기(13)는 하면에 형성되어 있으며 서로 마주하는 제 1 단자(13a)간 거리(피치)가 상면에 형성되어 있으며 서로 마주하는 제 2 단자(13b)간 거리(피치)보다 좁게 형성되어, 피치 변환의 기능을 수행한다.

또한, 공간 변환기(13)는 도전 패턴이 형성된 세라믹 기판 복수개를 소결(sintering) 공정을 이용해 상호 접합하여 복수층의 세라믹 기판을 포함하는 다층 세라믹 기판(MLC, multi layer ceramic substrate)으로 이루어져 있으며, 각 층에 형성된 도전 패턴에 의해 인쇄 회로 기판(11)으로부터 받은 전기 신호를 프로브(14)로 전달한다.

프로브(14)는 공간 변환기(13)의 제 2 단자(13b)에 직접 접속되어 있다.

이와 같이, 종래의 공간 변환기(13)는 도전 패턴을 가진 복수층의 세라믹 기판으로 이루어지기 때문에, 제조 비용이 상승하며 이로 인해 프로브 카드(10)의 제조 비용이 상승하는 요인으로 작용하는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 공간 변환기(13)는 재료가 되는 마더 세라믹 기판을 노광 공정, 현상 공정 및 식각 공정 등을 포함하는 포토리소그래피(photolithography) 전체 공정을 이용해 도전 패턴을 가지는 세라믹 기판을 복수개 형성한 후, 각 세라믹 기판을 소결 공정을 이용해 접합하여 제조하기 때문에, 제조 시간이 오래 걸리는 동시에 제조 수율이 낮은 문제점이 있었다.

또한, 종래의 공간 변환기(13)는 각 세라믹 기판을 접합하는 소결 공정에서 소결 공정 시의 고온 환경에 의해 각 세라믹 기판이 뒤틀리는 등의 변형을 일으키거나 각 세라믹 기판에 형성된 도전 패턴이 뒤틀리는 등의 변형을 일으키는 불량에 의해 공간 변환기(13)의 자체 평탄도에 불량이 발생하여 공간 변환기(13)에 접속 되어 있는 프로브(14)의 평탄도에 불량이 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 공간 변환기(13)는 소결 공정에 의해 각 세라믹 기판을 접합하기 때문에, 대면적의 반도체 웨이퍼 등의 대면적 피검사체를 검사하기 위해 공간 변환기(13)의 크기가 커져 각 층에 위치하는 세라믹 기판이 대면적으로 커질 경우, 소결 공정으로는 이웃하는 대면적의 세라믹 기판의 중심 영역을 접합하기 어렵기 때문에 대면적의 세라믹 기판을 상호 접합하기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명의 일 실시예는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 제조 비용을 절감할 수 있는 있는 공간 변환기, 공간 변환기를 포함하는 프로브 카드 및 공간 변환기의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 제조 시간을 절감하는 동시에 제조 수율을 향상시킬 수 있는 공간 변환기, 공간 변환기를 포함하는 프로브 카드 및 공간 변환기의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 자체 평탄도를 향상시킬 수 있는 공간 변환기, 공간 변환기를 포함하는 프로브 카드 및 공간 변환기의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 대면적의 피검사체를 검사하기 위해 대면적으로 형성할 수 있는 공간 변환기, 공간 변환기를 포함하는 프로브 카드 및 공간 변환기의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면은 인쇄 회로 기판을 포함하는 프로브 카드에 사용되는 공간 변환기에 있어서, 상기 인쇄 회로 기판과 전기적으로 연결되는 연결부, 상기 연결부의 일부 이상이 삽입되어 있으며, 상기 연결부의 일 단부를 노출시키는 관통홀이 형성되어 있는 패턴 기판, 상기 패턴 기판 상에 위치하며, 상기 연결부의 일 단부를 노출시키는 제 1 개구부가 형성되어 있는 제 1 포토레지스트 패턴 및 상기 제 1 개구부에 위치하 여 상기 연결부와 연결되는 제 1 도전 패턴을 포함하는 제 1 층, 상기 제 1 층 상에 위치하며, 상기 제 1 도전 패턴을 노출시키는 동시에 면 방향으로 연장되어 있는 채널이 형성되어 있는 제 2 포토레지스트 패턴 및 상기 채널에 위치하여 상기 제 1 도전 패턴과 연결되는 제 2 도전 패턴을 포함하는 제 2 층 및 상기 제 2 층 상에 위치하며, 상기 제 2 도전 패턴의 일부 이상을 노출시키는 제 2 개구부가 형성되어 있는 제 3 포토레지스트 패턴 및 상기 제 2 개구부에 위치하여 상기 제 2 도전 패턴과 연결되는 제 3 도전 패턴을 포함하는 제 3 층을 포함하는 공간 변환기를 제공한다.

