KR20100120415A - 프로브 구조물 및 프로브 구조물 제조 방법 - Google Patents

Abstract

프로브 구조물은 접촉부들, 배선 기판, 연결부들, 몰딩부, 탄성부 및 고정부를 포함한다. 접촉부들은 검사 대상물과 접촉하고, 배선 기판의 다수의 배선을 갖는다. 연결부들은 접촉부들과 배선 기판을 전기적으로 연결한다. 몰딩부는 연결부들과 배선 기판의 연결 부위를 몰딩한다. 탄성부는 접촉부들, 연결부들, 몰딩부 및 배선 기판을 감싸도록 구비된다. 고정부는 탄성부의 외측면에서 탄성부를 고정한다.

Description

프로브 구조물 및 프로브 구조물 제조 방법{Probe structure and method of manufacturing a probe structure}

본 발명은 프로브 구조물 및 프로브 구조물 제조 방법에 관한 것으로, 전기 소자를 검사하기 위한 프로브 구조물 및 프로브 구조물 제조 방법에 관한 것이다.

평판표시장치 등의 전기 소자에 대한 검사 공정은 상기 전기 소자를 제조하는 동안 반복적으로 이루어진다. 상기 검사 공정은 상기 전기 소자의 패드에 검사 장치의 프로브 구조물을 접촉하여 전기신호를 인가함으로써 상기 전기 소자의 정상 유무를 확인한다.

일반적으로, 상기 검사 장치의 프로브 구조물은 판상의 절연체 및 상기 절연체 상에 서로 이격되어 배치되는 다수의 도전체를 포함한다. 상기 도전체들은 대략 바(BAR) 형상을 가지며, 상기 도전체들은 양단이 상기 절연체로부터 돌출된다. 상기 도전체들의 일단은 상기 전기 소자의 패드들과 접촉하고, 상기 일단과 반대되는 상기 도전체들의 타단은 상기 전기 신호가 제공되는 신호 라인과 접촉한다.

그러나, 상기와 같은 프로브 구조물의 제조 공정은 식각 공정을 여러 번 수행하는 등 공정이 복잡하므로 상기 공정의 생산성이 떨어질 수 있다. 또한, 상기 도전체들이 상기 절연체로부터 돌출된 구조를 가지므로, 상기 돌출된 도전체들 사이에 간섭이나 충돌이 발생할 수 있다. 그리고, 상기 도전체들에 가해지는 반복 하중에 의해 상기 도전체들이 변형될 수 있다.

본 발명은 접촉부들 사이의 간섭이나 충돌 및 상기 접촉부들의 변형을 방지할 수 있는 프로브 구조물을 제공한다.

본 발명은 상기 프로브 구조물을 제조하기 위한 프로브 구조물 제조 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 프로브 구조물은 검사 대상물과 접촉하는 다수의 접촉부들과, 상기 접촉부들과 전기적으로 연결되는 연결부들 및 상기 접촉부들 및 상기 연결부들을 감싸도록 구비되는 탄성부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 프로브 구조물은 상기 연결부들이 본딩되는 다수의 배선을 갖는 배선 기판을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 배선 기판은 배선 유리 기판, 다층 세라믹 기판 또는 인쇄회로기판을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 접촉부들의 피치와 상기 배선의 피치는 동일할 수 있다.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 접촉부들의 피치보다 상기 배선의 피치가 더 클 수 있다.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 접촉부들과 상기 배선 기판은 상기 탄성부의 동일한 면에 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 접촉부들이 배치된 부분과 상기 배선 기판이 배치된 부분은 단차를 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 접촉부들과 상기 배선 기판은 상기 탄성부의 서로 다른 면에 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 프로브 구조물은 상기 연결부와 상기 배선 기판의 연결 부위를 몰딩하는 몰딩부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 프로브 구조물은 상기 탄성부의 외측면에 상기 탄성부를 고정하기 위한 고정부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 고정부는 상기 탄성부의 수축을 방지하기 위해 상기 탄성부의 내부까지 연장할 수 있다.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 프로브 구조물은 상기 탄성부의 수축을 방지하기 위한 수축 방지 부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 연결부들은 각각 상기 접촉부들과 전기적으로 연결되는 와이어 및 상기 와이어를 감싸는 코팅막을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 접촉부들은 몸체, 상기 몸체의 제1 면에 구비되며 상기 검사 대상물의 패드와 직접 접촉하는 팁 및 상기 제1 면과 반대되는 상기 몸체의 제2 면에 구비되며 상기 연결부들과의 연결을 위한 도전성 범프를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 몸체는 육면체 형상을 가지며, 상기 팁은 사각뿔 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 몸체는 원기둥 형상을 가지며, 상기 팁은 상기 몸체의 원주 방향을 따라 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 탄성부는 상기 접촉부들 및 상기 접촉부들과 연결된 상기 연결부들의 일부를 지지하는 제1 탄성부 및 상기 제1 탄성부와 이격되며, 상기 연결부들의 일부를 지지하는 제2 탄성부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 프로브 구조물은 탄성 재질의 탄성부와, 상기 탄성부의 내부에 구비되는 연결부들과, 상기 연결부들의 일단들에 각각 연결되고, 상기 탄성부로부터 돌출되도록 구비되는 접촉부들 및 상기 연결부들의 타단들과 각각 본딩되는 다수의 배선을 갖는 배선 기판을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 프로브 구조물은 몸체, 상기 몸체의 제1 면에 구비되어 검사 대상물과 접촉하는 팁 및 상기 제1 면과 반대되는 상기 몸체의 제2 면에 구비되는 도전성 범프를 각각 갖는 접촉부들과, 상기 접촉부들과 전기적으로 연결되어 테스트 신호를 전달하는 연결부들과, 상기 접촉부들 및 상기 연결부들을 감싸도록 구비되고, 상기 대상물과의 접촉으로 인해 상기 접촉부들에 가해지는 반복 하중을 흡수하는 탄성 재질의 탄성부 및 상기 연결부들과 전기적으로 연결되는 다수의 배선을 가지며, 상기 탄성부의 일측에 구비되는 배선 기판을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 프로브 구조물은 검사 대상물과 접촉하는 접촉부들과, 상기 접촉부들과 이격되며, 다수의 배선을 갖는 배선 기판과, 상기 접촉부들과 상기 배선들을 전기적으로 연결하는 연결부들 및 상기 접촉부들과 상기 배선 기판의 연결 부위를 몰딩하는 몰딩부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 프로브 구조물은 검사 대상물과 접촉하는 다수의 접촉부들과, 상기 접촉부들이 본딩되는 다수의 배선을 갖는 배선 기판 및 상기 접촉부들을 감싸도록 구비되는 탄성부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 프로브 구조물은 상기 접촉부들과 상기 배선의 본딩 부위를 몰딩하는 몰딩부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 프로브 구조물 제조 방법은 희생 기판에 형성된 접촉부들 및 다수의 배선을 갖는 배선 기판을 마련하는 단계와, 연결부들로 상기 접촉부들과 상기 배선 기판을 전기적으로 연결하는 단계와, 상기 희생 기판을 제거하는 단계 및 상기 접촉부들 및 상기 연결부들을 감싸는 탄성부를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 희생 기판에 형성된 상기 접촉부들을 마련하는 단계는 상기 희생 기판에 다수의 홈들을 형성하는 단계와, 상기 희생 기판 상에 상기 홈들과 각각 연결되는 제1 개구들을 갖는 제1 패턴층을 형성하는 단계 및 상기 제1 홈들 및 상기 제1 개구들을 도전성 물질로 매립하여 상기 접촉부들을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 희생 기판에 형성된 상기 접촉부들을 마련하는 단계는 상기 접촉부들이 형성된 제1 패턴층 상에 상기 접촉부들을 노출하는 제2 개구들을 갖는 제2 패턴층을 각각 형성하는 단계 및 상기 제2 개구들을 도전성 물질로 매립하여 도전성 범프들을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 탄성부는 상기 제2 패턴층 상에 형성 되고, 상기 프로브 구조물 제조 방법은 상기 탄성부를 형성하는 단계 이후에 상기 제1 패턴층 및 제2 패턴층을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 프로브 구조물 제조 방법은 상기 접촉부들을 형성한 후, 상기 제2 패턴층을 제거하는 단계를 더 포함하며, 상기 탄성부는 상기 제1 패턴층 상에 형성되고, 상기 탄성부를 형성하는 단계 이후에 상기 제1 패턴층을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 희생 기판에 형성된 상기 접촉부들을 마련하는 단계는 상기 희생 기판에 일정 간격 이격되는 다수의 제1 홈들을 형성하는 단계와, 상기 희생 기판 상에 상기 제1 홈들을 노출하는 제1 패턴층을 형성하는 단계와, 상기 제1 패턴층을 식각 마스크로 상기 희생 기판을 식각하여 상기 제1 홈들의 깊이를 증가시키면서 상기 제1 홈들과 연결되는 제2 홈들을 형성하는 단계 및 상기 제1 홈들 및 상기 제2 홈들을 도전성 물질로 매립하여 상기 접촉부들을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 희생 기판에 형성된 상기 접촉부들을 마련하는 단계는 상기 제1 패턴층을 제거하는 단계와, 상기 접촉부들이 형성된 희생 기판 상에 상기 접촉부들을 노출하는 제2 개구들을 갖는 제2 패턴층을 각각 형성하는 단계 및 상기 제2 개구들을 도전성 물질로 매립하여 도전성 범프들을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 프로브 구조물 제조 방법은 상기 탄성부를 형성하는 단계 이전에 상기 연결부들과 상기 배선 기판의 연결 부위를 몰딩 하는 몰딩부를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 탄성부를 형성하는 단계는 상기 접촉부들 및 상기 연결부의 연결 부위를 감싸는 제1 탄성부를 형성하는 단계 및 상기 제1 탄성부와 이격되며, 상기 연결부와 상기 배선 기판의 연결 부위를 감싸는 제2 탄성부를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 탄성부를 형성하는 단계는 상기 접촉부들이 형성된 희생 기판과 상기 배선 기판은 동일한 방향을 향하도록 배치된 상태에서 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 접촉부들이 고정된 면과 상기 배선 기판이 고정된 면은 단차를 갖도록 상기 탄성부를 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 탄성부를 형성하는 단계는 상기 접촉부들이 형성된 희생 기판과 상기 배선 기판이 서로 다른 방향을 향하도록 배치된 상태에서 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 프로브 구조물 제조 방법은 상기 탄성부를 형성하는 단계 이전에 상기 탄성부의 형성시 상기 탄성부의 수축을 방지하기 위한 수축 방지 부재를 구비하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 프로브 구조물 제조 방법은 상기 탄성부에 상기 탄성부를 보강하기 위한 고정부를 구비하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 프로브 구조물 제조 방법은 희생 기판에 형성된 접촉부들 및 다수의 배선을 갖는 배선 기판을 마련하는 단계와, 연결부들로 상기 접촉부들과 상기 배선 기판을 전기적으로 연결하는 단계와, 상기 접촉부들 및 상기 연결부들을 감싸는 탄성부를 형성하는 단계 및 상기 희생 기판을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 프로브 구조물 제조 방법은 희생 기판에 형성된 접촉부들 및 다수의 배선을 갖는 배선 기판을 마련하는 단계와, 연결부들로 상기 접촉부들과 상기 배선 기판을 전기적으로 연결하는 단계와, 상기 연결부들과 상기 배선 기판의 연결 부위를 몰딩하는 몰딩부를 형성하는 단계 및 상기 희생 기판을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 프로브 구조물은 연결부와 배선 기판이 본딩되고, 몰딩부가 상기 연결부와 배선 기판의 연결 부위가 몰딩하므로, 상기 접촉부들에 가해지는 반복 하중에 의해 상기 연결부와 상기 배선 기판의 연결이 끊어지는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 프로브 구조물은 접촉부들이 탄성부에 고정되므로, 상기 접촉부들 사이의 간섭이나 충돌을 방지할 수 있다. 또한, 상기 프로브 구조물은 상기 접촉부들에 가해지는 반복 하중을 탄성을 갖는 상기 탄성부가 흡수할 수 있으므로, 상기 접촉부들의 변형을 방지할 수 있다.

