KR100626166B1

KR100626166B1 - 멤브레인 프로빙 시스템

Info

Publication number: KR100626166B1
Application number: KR1020000030592A
Authority: KR
Inventors: 글리선리드; 배인마이클에이.; 스미스케니드
Original assignee: 캐스케이드 마이크로테크 인코포레이티드
Priority date: 1999-06-04
Filing date: 2000-06-03
Publication date: 2006-09-20
Also published as: US7533462B2; US7178236B2; US6578264B1; JP2001013168A; US20090178277A1; KR20010029783A; US20070074392A1; DE10023379B4; US20030192183A1; DE10023379A1

Abstract

기판은 연성 물질로 바람직하게 구성되며, 테스트 디바이스상의 접점 패드와 접하는 원하는 모양의 결과적인 디바이스를 갖는 툴은 기판과 접촉하게 된다. 툴은 기판보다 더욱 경질인 물질로 바람직하게 구성되어, 함몰부가 기판내에 쉽게 만들어질 수 있다. 바람직하게 패터닝된 유전(절연)층은 기판에 의해 지지된다. 도전성 물질이 함몰부내에 위치된 다음, 유전층의 상부면으로부터 과잉분이 제거되고 전체적으로 평평한 면을 제공하도록 바람직하게 래핑된다. 트레이스가 유전층 및 도전성 물질상에 패터닝된다. 다음, 폴리이미드층이 전면에 바람직하게 패터닝된다. 다음, 기판이 임의의 적절한 공정에 의해 제거된다.

기판, 멤브레인 어셈블리, 함몰부, 테스트, 툴, 트레이스

Description

멤브레인 프로빙 시스템{MEMBRANE PROBING SYSTEM}

도 1은 어셈블리에 의한 프로빙을 위하여 척위에 적절한 위치로 지지된 웨이퍼 및 프로브 헤드에 볼트로 죄어진 멤브레인 프로빙 어셈블리의 사시도,

도 2는 지지요소 및 가용성 멤브레인 어셈블리를 포함하여, 도 1의 프로빙 어셈블리의 다양한 부분을 도시하는 하부정면도, 및 멤브레인 어셈블리상에 있는 대응 라인과 접속된 데이터/신호 라인을 갖는 프로브 카드의 부분도,

도 3은 지지부재의 감추어진 부분을 노출하도록 멤브레인 어셈블리의 일부분을 절단한, 도 1의 멤브레인 프로빙 어셈블리의 측정면도,

도 4는 예시적인 지지요소의 평면도,

도 5a-5b는 지지요소 및 멤브레인 어셈블리가 테스트중인 디바이스의 방향과 매칭되기 위해 얼마나 경사질수 있는가를 설명하는 구조적인 측정면도,

도 6은 도 2의 멤브레인 어셈블리구조의 중심영역의 확대평면도,

도 7a-7b는 터치다운 전의 접점을 먼저 도시하고, 이들의 각 패드를 가로질러 터치다운 및 스크러브 운동 후의 동일 접점을 도시하는, 도 6에 있는 라인7a-7a을 따라 절단한 단면도,

도 8은 초기 터치다운의 순간의 도 7a-7b의 접점을 점선으로, 패드에 의해 추가로 수직 과잉이동한 후의 동일접점을 입체라인으로 도시한 구조측면도,

도 9a 및 9b는 접점을 패드와 접촉시키도록 엘라스토머층의 변형을 도시하는 설명도,

도 10은 도 8에 있는 디바이스의 종단면도,

도 11은 도 8에 있는 디바이스의 단면도,

도 12는 도 10 및 도 11에 도시된 디바이스의 더욱 정확한 회화도,

도 13은 공정동안 생기는 요철층을 설명하기 위한 도 11에 도시된 디바이스의 상세도,

도 14는 기판의 회화도,

도 15는 툴의 실시예, 특히 본 발명의 딤플링 툴의 회화도,

도 16은 도 14의 기판과 접하는 도 15의 툴을 설명하는 회화도,

도 17은 도 15의 툴이 기판과 접한 후의 도 14에 있는 기판의 회화도,

도 18은 기판위에 지지된 폴리이미드 층을 구비한 도 14의 기판을 도시하는 단면도,

도 19는 z축 스톱부와 함께 도 16의 툴을 도시하는 회화도,

도 20은 함몰부에 있는 트레이스, 도전성 물질 및 그위의 추가적인 폴리이미드층을 구비하고 있는 도 14의 기판을 도시하는 단면도,

도 21은 제거된 기판을 반전시킨 도 20의 디바이스를 도시하는 회화도,

도 22는 도 21의 접촉부를 도시하는 절단면도,

도 23은 본 발명의 디바이스의 일 정렬을 설명하는 구조도,

도 24는 솔더 범프의 산화물층 및 전통적인 접촉부의 접점을 도시하는 구조 도,

도 25는 가늘고 긴 프로빙 부분을 구비한 대안의 디바이스를 도시하는 평면도,

도 26은 가늘고 긴 프로빙 부분을 구비한 도 25의 디바이스를 도시하는 측면도,

도 27은 도 25 및 도 26의 디바이스의 결과로서, 그 안에 마크를 갖는 솔더 범프를 도시한 회화도,

도 28은 다른 대안의 프로빙 디바이스의 회화도,

도 29는 솔더 범프에 적당한 추가적인 대안의 프로빙 디바이스를 도시하는 회화도,

도 30은 본 발명의 디바이스를 사용하는 진정한 켈빈 접속을 도시하는 측면도,

도 31은 디바이스 아래에 있는 얇은 트레이스, 및 폴리이미드층을 갖는 기판을 도시하는 단면도,

도 32는 디바이스의 단부에 근접해 있는 얇은 트레이스, 및 폴리이미드층을 갖는 기판을 도시하는 단면도,

도 33은 두께가 점차적으로 감소되는 얇은 트레이스, 및 폴리이미드층을 갖는 기판을 도시하는 단면도,

도 34는 두께가 계단모양으로 감소되는 얇은 트레이스, 및 폴리이미드층을 갖는 기판을 도시하는 단면도,

도 35는 넓은 트레이스 및 디바이스를 도시하는 평면도,

도 36은 트레이스의 단면도,

도 37은 더 얇은 부분을 갖는 툴의 회화도,

도 38은 그 위에 추가층을 갖는 기판을 도시하는 단면도,

도 39는 지시된 빔 부분을 갖는 디바이스의 회화도,

도 40은 상이한 실시예의 빔 프로파일을 도시,

도 41은 상이한 실시예의 빔 프로파일을 도시,

도 42는 다중 빔 곡률 프로파일을 설명,

도 43은 4-웨이의 대칭 딤플링 툴을 도시,

도 44는 트레이스, 함몰부에 있는 도전성 물질, 및 폴리이미드 층을 갖는 기판의 단면도,

도 45는 제거된 기판을 반전시킨 도 44의 디바이스의 회화도,

도 46은 점진적인 딤플링으로부터 생기는 불균일 함몰부의 도시,

도 47은 2-웨이의 대칭 딤플링 툴을 도시,

도 48은 1-웨이 대칭 딩플링 툴을 도시.

본 발명은 집적회로(IC) 테스트용으로 공통으로 사용되는 타입의 프로브 어셈블리에 관한 것이며, 특히 본 발명은, 국부 제어 방식에 있어서, 프로브 어셈블 리와 각 디바이스 사이의 우수한 전기접속을 위하여 일반적으로 이들의 도체표면에 있는 산화물을 신뢰성있게 제거하도록 각 디바이스의 입력/출력 도체 전체에 걸쳐 스크러브하는 접점을 갖는 멤브레인 프로빙 어셈블리에 관한 것이다.

배경 기술

전자 제품의 진로는 특히 집적회로 기술에 있어서 기하학적으로 점점 더 작게 만들어 왔는데, 상당히 많은 수의 개별 회로 소자가 단일 기판, 즉 웨이퍼상에서 제조된다. 제조 후, 이 웨이퍼는 복수의 직사각형 모양의 칩으로 분할 즉 "다이스"로 분할되고 각 다이는 직사각형 또는 입력/출력 접속부로 만들어진 금속 접점 패드의 직사각형 또는 다른 사각형 배열을 제공한다. 다이는 결과적으로 개별적으로 패키지 됨에도 불구하고, 효율적인 처리를 위하여 각 다이위에 형성된 회로의 테스트는 다이가 여전히 웨이퍼상에 함께 커넥팅된 동안에 바람직하게 수행된다. 한 전형적인 과정은 평평한 스테이지 즉 "척"위에서 웨이퍼를 지지하고 프로빙 어셈블리의 상단과 상대적인 X,Y,Z 방향으로 웨이퍼를 이동시켜 프로빙 어셈블리의 접점은 각 다이의 연속적인 맞물림을 위해 다이에서 다이로 이동한다. 개별 신호, 전력, 및 접지 라인은 테스트 장치로부터 프로빙 어셈블리에 통하게 되어, 각 회로가 테스트 장치에 연속적으로 커넥팅된다.

집적회로 테스트용으로 사용된 종래의 프로빙 어셈블리 타입은 바늘모양 팁의 접점을 제공한다. 이들 팁은 개구부를 따라 안쪽과 아래쪽으로 방사상으로 집중하도록 프로브 카드안에 형성된 중심 개구부 주변에 장착된다. 웨이퍼상의 패드가 먼저 이들 팁과 접하는 점을 넘어 웨이퍼가 상승할 때, 팁은 각 패드를 가로질러 앞쪽으로 미끄러지도록 위쪽으로 휘어짐으로써 패드상에 쌓인 산화물을 제거한다.

이러한 타입의 프로빙 어셈블리가 갖는 문제점은, 바늘모양 팁이 좁은 기하학적 구조로 인해 높은 인덕턴스를 가져, 이들 팁을 통해서 행해진 고주파수 측정에 있어서 신호 왜곡이 매우 크다는 것이다. 또한 이들 팁은 각 패드를 따라 문지르는 평삭 공구의 방법으로 동작할 수 있어서, 과도의 패드 손상이 초래된다. 사용중에 프로브 팁의 모양이 휘거나 또는 팁중 앞쪽에 있는 팁이 자신의 각 패드를 무리하게 가압하도록 하는 공통면에서 종단되는 것이 실패하는 정도로 이러한 문제가 확대된다. 또한, 중심과 중심의 공간이 100미크론보다 적거나, 고밀도다이, 즉 더욱 현대적인 패드 배열을 수용하도록 다중 열 그리드형 패턴에서는 이 팁을 설치하는 것은 불가능하다. 또한 이러한 타입의 프로빙 어셈블리는 25 미크론 이상의 바늘 팁의 스크러브 길이를 가져, 허용된 프로빙 면적내에서 지속해 있는 어려움이 증가한다.

인덕티브 손실을 감소시키고, 패드 마멸을 줄이며, 더 작은 디바이스 기하학적인 것을 수용하기 위해, 프로빙 접점을 지지하는 가요성 멤브레인 구조를 사용하는 제 2 타입의 프로빙 어셈블리가 개발되어 왔다. 이러한 어셈블리에서, 잘 정의된 기하학적 리드 라인은, 폴리이미드 또는 MYLAR™ 같은 가요성 절연막으로 된 하나 이상의 플라이상에 형성된다. 예를 들면, 만약 개별 플라이가 사용되면, 이 플라이는 함께 묶여서 다층 전송 라인 구조를 형성한다. 이러한 가요성 구조 또는 멤브레인의 중심 부분에서, 각 도전성 라인은 멤브레인의 바깥면으로부터 바깥쪽으로 돌출되고, 멤브레인의 바깥면상에 형성된 각 프로브 접점에 의해 종단된다. 이 프로빙 접점은, 디바이스 패드의 패턴과 매칭하는 소정의 패드내에 정렬되고, 패드에 의해 의례적으로 정의된 평평한 표면을 프로빙하는 상승 범프로 전형적으로 형성된다. 멤브레인의 내부면은 지지구조위에 지지된다. 예를 들어, 이 구조는 각뿔대 형태를 취할 수 있고 이 경우에 멤브레인 중심 부분의 내부면은 끝이 잘린 지지부의 단부에 지지되고 멤브레인의 가장자리 부분은 중심부에서 가장자리의 모서리부분으로 당겨져서, 디바이스상의 패드를 둘러싼 수직 부품을 제거한다.

단지 설명된 멤브레인 프로빙 어셈블리의 관점에서 보면, 과다한 라인 인덕턴스는 기하학적 리드 라인을 조심스럽게 선택함으로써 제거되고, 포토리소그래피 공정은 고밀도 배열을 수용하도록, 프로빙 접점의 크기, 공간, 배열을 일부 제어하는데 바람직하게 사용된다. 그러나, 이러한 프로빙 어셈블리와 다른 수개의 형태가 제안되어 왔음에도 불구하고, 테스트 중인 디바이스와 어셈블리 사이의 적절한 전기적인 접점을 보증하도록 각각의 디바이스 패드로부터 산화물 층을 신뢰성있게 제거하고 패드 마멸을 감소시킬 수 있는 이러한 타입의 어셈블리와의 커넥팅에 있어서 어려움이 여전히 존재한다.

예를 들어, 멤브레인 프로빙 어셈블리의 한 종래 형태는 유럽 특허 공개번호 제259,163A2호에 도시된 디바이스를 디바이스가 예시되어 있다. 이 디바이스는 강성 지지부와 반하여 직접 장착된 시트모양 멤브레인의 중심부를 갖고 있다. 이 강성 지지부는, 교대로, 어셈블리의 주 본체에 엘라스토머 또는 고무 블록을 포함하는 탄성 부재로 커넥팅되어 있어, 멤브레인은 디바이스의 경사와 매칭되도록 경사질수 있다. Huff의 미국특허 제4,918,383호는 밀접하게 관련된 디바이스를 보여주 는 데, 방사상으로 확장한 립모양 스프링은 강성지지부의 수직축 운동을 가능하게 함과 동시에, 디바이스가 기울어지는 것을 방지하여 패드상에 있는 접점 범프의 미끄러짐 또는 미정렬이 없고, 추가로, 완전한 멤브레인은 이 패드로부터 표면 산화를 제거하기 위해 접점이 이들 각 패드를 가로질러 "스크러브"하도록 수평면에서 조금씩 이동한다.