상기 제 1 층 내지 상기 제 3 층이 반복 형성되어 다층 도전 패턴을 포함할 수 있다.

상기 제 1 개구부 및 상기 제 2 개구부는 각각 상기 제 1 포토레지스트 패턴 및 상기 제 2 포토레지스트 패턴에 복수개로 형성되어 있으며, 이웃하는 상기 제 1 개구부의 간격과 이웃하는 상기 제 2 개구부의 간격은 서로 상이할 수 있다.

또한, 본 발명의 제 2 측면은 인쇄 회로 기판을 포함하는 프로브 카드에 사용되는 공간 변환기의 제조 방법에 있어서, (a) 상기 인쇄 회로 기판과 전기적으로 연결되는 연결부를 형성하는 단계, (b) 상기 연결부의 일부 이상이 삽입되며 상기 연결부의 삽입 시 상기 연결부의 일 단부를 노출시키는 관통홀이 형성되어 있는 패턴 기판을 형성하는 단계, (c) 상기 관통홀에 상기 연결부를 삽입하는 단계, (d) 상기 연결부를 감싸는 보호 공간을 형성하도록 상기 패턴 기판 상에 보호 커버를 장착하는 단계, (e) 상기 패턴 기판이 상측에 위치하도록 상기 보호 커버가 장착되 어 있는 상기 패턴 기판을 뒤집는 단계, (f) 상기 패턴 기판 상에 상기 연결부의 일 단부를 노출시키는 제 1 개구부가 형성되어 있는 제 1 포토레지스트 패턴 및 상기 제 1 개구부에 위치하여 상기 연결부와 연결되는 제 1 도전 패턴을 포함하는 제 1 층을 형성하는 단계, (g) 상기 제 1 층 상에 상기 제 1 도전 패턴을 노출시키는 동시에 면 방향으로 연장되어 있는 채널이 형성되어 있는 제 2 포토레지스트 패턴 및 상기 채널에 위치하여 상기 제 1 도전 패턴과 연결되는 제 2 도전 패턴을 포함하는 제 2 층을 형성하는 단계, (h) 상기 제 2 층 상에 상기 제 2 도전 패턴의 일부 이상을 노출시키는 제 2 개구부가 형성되어 있는 제 3 포토레지스트 패턴 및 상기 제 2 개구부에 위치하여 상기 제 2 도전 패턴과 연결되는 제 3 도전 패턴을 포함하는 제 3 층을 형성하는 단계 및 (i) 상기 보호 커버를 상기 패턴 기판으로부터 분리하는 단계를 포함하는 공간 변환기의 제조 방법을 제공한다.

다층 도전 패턴을 형성하도록 상기 (f)단계 내지 상기 (h)단계를 반복 수행할 수 있다.

상기 (f)단계 및 상기 (h)단계 각각에서, 상기 제 1 개구부 및 상기 제 2 개구부는 각각 상기 제 1 포토레지스트 패턴 및 상기 제 2 포토레지스트 패턴에 복수개로 형성되며, 이웃하는 상기 제 1 개구부의 간격과 이웃하는 상기 제 2 개구부의 간격은 서로 상이할 수 있다.

상기 (a)단계에서 상기 연결부는 멤스(MEMS, micro electro mechanical systems) 기술을 이용해 형성할 수 있다.

상기 (b)단계는, 기판을 마련하는 단계 및 상기 기판에 상기 관통홀을 형성 하여 상기 패턴 기판을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 관통홀은 기계적 가공 공정 또는 포토리소그래피(photolithography) 공정을 이용해 형성할 수 있다.