그리고, 희생 기판 상에 상기 접촉부들만 형성하므로 상기 프로브 구조물의 제조 공정을 단순화할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 프로브 구조물 및 프로브 구조물 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 참조부호를 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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 구조물(100)을 설명하기 위한 단면도이고, 도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 프로브 구조물(100)의 접촉부들(110), 배선 기판(120) 및 연결부들(130)을 설명하기 위한 단면도들 및 평면도들이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 프로브 구조물(100)은 접촉부들(110), 배선 기판(120), 연결부들(130), 몰딩부(140), 탄성부(150), 수축 방지 부재(160) 및 고정부(170)를 포함한다.

상기 접촉부들(110)은 검사 대상물과 접촉한다. 예를 들면, 상기 접촉부들(110)은 평판 표시 장치의 패드와 접촉한다. 상기 접촉부들(110)은 몸체(112), 상기 몸체(112)의 제1 면에 구비되며, 상기 패드들과 직접 접촉하는 팁(114) 및 상기 제1 면과 반대되는 상기 몸체(112)의 제2 면에 구비되며, 상기 연결부들(130)과의 연결을 위한 도전성 범프(116)를 포함한다. 상기 몸체(112)는 다양한 형상을 가질 수 있으며, 일 예로 육면체 형상, 원기둥 형상, 다각기둥 형상 등을 갖는다. 상기 팁(114)은 상기 패드들과 접촉이 용이한 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 팁(114)은 다각뿔, 다각뿔대, 다각기둥, 원뿔, 원뿔대, 원기둥 등의 형상 을 가질 수 있다. 상기 도전성 범프(116)는 상기 연결부들(130)을 상기 몸체(112)에 용이하게 접착시킨다. 상기 도전성 범프(116)의 재질로는 금, 은, 납 등을 들 수 있다.

상기 접촉부들(110)은 다양한 형태로 배치될 수 있다. 일 예로, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 접촉부들(110)은 지그재그 형태로 배치될 수 있다. 상기 접촉부들(110)이 지그재그 형태로 배치되는 경우, 상기 접촉부들(110)의 피치를 상기 접촉부들(110) 각각의 폭보다 작게 할 수 있다. 다른 예로, 도시되지는 않았지만, 상기 접촉부들(110)은 일렬로 배치될 수 있다.

상기 접촉부들(110)의 배치 공간이 상대적으로 좁은 경우, 상기 접촉부들(110)을 지그재그 형태로 배치하고, 상기 접촉부들(110)의 배치 공간이 상대적으로 넓은 경우, 상기 접촉부들(110)을 일렬로 배치할 수 있다.

한편, 상기 접촉부들(110)은 상기 도전성 범프(116)를 각각 포함하지 않을 수도 있다.

상기 배선 기판(120)은 상기 접촉부들(110)과 이격되어 배치되며, 배선들(122)을 갖는다. 상기 배선 기판(120)의 예로는 배선 유리 기판, 다층 세라믹 기판, 인쇄회로기판, 유연 인쇄회로기판 등을 들 수 있다.

상기 배선들(122)은 상기 검사 대상물로 인가하기 위한 전기 신호가 제공되는 신호 라인과 접촉한다. 예를 들면, 상기 배선들(122)은 티씨피(Tape Carrier Package, TCP)와 연결될 수 있다.

상기 배선들(122)은 다양한 형태로 배치될 수 있다. 일 예로, 도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 배선들(122)은 일 방향으로 연장하며 균일한 피치를 갖는다. 이때, 상기 배선들(122)의 피치는 도 2와 같이 상기 접촉부들(110)의 피치와 동일할 수 있다. 또한, 상기 배선들(122)의 피치는 도 3과 같이 상기 접촉부들(110)의 피치보다 클 수 있다. 상기 배선들(122)의 피치가 상기 접촉부들(110)의 피치보다 큰 경우, 상기 배선들(122)과 상기 티씨피의 연결이 용이하다.

다른 예로, 상기 배선들(122)은 일 방향으로 연장하며 가변하는 피치를 갖는다. 즉, 후술하는 연결부들(130)과 연결되는 부위에서 상기 티씨피가 연결되는 부위로 갈수록 상기 배선들(122)의 피치가 커질 수 있다. 따라서, 상기 배선들(122)과 상기 티씨피의 연결이 용이하다.

상기 연결부들(130)은 상기 접촉부들(110)과 상기 배선 기판(120)을 전기적으로 연결한다. 상기 연결부들(130)은 상기 접촉부들(110)의 도전성 범프(116) 및 상기 배선 기판(120)의 배선들(122)과 각각 본딩된다. 일 예로, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 각 연결부들(130)은 하나의 접촉부(110)와 하나의 배선(122)을 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 연결부들(130)은 본딩 와이어(132) 및 상기 본디 와이어(132)를 감싸는 코팅막(134)을 포함할 수 있다. 상기 본딩 와이어(132)는 일정한 두께의 금속으로 이루어져 탄성을 가질 수 있다. 상기 코팅막(134)은 금속을 포함하며, 상기 본딩 와이어(132)의 탄성력을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 코팅막(134)은 절연 물질을 포함하며, 인접한 본딩 와이어들(132) 사이의 전기적 접촉을 방지할 수 있다. 한편, 상기 연결부들(132)은 본딩 와이어(132)만으로 이루어질 수 있다.

다른 예로, 각 연결부들(130)은 다수의 접촉부들(110)과 다수의 배선들(122)을 전기적으로 연결한다. 상기 연결부들(130)의 예로는 연성 인쇄 회로(Flexible Printed Circuit, FPC)를 들 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 상기 몰딩부(140)는 상기 연결부들(130)과 상기 배선 기판(120)의 연결 부위를 몰딩한다. 따라서, 상기 몰딩부(140)는 외력에 의해 상기 연결부들(130)과 상기 배선 기판(120)의 연결이 끊어지는 것을 방지한다. 상기 몰딩부(140)는 에폭시 수지를 포함할 수 있다.

한편, 상기 몰딩부(140)는 상기 접촉부들(110)과 상기 연결부들(130)의 연결 부위를 몰딩하여 상기 접촉부들(110)과 상기 연결부들(130)의 연결이 끊어지는 것을 방지할 수도 있다.

상기 탄성부(150)는 블록 형태를 가지며, 상기 접촉부들(110), 상기 배선 기판(120), 상기 연결부들(130) 및 상기 몰딩부(130)를 고정한다. 상기 접촉부들(110) 및 상기 배선 기판(120)은 상기 탄성부(150)의 표면에 배치되고, 상기 연결부들(130) 및 상기 몰딩부(130)는 상기 탄성부(150)의 내부에 배치된다.

상기 접촉부들(110)을 형성하는 몸체(112), 팁(114) 및 도전성 범프(116)가 상기 탄성부(150)로부터 돌출될 수 있다. 상기 접촉부들(110)의 돌출을 최대화하여 상기 접촉부들(110)이 상기 패드들과 용이하게 접촉할 수 있다.

도 4 및 도 5는 도 1에 도시된 접촉부들의 돌출 부위에 대한 다른 예를 설명하기 위한 단면도들이다.

도 4를 참조하면, 상기 접촉부들(110)의 몸체(112)와 팁(114)이 상기 탄성 부(150)로부터 돌출될 수 있다. 상기 접촉부들(110)의 도전성 범프(116)가 상기 탄성부(150)에 고정되므로, 상기 접촉부들(110)이 상기 탄성부(150)로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다. 상기 접촉부들(110)이 충분한 돌출 길이를 가지므로, 상기 접촉부들(110)이 상기 패드들과 용이하게 접촉할 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 접촉부들(110)의 팁(114)이 상기 탄성부(150)로부터 돌출될 수 있다. 상기 접촉부들(110)의 돌출을 최소화하여 상기 접촉부들(110) 사이의 간섭 및 충돌을 방지할 수 있다. 또한, 상기 접촉부들(110)과 상기 탄성부(150)의 접촉 면적이 증가하므로, 상기 접촉부들(110)이 상기 탄성부(150)의 결합을 강화하여 상기 접촉부들(110)이 상기 탄성부(150)로부터 분리되는 것을 더욱 방지할 수 있다.

상기 접촉부들(110)과 상기 배선 기판(120)은 상기 탄성부(150)의 동일한 면에 배치된다. 예를 들면, 상기 접촉부들(110)과 상기 배선 기판(120)은 상기 탄성부(150)의 하부면에 배치될 수 있다.