그러나 이 두 디바이스의 관점에서, 제작상의 어려움 때문에 어떤 접점 범프는 이웃 접점 범프와 반하여 오목한 위치에 있게 되며, 오목한 범프는 강성 지지부위에 있는 이웃 범프의 동작에 의해 그들의 패드로부터 당겨지게 되므로, 이 오목한 범프는 패드를 만족할만큼 맞물리게 하지 못한다. 더 나아가, 심지어 "스크러브"운동이 Huff의 방법으로 제공될 때에도, 접점은 스크러브 운동을 수행함에 따라 마찰력으로 디바이스에 달라 붙는 경향이 있고, 다시 말하면, 접점 운동의 영향을 무효화하기 위해 디바이스의 패드가 접점과 매칭되게 움직이기 쉽다. 임의의 스크러브 동작이 사실상 발생하는지는 얼마나 멀리 패드가 이동할 수 있는지에 의존하고, 바꾸어 말하면, 프로브 헤드와 척 각각의 베어링 표면 사이에 정상 허용오차의 결과로 나타나는 측면 동작의 정도에 의존한다. 그러므로 멤브레인 프로빙 어셈블리의 이런 형태는 각 접점과 패드 사이에 신뢰성 있는 전기적 연결을 보증하지 않는다.

멤브레인 프로빙 어셈블리의 종래의 제 2 형태는 Barsotti의 유럽 특허 공개 번호 제304,868A2호에 나타난 디바이스로 예시되어 있다. 이 디바이스는 가요성 받침을 가요성 멤브레인의 중심부나 접점 이동부에 제공한다. Barsotti에서 멤브레인 은 엘라스토머 부재에 의해 직접 지지되고, 바꾸어 말하면, 이 부재는 강성 지지부에 의해 지지되어, 접점 또는 패드 사이의 작은 높이 변화를 조절할 수 있다. Gangroth의 미국특허번호 제4,649,339호, Ardezzone의 미국특허번호 제4,636,772호, Reed, Jr.등의 미국특허번호 제3,596,228호 및 Okubo 등의 미국특허번호 제5,134,365호 각각에 도시된 바와 같이, 가요성 받침을 멤브레인에 제공하기 위해 양의 공기압, 음의 공기압, 액체, 또는 지지되지 않는 엘라스토머를 사용하는 것이 또한 가능하다. 그러나, 이러한 대체 디바이스는 패드 표면에 형성된 산화물을 확실히 관통하도록 프로빙 접점과 디바이스 패드 사이에 충분한 압력을 제공하지 못한다.

Okubo에서 설명된 바와같이 멤브레인 프로빙 어셈블리의 제 2 형태에서, 맞물림동안의 패드와 접점사이의 미끄럼과 이로인한 미정렬을 방지하도록 접점은 Z축을 따라 운동하도록 제한될 수 있다. 따라서, Barsotti의 특허에서, Huff의 미국특허번호 제4,980,637호의 방법으로 Z축 운동을 위한 지지부를 장착하는 것이 또한 가능하지만, 엘라스토머 부재를 밑에 둔 강성 지지부는 제위치에 고정된다. 그러나, 일정량의 경사가 디바이스와 패드 사이에 전형적으로 존재하고, 디바이스에 가장 가깝게 비스듬하게 된 접점이, 더 멀리 비스듬하게 된 것보다 더 높은 접점 압력이 보통 가해지기 때문에, 이러한 타입의 설계에서 패드 손상이 발생되기 쉽다. 심지어, 접점이 가압되어 접점의 패드와 맞물리는 곳에 배치될 때 Garretson 디바이스에서 엘라스토머 부재의 특성이 접점을 측면 운동하게 하는 것과 같은 경우라도, Garretson의 유럽특허공개번호 제 230,348A2호에서 도시되어 있는 연관된 어셈 블리에서도 동일한 문제가 발생한다. 또 다른 연관된 어셈블리는 접점과 디바이스사이의 경사를 수용하도록 엘라스토머 부재를 지지하는 피벗식 장착 지지부를 사용하는 것으로 Evans의 미국특허번호 제4,975,638호에 도시되어 있다. 그러나, 지지부 피벗과 같이 디바이스의 패드가 접점과 밀착되고 접점이 측면으로 이동하도록 하기 때문에, Evans의 디바이스는 상기 설명된 문제가 마찰력 밀착문제를 겪는다.

Crumly의 미국특허번호 제5,395,253호, Barsotti 등의 미국특허번호 제5,059 ,898호, 및 Evans의 미국특허번호 제4,975,638호에 또다른 형태의 종래 멤브레인 프로빙 어셈블리가 도시된다. Crumly의 특허에서, 신장가능 멤브레인의 중심 부분은 스프링을 사용하여 완전히 신장된 상태로 탄성적으로 바이어스된다. 접점이 접점의 각 패드와 맞물릴 때, 방사상의 스크러브 방향으로 멤브레인의 중심을 향하여 접점을 끌어당기도록, 신장된 중심 부분은 스프링에 대항하여 부분적으로 이완된 상태로 수축된다. Barsotti의 특허에서, 행에 있는 접점이 접점의 각 패드와 맞물릴 때 상응하는 아암이 위쪽으로 구부려지고 접점의 행이 각 패드를 따라 동시에 측면 스크러브를 행하도록 하기 위해, 접점의 각 행은 L 모양의 각 아암의 단부에 의해 지지된다. 그러나, Crumly 및 Barsotti의 특허에서, 접점과 디바이스 사이에 임의의 경사가 존재한다면, 이 경사로 인해 디바이스에 가장 가깝게 기울어진 접점이, 더 경사진 접점보다 더 멀리 스크러브할 것이다. 더우기, 이웃 접점의 스크러브 동작을 제어하는 것으로 인해 각 패드와 맞물리는 기회를 갖기 전에 더 짧은 접점은 스크러브 방향으로 운동하도록 작용받을 것이다. 특히 Crumly의 디바이스의 또 다른 단점은, 멤브레인의 중심에 더 가까운 접점은 주변에 더 가까운 접점보다 덜 스크러브되어, 스크러브의 효과가 접점 위치에 따라서 변한다는 것이다.

Evans 등의 미국특허번호 제5,355,079호에서, 각 접점은 스프링 금속 핑거로 구성되고, 멤브레인에 대해 소정의 각도로 밑에 있는 멤브레인으로부터 떨어져 캔틸레버 방식으로 연장되도록 각 핑거가 장착된다. 유사한 구조가 Higgins의 미국특허번호 제5,521,518호에 도시된다. 그러나, 특히 고밀도 패턴이 필요하다면 모든 핑거가 공통면에서 종단되기 위해 이들 핑거를 원위치시키는 것은 어렵다. 게다가, 이들 핑거는 사용중 위치를 벗어나 쉽게 휘어지고 원위치로 쉽게 복구되지 않는다. 따라서, 핑거중의 일부가 다른 핑거보다 먼저 접촉될 수 있고, 스크러브 압력 및 거리가 다른 핑거와 상이할 수 있다. 적어도 Evans의 경우, 핑거와 패드사이의 최소한의 경사 각도를 허용하는 적절한 메카니즘이 없다. 비록 Evans는 전기적 연결의 질을 향상시키기 위해 각 핑거의 표면을 거칠게 하는 것을 제시하지만, 이러한 거칠게 하는 것으로 인해 패드 표면에 상당한 마멸과 손상이 발생할 수 있다. Evans 및 Higgins 모두에 도시되어 있는 접점 핑거의 또 다른 단점은, 비교적 적은 수의 "터치다운" 후 또는 반복되는 휘어짐과 스트레스로 인한 듀티 사이클 후에 상기 핑거가 피로 및 불량화되기 쉽다.

도 1을 참조로, Beaverton, Oregon에 있는 Cascade Microtech, Inc.는 멤브레인 프로빙 어셈블리(42)를 장착하는 프로브 헤드(40)를 개발해 왔다. 실리콘 웨이퍼(46)상에 포함된 특별한 다이 영역(44)의 전기적 성능을 측정하기 위해, 고속 디지털 라인(48) 및/또는 차폐된 전송라인(50)은 적절한 케이블 어셈블리에 의해 테스트 장치의 입력/출력 포트에 전기적으로 커넥팅되고, 웨이퍼를 지지하는 척(51)은 다이 영역상의 패드가 멤브레인 프로빙 어셈블리의 하부 접촉부상에 포함된 접점에 가압되어 맞물리도록, 상호 수직인 X,Y,Z 방향으로 움직이게 된다.

프로브 헤드(40)는 데이터/신호 라인(48,50)이 배열된 프로브 카드(52)를 포함한다. 도 2-3을 참조로, 멤브레인 프로빙 어셈블리(42)는 경질 폴리머와 같은 비압축성 물질로 형성된 지지요소(54)를 포함한다. 이러한 요소는 4개의 알렌 나사(56) 및 대응 너트(58)(각 나사는 지지요소의 각 부착 아암(60)을 통과하고, 개별 받침 소자(62)는 지지요소의 뒤쪽 전체에 걸쳐서 나사에 고정압력을 고르게 준다)에 의해 프로브 카드의 상부측에 분리적으로 커넥팅된다. 이러한 탈착가능 접속부에 따라서, 상이한 접점 배치를 갖는 상이한 프로빙 어셈블리는 상이한 디바이스를 프로빙하는데 필요할 때 서로서로 신속하게 대체할 수 있다.

도 3-4를 참조로, 지지 요소(54)는 부착 아암(60)이 상호 커넥팅된 후미 베이스부(64)를 포함한다. 평평한 베이스부로부터 외부로 돌출한 플런저(66) 또는 전진 지지부가 지지 요소(54)에 또한 포함되어 있다. 이 전진 지지부는 전진 지지부에 각뿔대 형태를 주기 위해 평평한 지지부 표면(70)을 향하여 집중하는 경사진 측면(68)을 가지고 있다. 또한 도 2를 참조하면, 가요성 멤브레인 어셈블리(72)는 베이스부상에 포함된 정렬 핀(74)에 의해 정렬된 후 지지부에 부착된다. 이 가요성 멤브레인 어셈블리는 E.I. Du Pont de Nemours에 의해 판매되는 KAPTON^TM또는 다른 폴리이미드막과 같은 하나 이상의 절연시트 플라이로 형성되고, 가요성 도전층 또는 스트립은 데이터/신호 라인(76)을 형성하기 위해 이러한 플라이위에 또는 플라이 사이에 제공된다.

지지 요소(54)는 도 3에 도시된 프로브 카드(52)의 상부측에 장착될 때, 전진 지지부(66)는 테스트중인 디바이스의 패드와 가압되어 맞물린 적당한 위치에서 가요성 멤브레인 어셈블리의 중심 영역(80)에 정렬되어 있는 접점이 존재하도록 프로브 카드에 있는 중심 개구부(78)를 관통하여 돌출한다. 도 2를 참조하면, 멤브레인 어셈블리가 십자 형태가 되게하는 내부 곡선형 에지(84)에 의해 분리된 방사형으로 뻗은 아암 세그먼트(82)를 포함하고, 이 세그먼트는 경사진 측면(68)을 따라 경사진 방식으로 뻗어 있어서, 패드(86)를 둘러싼 임의의 직립 구성요소를 제거한다. 일련의 접점 패드(86)는 데이터/신호 라인(76)을 종단시켜서, 지지 요소가 장착된 때, 프로브 카드상의 데이터/신호 라인(48)이 중심 영역상의 접점에 전기적으로 커넥팅되도록 프로브 카드의 상부측에 제공된 대응 단자 패드를 이들 패드가 전기적으로 맞물고 있다.

프로빙 어셈블리(42)의 특징은 패드상에 산화물이 쌓여있음에도 불구하고 각 사이클마다 접점과 패드사이에 신뢰성있는 전기 접속을 일반적으로 제공하는 방식으로 매우 많은 접점 사이클을 통해 어느 정도 고밀도 배열의 접점 패드를 프로빙할 수 있다는 것이다. 이러한 능력은 지지 요소(54), 가요성 멤브레인 어셈블리(72), 및 이들의 상호접속 방식을 구성하는 기능이다. 특히, 멤브레인 어셈블리는 지지 요소에 구성되고 커넥팅되어 있어, 멤브레인 어셈블리상의 접점이 이러한 패드와 가압되어 맞물릴 때 패드를 측면으로 가로지르는 국부 제어 방법으로 바람직하게 스크러브하거나 문지른다. 이러한 스크러브 동작을 하는 바람직한 메커니즘은 도 6과 도 7a 및 도 7b에 최대한 묘사된 바람직한 멤브레인 어셈블리(72a)의 상호접속 및 구조와 커넥팅시켜 설명된다.

도 6은 멤브레인 어셈블리(72a)의 중심 영역(80a)의 확대도이다. 바람직한 실시예에서, 접점(88)은 정사각형 배열의 패드와 맞물리기에 적당한 정사각형 패턴으로 배열되어 있다. 또한, 도 6에 있는 라인(7a-7a)을 따라 절단한 단면도를 나타내는 도 7a를 참조하면, 각각의 접점은 강성 접점 범프(92)로 형성된 단부에서 비교적 두꺼운 강성 빔(90)을 포함하고 있다. 접점 범프는 접점 범프에 용융된 로듐의 너브(nub)를 포함하는 접촉부(93)를 포함하고 있다. 전기도금을 사용하여, 각각의 빔은 전자빔과의 연결부를 형성하도록 가요성 도전 트레이스(76a)의 단부와 겹쳐진 접속으로 형성되어 있다. 이들 크기는 포토리소그래피 공정을 사용하여 확정되기 때문에, 백플레인 도전층(94)과 커넥팅된 이러한 도전성 트레이스는 제어형 임피던스 데이터/신호 라인을 접점에 효과적으로 제공한다. 백플레인 층은 제조동안에, 예를 들어, 가스를 배출시키도록 하는 개구부를 바람직하게 포함하고 있다.