상기 (f)단계는 상기 패턴 기판 상에 제 1 포토레지스트층을 형성하는 단계, 상기 제 1 포토레지스트층을 노광 및 현상하여 상기 제 1 개구부가 형성된 상기 제 1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계 및 상기 제 1 개구부에 도전성 물질을 채워 상기 제 1 도전 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 (g)단계는 상기 제 1 층 상에 제 2 포토레지스트층을 형성하는 단계, 상기 제 2 포토레지스트층을 노광 및 현상하여 상기 채널이 형성된 상기 제 2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계 및 상기 채널에 도전성 물질을 채워 상기 제 2 도전 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 (h)단계는 상기 제 2 층 상에 제 3 포토레지스트층을 형성하는 단계, 상기 제 3 포토레지스트층을 노광 및 현상하여 상기 제 2 개구부가 형성된 상기 제 3 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계 및 상기 제 2 개구부에 도전성 물질을 채워 상기 제 3 도전 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 제 3 측면은 프로브 카드에 있어서, 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판과 전기적으로 연결되는 연결부, 상기 연결부의 일부 이상이 삽입되어 있으며, 상기 연결부의 일 단부를 노출시키는 관통홀이 형성되어 있는 패턴 기판, 상기 패턴 기판 상에 위치하며 상기 연결부의 일 단부를 노출시키는 제 1 개구부가 형성되어 있는 제 1 포토레지스트 패턴 및 상기 제 1 개구부에 위치하여 상기 연결부와 연결되어 있는 제 1 도전 패턴을 포함하는 제 1 층, 상기 제 1 층 상에 위치하며 상기 제 1 도전 패턴을 노출시키는 동시에 면 방향으로 연장되어 있는 채널이 형성된 제 2 포토레지스트 패턴 및 상기 채널에 위치하여 상기 제 1 도전 패턴과 연결되어 있는 제 2 도전 패턴을 포함하는 제 2 층 및 상기 제 2 층 상에 위치하며 상기 제 2 도전 패턴의 일부 이상을 노출시키는 제 2 개구부가 형성된 제 3 포토레지스트 패턴 및 상기 제 2 개구부에 위치하여 상기 제 2 도전 패턴과 연결되어 있는 제 3 도전 패턴을 포함하는 제 3 층을 포함하는 공간 변환기 및 상기 공간 변환기의 상기 제 3 도전 패턴과 전기적으로 연결되어 있는 프로브를 포함하는 프로브 카드를 제공한다.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 하나에 의하면, 각 층이 포토레지스트 패턴으로 이루어지기 때문에, 제조 비용이 절감되는 기술적 효과가 있다.

또한, 각 층이 포토리소그래피(photolithography) 전체 공정 중 식각 공정을 수행하지 않으며, 별도의 접합 공정이 수행되지 않고 접합되기 때문에, 제조 시간이 절감되는 동시에 제조 수율이 향상되는 기술적 효과가 있다.

또한, 각 층이 별도의 접합 공정을 수행하지 않기 때문에, 자체 평탄도가 향상되는 기술적 효과가 있다.

또한, 각 층이 별도의 접합 공정을 수행하지 않기 때문에, 대면적의 피검사체를 검사하기 위해 대면적으로 형성할 수 있는 기술적 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.

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 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 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 변환기 및 이를 포함하는 프로브 카드에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 변환기 및 이를 포함하는 프로브 카드의 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드(1000)는 인쇄 회로 기판(100), 공간 변환기(200) 및 프로브(300)를 포함한다.

인쇄 회로 기판(100)은 대략 원판 형상으로 형성되며, 검사 공정을 위한 프로브 회로 패턴(미도시)을 포함한다. 인쇄 회로 기판(100)은 검사 공정을 위한 컴퓨터와 연결되어 있을 수 있다. 프로브 회로 패턴(미도시)은 인쇄 회로 기판(100)의 하면에 형성된 기판 패드(110)와 연결되어 있다. 기판 패드(110)에는 공간 변환기(200)가 접속되어 있다.

공간 변환기(200)는 연결부(210), 패턴 기판(220), 제 1 층(230), 제 2 층(240) 및 제 3 층(250)을 포함한다.

연결부(210)는 인쇄 회로 기판(100)과 제 1 층(230) 사이에 위치하고 있으며, 패턴 기판(220)의 관통홀(221)에 삽입되어 있다. 연결부(210)는 관통홀(221)에 삽입되어 에폭시 수지 등의 접착 부재에 의해 패턴 기판(220)에 고정되어 있다. 연결부(210)는 인쇄 회로 기판(100)의 프로브 회로 패턴(미도시)과 연결되어 인쇄 회로 기판(100)과 제 1 층(230) 사이를 전기적으로 연결하는 기능을 수행한다. 즉, 연결부(210)는 인터포져(interposer)로서의 역할을 한다. 연결부(210)는 포토리소그래피(photolithography) 공정 등의 멤스(MEMS, micro electro mechanical systems) 기술을 이용하여 미세하게 형성될 수 있으며, 자체적으로 탄성을 가지고 인쇄 회로 기판(100)의 기판 패드(110)에 탄성적으로 접속할 수 있다.