상기 접촉부들(110)과 상기 배선 기판(120)이 상기 탄성부(150)의 하부면에 배치되는 경우, 상기 접촉부들(110)과 상기 배선 기판(120)이 동일한 높이를 가지므로 서로 간섭될 수 있다. 따라서, 상기 접촉부들(110)만 선택적으로 상기 대상물과 접촉하기가 어렵다. 그러므로, 상기 탄성부(150)에서 상기 접촉부들(110)이 고정된 부위와 상기 배선 기판(120)이 고정된 부위가 단차를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 접촉부들(110)이 고정된 부위가 상기 배선 기판(120)이 고정된 부위보다 돌출될 수 있다. 따라서, 상기 접촉부들(110)이 상기 대상물과 용이하게 접촉할 수 있다.

다른 예로, 상기 접촉부들(110)과 상기 배선 기판(120)은 서로 반대 방향을 향하도록 상기 탄성부(150)에 고정될 수 있다. 예를 들면, 상기 접촉부들(110)은 상기 탄성부(150)의 하부면에 고정되고, 상기 배선 기판(120)은 상기 탄성부(150)의 상부면에 고정될 수 있다. 또 다른 예로, 상기 접촉부들(110)과 상기 배선 기판(120)은 반대 방향이 아닌 서로 다른 방향을 향하도록 상기 탄성부(150)에 고정될 수 있다. 예를 들면, 상기 접촉부들(110)은 상기 탄성부(150)의 하부면에 고정되고, 상기 배선 기판(120)은 상기 탄성부(150)의 후면에 고정될 수 있다.

상기 접촉부들(110)이 고정된 면과 상기 배선 기판(120)이 고정된 면이 다르므로, 상기 배선 기판(120)의 간섭없이 상기 접촉부들(110)이 상기 대상물과 용이하게 접촉할 수 있다.

상기 탄성부(150)는 탄성 물질로 이루어진다. 상기 탄성 물질의 예로는 탄성고무, 우레탄 등을 들 수 있다. 상기 탄성부(150)가 탄성을 가지므로, 상기 대상물과의 접촉으로 인해 상기 접촉부들(110)에 가해지는 반복 하중을 상기 탄성부(150)가 흡수할 수 있다. 따라서, 상기 반복 하중으로 인한 상기 접촉부들(110)의 손상을 방지할 수 있다.

또한, 상기 탄성부(150)는 상기 연결부들(130)을 감싸므로, 외력에 의해 상기 연결부들(130)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

상기 탄성부(150)는 상기 탄성 물질을 성형하여 형성된다. 상기 탄성부(150)를 형성하기 위한 성형 공정시, 상기 탄성부(150)가 냉각하면서 수축이 발 생한다. 상기 수축 방지 부재(160)는 상기 탄성부(150)의 수축을 방지한다. 일 예로, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 수축 방지 부재(160)는 상기 탄성부(150) 내부에 구비될 수 있다. 이때, 상기 수축 방지 부재(160)는 판형, 봉형 등 다양한 형태를 가질 수 있다. 다른 예로, 도시되지는 않았지만, 상기 수축 방지 부재(160)는 상기 탄성부(150)의 외측면에 구비될 수 있다. 즉, 상기 수축 방지 부재(160)는 상기 탄성부(150)의 성형을 위한 거푸집일 수 있다. 따라서, 상기 탄성부(150)의 수축으로 인한 상기 접촉부들(110), 상기 배선 기판(120) 및 상기 연결부들(130)을 손상을 방지할 수 있다.

상기 고정부(170)는 상기 접촉부들(110) 및 상기 배선 기판(120)이 배치되지 않은 상기 탄성부(150)의 외측면에 구비된다. 상기 접촉부들(110) 및 상기 배선 기판(120)이 상기 탄성부(150)의 하부면에 구비되는 경우, 상기 고정부(170)는 상기 탄성부(150)의 상부면, 측면 또는 상부면과 측면에 구비될 수 있다. 상기 고정부(170)가 상기 탄성부(150)의 상부면 및 측면에 구비되는 경우, 상기 고정부(170)는 일체로 형성되거나, 두 개 이상의 부재가 결합되어 이루어질 수 있다.

한편, 도시되지는 않았지만, 상기 고정부(170)는 상기 접촉부들(110) 및 상기 배선 기판(120)이 구비된 부위를 제외한 나머지 부위에 구비될 수도 있다.

상기 고정부(170)는 상기 탄성부(150)에 고정된다. 상기 고정부(170)와 상기 탄성부(150)는 나사에 의해 체결되거나 접착제에 의해 접착될 수 있다.

상기 고정부(170)는 강성 물질로 이루어지며, 상기 탄성 물질로 이루어진 상기 탄성부(150)를 보강한다. 따라서, 상기 프로브 구조물(100)의 견고성을 향상시 킨다. 또한, 상기 고정부(170)는 상기 탄성부(150)와 접촉하여 상기 탄성부(150)가 수축하는 것을 방지할 수도 있다.

한편, 상기 고정부(170)는 상기 탄성부(150)의 성형을 위한 거푸집일 수 있다. 이때, 상기 고정부(170)는 상기 탄성부(150)의 수축을 방지하기 위해 상기 탄성부(150)의 내부까지 연장할 수 있다. 또한, 상기 고정부(170)는 상기 수축 방지 부재(160)와 연결될 수 있다.

그리고, 상기 고정부(170)는 외부 장치와의 연결을 용이하게 한다. 즉, 상기 고정부(170)에 체결 부재(미도시)를 체결하여 상기 프로브 구조물(100)을 전기 소자를 검사하기 위한 검사 장치(미도시)에 용이하게 조립할 수 있다.

상기 프로브 구조물(100)은 상기 몰딩부(140)가 상기 연결부(130)와 배선 기판(120)의 연결 부위를 몰딩하므로, 상기 접촉부들(110)에 가해지는 반복 하중에 의해 상기 연결부(130)와 상기 배선 기판(120)의 연결이 끊어지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 접촉부들(110)이 탄성부(150)에 고정되므로, 상기 접촉부들(110) 사이의 간섭이나 충돌을 방지할 수 있다. 상기 접촉부들(110)에 가해지는 반복 하중에 대하여 탄성을 갖는 상기 탄성부(150)가 흡수할 수 있으므로, 상기 접촉부들(110)의 변형을 방지할 수 있다.

도 6a 내지 도 6o는 도 1에 도시된 프로브 구조물을 제조하기 위한 프로브 구조물 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

도 6a를 참조하면, 희생 기판(10) 상에 포토레지스트 막(12)을 형성한다. 상 기 희생 기판(10)은 실리콘 기판 또는 유리 기판일 수 있다.

도 6b를 참조하면, 상기 포토레지스트 막(12)을 노광 및 현상하여 상기 희생 기판(10) 상에 홈들(10a)이 형성될 영역을 정의하는 포토레지스트 패턴(12a)을 형성한다. 상기 홈들(10a)이 형성될 영역은 지그재그 형태 또는 일렬 형태를 가질 수 있다.

상기 포토레지스트 패턴(12a)을 식각 마스크로 하여 상기 희생 기판(10)을 부분적으로 식각함으로써 상기 희생 기판(10) 상에 홈들(10a)을 형성한다. 상기 홈들(10a)은 지그재그 형태 또는 일렬 형태를 가질 수 있다. 상기 홈들(10a)은 습식 식각, 레이저 식각 등에 의해 형성될 수 있다.

도 6c를 참조하면, 상기 포토레지스트 패턴(12a)을 애싱 및/또는 스트립 공정을 이용하여 제거한다.

상기 홈들(10a)이 형성된 희생 기판(10)의 상부면에 시드층(미도시)을 형성한다. 상기 시드층은 스퍼터링 공정에 의해 형성된다. 구체적으로, 상기 희생 기판(10) 상에 점착력이 우수한 제1 금속막을 형성하고, 상기 제1 금속막 상에 시드로 작용하는 제2 금속막을 형성하여 상기 시드층을 형성한다. 상기 제1 금속막은 상기 제2 금속막을 상기 희생 기판(10)에 접착시킨다. 상기 제1 금속막은 티타늄 또는 크롬을 포함하며, 상기 제2 금속막은 구리 또는 금을 포함할 수 있다.

도 6d를 참조하면, 상기 시드층 상에 상기 홈들(10a)과 각각 연결되는 제1 개구들(14a)을 갖는 제1 패턴층(14)을 형성한다. 상기 제1 개구들(14a)도 상기 홈들(10a)과 마찬가지로 지그재그 형태 또는 일렬 형태를 갖는다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 시드층 상에 포토레지스트 조성물을 도포하거나 포토레지스트 필름을 부착하여 포토레지스트층을 형성하고, 상기 포토레지스트층을 노광 및 현상하여 상기 시드층 상에 상기 제1 패턴층(14)을 형성할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 시드층 상에 산화물 또는 질화물을 포함하는 절연층을 형성하고, 상기 절연층을 패터닝하여 상기 제1 패턴층(14)을 형성할 수 있다.

도 6e를 참조하면, 전기 도금(electro plating)에 의해 상기 패턴층(30)에 의해 노출된 상기 시드층 상에 몸체들(112) 및 팁들(114)을 형성한다. 즉, 금속 물질로 상기 홈들(10a) 및 제1 개구들(14a)을 채워 상기 팁들(114) 및 상기 몸체들(112)을 형성한다. 상기 금속 물질의 예로는 니켈 또는 니켈 합금을 포함한다. 상기 니켈 합금의 예로는 니켈-코발트 합금 또는 니켈-텅스텐-코발트 합금을 들 수 있다.

이후, 상기 패턴층(30)의 표면이 노출될 때까지 평탄화 공정을 수행한다. 상기 평탄화 공정의 예로는 화학적 기계적 연마(chemical mechanical polishing), 에치백, 그라인딩 등을 들 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 접촉부들(110)은 물리 기상 증착 공정 또는 화학 기상 증착 공정을 통해 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 시드층을 형성하는 공정은 생략될 수 있다.

도 6f를 참조하면, 상기 제1 패턴층(14) 및 상기 몸체(112) 상에 상기 몸체(112)를 각각 연결되는 제2 개구들(16a)을 갖는 제2 패턴층(16)을 형성한다. 상 기 제2 개구들(16a)의 크기는 상기 몸체(112)의 크기와 같거나 작을 수 있다. 상기 제2 개구들(16a)도 상기 몸체(112)와 마찬가지로 지그재그 형태 또는 일렬 형태를 갖는다.