맴브레인 어셈블리는 사이에 끼워넣어져 있는 엘라스토머 층에 의해 평평한 지지부 표면(70)에 상호접속되어 있고 이들 층은 지지부 표면과 동일한 공간에 걸쳐있으며, Dow Corning Corporation의 Sylgard 182 또는 Borden Company에 의해 제조된 ELMER'S STICK-ALL^TM와 같은 실리콘 고무 화합물에 의해 형성될 수 있다. 이 화합물은 이것이 세트될 때 경화되는 페이스트형으로 적용될 수 있다. 상기된 바와 같이, 평평한 지지부 표면은 비압축성 물질로 만들어지고, 바람직하게 폴리술폰 또 는 유리와 같은 경질 유전체이다.

상기 구조에 따라서, 접점(88)중 하나가 도 7b에 도시된 바와 같이, 각각의 패드(100)와 가압되어 맞물려 있을 때, 강성 빔(90)과 범프(92) 구조상에 있는 결과적인 중심 이탈력은 탄성 패드(98)에 의해 제공된 탄성 복원력에 대하여 빔이 피벗되거나 경사지도록 한다. 이러한 경사 운동은 빔의 전진 부분(102)이 동일 빔의 후미부(104)보다 평평한 지지 표면부를 향해 더 큰 거리로 이동한다는 의미에서 국부적이다. 이러한 효과는 패드상의 접점의 시작 위치와 종결 위치 각각을 도시하는 점선과 연속라인이 표시된 7b에 도시된 바와 같이 접점이 패드를 가로질러 측면 스크러브 운동으로 구동하는 것과 같다. 이러한 방식으로, 각 패드위에 쌓인 절연 산화물이 제거되어 접점과 패드의 적절한 전기적 접속을 신뢰성있게 보장한다.

도 8은 초기 맞물림 또는 접치다운의 순간에 접점(88)과 패드(100)의 상대적인 위치를 점선으로, 그리고, 평평한 지지부 표면(70)을 바로 향한 수직 방향으로 거리(106)만큼의 패드가 초과이동한 후의 이러한 동일 요소를 연속 라인으로 도시하고 있다. 표시한 바와 같이, 측면 스크러브 운동의 거리(108)는 접점(88)의 수직적인 빗나감 또는 동등하게 패드(100)에 의해 이동된 과잉이동 거리(106)에 의존한다. 따라서, 중심 영역(80a)상의 각각의 접점에 대한 과잉이동 거리는 실질적으로 동일하기 때문에(접점 높이의 최소 변화량에서 올라간 차이로), 중심 영역상의 각각의 접점에 의한 측면 스크러브 운동의 거리는 실질적으로 균일하고, 특히 중심 영역상의 각각의 접점의 상대적인 위치에 의해 영향을 받지 않는다.

엘라스토머 층(98)이 비압축성 지지부 표면(70)에 의해 지지되기 때문에, 엘 라스토머 층은 스크러브 동안에 접점-패드간 압력을 유지시키도록 각각의 경사 빔(90)과 각각의 접점(93)에 복원력을 작용시킨다. 동시에, 엘라스토머층은 각각의 접점사이에 작은 높이 편차를 수용한다. 따라서, 도 9a를 참조하면, 상대적으로 짧은 접점(88a)이 바로 인접한 한 쌍의 상대적으로 더 긴 접점(88b)사이에 위치되고, 이러한 더 긴 접점은 각각의 패드와 맞물릴 때, 도 9b에 도시된 바와 같이, 엘라스토머층에 의한 변형은 추가적으로 일부접점이 패드에 의해 과잉이동한 후 더 작은 접점이 그 패드와 맞물리도록 한다. 이 예에서, 각 접점의 경사 동작은 국부적으로 제어되고, 특히, 보다 큰 접점은 보다 작은 접점과 무관하게 경사질 수 있어서, 보다 작은 접점은 패드상에 실질적으로 접촉될 때까지 측면 운동을 재촉하지 않는다.

도 10 내지 11을 참조로, 도 8에 구조적으로 도시된 바와 같은 빔구조를 구성하는 전기도금 공정은 지지부 표면(70), 및 엘라스토머층(98) 등의 이들이 부착된 기판재료를 정의하는 비압축성 물질(68)을 포함한다. 다음, 가요회로 구성기술을 사용하여, 가요성 도전 트레이스(76a)가 희생 기판상에 패터닝된다. 다음, 폴리이미드층(77)은 트레이스(76a)의 일부분상에 있는 빔(90)의 원하는 위치를 제외하고 트레이스(76a), 및 희생기판의 전면을 덮도록 패터닝된다. 다음, 빔(90)은 플로이미드 층(77)에 있는 개구부내에서 전기도금된다. 따라서, 포토레지스트(99)층은 접점 범프(92)의 원하는 위치에 대한 개구부가 남겨지도록 폴리이미드(77) 및 빔(90) 모든 표면상에 패터닝된다. 다음, 접점 범프(92)는 포토레지스트층(79)에 있는 개구부내에서 전기도금된다. 포토레지스트층(79)이 제거되고, 더 두꺼운 포토레지스트층(81)이, 접촉부(93)를 위한 원하는 위치를 제외하고 노출된 표면을 덮도록 패터닝된다. 다음, 접촉부(93)는 포토레지스트층(81)에 있는 개구부내에서 전기도금된다. 다음 포토레지스트층(81)이 제거된다. 희생기판이 제거되고, 남아있는 층이 엘라스토머층(98)에 부착된다. 도 12에 더욱 정확하게 설명된 바와 같이, 결과적인 빔(90), 접점 범프(92), 및 접촉부(93)는 디바이스의 독립적인 경사 및 스크러브 기능을 제공한다.

불행하게도, 상기 구성 기술은 많은 원하지 않은 특성을 갖는 구조를 야기시킨다.

먼저, 서로가 근접해 있는 (각각이 디바이스로서 언급될 수 있는) 수개의 빔(90), 접점 범프(92), 및 접촉부(93)는 전기도금 베스내에서 상이한 국부전류밀도를 야기시키며, 바꾸어 말하면, 수개의 빔(90), 접점 범프(92), 및 접촉부(93)의 높이차이를 야기시킨다. 또한, 전기도금 베스내에 있는 이온의 상이한 밀도, 및 전기도금 베스내의 "무작위적인" 편차는 또한 수개의 빔(90), 접점 범프(92), 및 접촉부(93)의 높이차이를 야기시킨다. 수개의 빔(90), 접점 범프(92), 및 접촉부(93)의 높이차이는 복수의 디바이스의 모든 높이에 있어 3개의 폴드가 합성된다. 따라서, 복수의 디바이스는 다른 디바이스와 상당히 다른 높이를 갖는다. 모든 접촉부(93)가 테스트 디바이스와 적절하게 접하게 하기 위해서, 다양한 디바이스의 높이를 갖는 멤브레인 프로브를 사용하는 것은 모든 디바이스가 모두 동일한 높이를 갖는 경우보다 더 큰 압력을 요구받는다. 작은 면적에 있는 2000 이상의 디바이스와 같은 고밀도 멤브레인 프로브에 대해, 각 디바이스에 대한 추가압력의 누적효과는 프로브 헤드 및 프로브 스테이션상에 허용하는 총힘을 초과할 수 있다. 이러 한 초과 압력은 또한 프로브 스테이션, 프로브 헤드, 및/또는 멤브레인 프로빙 어셈블리의 휘어짐 또는 파괴를 야기시킬 수 있다. 추가로, 가장 낮은 높이를 갖는 디바이스와의 적절하게 접하도록 요구되는 증가된 압력으로 인하여, 가장 큰 높이의 디바이스는 테스트 디바이스상의 패드를 손상시킬 수 있다.

두번째로, 디바이스사이의 피치(공간)를 감소시키는 능력은 폴리이미드(77), 포토레지스트층(79, 81)상의 전기도금공정의 "머시룸" 효과에 의해 제한될 수 있다. "머시룸" 효과는 제어를 어렵게 하고, 빔(90), 접점 범프(92), 및 접촉부(93)의 다양한 간격을 야기시킨다. 만약 빔(90), 접점 범프(92), 또는 접촉부(93)가 일반적인 "머시룸"효과가 증가한 것보다 더 증가되면, 각 부분의 폭을 증가시킨다. 일부분의 증가 폭은 전체 디바이스를 더 넓게 하여, 접촉부(93)사이의 최소공간을 차례로 증가시킨다. 반면, 빔(90), 접점 범프(92), 또는 접촉부(93)의 높이 감소는 "머시룸" 효과의 폭을 일반적으로 감소시켜, 차례로 접촉부(93)사이의 최소공간을 감소시킨다. 그러나, 각 빔(90)에 대하여 접촉부(93)의 높이가 충분하게 감소된다면, 사용동안 빔(90)의 후미는 충분하게 경사질 수 있거나, 허용가능 위치, 즉 접점 패드와 떨어진 위치에 있는 테스트 디바이스를 접할 수 있다.

세번째로, 접점 범프(92)상에 있는 접촉부(93)와 같은 제 1 금속층의 상단에, 특히 니켈을 사용할 때, 직접 제 2 금속층을 도금하는 것이 어렵다는 것이다. 접점 범프(92) 및 접촉부(93)사이에 본드를 제공하기 위해, 구리나 금과 같은 계면 시드층은 향상된 상호접속부를 만드는데 사용된다. 불행하게도, 계면 시드층은 계면 시드층의 더 낮은 시어 강도로 인하여 디바이스의 측면강도를 감소시킨다.

네번째로, 포토레지스트 층을 불균일 표면상에 적용하는 것은 포토레지스트 물질 자체의 불균일한 두께의 결과로 성질상 반공형(semi-conformal)이 되기 쉽다. 도 13을 참조로, 빔(90)의 상승부상에 있는 포토레지스트층(79,81)은 폴리이미드(77)의 하부부분상에 있는 포토레지스트층(79)보다 더 두껍게 되기 쉽다. 추가로, 포토레지스트층 (79,81)의 두께는 빔(90)의 밀도에 의존하며 변하기 쉽다. 따라서, 디바이스의 더 밀집된 공간을 갖는 멤브레인 프로브의 영역인, 포토레지스트 층(79,81)은 디바이스의 덜 밀집된 공간을 갖는 멤브레인 프로브의 영역보다 평균적으로 더 두꺼울 것이다. 포토레지스트 층(79,81)의 노출 및 에칭 공정동안에, 공정의 지속 기간은 포토레지스트층(79 또는 81)의 두께에 의존한다. 다양한 포토레지스트 두께를 갖는다면, 균일한 개구부를 제공하도록 포토레지스트를 적절하게 공정처리하는 것이 어렵게 된다. 더우기, 포토레지스트층(79 또는 81)이 더 얇은 영역은 댜양한 크기의 개구부로 인하여 과다노출되기 쉽다. 또한, 포토레지스트층 두께(79 또는 81)가 두꺼울수록, 두께에서의 변화도 더 커진다. 따라서, 포토레지스트의 사용은 많은 공정상의 문제를 제공한다.

다섯번째로, 개별 정렬 공정은 트레이스(76a)상에 있는 빔(90), 빔(90)상에 있는 접점 범프(92), 및 접점 범프(92)상에 있는 접촉부(93)를 정렬하는 것이 필요하다. 각 정렬공정은 각 부분의 치수화에서 계산되어야 할 고유변화량을 갖는다. 접촉부(93)의 최소 치수는 그안에 있는 최대 허용가능 전류 밀도 및 측면 강도 요구에 의해 미리 정의된다. 접촉부(93)의 최소 치수는 정렬에서의 허용오차를 계산하여, 접점 범프(92)의 최소치수를 차례로 정의하여서, 접촉부(93)가 접점 범프(92)상에 정의적으로 구성된다. 접점 범프(92)의 최소 치수는 접촉부(93), 및 정렬에서의 허용오차 계산에 관점에서, 빔(90)의 최소크기를 정의하여, 접점 범프(92)가 빔(90)상에 정의적으로 구성된다. 따라서, 접점 범프(92) 및 접촉부(93)의 허용오차의 합은 접촉부(93)의 최소크기와 함께, 최소 디바이스 크기를 정의하여, 접점 패드사이의 최소 피치를 정의한다.

따라서, 더욱 균일한 디바이스 높이, 디바이스 사이의 공간 감소, 최대 측면 강도, 원하는 기하학상 및 적절한 정렬을 만들수 있는 멤브레인 프로브 구성 기술 및 구조가 요구된다.

(발명의 개요)

본 발명은 연성 물질로 바람직하게 구성된 기판을 제공함으로써 종래기술의 상기 결점을 극복하는 것이다. 테스트 디바이스상에 있는 접점 패드와 접촉하는 원하는 모양의 결과적인 디바이스를 갖는 툴이 기판과 접촉하게 된다. 툴은 기판보다 더 경질인 물질로 바람직하게 구성되어, 기판내에 함몰부가 쉽게 만들어질 수 있다. 바람직하게 패터닝된 유전(절연)층은 기판에 의해 지지된다. 도전성 물질은 함몰부내에 위치된 후, 유전층의 상부면으로부터 과잉분을 제거하고 전체적으로 평평한 표면을 제공하도록 바람직하게 평탄화된다. 트레이스는 유전층 및 도전성 물질상에 패터닝된다. 다음 폴리이미드층은 전면에 걸쳐 바람직하게 패터닝된다. 다음, 기판은 임의의 적절한 공정에 의해서 제거된다.

본 발명의 상기 및 또 다른 목적, 특징, 이점은 첨부된 도면이 결합된 다음 에 오는 본 발명의 상세한 설명으로부터 더욱 쉽게 이해될 것이다.