다른 실시예에서, 연결부(210)는 절삭 등의 기계적 공정에 의해 형성될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 연결부(210)와 패턴 기판(220)의 관통홀(221) 사이의 고정은 연결부(210) 및 패턴 기판(220)의 관통홀(221)의 구조적 형태에 따른 구조적 결합에 의해 수행될 수 있다.

패턴 기판(220)은 인쇄 회로 기판(100)과 대향하고 있으며, 인쇄 회로 기판(100)의 기판 패드(110)에 대응하여 패턴 기판(220)을 관통하여 형성되어 있는 관통홀(221)을 포함한다. 관통홀(221)에는 연결부(210)가 삽입되어 있으며, 관통홀(221)에 삽입된 연결부(210)의 일 단부는 관통홀(221)에 의해 노출되어 있다. 패턴 기판(220)은 상면 및 상면과 대향하는 하면이 기계적 또는 화학적 연마 공정에 의해 평탄한 실리콘 웨이퍼 등의 절연성 기판일 수 있다. 패턴 기판(220)의 관통홀(221)은 툴(tool)을 이용한 기계적 가공 공정 또는 포토리소그래피 공정을 이용해 형성될 수 있다. 패턴 기판(220)을 사이에 두고 인쇄 회로 기판(100)과 대향하여 패턴 기판(220) 상에는 제 1 층(230)이 위치하고 있다.

제 1 층(230)은 패턴 기판(220) 상에 접착되어 있으며, 제 1 포토레지스트 패턴(231) 및 제 1 도전 패턴(232)을 포함한다.

제 1 포토레지스트 패턴(231)은 포토레지스트(photoresist) 물질이 노광 및 현상된 상태이며, 연결부(210)의 일 단부를 노출시키는 제 1 개구부(231a)를 포함한다. 제 1 개구부(231a)는 연결부(210)에 대응하여 노광 및 현상 공정에 의해 형성된다.

제 1 도전 패턴(232)은 도전성 물질로 이루어져 있으며, 제 1 개구부(231a)에 위치하고 있다. 제 1 도전 패턴(232)은 연결부(210)와 연결되어 있으며, 인쇄 회로 기판(100)의 프로브 회로 패턴(미도시)과 연결되어 연결부(210)와 제 2 층(240) 의 제 2 도전 패턴(242) 사이를 전기적으로 연결하는 기능을 수행한다.

제 2 층(240) 은 제 1 층(230) 상에 접착되어 있으며, 제 2 포토레지스트 패턴(241) 및 제 2 도전 패턴(242)을 포함한다.

제 2 포토레지스트 패턴(241)은 포토레지스트 물질이 노광 및 현상된 상태이며, 제 1 도전 패턴(232)을 노출시키는 동시에 제 2 층(240) 의 면 방향으로 연장되어 있는 채널(241a)을 포함한다. 채널(241a)의 일 단부는 제 1 도전 패턴(232)과 대응하고 타 단부는 제 3 도전 패턴(252)과 대응하며 노광 및 현상 공정에 의해 형 성된다.

제 2 도전 패턴(242)은 도전성 물질로 이루어져 있으며, 채널(241a)에 위치하고 있다. 제 2 도전 패턴(242)은 제 1 도전 패턴(232) 및 제 3 도전 패턴(252)과 연결되어 있으며, 인쇄 회로 기판(100)의 프로브 회로 패턴(미도시)과 연결되어 제 1 도전 패턴(232)과 제 2 도전 패턴(242) 사이를 전기적으로 연결하는 동시에 제 1 도전 패턴(232)으로부터 제 3 도전 패턴(252)까지 피치(pitch) 변환의 기능을 수행한다.

여기서, 피치란 이웃하는 제 1 도전 패턴(232)간의 간격 및 이웃하는 제 3 도전 패턴(252)간의 간격을 말한다.

제 3 층(250)은 제 2 층(240) 상에 접착되어 있으며, 제 3 포토레지스트 패턴(251) 및 제 3 도전 패턴(252)을 포함한다.

제 3 포토레지스트 패턴(251)은 포토레지스트 물질이 노광 및 현상된 상태이며, 제 2 도전 패턴(242)의 일부를 노출시키는 제 2 개구부(251a)를 포함한다. 제 2 개구부(251a)는 제 2 도전 패턴(242)의 일부와 대응하여 노광 및 현상 공정에 의해 형성된다.