상기 제2 패턴층(16)을 형성하는 방법은 상기 제1 패턴층(14)을 형성하는 방법과 실질적으로 동일하다.

도 6g를 참조하면, 도전성 물질로 상기 제2 개구들(16a)을 매립하여 도전성 범프들(116)을 형성한다. 상기 도전성 물질은 상기 제2 개구들(16a)을 완전히 매립하거나 일부 매립할 수 있다. 상기 도전성 범프들(116)은 전기 도금에 의해 형성되거나 페이스트 상태의 도전성 물질을 도포하여 형성될 수 있다. 상기 도전성 범프들(116)을 형성함으로써 접촉부(110)를 완성한다.

도 6h를 참조하면, 상기 접촉부(110)가 형성된 상기 희생 기판(10)과 다수의 배선(122)을 갖는 배선 기판(120)은 지그(jig)(18)에 안착한다.

상기 배선 기판(120)의 배선들(122)은 다양한 형태를 가질 수 있다. 일 예로, 상기 배선들(122)은 일 방향으로 연장하며 균일한 피치를 가질 수 있다. 이때, 상기 배선들(122)의 피치는 상기 접촉부들(110)의 피치와 동일할 수 있다. 또한, 상기 배선들(122)의 피치는 상기 접촉부들(110)의 피치보다 클 수 있다. 상기 배선들(122)의 피치가 상기 접촉부들(110)의 피치보다 큰 경우, 상기 배선들(122)과 검사 대상물로 인가하기 위한 전기 신호가 제공되는 티씨피의 연결이 용이하다.

다른 예로, 상기 배선들(122)은 일 방향으로 연장하며 가변하는 피치를 가질 수 있다. 즉, 후술하는 연결부들(130)과 연결되는 부위에서 상기 티씨피가 연결되 는 부위로 갈수록 상기 배선들(122)의 피치가 커질 수 있다. 따라서, 상기 배선들(122)과 상기 티씨피의 연결이 용이하다.

상기 접촉부들(110)과 상기 배선 기판(120)은 동일한 방향을 향하도록 상기 지그(18)에 배치될 수 있다. 이때, 상기 접촉부들(110)과 상기 배선 기판(120)이 동일한 높이를 가지거나, 상기 접촉부들(110)과 상기 배선 기판(120)이 서로 다른 높이를 가질 수 있다.

다른 예로, 상기 접촉부들(110)과 상기 배선 기판(120)은 서로 반대 방향을 향하도록 상기 지그(18)에 배치될 수 있다. 또 다른 예로, 상기 접촉부들(110)과 상기 배선 기판(120)은 반대 방향이 아닌 서로 다른 방향을 향하도록 상기 지그(18)에 고정될 수 있다.

도 6i를 참조하면, 본딩 와이어들(132)의 일단을 상기 접촉부들(110)의 도전성 범프(116)에 연결하고, 상기 일단과 반대되는 상기 본딩 와이어들(132)의 타단을 상기 배선 기판(120)의 배선(122)과 연결한다. 일 예로, 각 본딩 와이어들(132)은 하나의 접촉부(110)와 하나의 배선(122)을 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 본딩 와이어(132)는 일정한 두께의 금속으로 이루어져 탄성을 가질 수 있다. 상기 금속의 예로는 금(Au) 등을 들 수 있다.

다른 예로, 상기 본딩 와이어(132) 대신에 연성 인쇄 회로(미도시)를 이용하여 다수의 접촉부들(110)과 다수의 배선(122)을 전기적으로 연결할 수 있다.

도 6j를 참조하면, 전기 도금 공정을 이용하여 상기 본딩 와이어(132)를 감싸는 코팅막(134)을 형성한다. 상기 코팅막(134)은 금속을 포함하며, 상기 본딩 와 이어(132)의 탄성력을 향상시킬 수 있다. 상기 금속의 예로는 니켈-코발트 합금을 들 수 있다. 상기 코팅막(134)을 형성함으로써 상기 본딩 와이어(132)와 상기 코팅막(134)으로 이루어진 연결부들(130)을 완성한다.

다른 예로, 상기 본딩 와이어(132)를 절연 물질을 코팅하여 코팅막(134)을 형성할 수 있다. 이때, 상기 코팅막(134)은 인접한 본딩 와이어들(132) 사이의 전기적 접촉을 방지할 수 있다.

한편, 상기 코팅막(134) 형성 공정은 생략될 수 있으며, 상기 연결부들(132)은 본딩 와이어(132)만으로 이루어질 수 있다.

도 6k를 참조하면, 몰딩부(140)를 형성하기 위한 금형(미도시)을 설치한다. 상기 금형은 상기 연결부들(130)과 상기 배선 기판(120)의 연결 부위를 감싼다. 상기 금형의 내부 공간으로 절연 물질을 제공한다. 상기 절연 물질로는 에폭시 수지를 들 수 있다. 상기 금형 내부로 제공된 절연 물질이 경화되면 상기 금형을 제거하여 상기 몰딩부(140)를 형성한다.

상기 몰딩부(140)는 상기 접촉부들(110)과 상기 연결부들(130)의 연결 부위에도 형성될 수 있다. 상기 몰딩부(140)는 외력에 의해 상기 연결부들(130)과 상기 배선 기판(120)의 연결 및 상기 접촉부들(110)과 상기 연결부들(130)의 연결이 끊어지는 것을 방지할 수 있다.

도 6l을 참조하면, 상기 희생 기판(10) 및 상기 배선 기판(120)으로부터 지그(16)를 분리한다.

이후, 상기 희생 기판(10)을 리프트 오프(lift-off) 또는 식각 공정에 의하 여 제거한다. 상기 리프트 오프(lift-off) 또는 식각 공정은 약 100℃의 수산화 칼륨(KOH) 용액을 이용하여 이루어진다. 상기 희생 기판(10)을 후술하는 탄성부를 형성하기 전에 제거함으로써, 상기 희생 기판(10)의 제거시 고온의 수산화 칼륨(KOH) 용액에 의해 상기 탄성부가 변형되는 것을 방지할 수 있다.

도 6m을 참조하면, 탄성부(150)를 형성하기 위해 상기 연결부(130) 및 몰딩부(140)를 수용하도록 상기 제2 패턴층(16) 및 상기 배선 기판(120)에 거푸집으로 사용되는 고정부(170)를 배치한다. 이때, 상기 접촉부(110)와 상기 배선 기판(120)의 방향은 상기 지그(18) 상에 안착된 방향과 동일하다.

일 예로, 상기 접촉부들(110)과 상기 배선 기판(120)은 동일한 방향을 향할 수 있다. 이때, 상기 접촉부들(110)과 상기 배선 기판(120)이 동일한 높이를 가지거나, 상기 접촉부들(110)과 상기 배선 기판(120)이 서로 다른 높이를 가질 수 있다. 다른 예로, 상기 접촉부들(110)과 상기 배선 기판(120)은 서로 반대 방향을 향할 수 있다. 또 다른 예로, 상기 접촉부들(110)과 상기 배선 기판(120)은 반대 방향이 아닌 서로 다른 방향을 향할 수 있다.

한편, 상기 희생 기판(10)이 제거된 제1 패턴층(14), 제2 패턴층(16) 및 상기 접촉부들(110)을 지지하는 별도의 지그를 더 배치할 수 있다. 상기 지그가 상기 제1 패턴층(14), 제2 패턴층(16) 및 상기 접촉부들(110)을 지지함으로써, 후술하는 탄성부(150) 형성 공정이 수행되는 동안 상기 제1 패턴층(14), 제2 패턴층(16) 및 상기 접촉부들(110)과 상기 고정부(170)의 배치가 안정적으로 유지될 수 있다.

도 6n을 참조하면, 상기 고정부(170) 내부에 수축 방지 부재(160)를 위치시 킨다. 상기 수축 방지 부재(160)는 판형, 봉형 등 다양한 형태를 가질 수 있다. 상기 수축 방지 부재(160)는 상기 고정부(170)와 연결될 수 있다.

한편, 별도의 수축 방지 부재(160)를 구비하지 않고, 상기 고정부(170) 자체가 상기 수축 방지 부재 역할을 할 수 있다. 이때, 상기 고정부(170)는 내부까지 연장할 수 있다.

이후, 상기 고정부(170) 내부로 액체 상태의 탄성 물질을 제공하여 상기 접촉부들(110), 상기 배선 기판(120), 상기 연결부들(130) 및 상기 몰딩부(140)를 고정하는 탄성부(150)를 형성한다. 상기 탄성 물질의 예로는 실리콘, 고무 등을 들 수 있다.

상기 탄성부(150)의 형성 공정은 상기 고정부(170)의 개방 부위가 상방을 향하도록 배치된 상태에서 이루어질 수 있다.

도 6o를 참조하면, 상기 탄성부(150)가 형성되면, 상기 제1 패턴층(14) 및 상기 제2 패턴층(16)을 제거한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 패턴층(14) 및 상기 제2 패턴층(16)이 상기 포토레지스트 조성물 또는 상기 포토레지스트 필름을 포함하는 경우, 상기 제1 패턴층(14) 및 상기 제2 패턴층(16)은 애싱 및/또는 스트립 공정에 의해 제거된다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 패턴층(14) 및 상기 제2 패턴층(16)이 상기 산화물 또는 질화물을 포함하는 경우, 상기 제1 패턴층(14) 및 상기 제2 패턴층(16)은 건식 식각 공정 또는 습식 식각 공정에 의해 제거된다. 따라서, 상기 접촉부들(110)의 팁(114), 몸체(112) 및 도전성 범프(116)는 상기 탄성부(150)로부터 돌출된다.

상기 제1 패턴층(14) 및 상기 제2 패턴층(16)을 제거함으로써 프로브 구조물(100)을 완성한다.

한편, 상기 희생 기판(10)은 상기 탄성부(150)를 형성하기 전에 제거되지 않고, 상기 제1 패턴층(14) 및 상기 제2 패턴층(16)의 제거시 상기 희생 기판(10)이 제거될 수도 있다.

또한, 상기 고정부(170) 대신에 거푸집을 사용하는 경우, 상기 거푸집을 제거하고 상기 탄성부(150)에 강성 재질의 고정부를 별도로 구비할 수 있다.