(바람직한 실시예의 상세한 설명)

현재 멤브레인 프로브에 적용되는 기술 구성은 평평한 기판상에 제조되는 추가 층을 지지하도록 평평한 강성 기판을 사용하여 출발하는 것이다. 피치를 줄이고, 증가된 균일성을 갖는 디바이스를 제공하는 것은 더욱 더 복잡하고 고비용이 드는 공정 기술을 요구한다. 지지 기판상에 있는 "상향부"로부터 층을 구성하는 현기술과 직접 대조적으로, 본 발명자등은 적당한 툴을 사용함으로써, 원하는 빔, 접점 범프, 및 접촉부를 만들도록하는 기판의 주조를 실현하기에 이르렀다. 다음, 나머지층은 빔상에 "하향식"으로 구성된다. 그런 후, 기판자체가 제거된다.

도 14를 참조로, 기판(200)은 1/100인치 및 1/8인치 사이의 바람직한 두께를 갖는 알루미늄, 구리, 납, 인듐, 황동, 금, 은, 플라티늄, 또는 탄탈륨과 같은 연성물질로부터 바람직하게 구성된다. 기판(200)의 상부면(202)은 바람직하게 평탄화되고, 후에 설명될 바와 같이, 뷰를 향상시키도록 광학적인 투명성을 위하여 폴리싱된다.

도 15를 참조로, 툴, 특히 딤플링 툴(210)은 테스트 디바이스상에 있는 접점 패드를 접촉하는 원하는 모양의 결과적인 디바이스를 갖는 헤드(212)로 구성된다. 딤플링 툴(210)은 딤플링 머신(도시생략)에 커넥팅되도록 돌출부(214)를 포함한다. 툴(210)은 기판(200)의 상부면(202)과 접촉하도록 향해있는 헤드(212)를 갖는 딤플링 머신에 의해 지지된다. 툴(210)은 움푹 들어간 곳이 기판내에 쉽게 만들어지도 록 기판(200)보다 더 경질인 물질로 바람직하게 구성된다. 툴(210)을 위한 적절한 물질로, 예를 들면, 툴 스틸, 카비드, 크로뮴, 및 다이어몬드가 있다. 바람직한 딤플링 머신은 정확한 x,y,z 제어가 가능한 프로브 스테이션이다. 임의의 다른 적절한 딤플링 머신이 이와 같이 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 도 16을 참조로, 툴(210)은 기판(200)의 상부면(202)과 접촉하도록 가압되어, 도 17에 도시된 바와 같이, 툴이 기판(200)으로부터 제거된 곳에, 툴(210)의 모양과 매칭하는 함몰부(216)를 생기게 한다. 툴(210)은 도 6에 도시된 패턴과 같은 원하는 패턴과 매칭하는 복수의 함몰부(216)를 기판내에 만들도록 사용된다. 역으로, 기판의 상부면(202)이 툴(210)과 접하도록 가압되어, 도 17에 도시된 바와 같이, 툴이 기판(200)으로부터 제거된 곳에, 툴(210)의 모양과 매칭되는 동일한 함몰부(216)가 생길 때까지, 툴(210)이 고정되고 기판(200)이 z축 방향으로 움직일 수 있다.

도 18을 참조로, 폴리이미드층(220)은 함몰부(216)주변에 패터닝된다. 임의의 적절한 절연층 또는 유전층이 이와 같이 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 폴리이미드 층(220)을 패터닝하는 공정에 있어서, 폴리이미드(220)에 대한 노출 및 에칭 공정동안에 함몰부(216)로부터 폴리이미드를 제거하는 것은 다소 어렵다. 이것은 함몰부(216)가 가파른 경사면을 가져서 비교적 깊게 될 때, 특히 그러하다. 대안적으로, 폴리이미드층(220)은 함몰부(216)가 바람직한 곳에서 폴리이미드층에 위치된 개구부를 갖는 기판(200)의 상부면(202)상에 패터닝될 수 있다. 그 다음, 폴리이미드 층(220)에 제공된 개구부를 통해서 함몰부(216)가 기판(200)내에 형성되도록 툴(210)이 사용된다. 이러한 대안 기술은 함몰부(216)로부터 폴리이미드 층(220)을 적절하게 제거하는 어려운 공정을 생략하게 한다.

함몰부(216)에 대한 개구부를 정확하게 정렬시키기에 충분한 허용오차를 갖는 폴리이미드층(220)을 노출시키는 마스크제조는 고비용이 든다. 딤플링 머신과 결합하여, 툴(210)은 개구부중의 하나의 정확한 위치에 정렬될 수 있어서, 상대적으로 비싸지 않고 다소 부정확한 마스크를 사용하여도 폴리이미드층(220)을 노출시키고 에칭시킬 수 있다. 본 발명자등은 딤플링 목적으로 상대적으로 잘 정렬되기 쉬운 마스크의 위치영역 및 이로부터 생긴 개구부를 실현하기에 이르렀다. 마찬가지로, 서로로부터 멀리 있는 마스크의 영역은 딤플링 목적으로 상대적으로 잘 정렬되기 어렵다. 따라서, 정확한 딤플링 머신을 사용하여, 적합한 패턴을 서로 멀리 있는 복수의 함몰부(216)와 매칭되도록 자동으로 기판(200)을 딤플링하는 것은 초기 정렬포인트로부터 멀리 있는 영역에 개구부와 딤플링 툴이 정확하게 정렬되지 못하게 한다. 정렬공정의 정확도를 향상시키기 위해, 본 발명자등은 딤플링 머신이, 상이한 위치에 있는 폴리이미드층(220)의 정확한 개구부에 재정렬될 수 있어, 모든 정렬이 다소 빗나가 있어도 각 위치 영역이 상대적으로 정확하게 정렬됨을 실현하기에 이르렀다. 이러한 방식으로, 상대적으로 비싸지 않은 마스크가 사용될 수 있다.

바람직하게, 딤플링 머신은 정확한 z축 운동을 포함하여, 각 함몰부의 깊이가 동일, 또는 상당히 동일할 수 있다. 도 19를 참조로, 만약 상당히 정확한 z축운동이 사용될 수 없다면, 고정식 z축 스톱부(242)를 갖는 대안의 딤플링 툴(240)이 사용될 수 있다. z축 스톱부(242)는 폴리이미드(220)의 상부면 또는 기판 (200)의 상부면(202)상에 얹혀 있는 헤드(244)로부터 바깥쪽으로 뻗은 돌출부이다. z축 스톱부(242)는 헤드(244)에 대하여 위치되어져서, 폴리이미드 층(220)이 딤플링 툴(240)을 사용하기 전에 미리 패터닝되었는지 아닌지를 고려하여, 적절한 깊이가 얻어진다.

도 20을 참조로, 도전성 물질(250)이 폴리이미드층(220) 및 기판(200)상에 전기도금됨으로써, 함몰부(216)를 니켈 또는 로듐과 같은 도전성 물질(250)로 채울 수 있다. 도전성 물질을 함몰부(216)내에 위치시키는데 임의의 다른 기술이 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 다음, 도전성 물질(250)은 폴리이미드층(220)의 상부면으로부터 과잉분이 제거되고 전체적으로 평평한 표면을 제공하도록 바람직하게 래핑된다. 바람직한 래핑 공정은 화학-기계적 평탄화 공정이다. 트레이스(252)가 폴리이미드층(220) 및 도전성 물질(250)상에 패터닝된다. 트레이스(252)는 구리, 알루미늄, 또는 금과 같은 양질의 도체가 바람직하다. 다음, 폴리이미드층(254)이 전 표면상에서 패터닝된다. 금속 및 유전층이 추가로 형성될 수 있다. 다음, 기판(200)은 염산(HCl 15%) 및 황산(H₂SO₄)으로 에칭하는 것과 같은 임의의 적당한 공정에 의해 제거된다. 염산이나 황산은 폴리이미드층(220), 또는 니켈 또는 로듐과 같은 도전성 물질(250)과 반응하지 않는다. 폴리이미드층(254)은 임의의 적당한 절연 또는 유전층으로 대체될 수 있음이 이해될 것이다.

도 21을 참조로, 결과적인 디바이스의 접촉부(260)는 낮은 접촉 저항을 가지도록 바람직하게 선택되어, 테스트 디바이스와의 우수한 전기 접속이 만들어질 수 있다. 니켈은 낮은 접촉 저항을 갖지만, 로듐은 니켈보다 내마모성에서 더욱 우수하며, 더 낮은 접촉저항을 갖는다. 따라서, 함몰부(216)는 로듐층으로 코팅되는 것이 바람직하다. 보통의 공정기술을 사용하여, 로듐의 두께는 대략 5 미크론으로 제한된다. 결과적인 디바이스는 로듐의 외부층, 특히, 다음에 니켈과 같은 잔여 도전성 물질 또는 비도전성 충진제로 채워지는 접촉부(260)를 포함한다. 도전성 물질이 함몰부 전체를 채울 필요는 없다.

상기 "하향식" 구조 공정은 층을 지지기판상에 구성하는 전통적인 "상향식" 공정기술보다 많은 이점을 제공한다. 이들 이점은 또한 향상된 특성을 갖는 디바이스를 구성하도록 할 수 있다.

먼저, 포토레지스트 공정의 제한에 의해 미리 부과되는 결과적인 디바이스 높이의 제한이 없다는 것이다. 임의의 적절한 높이를 갖는 디바이스를 구성하는 능력은 또한 포토레지스트내의 길고 좁은 개구부에 어려운 전기 도금을 시도함으로써, 부과되는 제한을 줄인다.

두번째로, 디바이스의 접촉부(260)의 상승부는 툴링 공정에 의해서 단독으로 정의되기 때문에 기계적 실질상, 매우 균일하다. 전기도금 베스에서의 상이한 국부 전류 밀도, 전기도금 베스내에서의 이온의 상이한 밀도, 및 전기도금베스에서의 "무작위적인" 변화는 결과적인 디바이스의 전반적인 모양 및 높이로 충격을 줌으로써 제거된다. 디바이스를 실질적으로 균일하게 상승시킴으로서, 적은 힘으로도 테스트 디바이스와 적절하게 접할 수 있어서, 바꾸어 말하면, 프로브 스테이션, 프로브 헤드, 및/또는 멤브레인 프로빙 어셈블리가 휘어지거나 파괴되는 가능성이 감소 된다. 또한, 실질적으로 균일한 디바이스의 상승은 과다한 압력으로 테스트 디바이스상의 접점 패드가 손상되는 가능성을 감소시킨다.

세번째로, 이전에 복수공정단계를 요구하던 계면층을 필요로 하지 않는 성막공정동안에, 디바이스가 단일한 균일 물질로 구성되기 때문에, 디바이스의 접촉부(260)가 더욱 강해진다. 이것은 테스트 동안에 허용되는 최대 전류 밀도의 한계로 접촉부의 크기를 감소시키고, 계면의 최소한의 시어 힘을 허용하지 않게 한다.

네번째로, 상이한 물질을 효과적으로 프로빙하도록, 결과적인 디바이스의 모양을 주문형으로 만드는 것이 가능하다. 디바이스의 모양은 기계적인 강도, 안정성, 일체성을 제공하면서, 85도와 같은 가파른 측벽각을 가질 수 있다. 가파른 측벽은 테스트 디바이스 상의 접점패드의 더욱더 밀도있는 정렬을 위한 디바이스의 더 큰 밀도를 위하여, 더 협소한 디바이스가 구성되도록 하게 한다. 더우기, 측벽각은 기판의 결정구조와 관계가 없다(즉, 무관하다).

다섯번째로, 접촉부의 모양은 정밀하게 공지되어 있고, 디바이스간에 균일하여, 테스트 디바이스의 접점 패드와 균일하게 접촉할 수 있다.

여섯번째로, 각 디바이스가 동일한 툴 공정을 사용하여 구성되기 때문에, 결과적인 디바이스의 상이한 부분의 정렬이 디바이스간에 정확하게 균일해진다. 접촉부에 관하여 각 디바이스(빔 및 접점 범프) 하부의 정확한 정렬로, 도금 공정에서 및 포토레지스트 공정에서의 고유한 공정변화량을 수용하도록 하는 추가 리웨이 (leeway)의 제공이 필요없게 된다. 또한 전기도금 공정에서의 "머시룸"효과가 제거 되어, 디바이스의 크기를 또한 감소시킨다. 상이한 디바이스(300)의 정렬 변화의 감소, 및 실제적인 제거는 상당한 피치의 감소를 얻게 하여, 증가된 밀도를 갖는 테스트 디바이스 상의 접점 패드에 적절하게 한다.

일곱번째로, 결과적인 디바이스의 모양은 최적의 기계적 성능을 제공하도록 더욱 꼬리가 긴 모양으로 될 수 있다. 스크러빙 기능을 제공하기위해, 상기 배경기술에서 설명된 바와 같이, 디바이스는 접점상에 경사진 빔 및 범프 구조를 가져야 한다. 디바이스(300)는 테일(302)과 접촉부(260)사이에 있는 경사면(304)을 포함한다. 경사면(304)은 디바이스(300)의 길이 부분을 따르는 증가된 강도를 제공하여, 테일(302)이 헤드(306)보다 더 얇아지도록 하게 한다. 디바이스(300)의 경사화 공정 동안에 디바이스(300)에 적용되는 토크력은 경사면(304)에 의해 정의된 더 얇은 대응 물질을 갖는 디바이스(300)의 길이를 전체적으로 감소시키기 쉽다. 더 얇은 테일(302) 및 테일(302)에 근접한 물질로 인하여, 디바이스(300)의 테일(302)은, 과다한 경사화가 발생한다면, 테스트 디바이스에 충격을 덜 주기 쉽다. 또한 디바이스(300)의 향상된 모양은 금속 물질의 필요량을 감소시킨다.