제 3 도전 패턴(252)은 도전성 물질로 이루어져 있으며, 제 2 개구부(251a)에 위치하고 있다. 제 3 도전 패턴(252)은 제 2 도전 패턴(242)과 연결되어 있으며, 인쇄 회로 기판(100)의 프로브 회로 패턴(미도시)과 연결되어 제 2 도전 패턴(242)과 프로브(300) 사이를 전기적으로 연결하는 기능을 수행한다.

이상과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 변환기(200)는 인쇄 회로 기 판(100)의 프로브 회로 패턴(미도시)과 연결되어 연결부(210)로부터 제 3 도전 패턴(252)까지 피치 변환을 수행한다. 다시 말해, 이웃하는 제 1 개구부(231a)의 간격과 이웃하는 제 2 개구부(251a)의 간격은 서로 상이하며, 이로 인해 제 1 개구부(231a)와 제 2 개구부(251a) 각각에 위치하는 이웃하는 제 1 도전 패턴(232)의 간격과 이웃하는 제 3 도전 패턴(252)의 간격은 서로 상이하다.

다른 실시예에서, 공간 변환기(200)는 제 4 층 내지 제 N 층을 포함할 수 있으며, 제 1 층 내지 제 N 층의 조합에 의해 다층 도전 패턴을 포함하여 피치 변환의 기능을 수행할 수 있다.

프로브(300)는 제 3 도전 패턴(252)과 연결되어 있으며, 검사 공정 시 반도체 웨이퍼 등의 피검사체에 형성된 접촉 패드와 접촉하여, 인쇄 회로 기판(100)으로부터 공간 변환기(200)를 거친 전기 신호를 피검사체의 접촉 패드에 전달하거나, 피검사체를 거친 상기 전기 신호를 전달받는 역할을 한다.

이하, 도 3 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 변환기의 제조 방법을 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 변환기의 제조 방법을 나타낸 순서도이며, 도 4 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 변환기의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.

우선, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 연결부(210)를 형성한다(S110).

구체적으로, 포토리소그래피 공정 등의 멤스 기술을 이용하여 탄성을 가지는 동시에 미세한 연결부(210)를 형성한다.

다음, 패턴 기판(220)을 형성한다(S120).

구체적으로, 실리콘 웨이퍼 등과 같이 절연성 물질로 이루어지고, 상면 및 하면이 연마공정에 의해 평탄해진 기판을 마련한 후, 툴을 이용한 기계적 가공 공정 또는 포토리소그래피 공정을 이용해, 기판에 관통홀(221)을 형성하여 관통홀(221)을 포함하는 패턴 기판(220)을 형성한다.

다음, 연결부(210)를 패턴 기판(220)에 삽입한다(S130).

구체적으로, 연결부(210)가 패턴 기판(220)의 관통홀(221)에 고정되도록 패턴 기판(220)의 관통홀(221) 내부 표면에 에폭시 수지 등의 접착 부재를 형성한 후, 연결부(210)를 관통홀(221)에 삽입하여 패턴 기판(220)에 연결부(210)를 고정한다.

다음, 도 5에 도시된 바와 같이, 패턴 기판(220)에 보호 커버(50)를 장착한다(S140).

구체적으로, 패턴 기판(220) 상에 연결부(210)를 감싸는 보호 공간(S)을 형성하도록 보호 커버(50)를 장착한다. 보호 커버(50)에 의해 연결부(210)가 감싸여진다.

다음, 도 6에 도시된 바와 같이, 패턴 기판(220)을 뒤집는다(S150).

구체적으로, 패턴 기판(220)이 상측에 위치하도록 보호 커버(50)가 장착되어 있는 패턴 기판(220)을 뒤집는다. 이 때, 보호 커버(50)에 의해 연결부(210)의 손상이 방지된다.

다음, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제 1 층(230)을 형성한다(S160).

구체적으로, 패턴 기판(220) 상에 포토레지스트 물질로 이루어진 제 1 포토레지스트층(610)을 형성하고, 제 1 포토레지스트층(610) 상에 후에 형성될 제 1 개구부(231a)에 대응하는 이미지를 가진 마스크를 정렬한 후, 상기 마스크를 통해 제 1 포토레지스트층(610)에 자외선 등을 조사하여 제 1 포토레지스트층(610)을 노광한다. 노광 후 현상액을 이용하여 노광된 제 1 포토레지스트층(610)을 현상하여 연결부(210)에 대응하는 제 1 개구부(231a)가 형성된 제 1 포토레지스트 패턴(231)을 형성한다. 이 후, 제 1 개구부(231a)에 스퍼터링(sputtering) 공정 등을 이용해 도전성 물질을 채워 제 1 도전 패턴(232)을 형성한다. 이상과 같은 공정에 의해 패턴 기판(220) 상에 제 1 층(230)이 형성된다.