상기 도 6l에서 희생 기판(10)과 상기 제2 패턴층(16)을 제거하여 후속 공정을 수행하는 경우, 상기 접촉부들(110)의 팁(114) 및 몸체(112)가 상기 탄성부(150)로부터 돌출될 수 있다.

또한, 상기 도 6l에서 희생 기판(10)을 제거하지 않고 상기 제1 패턴층(14) 및 상기 제2 패턴층(16)을 제거하여 후속 공정을 수행하는 경우, 상기 접촉부들(110)의 팁(114)이 상기 탄성부(150)로부터 돌출될 수 있다.

또 다른 실시예에 따르면 6k에 도시된 바와 같이 상기 지그(18)에 상기 접촉부(110)가 형성된 상기 희생 기판(10)과 다수의 배선(122)을 갖는 배선 기판(120)이 안착된 상태에서 상기 연결부(130) 및 상기 몰딩부(140)를 형성한 후, 상기 지그(18) 상에 상기 연결부(130) 및 몰딩부(140)를 수용하며 거푸집으로 사용되는 고정부(170)를 배치할 수 있다. 이후, 상기 고정부(170) 내부에 수축 방지 부재(160)를 위치시키고 상기 고정부(170) 내부로 액체 상태의 탄성 물질을 제공하여 상기 접촉부들(110), 상기 배선 기판(120), 상기 연결부들(130) 및 상기 몰딩부(140)를 고정하는 탄성부(150)를 형성할 수 있다.

도 7은 도 1에 도시된 프로브 구조물의 다른 예를 설명하기 위한 단면도이다.

도 7을 참조하면, 프로브 구조물(100)은 접촉부들(110), 배선 기판(120), 연결부들(130), 몰딩부(140), 탄성부(150), 수축 방지 부재(160) 및 고정부(170)를 포함한다.

상기 탄성부(150)가 제1 탄성부(152) 및 상기 제2 탄성부(154)를 포함한다는 점을 제외하면, 상기 프로브 구조물(100)에 대한 설명은 도 1 내지 도 5를 참조한 프로브 구조물에 대한 설명과 실질적으로 동일하다.

상기 제1 탄성부(152)는 블록 형태를 가지며, 상기 접촉부들(110) 및 상기 접촉부들(110)과 연결된 상기 연결부들(130)의 일부를 고정한다. 상기 제2 탄성부(154)는 상기 제1 탄성부(152)와 이격되는 블록 형태를 가지며, 상기 배선 기판(120) 및 상기 배선 기판(120)과 연결된 상기 연결부들(130)의 일부를 고정한다.

상기 제1 탄성부(152)와 상기 제2 탄성부(154)가 이격되므로, 상기 연결부들(130)의 일부가 외부로 노출된다. 상기 제1 탄성부(152)와 상기 제2 탄성부(154)의 위치를 이동하여 상기 접촉부들(110) 및 상기 배선 기판(120)의 위치를 용이하게 변경할 수 있다. 또한, 상기 제1 탄성부(152)와 상기 제2 탄성부(154)가 이격되므로, 상기 접촉부들(110)에 가해지는 외력이 상기 연결부들(130)과 상기 배선 기판(120)의 연결 부위까지 전달되는 것을 방지할 수 있다.

상기 수축 방지 부재(160)는 상기 제1 탄성부(152) 및 상기 제2 탄성부(152) 에 각각 구비될 수 있다.

상기 고정부(170)는 상기 제1 탄성부(152) 및 상기 제2 탄성부(152)에 각각 구비되거나, 하나가 상기 제1 탄성부(152) 및 상기 제2 탄성부(152)에 걸쳐 구비될 수 있다. 하나의 고정부(170)가 구비되는 경우, 상기 제1 탄성부(152)와 상기 제2 탄성부(154)의 위치가 고정되므로, 상기 접촉부들(110) 및 상기 배선 기판(120)의 위치를 변경할 수 없다.

상기 탄성부(150)를 상기 접촉부들(110) 및 상기 접촉부들(110)과 연결된 상기 연결부들(130)의 일부를 고정하는 제1 탄성부(152) 및 상기 제1 탄성부(152)와 이격되는 블록 형태를 가지며, 상기 배선 기판(120) 및 상기 배선 기판(120)과 연결된 상기 연결부들(130)의 일부를 고정하는 제2 탄성부(154)로 분리하여 형성한다는 점을 제외하면, 도 7에 도시된 프로브 구조물(100)의 제조 방법은 도 6a 내지 도 6o를 참조한 프로브 구조물 제조 방법과 실질적으로 동일하다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 구조물(200)을 설명하기 위한 단면도이다.

도 8을 참조하면, 프로브 구조물(200)은 접촉부들(210), 배선 기판(220), 연결부들(230), 몰딩부(240), 탄성부(250), 수축 방지 부재(260) 및 고정부(270)를 포함한다.

상기 접촉부들(210)은 검사 대상물과 접촉한다. 예를 들면, 상기 접촉부들(210)은 평판 표시 장치의 패드와 접촉한다. 상기 접촉부들(210)은 몸체(212), 팁(214) 및 도전성 범프(216)를 포함한다.

상기 몸체(212)는 원기둥 또는 다각기둥 형태를 갖는다. 상기 팁(214)은 상기 몸체(212)의 제1 면에 가장자리를 따라 일정 간격 이격되어 구비된다. 상기 팁(214)은 상기 패드들과 접촉이 용이한 다양한 형상을 가질 수 있다. 상기 도전성 범프(216)는 상기 제1 면과 반대되는 상기 몸체(212)의 제2 면에 구비되며, 상기 연결부들(230)과의 연결에 이용된다. 상기 도전성 범프(216)는 상기 연결부들(230)을 상기 몸체(212)에 용이하게 접착시킨다. 상기 도전성 범프(216)의 재질로는 금, 은, 납 등을 들 수 있다.

상기 접촉부들(210)은 다양한 형태로 배치될 수 있다. 일 예로, 상기 접촉부들(210)은 지그재그 형태로 배치될 수 있다. 상기 접촉부들(210)이 지그재그 형태로 배치되는 경우, 상기 접촉부들(210)의 피치를 상기 접촉부들(210) 각각의 폭보다 작게 할 수 있다. 다른 예로, 도시되지는 않았지만, 상기 접촉부들(210)은 일렬로 배치될 수 있다.

상기 접촉부들(210)의 배치 공간이 상대적으로 좁은 경우, 상기 접촉부들(210)을 지그재그 형태로 배치하고, 상기 접촉부들(210)의 배치 공간이 상대적으로 넓은 경우, 상기 접촉부들(210)을 일렬로 배치할 수 있다.

한편, 상기 접촉부들(210)은 상기 도전성 범프(216)를 각각 포함하지 않을 수도 있다.

상기 배선 기판(220), 연결부들(230), 몰딩부(240), 탄성부(250), 수축 방지 부재(260) 및 고정부(270)에 대한 설명은 도 1 내지 도 5를 참조한 배선 기판(120), 연결부들(130), 몰딩부(140), 탄성부(150), 수축 방지 부재(160) 및 고정 부(170)에 대한 설명과 실질적으로 동일하다.

상기 프로브 구조물(200)은 상기 몰딩부(240)가 상기 연결부(230)와 배선 기판(220)의 연결 부위를 몰딩하므로, 상기 접촉부들(210)에 가해지는 반복 하중에 의해 상기 연결부(230)와 상기 배선 기판(220)의 연결이 끊어지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 접촉부들(210)이 탄성부(250)에 고정되므로, 상기 접촉부들(210) 사이의 간섭이나 충돌을 방지할 수 있다. 상기 접촉부들(210)에 가해지는 반복 하중에 대하여 탄성을 갖는 상기 탄성부(250)가 흡수할 수 있으므로, 상기 접촉부들(210)의 변형을 방지할 수 있다.

도 9a 내지 도 9o는 도 8에 도시된 프로브 구조물을 제조하기 위한 프로브 구조물 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

도 9a를 참조하면, 희생 기판(20) 상에 포토레지스트 막(22)을 형성한다. 상기 희생 기판(20)은 실리콘 기판 또는 유리 기판일 수 있다. 상기 실리콘 기판은 (1 0 0) 방향성을 가질 수 있다.

도 9b를 참조하면, 상기 포토레지스트 막(22)을 노광 및 현상하여 상기 희생 기판(20) 상에 홈들(20a)이 형성될 영역을 정의하는 포토레지스트 패턴(22a)을 형성한다.

다른 예로, 상기 희생 기판 상에 산화물, 질화물, 산질화물을 포함하는 물질막을 형성한 후 패터닝하여 상기 포토레지스트 패턴(22a)과 같은 패턴층을 형성할 수 있다.

이후, 상기 포토레지스트 패턴(22a)을 식각 마스크로 하여 상기 희생 기판(20)을 부분적으로 식각함으로써 상기 희생 기판(20) 상에 제1 홈들(20a)을 형성한다. 상기 제1 홈들(20a)은 접촉체 당 4개의 팁을 갖도록 원주방향으로 2개 이상 형성될 수 있으나 4개씩 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1 홈들(20a)의 단면이 원주형 또는 다각형 모양을 가질 수 있다. 상기 제1 홈들(20a)은 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 9c를 참조하면, 상기 포토레지스트 패턴(22a)을 애싱 및/또는 스트립 공정을 이용하여 제거한다.

도 9d를 참조하면, 상기 희생 기판(20) 상에 2 개 이상의 제1 홈들(20a)을 노출하는 제1 개구들(24a)을 갖는 제1 패턴층(24)을 형성한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 희생 기판(20) 상에 포토레지스트 조성물을 도포하거나 포토레지스트 필름을 부착하여 포토레지스트층을 형성하고, 상기 포토레지스트층을 노광 및 현상하여 상기 제1 패턴층(24)을 형성할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 희생 기판(20) 상에 산화물 또는 질화물을 포함하는 절연층을 형성하고, 상기 절연층을 패터닝하여 상기 제1 패턴층(24)을 형성할 수 있다. 또 다른 예로, 상기 제1 패턴층(24)은 상기 포토레지스트 패턴(22a)을 부분적으로 식각하여 형성할 수도 있다.