여덟번째로, "룩업" 카메라가, 테스트 디바이스 상의 접점패드에 관련한 디바이스(300)의 정확한 위치를 결정하도록 멤브레인 프로브의 하부부분을 얻기 위해 사용된다. "룩업"카메라를 사용하는 것은 접점 패드에 관련된 멤브레인 디바이스의 자동정렬을 가능하게 하여, 자동 테스트를 수행하게 한다. 멤브레인 프로브상의 디바이스(300)의 이미지를 얻기 위해, "룩업"카메라는 디바이스(300)를 비추도록 광을 보통 사용한다. 불행하게도, 전통적인 평탄화 공정 기술은 빔, 접점 범프, 및 접촉부상에 비교적 평평한 면 각각이 "룩업"카메라에 수직인 방향에 있게 되어, "룩업"카메라에 뒤에서 빛을 반사시키게 된다. 모든 평면으로부터 "룩업"카메라의 뒤로 반사하는 광은 접촉부(260)의 정확한 위치에 관하여 약간의 혼란을 생기게 한다. 디바이스(300)의 경사면(304)은 입사광을 낮게 배치된 "룩업"카메라로부터 멀리 떨어져 반사시키기 쉬운 반면, 접촉부(306)는 낮게 위치된 "룩업"카메라의 뒤쪽으로 입사광을 반사시키기 쉽다. 주로 접촉부(306)로부터 "룩업"카메라로 되돌아온 광은 접촉부의 정확한 위치에 관한 위치적인 혼란을 덜 생기게 한다.

아홉번째로, 기판(200)의 상부면(202)의 초기 폴리싱은 상부면상에 패터닝된 폴리이미드층(220)에 대해 매칭하는 매끄러운 하부면을 생기게 한다. 기판을 에칭하거나, 또는 제거한 후, 폴리이미드층(220)의 하부면은 매끄럽게 되고, 결과적인 폴리이미드층(220)은 일반적으로 광학적으로 투명하다. 따라서, 트레이스와 금속화된 디바이스(300)사이의 공간은 비교적 광학적으로 투과가능하게 되어, 디바이스를 위치시키는 오퍼레이터는 트레이스와 디바이스 사이를 디바이스를 통하여 쉽게 볼 수 있다. 이것은 위와 같지 않으면 불분명해질 디바이스상의 멤브레인 프로브의 수동 위치시킴을 도와준다. 추가로, 디바이스(300)의 피라미드모양은 오퍼레이터가 (접촉부에 비하여) 넓은 빔 구조에 의해 이전에는 불분명했던 테스트 디바이스의 접점 패드에 관한 접촉부의 정확한 위치를 더 쉽게 결정하도록 하게 한다.

열번째로, 도 22를 참조로, 디바이스의 접촉부(260)는 전형적으로 대략 단지 5 미크론 두께로 효과적으로 도금될 수 있는 로듐(340)으로 된 외부면으로 바람직하게 구성된다. 로듐의 도금공정은 반공형이어서, 결과적인 층은 외부측면(352, 354)에 수직인 방향으로 대략 5 미크론 두께를 가진다. 접촉부 상부(350)의 간격, 및 툴(210)의 측면(352,354)각은 양 측면(352,354)에 도금된 로듐(340)이 바람직하게 v-모양으로 형성되어 커넥팅되도록 선택된다. 디바이스의 나머지부분은 니켈인 것이 바람직하다. 로듐(340)의 두께는 수직인 방향으로 단지 5 미크론인 반면,디바이스의 상부(350)로부터 수직인 방향으로의 로듐(340)의 두께는 5 미크론보다 크다. 따라서, 상부(350)로부터 일반적인 수직 방향으로 사용되는 동안 마모한 접촉부는 상부부분이 5 미크론 두께의 로듐으로 대략 도금된 경우보다 더 오래 지속된다.

열한번째로, 접촉부(260)의 구조는 테스트 디바이스의 접점 패드상에 상기 스크러브 효과를 제공하도록 선택될 수 있다. 특히, 툴은 모든 디바이스에 대해 균일한 구조를 제공하도록 대응 접촉부상에 거칠게 된 표면 패턴을 포함할 수 있다.

열두번째로, 공정 단계의 수를 감소시킴으로써, 본 발명의 구성 기술의 사용은 디바이스를 비교적 빠르게 구성하여, 상당한 비용절약을 생기게 한다.

또한 상기 기술구성은 불가능하지 않지만 반면 구성하기에 어려울 수 있는 디바이스의 모양에 관련된 수개의 이점을 제공한다.

먼저, 스크러브 작용이 요구되지 않는다면, 툴은 단순한 범프와 같은 임의의 원하는 모양을 제공할 수 있다.

두번째로, 더 큰 접점 범프에 의해 지지된 금속의 일부분에 거의 대면하기 때문에, 접촉부(260)까지의 테스트 디바이스의 경사진 지지면은 접촉부(260)에 대해 우수한 기계적 지지부를 제공할 수 있다. 경사진 면으로부터의 상기 지지부로 인하여, 접촉부는 디바이스로부터 분리되는 위험없이 더 작아질 수 있다. 더 작아진 접촉부는 접점 패드의 표면상에 쌓인 산화물을 관통하도록 디바이스가 경사질 때, 테스트 디바이스의 접점 패드와의 향상된 접점을 제공한다. 추가로, 디바이스의 테일(302)은 디바이스가 경사질 때, 테스트동안의 테스트 디바이스의 접점 패드에 충격을 주는 테일(302)부의 가능성을 감소시키는 디바이스의 나머지부분보다 실질적으로 더 얇다.

세번째로, 프로브 헤드에 의해 가해진 소정의 압력이 가해질 때, 디바이스의 접촉부에 의해 가해진 압력은 디바이스의 회전중심을 변화시킴으로서 변경될 수 있다. 디바이스의 회전 중심은 디바이스의 길이, 및 중심에 관련있는 접촉부의 위치/높이를 선택함으로써 선택될 수 있다. 따라서, 원할 때, 두개의 상이한 접점 패드의 특성과 매칭되도록 압력이 선택될 수 있다.

네번째로, 도 23을 참조로, 삼각형 모양의 디바이스의 풋프린트(footprint)는 디바이스의 측면안정도를 높게 하고, 디바이스사이의 피치를 감소하게 한다. 디바이스의 접촉부(403)는 테스트 디바이스의 복수의 접점 패드를 선형 정렬하는 방식으로 바람직하게 정렬된다. 디바이스의 삼각형 부분은 양자택일로 반대 방향으로 정렬된다.

네번째로, 디바이스의 높이 및 구조적 강도에서 여전히 균일성을 유지하는 동안, 디바이스의 하부면으로부터 높게 올라간 접촉부를 구성하는 능력은 디바이스의 하부면이 작은 움직임을 요구하는 동안에, 디바이스가 스크러빙 작용을 제공하도록 하게 한다. 테스트 동안의 우수한 전기적 접촉을 만들기 위하여 디바이스의 하부면의 작은 움직임은 디바이스의 하부면아래에 있는 층상의 스트레스를 감소시킨다. 따라서, 폴리이미드 층 및 도전성 트레이스에 크랙의 가능성은 감소된다.

인쇄회로기판상에 있는 솔더 범프와 같은 "플립-칩"패키징 기술로 사용될 수 있는 웨이퍼상의 솔더볼, 또는 솔더범프상의 산화물 층을 프로빙할 때, 그위에 발달된 산화물층은 효과적으로 관통하기가 어렵다. 도 24를 참조로, 멤브레인 프로브의 전통적인 접촉부를 솔더 범프상에 접촉시킬 때, 산화물(285)은 접촉부(289)와 함께 솔더범프(287)에 가압되기 쉬워, 빈약한 상호접속을 생기게 한다. 종래의 솔더범프상에 있는 니들 프로브를 사용할 때, 니들 프로브가 솔더 범프상에서 미끄러지고, 솔더범프내로 휘어지고, 찌꺼기를 니들상에 모이게 하고, 찌꺼기를 테스트 디바이스의 표면상에 얇은 조각으로 벗겨내기 쉬우며, 니들 프로브의 클리닝은 시간 소비적이고 지루하다. 더우기 니들 프로브는 솔더 범프상에 불균일한 프로브 마크를 남긴다. 플립칩상에서 사용되는 솔더범프를 프로빙할 때, 솔더 범프의 상부부분에 남겨진 프로브 마크는 그 안에 플럭스를 트랩핑시키기 쉽고, 가열시 폭발되기 쉬우며, 상호접속부를 열화시키지 않으면, 파괴시킨다. 도 25 및 26을 참조로, 솔더 범프를 프로빙하기 적당한 향상된 디바이스가 도시되어 있다. 디바이스의 상부부분은 바람직하게 폴리싱된 측면을 갖는, 수직으로 15도 정도 떨어진 한쌍의 가파른 경사면(291,293)을 포함한다. 경사면(291,293)은 날카로운 리지(295)를 경사면상단에 바람직하게 형성한다. 측면(291,293)의 각은 솔더범프상의 산화물 및 측면사이의 마찰계수와 관련하여 선택되어, 그 결과, 산화물 코팅면은 측면(291,293)의 표면을 따라서 주로 미끄러지지 않으면, 변형되고, 디바이스가 솔더범프를 관통할 때 측면상으로 상당히 이동되기 쉽지 않다. 도 27을 참조로, 상당히 날카로운 리지는 또한 전체 솔더 범프를 따라 확장하는 접점뒤에 마크(멈춤쇠)를 제공한다. 플럭스와 함께, 솔더 범프의 승차적인 가열은 솔더범프의 측면로부터 나가는 플럭스를 생기게 함으로써, 폭발의 가능성을 피할 수 있게 한다. 추가로, 솔더 범프상에 남겨진 결과적인 마크는 원래 균일하여서, 솔더 범프의 제조자가 이들 설계에 있는 결과적인 마크를 고려하도록 하게 한다. 또한 솔더범프와 가압하여 접촉하는 것보다 솔더범프를 통해서 미끄러지기 쉽기 때문에, 디바이스에 적용되도록 요구되는 힘이 보다 적어진다. 더욱 평평한 면(405)은 솔더볼(범프)에 너무 깊게 잘라내어 지는 것을 방지한다.

도 28을 참조로, 솔더 범프를 테스트하는 더 큰 접점영역을 제공하기 위해, 와플 패턴이 사용될 수 있다.

도 29를 참조로, 디바이스는 바람직하게 아치(315)의 단부에 있는 한쌍의 돌출부(311,313)를 포함한다. 돌출부(311,313)사이의 공간은 테스트될 솔더범프(317)의 지름보다 적은 것이 바람직하다. 이러한 정렬로 인하여, 돌출부(311,313)는 솔더 범프(317)의 측면을 찌름으로써, 마크를 솔더범프(317)의 상부부분상에 남겨두지 않는다. 솔더 범프(317)의 측면에 있는 마크로 인하여, 사용된 다음의 플럭스는 폭발되거나 마크내에서 트랩핑되는일이 거의 없을 것이다. 추가로, 디바이스의 정렬이 솔더 범프(317)상에서 센터링되지 않으면, 돌출부(311,313)중의 하나가 여전히 솔더 범프(317)를 찌를 것이다.

종래 디바이스 구성 기술은 디바이스의 정렬을 확실히 하기가 곤란하고, 다 소 큰 접촉부를 포함하는 디바이스를 생기게 했다. 도 30을 참조로, 향상된 구성기술로 인하여, 본 발명자등은 테스트 디바이스상에 있는 접점 패드에 "진정한" 켈빈 접속부를 만들도록 사용될 수 있는 멤브레인 프로브를 실현하기에 이르렀다. 한쌍의 디바이스(351,353)는 이들의 접촉부(355,357)와 서로 인접하여 정렬된다. 이러한 배열에서, 디바이스중의 하나는 "힘"일 수 있는 반면 나머지 디바이스는 켈빈 테스트 배열의 "센스"부분이 될 수 있다. 접촉부(355,357)는 모두 테스트 디바이스상에 있는 동일한 접점 패드를 접한다. 켈빈 접속부의 더욱 상세한 분석은 여기에 참조로 되어 있는 Fink,D.G.,ed.,Electronics Engineers' Handbook,1st ed., McGraw-Hill Book Co., 1975,sec.17-61, pp.17-25, 17-26, "The Kelvin Double Bridge", 및 미국특허 출원 일련번호 08/864,287에 설명되어 있다.

앞에서 설명되어 있지 않고 후에 설명될 이점은 원하는 용도, 이루어진 기술, 및 사용된 기술에 의존하여 본 발명에 따라 구성된 디바이스에 존재될 수 있다.

본 발명자등은 100,000 사이클과 같은 연장된 사용후에, 트레이스(252)가 크랙화 또는 피로화되어 하나 이상의 디바이스의 실패를 일으킴을 관찰하였다. 멤브레인 어셈블리(72a)상에 있는 접점(88)의 결과적인 패턴은 실리콘 웨이퍼(46;도 1을 볼것)상에 있는 특정 다이영역(44)상의 패드 패턴과 매칭되기 때문에, 한 디바이스의 실패는 멤브레인 프로빙 어셈블리(42) 전체를 사용불가능하게 만들기에 충분하다.

사이클 한계를 고려한 후, 본 발명자등에 의해 제안된 사이클의 수를 증가시키는 하나의 잠재적인 기술은 더 얇은 트레이스(252)를 제조하는 것이다. 더 얇은 트레이스(252)는 크랙화 또는 피로화되는 것에 더욱 더 저항하기 쉽다. 그러나, 더 얇은 트레이스(252)는 증가된 저항을 갖는다. 증가된 저항은 신호를 감쇠시키고, 열축적을 증가시키고, 직류 레벨을 이동시키고, 공지된 신호레벨에서의 정확도를 감소시킴으로써, 멤브레인 프로빙 어셈블리(42)의 성능을 저하시킨다.