다음, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 제 2 층(240) 을 형성한다(S170).

구체적으로, 제 1 층(230) 상에 포토레지스트 물질로 이루어진 제 2 포토레지스트층(620)을 형성하고, 제 2 포토레지스트층(620) 상에 후에 형성될 채널(241a)에 대응하는 이미지를 가진 마스크를 정렬한 후, 상기 마스크를 통해 제 2 포토레지스트층(620)에 자외선 등을 조사하여 제 2 포토레지스트층(620)을 노광한다. 노광 후 현상액을 이용하여 노광된 제 2 포토레지스트층(620)을 현상하여 제 1 도전 패턴(232)과 대응하는 동시에 면 방향으로 연장되어 있는 채널(241a)이 형성된 제 2 포토레지스트 패턴(241)을 형성한다. 이 후, 채널(241a)에 스퍼터링 공정 등을 이용해 도전성 물질을 채워 제 2 도전 패턴(242)을 형성한다. 이상과 같은 공정에 의해 제 1 층(230) 상에 제 2 층(240) 이 형성된다.

다음, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 제 3 층(250)을 형성한다(S180).

구체적으로, 제 2 층(240) 상에 포토레지스트 물질로 이루어진 제 3 포토레지스트층(630)을 형성하고, 제 3 포토레지스트층(630) 상에 후에 형성될 채널(241a)에 대응하는 이미지를 가진 마스크를 정렬한 후, 상기 마스크를 통해 제 3 포토레지스트층(630)에 자외선 등을 조사하여 제 3 포토레지스트층(630)을 노광한다. 노광 후 현상액을 이용하여 노광된 제 3 포토레지스트층(630)을 현상하여 제 2 도전 패턴(242)과 대응하는 제 2 개구부(251a)가 형성된 제 3 포토레지스트 패턴(251)을 형성한다. 이 후, 제 2 개구부(251a)에 스퍼터링 공정 등을 이용해 도전성 물질을 채워 제 3 도전 패턴(252)을 형성한다. 이상과 같은 공정에 의해 제 2 층(240) 상에 제 3 층(250)이 형성된다.

다른 실시예에서, 공간 변환기(200)가 다층 도전 패턴을 포함하도록 제 1 층(230) 내지 제 3층(250)을 형성하는 공정을 반복 수행할 수 있다.

다음, 보호 커버(50)를 분리한다(S190).

구체적으로, 패턴 기판(220)으로부터 보호 커버(50)를 분리하면 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 변환기(200)가 제조된다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 변환기, 프로브 카드 및 공간 변환기의 제조 방법은 공간 변환기(200)의 제 1 층(230), 제 2 층(240) 및 제 3 층(250)이 도전 패턴 및 포토레지스트 패턴으로 이루어지기 때문에, 각 층이 세라믹 기판으로 형성되는 공간 변환기에 비해 제조 비용이 절감된다.

또한, 공간 변환기(200)의 제 1 층(230), 제 2 층(240) 및 제 3 층(250)이 포토리소그래피 전체 공정 중 식각 공정을 수행하지 않으며, 별도의 접합 공정이 수행되지 않고 접합되기 때문에, 각 층이 세라믹 기판으로 형성되는 공간 변환기에 비해 제조 시간이 절감되는 동시에 제조 수율이 향상된다.

또한, 공간 변환기(200)의 제 1 층(230), 제 2 층(240) 및 제 3 층(250)이 별도의 접합 공정을 수행하지 않고 접합되며 상면 및 하면이 평탄한 패턴 기판(220) 상에 형성되기 때문에, 공간 변환기(200)의 자체 평탄도가 향상되어 제 3 층(250)에 접속되는 프로브(300)의 평탄도가 향상된다.

또한, 공간 변환기(200)의 제 1 층(230), 제 2 층(240) 및 제 3 층(250)이 별도의 접합 공정을 수행하지 않고 접합되기 때문에, 대면적의 피검사체를 검사하기 위해 대면적으로 공간 변환기(200)를 형성할 수 있다.

또한, 공간 변환기(200)가 자체적으로 인터포져로서의 역할을 수행하는 연결부(210)를 포함하기 때문에, 인쇄 회로 기판(100)과 공간 변환기(200)의 접속을 위한 별도의 인터포져가 필요치 않으며, 이에 따라 프로브 카드(1000)의 제조 비용이 절감된다.