다음으로, 상기 제1 패턴층(24)을 식각 마스크로 하여 상기 희생 기판(20)을 부분적으로 식각함으로써 상기 희생 기판(20) 상에 제1 홈들(20a)의 깊이를 증가시킴과 동시에 상부에 접촉부들의 몸체에 해당하는 제 2홈들(22b)을 형성한다. 상기 제2 홈들(22b)은 2개 이상의 제1 홈들(22a)과 연결된다. 상기 공정은 건식 식각 공정에 의해 이루어질 수 있다.

도 9e를 참조하면, 상기 제1 패턴층(24)을 애싱 및/또는 스트립 공정을 이용하여 제거한다.

상기 제1 홈들(20a) 및 상기 제2 홈들(20b)이 형성된 희생 기판(20)의 표면을 따라 시드층(미도시)을 형성한다. 상기 시드층은 스퍼터링 공정에 의해 형성된다. 구체적으로, 상기 희생 기판(20) 상에 점착력이 우수한 제1 금속막을 형성하고, 상기 제1 금속막 상에 시드로 작용하는 제2 금속막을 형성하여 상기 시드층을 형성한다. 상기 제1 금속막은 상기 제2 금속막을 상기 희생 기판(20)에 접착시킨다. 상기 제1 금속막은 티타늄 또는 크롬을 포함하며, 상기 제2 금속막은 구리 또는 금을 포함할 수 있다.

다음으로 전기 도금(electro plating) 공정을 이용하여 상기 시드층 상에 몸체들(212) 및 팁들(214)을 형성한다. 즉, 금속 물질로 상기 제1 홈들(20a) 및 제2 홈들(20b)을 채워 상기 팁들(214) 및 상기 몸체들(212)을 형성한다. 상기 금속 물질의 예로는 니켈 또는 니켈 합금을 포함한다. 상기 니켈 합금의 예로는 니켈-코발트 합금 또는 니켈-텅스텐-코발트 합금을 들 수 있다.

이후, 상기 희생 기판(20)의 표면이 노출될 때까지 평탄화 공정을 수행한다. 상기 평탄화 공정의 예로는 화학적 기계적 연마(chemical mechanical polishing), 에치백, 그라인딩 등을 들 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 몸체들(212) 및 팁들(214)은 물리 기상 증착 공정 또는 화학 기상 증착 공정을 통해 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 시드층을 형성하는 공정은 생략될 수 있다.

한편, 도 9c에 도시된 상기 제1 홈들(20a)에 금속 물질을 채워 팁(214)을 형성한 후, 상기 희생 기판(20) 상에 2 개 이상의 제1 홈들(20a)을 노출하는 개구들을 갖는 별도의 패턴층을 형성하고, 상기 개구들을 금속 물질로 채워 상기 몸체들(212)을 형성할 수도 있다.

도 9f를 참조하면, 상기 희생 기판(20) 상에 상기 몸체들(212)을 각각 노출하는 제2 개구들(26a)을 갖는 제2 패턴층(26)을 형성한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 시드층 상에 포토레지스트 조성물을 도포하거나 포토레지스트 필름을 부착하여 포토레지스트층을 형성하고, 상기 포토레지스트층을 노광 및 현상하여 제2 패턴층(26)을 형성할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 희생 기판 상에 산화물 또는 질화물을 포함하는 절연층을 형성하고, 상기 절연층을 패터닝하여 상기 제2 패턴층(26)을 형성할 수 있다.

도 9g를 참조하면, 도전성 물질로 상기 제2 개구들(26a)을 매립하여 도전성 범프들(216)을 형성한다. 상기 도전성 물질은 상기 제2 개구들(26a)을 완전히 매립하거나 일부 매립할 수 있다. 상기 도전성 범프들(216)은 전기 도금에 의해 형성되거나 페이스트 상태의 도전성 물질을 도포하여 형성될 수 있다. 상기 도전성 범프들(216)을 형성함으로써 접촉부(210)를 완성한다.

도 9h를 참조하면, 상기 접촉부(210)가 형성된 상기 희생 기판(20)과 다수의 배선(222)을 갖는 배선 기판(220)은 지그(jig)(28)에 안착한다.

도 9i를 참조하면, 본딩 와이어들(232)의 일단을 상기 접촉부들(210)의 도전성 범프(216)에 연결하고, 상기 일단과 반대되는 상기 본딩 와이어들(232)의 타단을 상기 배선 기판(220)의 배선(222)과 연결한다.

도 9j를 참조하면, 전기 도금 공정을 이용하여 상기 본딩 와이어(232)를 감싸는 코팅막(234)을 형성한다.

도 9k를 참조하면, 상기 연결부들(230)과 상기 배선 기판(220)의 연결 부위를 감싸는 몰딩부(240)를 형성한다.

도 9l을 참조하면, 상기 희생 기판(20)을 리프트 오프(lift-off) 또는 식각 공정에 의하여 제거한다.

도 9m을 참조하면, 탄성부(250)를 형성하기 위해 상기 연결부(230) 및 몰딩부(240)를 수용하도록 상기 제2 패턴층(26) 및 상기 배선 기판(220)에 거푸집으로 사용되는 고정부(270)를 배치한다.

도 9n을 참조하면, 상기 고정부(270) 내부에 수축 방지 부재(260)를 위치시키고, 상기 고정부(270) 내부로 액체 상태의 탄성 물질을 제공하여 상기 접촉부들(210), 상기 배선 기판(220), 상기 연결부들(230) 및 상기 몰딩부(240)를 고정하는 탄성부(250)를 형성한다.

도 9o를 참조하면, 상기 탄성부(250)가 형성되면, 상기 제2 마스크 패턴(26)을 제거함으로써 프로브 구조물(200)을 완성한다.

상기 도 9h 내지 도 9o를 참조한 공정에 대한 구체적인 설명은 도 6h 내지 도 6o를 참조한 공정과 실질적으로 동일하므로 생략한다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 구조물을 설명하기 위한 단면도이고, 도 11은 도 10에 도시된 프로브 구조물의 접촉부들과 배선 기판을 설명하기 위한 평면도이다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 프로브 구조물(300)은 접촉부들(310), 배선 기판(320), 몰딩부(330), 탄성부(340), 수축 방지 부재(350) 및 고정부(360)를 포함한다.

상기 접촉부들(310)은 검사 대상물과 접촉한다. 예를 들면, 상기 접촉부들(310)은 평판 표시 장치의 패드와 접촉한다. 상기 접촉부들(310)은 각각 몸체(312) 및 팁(314)을 포함한다.

상기 몸체(312)는 일 방향으로 연장하는 빔 형태를 갖는다. 일 예로, 상기 몸체(312)의 길이는 도 11과 같이 서로 동일할 수 있다. 다른 예로, 상기 몸체(312)의 길이는 서로 다를 수 있다.

상기 팁(314)은 상기 몸체(312)의 단부에 구비되며, 상기 몸체(312)의 연장 방향과 수직하는 방향으로 연장한다. 상기 팁(314)은 상기 패드들과 접촉이 용이한 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 팁(114)은 다각뿔, 다각뿔대, 다각기둥, 원뿔, 원뿔대, 원기둥 등의 형상을 가질 수 있다.

상기 접촉부들(310)이 연결부 없이 배선 기판(320)의 배선(322)에 직접 연결된다는 점을 제외하면, 상기 배선 기판(320), 몰딩부(330), 탄성부(340), 수축 방 지 부재(365) 및 고정부(360)에 대한 설명은 도 1 내지 도 5를 참조한 배선 기판(120), 몰딩부(140), 탄성부(150), 수축 방지 부재(160) 및 고정부(170)에 대한 설명과 실질적으로 동일하다.

상기 프로브 구조물(300)은 상기 몰딩부(330)가 상기 접촉부(310)와 배선 기판(320)의 연결 부위를 몰딩하므로, 상기 접촉부들(310)에 가해지는 반복 하중에 의해 상기 접촉부(310)와 상기 배선 기판(320)의 연결이 끊어지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 접촉부들(310)이 탄성부(340)에 고정되므로, 상기 접촉부들(310) 사이의 간섭이나 충돌을 방지할 수 있다. 상기 접촉부들(310)에 가해지는 반복 하중에 대하여 탄성을 갖는 상기 탄성부(340)가 흡수할 수 있으므로, 상기 접촉부들(310)의 변형을 방지할 수 있다.

도 12a 내지 도 12k는 도 10에 도시된 프로브 구조물의 다른 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

도 12a를 참조하면, 희생 기판(30) 상에 마스크 막(32)을 형성한다. 상기 희생 기판(30)은 (1 0 0) 방향성을 가진 실리콘 기판일 수 있다. 상기 마스크 막(32)은 산화물, 질화물, 산질화물을 포함할 수 있다. 상기 산화물은 열산화 공정(Thermal Oxidation Process)에 의해 형성될 수 있다.

도 12b를 참조하면, 상기 마스크 막(32) 상에 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성하고 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 상기 마스크 막(32)을 부분적으로 식각하여 상기 희생 기판(30) 상에 홈들(30a)이 형성될 영역을 정의하는 제1 마 스크 패턴(32a)을 형성한다. 이후, 상기 포토레지스트 패턴을 애싱 및/또는 스트립 공정을 이용하여 제거한다.

한편, 상기 제1 마스크 패턴(32a)은 상기 희생 기판 상에 포토레지스트 막을 형성한 후, 노광 및 현상하여 형성될 수도 있다.

이후, 상기 제1 마스크 패턴(32a)을 식각 마스크로 하여 상기 희생 기판(30)을 부분적으로 식각함으로써 상기 희생 기판(30) 상에 홈들(30a)을 형성한다. 상기 홈들(30a)은 습식 식각 공정, 레이저 식각 공정, 건식 식각 공정 등에 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 12c를 참조하면, 상기 제1 마스크 패턴(32a)을 애싱 및/또는 스트립 공정을 이용하여 제거한다.

상기 홈들(30a)이 형성된 희생 기판(30)의 표면을 따라 시드층(미도시)을 형성한다. 상기 시드층은 스퍼터링 공정에 의해 형성된다. 구체적으로, 상기 희생 기판(30) 상에 점착력이 우수한 제1 금속막을 형성하고, 상기 제1 금속막 상에 시드로 작용하는 제2 금속막을 형성하여 상기 시드층을 형성한다. 상기 제1 금속막은 상기 제2 금속막을 상기 희생 기판(30)에 접착시킨다. 상기 제1 금속막은 티타늄 또는 크롬을 포함하며, 상기 제2 금속막은 구리 또는 금을 포함할 수 있다.