상기 한계에 의해 어려움을 겪은 본 발명자등은 디바이스(300)에 근접하여 더 얇은 트레이스(252)를 제조함으로써 향상이 이루어질 수 있음을 단정하였다. 도 31을 참조로, 트레이스(252)는 전체 디바이스(300)아래에서, 또는 도 32를 참조로, 디바이스(300)의 단부에 인접한 영역에서 더 얇아질 수 있다. 도 33을 참조로, 트레이스(252)의 얇아진 부분은 원한다면, 점차적으로 감소되거나, 계단식으로 감소되는 것과 같은 임의의 형태로 변경될 수 있다. 도 34를 참조로, 추가의 대안 구조는 더 큰 길이를 따라 휘어지도록 멀티-타이어식 구조를 포함하여, 트레이스가 덜 크랙화 또는 덜 피로화된다.

다음, 본 발명자등은 디바이스(300)의 3차원적 면을 고려하였고 디바이스의 측면은 트레이스(252)와 접하여 디바이스(300)의 에지의 길이를 증가시킨다고 단정지었다. 도 35를 참조로, 트레이스(252)는 디바이스(300)아래 양쪽으로 뻗어있고 증가된 폭을 가져, 단부(406)이외의 이들 측면(402,404)의 일부분이 트레이스의 휘어짐에 기여함으로써, 휘어짐이 발생된 영역 이상으로 영역을 증가시킨다. 이것은 또한 트레이스(252)의 크랙화 및 피로화를 감소시키게 한다. 모든 곳의 저항이 감소되는 반면, 도 35에 도시된 구조는 불행하게도 상이한 디바이스(300)사이의 피치 를 제한할 수 있다.

트레이스(252)의 두께 또는 폭의 변경과 대조적으로, 트레이스(252)를 크랙시키는 가능성을 감소시키는 대안 기술은 크랙에 더욱 저항력있는 방식으로 트레이스 자체를 구성하는 것이다. 트레이스(252)의 잠재적인 크랙의 감소는 트레이스(252)의 두께내에서 그레인 구조의 변화를 사용하여 구성될 수 있다. 도 36을 참조로, 상이한 도전층을 라미네이트하거나, 그렇지 않으면 함께 확보함으로써, 도전층의 그레인에서의 변화는 더욱 피로에 저항할 수 있는 트레이스(252)를 만들 수 있다. 바람직한 도전층 세트는 구리, 니켈, 및 구리이다.

트레이스(252)의 두께, 폭, 또는 구성의 변경과 대조적으로, 대안 기술은 디바이스(300) 자체의 단부내에 굴곡을 제공하는 것이다. 도 37을 참조로, 디바이스(300) 단부는 디바이스(300)의 나머지부분보다 실질적으로 더욱 굴곡부를 갖는 더 얇은 부분(420)을 포함할 수 있다. 더 얇은 부분(420)의 굴곡부는 밑에 있는 트레이스(252)의 굴곡부에 바람직하게 매칭되어, 더 얇은 부분(420)의 실질적인 길이를 따라 트레이스(252)가 현저하게 굴곡된다.

추가로, 본 발명자등은 트레이스(252)의 휘어짐 제어는 도 38에 의해 예시화된 바와 같이 멤브레인 어셈블리(72a)에 있는 추가적인 층(424)을 추가함으로써 더욱 변경될 수 있다고 단정지었다. 추가적인 층(424)은 가요성 폴리이미드 층(254)의 반대측에 형성된다. 추가적인 층(323)은 전형적으로 폴리이미드 층(254)보다 더 딱딱하며, 실질적으로 더 딱딱한 것이 바람직하다. 추가적인 층(424)은 층의 단부가 디바이스(300)의 단부(426)와 오버랩하도록 위치되는 것이 바람직하다. 추가적인 층(424)은 디바이스(300) 및 폴리이미드층(254)과 조합하여, 트레이스(252)의 곡률 반지름을 만들고, 트레이스(252)의 "포인트" 굴곡화 방지를 돕는다. 추가적인 층(424)은 다른 위치에 위치될 수 있고 원한다면 임의의 적절한 길이를 가질 수 있다.

여기에 설명된 임의의 기술은, 원한다면, 다른 것과 조합하여 또는 독립적으로 사용될수 있음이 이해될 것이다.

전통적인 지혜는 압력이 임의의 단일 포인트로 집중되는 것을 막기 위해 압력을 분배하도록 가늘고 긴 단부 에지를 디바이스(300)의 일반적인 직사각형 모양이 제공함을 제안하였다. 이러한 압력 분배는 디바이스의 반복사용후에, 크랙이 트레이스내에 만들어지는 가능성을 감소시킨다고 생각되었다. 가늘고 긴 단부 에지에 압력을 분배함으로써 크랙의 가능성을 감소시킨다는 전통적인 지혜와 대조적으로, 본 발명자등은 가늘고 긴 일반적으로 포인팅된 빔 구조를 편성함으써, 크랙의 가능성이 감소된다고 단정하였다. 실제로, 크랙의 가능성은 디바이스가 실패하기 전에 사용될 수 있는 사이클 수를 증가시킴으로써 실질적으로 감소된다. 도 39를 참조로, 디바이스(500)는 수직부(502), 및 간격이 일반적으로 감소한 가늘고 긴 빔 부분(504)을 포함하는 것이 바람직하다. 수직부(502)는 성질상 피라미드모양이 바람직하며, 빔 부분(504)은 성질상 평평하고 끝이 뾰족한 것이 바람직하다. 본 발명자등은, 빔 부분(504)의 감소된 폭은 도 21에 도시된 전체의 곡률의 반지름을 실질적으로 증가시키는 길이를 초과하여 더욱 휘어지기에 적합한 구조를 제공함을 실현하기에 이르렀다. 이러한 방식으로 트레이스(252)는 곡률의 점진적인 반지름을 겪을 수 있다. 수개의 상이한 빔부분(504) 프로파일이 도 40에 예시적으로 도시되어 있다.

본 발명자등은 한 디바이스(300(500))가 실패한 후, 실패된 디바이스(300)에 인접한 다른 디바이스도 실패하는 경향이 있음을 발견하였다. 본 발명자등은 실제적인 크랙 또는 다른 결함이 트레이스(252)에 형성된 다음, 이들 트레이스(252)에 적용된 힘은 각 디바이스에 의해 트레이스(252)의 나머지부분에 집중되어, 단위면적당 더 큰 힘을 생기게 한다고 가정하였다. 다음, 증가된 힘은 트레이스(252)를 부수기 쉽다. 추가로, 전체적으로 또는 부분적으로 손상된 트레이스로부터 증가된 힘은 트레이스(252)를 거의 손상시키게 하는 경향이 있다. 이러한 실패현상을 극복하기 위해, 본 발명자등은 디바이스(300(500))의 수개의 빔부분(504)의 곡률 반지름이 상이하도록 하여 실현하기에 이르렀다. 추가로 상이한 곡률 프로파일은 압력을 본래 동일선상에 있지 않은 트레이스(252)상에 생기기 쉽다. 따라서, 압력은 수직부(502)로부터의 사이한 측면거리로 이동한다. 도 41을 참조로, 상이한 디바이스(300(500))는 빔부분(504)에 대해 상이한 프로파일을 갖는 것이 바람직하다. 도 42를 참조로, 상이한 길이를 단일 빔 부분의 곡률 프로파일은 커브(430,432)에 의해 설명된다. 따라서 트레이스에 모든 곡률반경은 전체적으로 매끄러운 커브를 제공하는 커브(434)에 의해 도시된다.

도 6, 15, 및 17을 참조로, 딤플링 툴(240)은 함몰부(216)를 적절한 위치에 형성하도록 x-y방향으로 적절하게 향하는 것이 필요하며, 바꾸어 말하면, 딤플링 툴(240)의 정확한 운동을 요구한다. 비대칭적인 딤플링 툴(240)은 상이한 방향을 갖는 함몰부(216)를 형성하도록 회전될 때, 수직부(502)는 적절한 위치로 재정렬되어야 한다. 추가로, 딤플링 툴(240)의 중심 회전 포인트에 위치되는 것은 어렵다. 더우기, 각각의 상이한 정렬에 대하여 딤플링 툴(240)을 재정렬하는 것을 시간소비적이다. 이러한 한계를 극복하기 위해, 본 발명자등은 근본적으로 상이한 디바이스 구조를 채택함으로써 실현하기에 이르렀다. 도 43을 참조로, 디플링 툴(508)의 상승부는 4-웨이 대칭인 것이 바람직하다. 대칭적인 딤플링 툴(508)은 원하는 패턴을 만들기 위해 딤플링 툴(508)을 회전시키거나 재정렬시킬 필요를 완화시킨다. 추가로, 딤플링 툴(508)의 대칭적인 상승부는 제조하기가 더 쉽다. 추가로 본 발명자등은 빔부분(504)대해 원하는 패턴으로 패터닝될 수 있는 폴리이미드층(220)을 실현하였다. 딤플링 툴(508)의 상승부가 원하는 함몰부를 형성하도록 정렬되는 디바이스의 빔부분(508)에 대해 원하는 패턴으로 폴리이미드층(220)을 패터닝하는 것은 상대적으로 수월하다.

도 44를 참조로, 결과적인 구조는 기판(530), (패터닝된)폴리이미드층(534), 기판(530)내에 만들어진 대칭 함몰부(533)를 갖는 도전성 물질(532), 트레이스 (536), 및 폴리이미드층(538)을 포함한다. 이러한 구조는 본래 도 20에 도시된 것과 유사하다. 기판(530)이 제거된 후, 빔 부분은 도 45에 도시된 바와 같이 폴리이미드층(534)과 실질적으로 동일한 평면에 있다.

도 46을 참조로, 본 발명자등은 딤플링 툴로서 일련의 함몰부를 점진적으로 형성하도록 사용되어, 결과적인 함몰부가 불균해짐을 관찰하였다. 이러한 결과를 고려한 후, 본 발명자등은 더욱 미세한 피치로, 딤플링 툴에 충격을 가하여 기판을 이미 형성된 근접한 함몰부로 밀어내어 실현하기에 이르렀다. 결과적인 함몰부는 본래 불균일하고, 하부가 비정상적으로 얇은 경우 금속으로 도금하기가 어렵다. 결과적인 불균일 디바이스는 불균일하게 프로빙하기 쉽고, 압력하에서 휘어지기 쉬우며, 얇은 경우 너무 초기에 부서지기 쉽다. 균일성을 증가시키기 위해, 본 발명자등은 수직부(502)를 "길고" 협소한 피라미드 모양으로 하여 실현하기에 이르렀다. 이러한 수직부에 대한 모양은 실질적으로 영향을 받지 않는 이미 형성된 개구부를 남겨두면서, 점진적인 딤플링을 하게 한다. 함몰부의 균일성을 증가시키도록 채택될 수 있는 다른 기술은 기판을 가진 딤플링 툴의 더욱 깊은 다중충격에 의해 함몰부를 형성하는 것이다. 바꾸어 말하면, 기판을 갖는 딤플링 툴의 제 1 충격은 제한된 깊이에 있으면서, 동시에 다음의 충격(들)이 원하는 깊이까지 증가된 깊이를 갖는다.

4-웨이 대칭 딤플링 툴이 수많은 이점을 가지는 반면, 다소 제한된 잠재적인 피치를 갖는다. 디바이스의 피치(밀도)를 증가시키기 위해, 도 47에 도시된 바와 같이, 2-웨이 비대칭 딤플링 툴(600)이 채택되었다. 딤플링 툴(600)의 더 협소한 폭 및 상당히 더 긴 길이는 기판에 형성된 함몰부내에 포함된 임의의 공기, 및 도금동안에 형성된 버블이 쉽게 탈출하게 한다. 추가로, 더 협소한 폭은 작은 피치를 이룰 수 있게 한다. 딤플링 툴의 측면은 원한다면, 평행, 또는 약간 경사질 수 있다.

도 47에 도시된 디바이스가 이점을 갖는 반면, 이들은 디바이스 자체에 의해 부분적인 불분명해질 수 있기 때문에, 접촉부(602)를 정확하게 정렬하기가 어렵다. 더 쉽게 정렬할 수 있는 디바이스를 제공하는 방법은 도 48에 도시된 바와 같이, 접촉부를 맨 끝 단부중의 하나에 위치시키는 것이다.

본 발명에 의하여, 연성 물질로 바람직하게 구성된 기판을 제공함으로써, 패드 손상 및 스크러브의 효과가 접점 위치에 따라서 변하는 것을 방지할 수 있으며, 접점과 패드사이의 신뢰성 있는 전기적 접속을 보증할 수 있다.