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 공간 변환 기판을 구비한 종래의 프로브 카드의 단면도이고,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 변환기 및 이를 포함하는 프로브 카드의 단면도이고,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 변환기의 제조 방법을 나타낸 순서도이며,

도 4 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 변환기의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.

Claims (14)

1. 인쇄 회로 기판을 포함하는 프로브 카드에 사용되는 공간 변환기에 있어서,

   상기 인쇄 회로 기판과 전기적으로 연결되는 연결부,

   상기 연결부의 일부 이상이 삽입되어 있으며, 상기 연결부의 일 단부를 노출시키는 관통홀이 형성되어 있는 패턴 기판,

   상기 패턴 기판 상에 위치하며, 상기 연결부의 일 단부를 노출시키는 제 1 개구부가 형성되어 있는 제 1 포토레지스트 패턴 및 상기 제 1 개구부에 위치하여 상기 연결부와 연결되는 제 1 도전 패턴을 포함하는 제 1 층,

   상기 제 1 층 상에 위치하며, 상기 제 1 도전 패턴을 노출시키는 동시에 면 방향으로 연장되어 있는 채널이 형성되어 있는 제 2 포토레지스트 패턴 및 상기 채널에 위치하여 상기 제 1 도전 패턴과 연결되는 제 2 도전 패턴을 포함하는 제 2 층 및

   상기 제 2 층 상에 위치하며, 상기 제 2 도전 패턴의 일부 이상을 노출시키는 제 2 개구부가 형성되어 있는 제 3 포토레지스트 패턴 및 상기 제 2 개구부에 위치하여 상기 제 2 도전 패턴과 연결되는 제 3 도전 패턴을 포함하는 제 3 층

   을 포함하는 공간 변환기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 층 내지 상기 제 3 층이 반복 형성되어 다층 도전 패턴을 포함하는 공간 변환기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 개구부 및 상기 제 2 개구부는 각각 상기 제 1 포토레지스트 패턴 및 상기 제 2 포토레지스트 패턴에 복수개로 형성되어 있으며,

   이웃하는 상기 제 1 개구부의 간격과 이웃하는 상기 제 2 개구부의 간격은 서로 상이한 것인 공간 변환기.
4. 인쇄 회로 기판을 포함하는 프로브 카드에 사용되는 공간 변환기의 제조 방법에 있어서,

   (a) 상기 인쇄 회로 기판과 전기적으로 연결되는 연결부를 형성하는 단계,

   (b) 상기 연결부의 일부 이상이 삽입되며 상기 연결부의 삽입 시 상기 연결부의 일 단부를 노출시키는 관통홀이 형성되어 있는 패턴 기판을 형성하는 단계,

   (c) 상기 관통홀에 상기 연결부를 삽입하는 단계,

   (d) 상기 연결부를 감싸는 보호 공간을 형성하도록 상기 패턴 기판 상에 보호 커버를 장착하는 단계,

   (e) 상기 패턴 기판이 상측에 위치하도록 상기 보호 커버가 장착되어 있는 상기 패턴 기판을 뒤집는 단계,

   (f) 상기 패턴 기판 상에 상기 연결부의 일 단부를 노출시키는 제 1 개구부가 형성되어 있는 제 1 포토레지스트 패턴 및 상기 제 1 개구부에 위치하여 상기 연결부와 연결되는 제 1 도전 패턴을 포함하는 제 1 층을 형성하는 단계,

   (g) 상기 제 1 층 상에 상기 제 1 도전 패턴을 노출시키는 동시에 면 방향으로 연장되어 있는 채널이 형성되어 있는 제 2 포토레지스트 패턴 및 상기 채널에 위치하여 상기 제 1 도전 패턴과 연결되는 제 2 도전 패턴을 포함하는 제 2 층을 형성하는 단계,

   (h) 상기 제 2 층 상에 상기 제 2 도전 패턴의 일부 이상을 노출시키는 제 2 개구부가 형성되어 있는 제 3 포토레지스트 패턴 및 상기 제 2 개구부에 위치하여 상기 제 2 도전 패턴과 연결되는 제 3 도전 패턴을 포함하는 제 3 층을 형성하는 단계 및

   (i) 상기 보호 커버를 상기 패턴 기판으로부터 분리하는 단계

   를 포함하는 공간 변환기의 제조 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   다층 도전 패턴을 형성하도록 상기 (f)단계 내지 상기 (h)단계를 반복 수행하는 것인 공간 변환기의 제조 방법.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 (f)단계 및 상기 (h)단계 각각에서,