도 12d를 참조하면, 상기 시드층이 형성된 희생 기판(30) 상에 상기 홈들(30a)을 각각 노출하는 개구들(34a)을 갖는 제2 마스크 패턴(34)을 형성한다. 상 기 제2 마스크 패턴(34)은 상기 제1 마스크 패턴(32)과 동일한 방법으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 개구들(34a)은 상기 홈들(30a)과 같거나 넓은 폭을 가지며, 일 방향으로 연장한다.

도 12e를 참조하면, 전기 도금(electro plating) 공정을 이용하여 상기 시드층 상에 몸체들(312) 및 팁들(314)을 형성한다. 즉, 금속 물질로 상기 홈들(30a) 및 개구들(34a)을 채워 상기 팁들(314) 및 상기 몸체들(312)을 형성한다. 상기 금속 물질의 예로는 니켈 또는 니켈 합금을 포함한다. 상기 니켈 합금의 예로는 니켈-코발트 합금 또는 니켈-텅스텐-코발트 합금을 들 수 있다.

이후, 상기 제2 마스크 패턴(34)의 표면이 노출될 때까지 평탄화 공정을 수행한다. 상기 평탄화 공정의 예로는 화학적 기계적 연마(chemical mechanical polishing), 에치백, 그라인딩 등을 들 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 몸체들(312) 및 팁들(314)은 물리 기상 증착 공정 또는 화학 기상 증착 공정을 통해 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 시드층을 형성하는 공정은 생략될 수 있다.

다음으로, 상기 제2 마스크 패턴(34)을 애싱 및/또는 스트립 공정을 이용하여 제거한다.

도 12f를 참조하면, 상기 희생 기판(10)을 리프트 오프(lift-off) 또는 식각 공정을 이용하여 일부 제거한다. 따라서, 상기 팁(314)들이 연결된 단부와 반대되는 상기 몸체들(312)이 노출된다.

상기 리프트 오프(lift-off) 또는 식각 공정은 약 100℃의 수산화 칼륨(KOH) 용액을 이용하여 이루어진다.

도 12g를 참조하면, 상기 희생 기판(30)으로부터 노출된 몸체들(312)과 배선 기판(320)의 배선(322)들을 연결한다. 상기 몸체들(312)과 상기 배선들(322)의 연결은 도전성 범프에 의해 연결될 수 있다. 따라서, 상기 접촉부들(310)과 상기 배선 기판(320)이 전기적으로 연결된다.

상기 몸체들(312)과 상기 배선들(322)의 연결은 상기 접촉체들(310)이 형성된 희생 기판(30)과 상기 배선 기판(320)을 지그(jig)(미도시)에 안착한 상태에서 이루어질 수 있다.

도 12h를 참조하면, 몰딩부(330)를 형성하기 위한 금형(미도시)을 설치한다. 상기 금형은 상기 접촉부들(310)과 상기 배선 기판(320)의 연결 부위를 감싼다. 상기 금형의 내부 공간으로 절연 물질을 제공한다. 상기 절연 물질로는 에폭시 수지를 들 수 있다. 상기 금형 내부로 제공된 절연 물질이 경화되면 상기 금형을 제거하여 상기 몰딩부(330)를 형성한다.

상기 몰딩부(330)는 외력에 의해 상기 접촉부들(310)과 상기 배선 기판(320)의 연결이 끊어지는 것을 방지할 수 있다.

도 12i를 참조하면, 탄성부(340)를 형성하기 위해 상기 연결부(330) 및 몰딩부(330)를 수용하도록 상기 희생 기판(30) 및 상기 배선 기판(320)에 거푸집으로 사용되는 고정부(360)를 배치한다.

도 12j를 참조하면, 상기 고정부(360) 내부에 수축 방지 부재(350)를 위치시킨다. 상기 수축 방지 부재(350)는 판형, 봉형 등 다양한 형태를 가질 수 있다. 상 기 수축 방지 부재(350)는 상기 고정부(360)와 연결될 수 있다.

한편, 별도의 수축 방지 부재(350)를 구비하지 않고, 상기 고정부(360) 자체가 상기 수축 방지 부재 역할을 할 수 있다. 이때, 상기 고정부(360)는 내부까지 연장할 수 있다.

이후, 상기 고정부(360) 내부로 액체 상태의 탄성 물질을 제공하여 상기 접촉부들(310), 상기 배선 기판(320), 상기 연결부들(330) 및 상기 몰딩부(330)를 고정하는 탄성부(340)를 형성한다.

도 12k를 참조하면, 상기 탄성부(340)가 형성되면, 상기 희생 기판(30)을 리프트 오프(lift-off) 또는 식각 공정에 의하여 제거한다. 상기 희생 기판(30)을 제거함으로써 프로브 구조물(300)을 완성한다.

한편, 상기 고정부(360) 대신에 거푸집을 사용하는 경우, 상기 거푸집을 제거하고 상기 탄성부(340)에 강성 재질의 고정부를 별도로 구비할 수 있다.

도 13은 도 1에 도시된 프로브 구조물(100)을 갖는 전기 소자 검사 장치(300)를 설명하기 위한 단면도이다.

도 13을 참조하면, 상기 검사 장치(500)는 프로브 구조물(100), 티씨피(510), 홀더(520) 및 메뉴플레이터(530)를 포함한다.

상기 프로브 구조물(100)은 접촉부들(110)과 배선 기판(120)은 연결부들(130)에 의해 전기적으로 연결되며, 몰딩부(140)는 상기 연결부들(130)과 상기 배선 기판(120)의 연결 부위를 몰딩하고, 탄성부(150)는 상기 접촉부들(110), 상기 배선 기판(120), 상기 연결부들(130) 및 몰딩부(140)를 감싸며, 고정부(170)가 상 기 탄성부(150)를 보강한다. 상기 프로브 구조물(100)에 대한 구체적인 설명은 도 1 내지 도 5를 참조한 프로브 구조물(100)에 대한 설명과 실질적으로 동일하다.

상기 프로브 구조물(100)의 배선 기판(120)은 티씨피(510)와 접촉한다. 상기 티씨피(510)는 상기 프로브 구조물(100)로 검사를 위한 전기 신호를 인가한다. 상기 티씨피(510)는 상기 배선 기판(120)에 본딩될 수 있다.

한편, 상기 티씨피 블록(미도시)이 상기 배선 기판(120)과 상기 티씨피(510)가 접촉 상태를 유지하도록 상기 티씨피(510)를 지지할 수 있다.

상기 프로브 구조물(100)은 도 7, 도 8 또는 도 10에 도시된 프로브 구조물이 채용될 수 있다.

상기 홀더(520)는 상기 프로브 구조물(100)의 상부에 위치하며, 제1 고정나사(522)에 의해 상기 홀더(520) 및 프로브 구조물(100)의 고정부(170)가 체결된다. 한편, 상기 프로브 구조물(100)과 상기 홀더(520) 사이에는 인터페이스 보드 및 프로브 블록이 구비될 수도 있다.

상기 메뉴플레이터(530)가 상기 홀더(520)와 제2 고정나사(532)에 의해서 서로 체결된다. 상기 메뉴플레이터(530)와 연결된 상기 홀더(520)는 검사 과정의 상하 물리력에 의해서 상하로 유동할 수 있다. 예를 들면, 상기 홀더(520) 일측과 상기 메뉴플레이터(530) 타측이 가이드 레일(534)에 의해서 서로 체결됨으로써 테스트 과정의 상하 물리력에 의해서 홀더(520)가 상하로 유동할 수 있다.

상기 홀더(520)와 메뉴플레이터(530)를 연결하는 제2 고정나사(532) 주변부에는 탄성력을 지닌 스프링(536)이 구비되므로, 테스트 과정의 상하 물리력에 의해 서 상하로 유동된 홀더(520)가 스프링(536)의 탄성력에 의해서 원래의 위치로 복원될 수 있다.

일련의 제조 공정에 의해 제조된 전기 소자를 상기 검사 장치로 이동시킨 후, 상기 프로브 구조물(100)을 상기 전기 소자로 이동하여 검사 공정을 수행한다.

상기 프로브 구조물(100)의 접촉부들(110)은 상기 전기 소자의 패드들과 접촉하고, 상기 티씨피(510)를 통해 인가되는 전기 신호는 상기 배선 기판(120)을 통해 상기 접촉부들(110)로 전달되어 상기 전기 소자의 패드에 인가된다.

본 발명의 프로브 구조물은 연결부와 배선 기판이 본딩되고, 몰딩부가 상기 연결부와 배선 기판의 연결 부위가 몰딩하므로, 상기 접촉부들에 가해지는 반복 하중에 의해 상기 연결부와 상기 배선 기판의 연결이 끊어지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 접촉부들이 탄성부에 고정되므로, 상기 접촉부들 사이의 간섭이나 충돌을 방지할 수 있다. 상기 프로브 구조물은 상기 접촉부들에 가해지는 반복 하중에 대하여 탄성을 갖는 상기 탄성부가 흡수할 수 있으므로, 상기 접촉부들의 변형을 방지할 수 있다.

그리고, 희생 기판 상에 상기 접촉부들만 형성하므로 상기 프로브 구조물의 제조 공정을 단순화할 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 있 음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 구조물을 설명하기 위한 단면도이다.

도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 프로브 구조물의 접촉부들, 배선 기판 및 연결부들을 설명하기 위한 평면도들이다.

도 4 및 도 5는 도 1에 도시된 접촉부들의 돌출 부위에 대한 다른 예를 설명하기 위한 단면도들이다.

도 6a 내지 도 6o는 도 1에 도시된 프로브 구조물의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

도 7은 도 1에 도시된 프로브 구조물의 다른 예를 설명하기 위한 단면도이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 구조물을 설명하기 위한 단면도이다.

도 9a 내지 9o는 도 8에 도시된 프로브 구조물의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 구조물을 설명하기 위한 단면도이다.

도 11은 도 10에 도시된 프로브 구조물의 접촉부들과 배선 기판을 설명하기 위한 평면도이다.

도 12a 내지 도 12k는 도 10에 도시된 프로브 구조물의 다른 제조 방법을 설 명하기 위한 단면도들이다.