Claims

멤브레인 프로브를 구성하는 방법에 있어서,

(a) 기판을 제공하는 단계;

(b) 제 1 함몰부를 상기 기판내에 형성하는 단계;

(c) 도전성 물질을 상기 함몰부내에 위치시키는 단계;

(d) 도전성 트레이스를 상기 도전성 물질에 커넥팅하는 단계;

(e) 상기 도전성 물질을 지지하도록 멤브레인을 형성하는 단계; 및

(f) 상기 기판을 상기 도전성 물질로부터 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 함몰부는 툴을 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 기판과 접촉하여 상기 툴을 가압하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 2 항에 있어서, 제 2 함몰부를 상기 툴로 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 제 2 함몰부를 형성하도록 상기 툴을 상기 기판에 대해 측면으로 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 2 항에 있어서, 수직 스톱부를 상기 툴상에 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 툴은 상기 제 1 함몰부를 형성하는데 사용되는 성형부를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제 7 항에 있어서, 상기 성형부는 경사진 측벽을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제 7 항에 있어서, 상기 멤브레인은 상기 트레이스 이전에 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 7 항에 있어서, 상기 성형부는 테일과 헤드 사이에 경사면을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제 7 항에 있어서, 상기 성형부는 헤드 및 테일을 가지며, 상기 테일은 상기 헤드보다 얇은 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 기판은 연성 물질인 것을 특징으로 하는 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 툴은 상기 기판보다 더 경질인 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 제 2 함몰부를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 14 항에 있어서, 상기 제 1 함몰부는 상기 제 2 함몰부와 실질적으로 유사한 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 절연층을 상기 지지부상에 패터닝하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 16 항에 있어서, 상기 절연층은 상기 제 1 함몰부를 형성하기 전에 상기 지지부상에 패터닝되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 16 항에 있어서, 상기 절연층은 개구부를 정의하며, 상기 함몰부는 상기 개구부와 대응하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 도전성 물질은 니켈 및 로듐 중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 로듐으로 된 외부층을 상기 도전성 물질상에 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 20 항에 있어서, 상기 로듐으로 된 외부층은 v-모양을 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 도전성 물질을 상기 함몰부내에 위치시키는 상기 단계는 상기 도전성 물질을 상기 기판상에 전기도금하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 도전성 물질은 균일하게 성막되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 도전성 물질을 상기 함몰부에 위치시킨 후, 상기 도전성 물질을 평탄화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 도전성 물질이 상기 멤브레인 지지부의 지지면에 대하여 경사진 실질적으로 평평한 면을 갖도록, 상기 함몰부를 형성하는 단계를 더 포함하는 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 도전성 물질이 실질적으로 피라미드 모양이 되도록, 상기 함몰부를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 함몰부를 형성하기 이전에 상기 기판을 폴리싱하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 거칠게 한 면을 상기 도전성물질상에 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 기판은 결정 그레인을 가지며, 상기 함몰부는 상기 결정 그레인에 대해 경사진 적어도 하나의 실질적으로 평평한 면을 가지며, 상기 면 및 상기 결정 그레인은 이들사이의 예각을 정의하는 것을 특징으로 하는 방법.
전기 디바이스를 프로빙하는 프로빙 어셈블리에 있어서,

(a) 지지부;

(b) 상기 지지부상에 놓인 관계에 있는 멤브레인;

(c) 상기 멤브레인에 의해 지지된 복수의 가늘고 긴 도전성 트레이스; 및

(d) 상기 멤브레인에 의해 지지되어 있으며, 각각이 상기 도전성 트레이스중의 적어도 각각의 하나에 전기적으로 커넥팅되어 있고, 상기 전기 디바이스와 가압되어 맞물림하는 것에 응하여 경사져 있고, 멤브레인에 대해 경사진 적어도 하나의 실질적으로 평평한 면을 가져 멤브레인에 대해 예각을 정의하는 복수의 가늘고 긴 접점;을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 30 항에 있어서, 상기 접점은 테일 및 접촉부를 가지며, 상기 경사면은 상기 테일 및 상기 접촉부 사이에 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 30 항에 있어서, 상기 경사면은 상기 접점의 측면인 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 30 항에 있어서, 상기 접점은 일체식인 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 30 항에 있어서, 상기 접점은 실질적으로 피라미드 모양인 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 30 항에 있어서, 상기 접점은 넓은 단부와 좁은 단부를 갖는 풋프린트를 정의하는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 30 항에 있어서, 각각의 상기 접점은 각각의 접촉부를 가지며, 상기 접촉부는 선형 배열로 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 35 항에 있어서, 각각의 상기 접점은 각각의 접촉부를 가지며, 상기 접촉부는 선형 배열로 정렬되어 있으며, 상기 접점은 상기 접점중의 하나의 넓은 단부가 상기 접점중의 다른 하나의 좁은 단부에 인접해 있도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
전기 디바이스를 프로빙하는 프로빙 어셈블리에 있어서,

(a) 지지부;

(b) 상기 지지부상에 놓인 관계에 있는 멤브레인;

(c) 상기 멤브레인에 의해 지지된 가늘고 긴 도전성 트레이스; 및

(d) 상기 멤브레인에 의해 지지되어 있고, 상기 도전성 트레이스에 전기적으로 커넥팅되어 있고, 상기 전기 디바이스와 가압되어 맞물림하는 것에 응하여 경사져 있고, 가늘고 긴 부분 및 상기 가늘고 긴 부분에 상승관계에 있는 접촉부를 가지고 있는 가늘고 긴 접점;을 포함하며,

상기 접촉부 및 상기 가늘고 긴 부분은 서로 일체식인 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 38 항에 있어서, 상기 가늘고 긴 부분은 테일을 가지고 있으며, 경사면은 상기 가늘고 긴 부분을 따라 상기 테일과 상기 접촉부사이에서 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 38 항에 있어서, 상기 가늘고 긴 부분은 상기 멤브레인에 대해 경사진 측면을 가져, 이들사이의 예각을 정의하는 것을 특징으로 프로빙 어셈블리.
제 38 항에 있어서, 상기 접점은 실질적으로 피라미드 모양인 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 38 항에 있어서, 상기 접점은 넓은 단부와 좁은 단부를 갖는 풋프린트를 갖는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
전기 디바이스를 프로빙하는 프로빙 어셈블리에 있어서,

(a) 지지부;

(b) 상기 지지부상에 놓인 관계에 있는 멤브레인;

(c) 상기 멤브레인에 의해 지지된 가늘고 긴 도전성 트레이스; 및

(d) 상기 멤브레인에 의해 지지되어 있고, 상기 도전성 트레이스에 전기적으로 커넥팅되어 있고, 측면사이의 예각을 정의하는 한 쌍의 측면을 갖는 아래쪽으로 돌출한 가늘고 긴 리지를 가지고 있는 접점;을 포함하며,

상기 리지는 상기 전기 디바이스상에 있는 산화물층을 잘라내기에 적합한 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 43 항에 있어서, 상기 한 쌍의 측면은 상기 리지를 형성하도록 결합하는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 43 항에 있어서, 상기 리지는 상기 접점을 가로질러 실질적으로 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 43 항에 있어서, 상기 접점은 상기 리지를 지지하는 평평한 면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 43 항에 있어서, 아래쪽으로 돌출한 가늘고 긴 복수의 리지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 47 항에 있어서, 상기 복수의 리지는 와플 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 43 항에 있어서, 상기 접점은 아치를 정의하며, 상기 리지는 상기 아치의 단부에 위치되어 있는 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 49 항에 있어서, 상기 접점은 상기 아치의 다른 단부에서 가늘고 긴 또 다른 리지를 갖는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
산화물면을 갖는 전기 패드를 구비한 전기 디바이스를 프로빙하는 방법에 있어서,

(a) 경사면사이의 예각을 정의하는 한 쌍의 경사면을 갖는 가늘고 긴 리지를 구비한 접점을 형성하는 단계;

(b) 상기 접점을 테스트 디바이스에 전기적으로 커넥팅하는 단계;

(c) 상기 리지를 상기 전기 패드상에 가압하는 단계;

(d) 상기 산화물면을 상기 리지로부터 깍아내는 단계;

(e) 상기 리지를 상기 전기 패드내에 관통시키는 단계; 및

(f) 상기 테스트 디바이스를 사용하여 상기 전기 디바이스를 테스트하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 51 항에 있어서, 상기 한 쌍의 경사진 측면이 결합하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 51 항에 있어서, 상기 접점상에 정지면을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 51 항에 있어서, 상기 접점상에 또 다른 가늘고 긴 리지를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 54 항에 있어서, 상기 리지는 서로 평행한 것을 특징으로 하는 방법.
제 54 항에 있어서, 상기 리지는 서로 수직인 것을 특징으로 하는 방법.
제 51 항에 있어서, 상기 접점으로 아치를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 57 항에 있어서, 상기 리지는 상기 아치의 단부에 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제 51 항에 있어서, 상기 전기 패드는 솔더 범프인 것을 특징으로 하는 방법.
접점 패드를 갖는 전기 디바이스를 프로빙하는 방법에 있어서,

(a) 한 쌍의 접점을 멤브레인상에 형성하는 단계;

(b) 상기 한 쌍의 접점을 테스트 디바이스에 전기적으로 커넥팅하는 단계;

(c) 상기 접점 모두를 상기 접점 패드상에 가압하는 단계;

(d) 상기 테스트 디바이스를 사용하여 상기 전기 디바이스를 상기 접점패드에서 테스트하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 60 항에 있어서, 상기 멤브레인에 의해 지지된 한 쌍의 도전성 트레이스를 제공하는 단계, 상기 각 도전성 트레이스를 상기 테스트 디바이스에 커넥팅하는 단계, 상기 접점중의 하나를 상기 도전성 트레이스중의 하나에 커넥팅하는 단계, 및 상기 또 다른 접점을 상기 또 다른 도전성 트레이스에 커넥팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 60 항에 있어서, 상기 한 쌍의 접점 각각이 상기 접점 패드와 가압되어 전기적으로 맞물림할 때, 상기 한 쌍의 접점 각각을 경사지게 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 60 항에 있어서, 상기 접점을 갖는 상기 접점 패드로부터 산화물면을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
프로브를 형성하는 방법에 있어서,

(a) 기판을 제공하는 단계;

(b) 패터닝된 층이 그안에 있는 복수의 개구부를 정의하는 상기 기판상에 상기 패터닝된 층을 덮는 단계;

(c) 상기 개구부중의 적어도 하나에 대해 툴을 정렬하고, 상기 개구부의 적어도 일부분의 패턴을 근거로 제 1 세트의 함몰부를 상기 개구부내에 형성하는 단계;

(d) 상기 개구부의 적어도 하나에 대해 상기 툴을 재정렬하고, 상기 개구부의 적어도 일부분의 패턴을 근거로 제 2 세트의 함몰부를 상기 개구부내에 형성하는 단계; 및

(e) 도전성 물질을 상기 복수의 함몰부내에 위치시킨 후, 상기 기판을 상기 도전성 물질로부터 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 64 항에 있어서, 도전성 트레이스를 상기 도전성 물질에 커넥팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 65 항에 있어서, 상기 도전성 물질을 지지하도록 멤브레인을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 66 항에 있어서, 상기 멤브레인은 상기 도전성 트레이스를 상기 도전성 물질에 커넥팅한 후 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 64 항에 있어서, 상기 함몰부는 툴을 상기 기판에 가압하여 형성되는 것 을 특징으로 하는 방법.
제 68 항에 있어서, 상기 함몰부를 형성하도록 상기 기판에 대해 측면으로 상기 툴을 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
프로브를 형성하는 방법에 있어서,

(a) 기판을 제공하는 단계;

(b) 절연층을 상기 기판상에 덮은 후 그 안에 복수의 개구부를 정의하도록 상기 절연층을 패터닝하는 단계;

(c) 상기 절연층이 패터닝된 후 한 세트의 함몰부를 상기 개구부내에 형성하는 단계;

(d) 도전성 물질을 상기 함몰부내에 위치시키는 단계; 및

(e) 상기 기판을 상기 도전성 물질로부터 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 70 항에 있어서, 도전성 트레이스를 상기 도전성 물질에 커넥팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 71 항에 있어서, 상기 도전성 물질을 지지하도록 멤브레인을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 72 항에 있어서, 상기 멤브레인은 상기 도전성 트레이스를 상기 도전성 물질에 커넥팅한 후 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 70 항에 있어서, 상기 함몰부는 툴을 상기 기판에 가압하여 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 74 항에 있어서, 상기 함몰부를 형성하도록 상기 기판에 대해 측면으로 상기 툴을 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
프로브를 형성하는 방법에 있어서,

(a) 기판을 제공하는 단계;

(b) 툴을 상기 기판에 가압함으로써 한 세트의 함몰부를 상기 기판내에 형성하는 단계;

(c) 도전성 물질을 상기 함몰부내에 위치시키는 단계; 및

(d) 상기 기판을 상기 도전성 물질로부터 제거하는 단계;를 포함하며,

상기 함몰부의 깊이는, 바깥쪽으로 뻗어있고 상기 기판과 가압되어 맞물려있는 상기 툴의 일부분에 의해 적어도 부분적으로 제어되어, 상기 툴에 대해 상기 기판의 연속적인 상대 운동을 저지하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 76 항에 있어서, 도전성 트레이스를 상기 도전성 물질에 커넥팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 77 항에 있어서, 상기 도전성 물질을 지지하도록 멤브레인을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 78 항에 있어서, 상기 멤브레인은 상기 도전성 트레이스를 상기 도전성 물질에 커넥팅한 후 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 78 항에 있어서, 상기 함몰부를 형성하도록 상기 기판에 대해 측면으로 상기 툴을 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
전기 디바이스를 프로빙하는 프로빙 어셈블리에 있어서,

(a) 지지부;

(b) 상기 지지부상에 놓인 관계에 있는 멤브레인;

(c) 상기 멤브레인에 의해 지지된 복수의 가늘고 긴 도전성 트레이스; 및

(d) 상기 멤브레인에 의해 지지되어 있고, 각각이 상기 도전성 트레이스중의 적어도 각각의 하나에 전기적으로 커넥팅되어 있는 복수의 접점;을 포함하며,

(e) 상기 복수의 접점은:

(i) 상기 접점의 접촉부에 위치된 제 1 접촉저항을 갖는 제 1 물질; 및

(ii) 상기 제 1 접촉저항보다 작지 않은 제 2 접촉저항을 갖는 제 2 물질;로 더 이루어진 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 81 항에 있어서, 상기 제 1 물질은 도전성 로듐인 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 82 항에 있어서, 상기 제 2 물질은 도전성 니켈인 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 81 항에 있어서, 각각의 상기 접점은 상기 전기 디바이스와 가압되어 맞물림함에 응하여 경사진 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
전기 디바이스를 프로빙하는 프로빙 어셈블리에 있어서,

(a) 지지부;

(b) 상기 지지부상에 놓인 관계에 있는 멤브레인;

(c) 상기 멤브레인에 의해 지지된 복수의 가늘고 긴 도전성 트레이스; 및

(d) 상기 멤브레인에 의해 지지되어 있고, 각각이 상기 도전성 트레이스중의 적어도 각각의 하나에 전기적으로 커넥팅되어 있는 복수의 접점;을 포함하며,