   상기 제 1 개구부 및 상기 제 2 개구부는 각각 상기 제 1 포토레지스트 패턴 및 상기 제 2 포토레지스트 패턴에 복수개로 형성되며,

   이웃하는 상기 제 1 개구부의 간격과 이웃하는 상기 제 2 개구부의 간격은 서로 상이한 것인 공간 변환기의 제조 방법.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 (a)단계에서,

   상기 연결부는 멤스(MEMS, micro electro mechanical systems) 기술을 이용해 형성하는 것인 공간 변환기의 제조 방법.
8. 제 4 항에 있어서,

   상기 (b)단계는,

   기판을 마련하는 단계 및

   상기 기판에 상기 관통홀을 형성하여 상기 패턴 기판을 형성하는 단계

   를 포함하되,

   상기 관통홀은 기계적 가공 공정 또는 포토리소그래피(photolithography) 공정을 이용해 형성하는 것인 공간 변환기의 제조 방법.
9. 제 4 항에 있어서,

   상기 (f)단계는,

   상기 패턴 기판 상에 제 1 포토레지스트층을 형성하는 단계,

   상기 제 1 포토레지스트층을 노광 및 현상하여 상기 제 1 개구부가 형성된 상기 제 1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계 및

   상기 제 1 개구부에 도전성 물질을 채워 상기 제 1 도전 패턴을 형성하는 단계

   를 포함하는 공간 변환기의 제조 방법.
10. 제 4 항에 있어서,

    상기 (g)단계는,

    상기 제 1 층 상에 제 2 포토레지스트층을 형성하는 단계,

    상기 제 2 포토레지스트층을 노광 및 현상하여 상기 채널이 형성된 상기 제 2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계 및

    상기 채널에 도전성 물질을 채워 상기 제 2 도전 패턴을 형성하는 단계

    를 포함하는 공간 변환기의 제조 방법.
11. 제 4 항에 있어서,

    상기 (h)단계는,

    상기 제 2 층 상에 제 3 포토레지스트층을 형성하는 단계,

    상기 제 3 포토레지스트층을 노광 및 현상하여 상기 제 2 개구부가 형성된 상기 제 3 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계 및

    상기 제 2 개구부에 도전성 물질을 채워 상기 제 3 도전 패턴을 형성하는 단계

    를 포함하는 공간 변환기의 제조 방법.
12. 프로브 카드에 있어서,

    인쇄 회로 기판,

    상기 인쇄 회로 기판과 전기적으로 연결되는 연결부, 상기 연결부의 일부 이상이 삽입되어 있으며, 상기 연결부의 일 단부를 노출시키는 관통홀이 형성되어 있는 패턴 기판, 상기 패턴 기판 상에 위치하며 상기 연결부의 일 단부를 노출시키는 제 1 개구부가 형성되어 있는 제 1 포토레지스트 패턴 및 상기 제 1 개구부에 위치하여 상기 연결부와 연결되어 있는 제 1 도전 패턴을 포함하는 제 1 층, 상기 제 1 층 상에 위치하며 상기 제 1 도전 패턴을 노출시키는 동시에 면 방향으로 연장되어 있는 채널이 형성된 제 2 포토레지스트 패턴 및 상기 채널에 위치하여 상기 제 1 도전 패턴과 연결되어 있는 제 2 도전 패턴을 포함하는 제 2 층 및 상기 제 2 층 상에 위치하며 상기 제 2 도전 패턴의 일부 이상을 노출시키는 제 2 개구부가 형성된 제 3 포토레지스트 패턴 및 상기 제 2 개구부에 위치하여 상기 제 2 도전 패턴과 연결되어 있는 제 3 도전 패턴을 포함하는 제 3 층을 포함하는 공간 변환기 및

    상기 공간 변환기의 상기 제 3 도전 패턴과 전기적으로 연결되어 있는 프로브

    를 포함하는 프로브 카드.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 공간 변환기는,

    상기 제 1 층 내지 상기 제 3 층이 반복 형성되어 다층 도전 패턴을 포함하는 것인 프로브 카드.
14. 제 12 항에 있어서,

    상기 제 1 개구부 및 상기 제 2 개구부는 각각 상기 제 1 포토레지스트 패턴 및 상기 제 2 포토레지스트 패턴에 복수개로 형성되어 있으며,

    이웃하는 상기 제 1 개구부의 간격과 이웃하는 상기 제 2 개구부의 간격은 서로 상이한 것인 프로브 카드.

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