도 13은 도 1에 도시된 프로브 구조물을 갖는 전기 소자 검사 장치를 설명하기 위한 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 프로브 구조물 110 : 접촉부

120 : 배선 기판 130 : 연결부

140 : 몰딩부 150 : 탄성부

160 : 수축방지부재 170 : 고정부

Claims (38)

1. 검사 대상물과 접촉하는 다수의 접촉부들;

   상기 접촉부들과 전기적으로 연결되는 연결부들; 및

   상기 접촉부들 및 상기 연결부들을 감싸도록 구비되는 탄성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물.
2. 제1항에 있어서, 상기 연결부들이 본딩되는 다수의 배선을 갖는 배선 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물.
3. 제2항에 있어서, 상기 배선 기판은 배선 유리 기판, 다층 세라믹 기판 또는 인쇄회로기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물.
4. 제2항에 있어서, 상기 접촉부들의 피치와 상기 배선의 피치는 동일한 것을 특징으로 하는 프로브 구조물.
5. 제2항에 있어서, 상기 접촉부들의 피치보다 상기 배선의 피치가 더 큰 것을 특징으로 하는 프로브 구조물.
6. 제2항에 있어서, 상기 접촉부들과 상기 배선 기판은 상기 탄성부의 동일한 면에 배치되는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물.
7. 제6항에 있어서, 상기 접촉부들이 배치된 부분과 상기 배선 기판이 배치된 부분은 단차를 갖는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물.
8. 제2항에 있어서, 상기 접촉부들과 상기 배선 기판은 상기 탄성부의 서로 다른 면에 배치되는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물.
9. 제2항에 있어서, 상기 연결부와 상기 배선 기판의 연결 부위를 몰딩하는 몰딩부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물.
10. 제1항에 있어서, 상기 탄성부의 외측면에 상기 탄성부를 고정하기 위한 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물.
11. 제10항에 있어서, 상기 고정부는 상기 탄성부의 수축을 방지하기 위해 상기 탄성부의 내부까지 연장하는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물.
12. 제1항에 있어서, 상기 탄성부의 수축을 방지하기 위한 수축 방지 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물.
13. 제1항에 있어서, 상기 연결부들은 각각,

    상기 접촉부들과 전기적으로 연결되는 와이어; 및

    상기 와이어를 감싸는 코팅막을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물.
14. 제1항에 있어서, 상기 접촉부들은 몸체, 상기 몸체의 제1 면에 구비되며 상기 검사 대상물의 패드와 직접 접촉하는 팁 및 상기 제1 면과 반대되는 상기 몸체의 제2 면에 구비되며 상기 연결부들과의 연결을 위한 도전성 범프를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물.
15. 제14항에 있어서, 상기 몸체는 육면체 형상을 가지며, 상기 팁은 사각뿔 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물.
16. 제14항에 있어서, 상기 몸체는 원기둥 형상을 가지며, 상기 팁은 상기 몸체의 원주 방향을 따라 일정 간격 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물.
17. 제1항에 있어서, 상기 탄성부는 상기 접촉부들 및 상기 접촉부들과 연결된 상기 연결부들의 일부를 지지하는 제1 탄성부; 및

    상기 제1 탄성부와 이격되며, 상기 연결부들의 일부를 지지하는 제2 탄성부 를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물.
18. 탄성 재질의 탄성부;

    상기 탄성부의 내부에 구비되는 연결부들;

    상기 연결부들의 일단들에 각각 연결되고, 상기 탄성부로부터 돌출되도록 구비되는 접촉부들; 및

    상기 연결부들의 타단들과 각각 본딩되는 다수의 배선을 갖는 배선 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물.
19. 몸체, 상기 몸체의 제1 면에 구비되어 검사 대상물과 접촉하는 팁 및 상기 제1 면과 반대되는 상기 몸체의 제2 면에 구비되는 도전성 범프를 각각 갖는 접촉부들;

    상기 접촉부들과 전기적으로 연결되어 테스트 신호를 전달하는 연결부들;

    상기 접촉부들 및 상기 연결부들을 감싸도록 구비되고, 상기 대상물과의 접촉으로 인해 상기 접촉부들에 가해지는 반복 하중을 흡수하는 탄성 재질의 탄성부; 및

    상기 연결부들과 전기적으로 연결되는 다수의 배선을 가지며, 상기 탄성부의 일측에 구비되는 배선 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물.
20. 검사 대상물과 접촉하는 접촉부들;

    상기 접촉부들과 이격되며, 다수의 배선을 갖는 배선 기판;

    상기 접촉부들과 상기 배선들을 전기적으로 연결하는 연결부들; 및

    상기 접촉부들과 상기 배선 기판의 연결 부위를 몰딩하는 몰딩부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물.
21. 검사 대상물과 접촉하는 다수의 접촉부들;

    상기 접촉부들이 본딩되는 다수의 배선을 갖는 배선 기판; 및

    상기 접촉부들을 감싸도록 구비되는 탄성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물.
22. 제21항에 있어서, 상기 접촉부들과 상기 배선의 본딩 부위를 몰딩하는 몰딩부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물.
23. 희생 기판에 형성된 접촉부들 및 다수의 배선을 갖는 배선 기판을 마련하는 단계;

    연결부들로 상기 접촉부들과 상기 배선 기판을 전기적으로 연결하는 단계;

    상기 희생 기판을 제거하는 단계; 및

    상기 접촉부들 및 상기 연결부들을 감싸는 탄성부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물 제조 방법.
24. 제23항에 있어서, 상기 희생 기판에 형성된 상기 접촉부들을 마련하는 단계는,

    상기 희생 기판에 다수의 홈들을 형성하는 단계;

    상기 희생 기판 상에 상기 홈들과 각각 연결되는 제1 개구들을 갖는 제1 패턴층을 형성하는 단계; 및

    상기 제1 홈들 및 상기 제1 개구들을 도전성 물질로 매립하여 상기 접촉부들을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물 제조 방법.
25. 제24항에 있어서, 상기 희생 기판에 형성된 상기 접촉부들을 마련하는 단계는,

    상기 접촉부들이 형성된 제1 패턴층 상에 상기 접촉부들을 노출하는 제2 개구들을 갖는 제2 패턴층을 각각 형성하는 단계; 및

    상기 제2 개구들을 도전성 물질로 매립하여 도전성 범프들을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물 제조 방법.
26. 제25항에 있어서, 상기 탄성부는 상기 제2 패턴층 상에 형성되고,

    상기 탄성부를 형성하는 단계 이후에 상기 제1 패턴층 및 제2 패턴층을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물 제조 방법.
27. 제25항에 있어서, 상기 접촉부들을 형성한 후, 상기 제2 패턴층을 제거하는 단계를 더 포함하며,

    상기 탄성부는 상기 제1 패턴층 상에 형성되고,

    상기 탄성부를 형성하는 단계 이후에 상기 제1 패턴층을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물 제조 방법.
28. 제23항에 있어서, 상기 희생 기판에 형성된 상기 접촉부들을 마련하는 단계는,

    상기 희생 기판에 일정 간격 이격되는 다수의 제1 홈들을 형성하는 단계;

    상기 희생 기판 상에 상기 제1 홈들을 노출하는 제1 패턴층을 형성하는 단계;

    상기 제1 패턴층을 식각 마스크로 상기 희생 기판을 식각하여 상기 제1 홈들의 깊이를 증가시키면서 상기 제1 홈들과 연결되는 제2 홈들을 형성하는 단계; 및

    상기 제1 홈들 및 상기 제2 홈들을 도전성 물질로 매립하여 상기 접촉부들을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물 제조 방법.
29. 제28항에 있어서, 상기 희생 기판에 형성된 상기 접촉부들을 마련하는 단계는,

    상기 제1 패턴층을 제거하는 단계;

    상기 접촉부들이 형성된 희생 기판 상에 상기 접촉부들을 노출하는 제2 개구들을 갖는 제2 패턴층을 각각 형성하는 단계; 및

    상기 제2 개구들을 도전성 물질로 매립하여 도전성 범프들을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물 제조 방법.
30. 제23항에 있어서, 상기 탄성부를 형성하는 단계 이전에,

    상기 연결부들과 상기 배선 기판의 연결 부위를 몰딩하는 몰딩부를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물 제조 방법.
31. 제23항에 있어서, 상기 탄성부를 형성하는 단계는,

    상기 접촉부들 및 상기 연결부의 연결 부위를 감싸는 제1 탄성부를 형성하는 단계; 및

    상기 제1 탄성부와 이격되며, 상기 연결부와 상기 배선 기판의 연결 부위를 감싸는 제2 탄성부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물 제조 방법.
32. 제23항에 있어서, 상기 탄성부를 형성하는 단계는,

    상기 접촉부들이 형성된 희생 기판과 상기 배선 기판은 동일한 방향을 향하도록 배치된 상태에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물 제조 방법.
33. 제32항에 있어서, 상기 접촉부들이 고정된 면과 상기 배선 기판이 고정된 면은 단차를 갖도록 상기 탄성부를 형성하는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물 제조 방법.
34. 제23항에 있어서, 상기 탄성부를 형성하는 단계는,

    상기 접촉부들이 형성된 희생 기판과 상기 배선 기판이 서로 다른 방향을 향하도록 배치된 상태에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물 제조 방법.
35. 제23항에 있어서, 상기 탄성부를 형성하는 단계 이전에,

    상기 탄성부의 형성시 상기 탄성부의 수축을 방지하기 위한 수축 방지 부재를 구비하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물 제조 방법.
36. 제23항에 있어서, 상기 탄성부에 상기 탄성부를 보강하기 위한 고정부를 구비하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물 제조 방법.
37. 희생 기판에 형성된 접촉부들 및 다수의 배선을 갖는 배선 기판을 마련하는 단계;

    연결부들로 상기 접촉부들과 상기 배선 기판을 전기적으로 연결하는 단계;

    상기 접촉부들 및 상기 연결부들을 감싸는 탄성부를 형성하는 단계; 및

    상기 희생 기판을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물 제조 방법.
38. 희생 기판에 형성된 접촉부들 및 다수의 배선을 갖는 배선 기판을 마련하는 단계

    연결부들로 상기 접촉부들과 상기 배선 기판을 전기적으로 연결하는 단계;

    상기 연결부들과 상기 배선 기판의 연결 부위를 몰딩하는 몰딩부를 형성하는 단계; 및

    상기 희생 기판을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 구조물 제조 방법.

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