(e) 복수의 상기 접점은:

(i) 상기 접점의 접촉부에 위치된 제 1 물질; 및

(ii) 상기 제 1 물질을 지지하는 제 2 물질;로 더 이루어져 있으며,

상기 멤브레인에 수직인 방향으로의 상기 제 1 물질의 깊이는 상기 제 1 물질의 측면에 수직인 방향으로의 상기 제 1 물질의 깊이보다 더 크며, 상기 제 1 물질은 상기 제 2 물질보다 상이한 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 85 항에 있어서, 상기 제 1 물질은 도전성 로듐인 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 86 항에 있어서, 상기 제 2 물질은 도전성 니켈인 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 85 항에 있어서, 각각의 상기 접점은 상기 전기 디바이스와 가압되어 맞물림함에 응하여 기울진 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
프로브를 형성하는 방법에 있어서,

(a) 기판을 제공하는 단계;

(b) 측벽각이 상기 기판의 결정구조와 무관한 적어도 하나의 측벽을 갖는 상기 기판내에, 한 세트의 함몰부를 형성하는 단계;

(c) 도전성 물질을 상기 함몰부내에 위치시키는 단계; 및

(d) 상기 기판을 상기 도전성 물질로부터 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 89 항에 있어서, 도전성 트레이스를 상기 도전성 물질에 커넥팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 90 항에 있어서, 상기 도전성 물질을 지지하도록 멤브레인을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 91 항에 있어서, 상기 멤브레인은 상기 도전성 트레이스를 상기 도전성 물질에 커넥팅한 후 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 89 항에 있어서, 상기 함몰부를 형성하도록 상기 기판에 대해 측면으로 툴을 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
전기 디바이스를 프로빙하는 프로빙 어셈블리에 있어서,

(a) 지지부;

(b) 상기 지지부상에 놓인 관계에 있는 멤브레인;

(c) 상기 멤브레인에 의해 지지된 복수의 가늘고 긴 도전성 트레이스; 및

(d) 상기 멤브레인에 의해 지지되어 있고, 각각이 상기 도전성 트레이스중의 적어도 각각의 하나에 전기적으로 커넥팅되어 있으며, 상기 전기 디바이스와 가압되어 맞물림함에 응하여 경사져 있는 복수의 가늘고 긴 접점;을 포함하며,

(e) 상기 가늘고 긴 접점은:

(i) 상기 전기 디바이스와 가압되어 맞물림하도록 위치된 접촉부; 및

(ii) 상기 접촉부로부터 뻗어 있으며, 상기 접촉부로부터 멀리 떨어질수록 두께가 점점 감소하는 몸체의 주요부분;에 의해 더 특징화되는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 94 항에 있어서, 상기 주요 부분은 선형으로 점점 감소되어 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 94 항에 있어서, 상기 접촉부 및 상기 몸체는 서로 일체식인 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 96 항에 있어서, 상기 접촉부 및 상기 몸체는 서로 동질인 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 94 항에 있어서, 상기 가늘고 긴 접점은 실질적으로 피라미드 모양인 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 94 항에 있어서, 상기 접촉부는 상기 멤브레인에 대해 실질적으로 평행하 고, 상기 주요부분은 상기 멤브레인에 대해 경사져 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
전기 디바이스를 프로빙하는 프로빙 어셈블리에 있어서,

(a) 지지부;

(b) 상기 지지부상에 놓인 관계에 있는 멤브레인;

(c) 상기 멤브레인에 의해 지지된 복수의 가늘고 긴 도전성 트레이스; 및

(d) 상기 멤브레인에 의해 지지되어 있고, 각각이 상기 도전성 트레이스중의 적어도 각각의 하나에 전기적으로 커넥팅되어 있는 복수의 접점;을 포함하며,

(e) 상기 접점은 상기 전기 디바이스와 가압되어 맞물림되도록 위치된 접촉부에 의해 특징화되고, 상기 각 접점의 접촉부는 실질적으로 동일한 매끄럽지 않은 구성인 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 100 항에 있어서, 상기 각각의 가늘고 긴 접점은 상기 전기 디바이스와 가압되어 맞물림함에 응하여 경사져 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 100 항에 있어서, 상기 접촉부는 상기 멤브레인에 대해 실질적으로 평행한 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
전기 디바이스를 프로빙하는 프로빙 어셈블리에 있어서,

(a) 지지부;

(b) 상기 지지부상에 놓인 관계에 있는 멤브레인;

(c) 상기 멤브레인에 의해 지지된 복수의 가늘고 긴 도전성 트레이스; 및

(d) 상기 멤브레인에 의해 지지되어 있고, 각각이 상기 도전성 트레이스중의 적어도 각각의 하나에 전기적으로 커넥팅되어 있는 복수의 가늘고 긴 접점;을 포함하며,

(e) 상기 가늘고 긴 접점은 상기 접촉부에 대해 상기 가늘고 긴 접점의 대향 단부에 근접한 제 2 폭보다 작은, 상기 전기 디바이스를 갖는 접촉부에 근접한 제 1 폭을 가짐으로써 특징화되는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 103 항에 있어서, 상기 각각의 가늘고 긴 접점은 상기 전기 디바이스와 가압되어 맞물림함에 응하여 경사져 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 103 항에 있어서, 상기 각각의 접촉부는 선형배열로 정렬되어 있고, 상기 접점은 상기 접점중의 하나의 상기 대향 단부가 상기 또 다른 접점의 비대향 단부에 인접해 있도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 105 항에 있어서, 상기 각각의 접촉부는 하나의 길이방향 축을 구비하고 상기 길이방향 축을 따르는 배열로 일반적으로 서로 정렬되어 있고, 상기 접점중의 하나의 상기 대향 단부는 상기 축에 수직인 방향에 대해 상기 접점중의 인접한 하나의 상기 대향 단부에 겹쳐진 관계에 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
전기 디바이스를 프로빙하는 프로빙 어셈블리에 있어서,

(a) 지지부;

(b) 상기 지지부상에 놓인 관계에 있는 멤브레인;

(c) 상기 멤브레인에 의해 지지된 가늘고 긴 도전성 트레이스; 및

(d) 상기 멤브레인에 의해 지지되어 있고, 상기 도전성 트레이스에 전기적으로 커넥팅되어 있는 접점;을 포함하며,

(e) 상기 도전성 트레이스는 상기 도전성 트레이스의 길이를 따라 불균일한 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 107 항에 있어서, 상기 접점은 상기 전기 디바이스와 가압되어 맞물림함에 응하여 경사져 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 107 항에 있어서, 상기 가늘고 긴 도전성 트레이스는 상기 접점 아래있는 제 1 두께, 및 상기 접점으로부터 이격되어 있는 제 2 두께를 가지고 있으며, 상기 제 1 두께는 상기 제 2 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 107 항에 있어서, 상기 가늘고 긴 도전성 트레이스는 상기 접점아래의 제 1 영역에있는 제 1 두께, 상기 접점으로부터 이격되어 있는 제 2 영역에 있는 제 2 두께, 및 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역 사이의 제 3 영역에 있는 제 3 두께를 가지고 있으며, 상기 제 3 두께는 상기 제 1 두께 및 상기 제 2 두께의 적어도 하나보다 작은 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 110 항에 있어서, 상기 제 3 영역은 상기 접점의 접촉부의 적어도 일부분 바로 아래에 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 110 항에 있어서, 상기 제 3 영역은 상기 접점의 접촉부와 대향하는 상기 접점의 적어도 일부분 바로 아래에 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
전기 디바이스를 프로빙하는 프로빙 어셈블리에 있어서,

(a) 지지부;

(b) 상기 지지부상에 놓인 관계에 있는 멤브레인;

(c) 상기 멤브레인에 의해 지지된 가늘고 긴 도전성 트레이스; 및

(d) 상기 멤브레인에 의해 지지되어 있고, 상기 컨덕터에 전기적으로 커넥팅되어 있으며, 상기 접점과 상기 멤브레인간의 인터페이스가 하나의 퍼리미터를 정의하는, 상기 접점;을 포함하며,

(e) 상기 도전성 트레이스는 상기 퍼리미터의 적어도 두개의 측면을 따라 전기적으로 접촉해 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 113 항에 있어서, 상기 접점은 상기 전기 디바이스와 가압되어 맞물림함에 응하여 경사져 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 113 항에 있어서, 상기 퍼리미터는 적어도 4개의 측면을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 115 항에 있어서, 상기 도전성 트레이스는 상기 퍼리미터의 적어도 3개의 인접한 측면을 따라 전기적으로 접촉해 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 116 항에 있어서, 상기 도전성 트레이스는 상기 적어도 3개의 인접한 측면을 따라 연속으로 전기적으로 접촉해 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 117 항에 있어서, 상기 퍼리미터는 4개의 실질적으로 수직의 측면을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
전기 디바이스를 프로빙하는 프로빙 어셈블리에 있어서,

(a) 지지부;

(b) 상기 지지부상에 놓인 관계에 있는 멤브레인;

(c) 상기 멤브레인에 의해 지지된 가늘고 긴 도전성 트레이스; 및

(d) 상기 멤브레인에 의해 지지되어 있고, 상기 도전성 트레이스에 전기적으로 커넥팅되어 있는 접점;을 포함하며,

(e) 상기 도전성 트레이스는 상기 도전성 트레이스의 두께내에서 그레인 구조가 변하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 119 항에 있어서, 상기 접점은 상기 전기 디바이스와 가압되어 맞물림함에 응하여 경사져 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 119 항에 있어서, 상기 그레인 구조에서의 변화는 상기 접점에 근접한 영역에 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 121 항에 있어서, 상기 도전성 트레이스는 구리층 사이에 있는 니켈층을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
전기 디바이스를 프로빙하는 프로빙 어셈블리에 있어서,

(a) 지지부;

(b) 상기 지지부상에 놓인 관계에 있는 멤브레인;

(c) 상기 멤브레인에 의해 지지된 가늘고 긴 도전성 트레이스; 및

(d) 상기 멤브레인에 의해 지지되어 있고, 상기 도전성 트레이스에 전기적으로 커넥팅되어 있는 접점;을 포함하며,

(e) 상기 접점은 접촉부, 및 상기 접촉부와 대향하는 단부를 포함하며, 상기 단부는 상기 접점의 나머지 부분보다 실질적으로 더 가요성이 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 123 항에 있어서, 상기 접점은 상기 전기 디바이스와 가압되어 맞물림함에 응하여 경사져 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 123 항에 있어서, 상기 단부의 굴곡부는 아래에 있는 가늘고 긴 도전성 트레이스의 굴곡부에 실질적으로 매칭되는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 123 항에 있어서, 상기 단부는 오목한 횡단면을 갖는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
전기 디바이스를 프로빙하는 프로빙 어셈블리에 있어서,

(a) 지지부;

(b) 상기 지지부상에 놓인 관계에 있는 멤브레인;

(c) 상기 멤브레인에 의해 지지된 가늘고 긴 도전성 트레이스;

(d) 상기 멤브레인에 의해 지지되어 있고, 상기 도전성 트레이스에 전기적으로 커넥팅되어 있는 접점; 및

(e) 상기 접점에 근접한 영역에 있는 상기 멤브레인에 의해 지지되어 있고 상기 멤브레인 보다 더 딱딱한 추가층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 127 항에 있어서, 상기 접점은 상기 전기 디바이스와 가압되어 맞물림함에 응하여 경사져 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 128 항에 있어서, 상기 추가층은 상기 접점의 단부 바로 아래에 적어도 부분적으로 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 129 항에 있어서, 상기 추가층은 상기 추가층이 포함되어 있지 않는 경우의 상기 접점이 경사질 때 근접한 상기 영역에 있는 상기 가늘고 긴 도전성 트레이스의 곡률 반지름보다, 상기 접점이 경사질 때의 상기 추가층에 근접한 영역에 있는 상기 가늘고 긴 도전성 트레이스의 곡률 반지름을 더 크게 증가시키는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
전기 디바이스를 프로빙하는 프로빙 어셈블리에 있어서,

(a) 지지부;

(b) 상기 지지부상에 놓인 관계에 있는 멤브레인;

(c) 상기 멤브레인에 의해 지지된 가늘고 긴 도전성 트레이스; 및

(d) 상기 멤브레인에 의해 지지되어 있고, 상기 도전성 트레이스에 전기적으로 커넥팅되어 있는 접점;을 포함하며,

(e) 상기 접점은 접촉부 및 가늘고 긴 몸체를 포함하며, 상기 가늘고 긴 몸체는 측면사이의 예각을 정의하는 한 쌍의 측면을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 131 항에 있어서, 상기 접점은 상기 전기 디바이스와 가압되어 맞물림함에 응하여 경사져 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 131 항에 있어서, 상기 한 쌍의 측면은 단일 선을 정의하며 함께 결합하는 것을 특징으로 프로빙 어셈블리.
제 132 항에 있어서, 상기 한 쌍의 측면은 단일 선을 정의하며 함께 결합하는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
제 131 항에 있어서, 상기 어셈블리는 복수의 접점을 포함하고, 적어도 3개의 접점의 상기 접촉부는 선형으로 배열되어 있으며, 상기 대응하는 가늘고 긴 몸체는 적어도 2개의 상이한 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 프로빙 어셈블리.
프로브를 형성하는 방법에 있어서,

(a) 기판을 제공하는 단계;

(b) 상기 기판과 툴을 복수회 가압하여 맞물림함으로써 함몰부를 상기 기판내에 형성하는 단계;

(c) 도전성 물질을 상기 함몰부내에 위치시키는 단계; 및

(d) 상기 기판을 상기 도전성 물질로부터 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 136 항에 있어서, 도전성 트레이스를 상기 도전성 물질에 커넥팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 137 항에 있어서, 상기 도전성 물질을 지지하도록 멤브레인을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 138 항에 있어서, 상기 멤브레인은 상기 도전성 트레이스를 상기 도전성 물질에 커넥팅한 후 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.