KR100670999B1 - Structure, contact substrate and method for manufacturing probe - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 검사 장비인 프로브 카드의 프로브 구조, 프로브 콘택 기판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 본 발명의 프로브 제조 방법은 반도체 기판 위에 도전층을 형성하고, 도전층 위에 프로브 니들 팁에 S형태로 굴곡된 탄성체 부분을 갖는 프로브 패턴이 다수개 어레이로 배열된 포토레지스트 패턴을 형성하고, 포토레지스트 패턴에 의해 오픈된 도전층 상부에 도금 공정으로 프로브 구조물을 형성한 후에, 포토레지스트 패턴, 반도체 기판 및 도전층을 제거하여 다수개의 어레이로 배열된 프로브 패턴을 형성한다. 그리고 본 발명의 프로브 콘택 기판 제조 방법은 단층 실리콘 기판에 MEMS 공정을 이용하여 수직 방향으로 관통하는 초미세 간격의 다수개의 콘택홀 어레이를 형성하고, 실리콘 기판에 비하여 높은 강성을 갖는 지지 기판에서 다수개의 콘택홀 어레이 영역을 포함한 기판 부분을 밀링 등의 기계 가공법을 이용하여 오픈 영역을 형성한 후에, 다수개의 콘택홀 어레이 영역과 오픈 영역이 대응하도록 단층 실리콘 기판과 지지 기판을 본딩한다. 그러므로 본 발명은 미세화되며 그 특성이 향상된 프로브, 그 콘택 기판 및 이를 이용한 프로브 카드를 제작할 수 있다. The present invention relates to a probe structure, a probe contact substrate, and a manufacturing method of a probe card, which is a semiconductor inspection equipment. In particular, the method for manufacturing a probe according to the present invention forms a conductive layer on a semiconductor substrate, and forms an S shape on the probe needle tip on the conductive layer. After forming a photoresist pattern having a plurality of probe patterns having an elastic portion bent into a plurality of arrays, and forming a probe structure on the conductive layer opened by the photoresist pattern by a plating process, a photoresist pattern, a semiconductor substrate And removing the conductive layer to form probe patterns arranged in a plurality of arrays. In addition, the method of manufacturing a probe contact substrate of the present invention forms a plurality of ultra-spacing contact hole arrays penetrating in a vertical direction on a single layer silicon substrate by using a MEMS process, and a plurality of support substrates having a higher rigidity than that of a silicon substrate. After forming the open area by using a machining method such as milling the substrate portion including the contact hole array area, the monolayer silicon substrate and the support substrate are bonded so that the plurality of contact hole array areas and the open area correspond. Therefore, the present invention can manufacture a probe, a contact substrate thereof, and a probe card using the same, which have been miniaturized and have improved characteristics.

프로브, 프로브 콘택 기판, 콘택홀Probes, Probe Contact Boards, Contact Holes

Description

프로브 구조, 프로브 콘택 기판 및 그 제조 방법{STRUCTURE, CONTACT SUBSTRATE AND METHOD FOR MANUFACTURING PROBE}Probe Structure, Probe Contact Substrate and Manufacturing Method Thereof {STRUCTURE, CONTACT SUBSTRATE AND METHOD FOR MANUFACTURING PROBE}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 구조를 나타낸 수직 단면도,1 is a vertical cross-sectional view showing a probe structure according to an embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브 구조를 나타낸 수직 단면도,2 is a vertical cross-sectional view showing a probe structure according to another embodiment of the present invention;

도 3a 내지 도 3h는 본 발명에 따른 프로브 제조 방법을 간략하게 설명하기 위한 공정 순서도,3A to 3H are process flowcharts for briefly explaining a method for manufacturing a probe according to the present invention;

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 프로브 니들 팁의 다양한 구조를 설명하기 위한 도면들,4A and 4B are views for explaining various structures of the probe needle tip according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 프로브를 설치하기 위한 콘택 기판 구조를 나타낸 도면, 5 is a view showing a contact substrate structure for installing a probe according to the present invention;

도 6a 내지 도 6i는 본 발명에 따른 프로브를 설치하기 위한 콘택 기판을 제조하는 과정을 나타낸 공정 순서도,6a to 6i are process flowcharts illustrating a process of manufacturing a contact substrate for installing a probe according to the present invention;

도 7은 본 발명에 따른 프로브를 콘택 기판에 연결하는 프로브 카드 제작 과정의 일부를 설명하기 위한 도면.7 is a view for explaining a part of the manufacturing process of the probe card connecting the probe to the contact substrate according to the present invention.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

1 : 프로브 10 : 프로브 니들 팁1: probe 10: probe needle tip

12 : 탄성체 부분 13 : 기저 부분12: elastic part 13: base part

14 : 연결 핀 16 : 정렬 핀14: connecting pin 16: alignment pin

18 : 연결 탄성체 부분 18: connecting elastic part

본 발명은 반도체 검사 장비로 사용되는 프로브 카드의 프로브 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 프로브 카드의 프로브 니들을 보다 미세하고 정밀하게 형성할 수 있는 프로브 카드의 프로브 구조, 프로브 콘택 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a probe of a probe card used as a semiconductor inspection equipment and a method of manufacturing the same, and in particular, a probe structure of a probe card, a probe contact substrate, and a method of manufacturing the probe needle of the probe card, which can be formed more precisely and precisely It is about.

일반적으로 프로브 카드는 반도체 메모리, 디스플레이 등의 반도체 소자 제작 도중 또는 후에 성능을 테스트하기 위해 웨이퍼와 반도체 검사 장비를 전기적으로 연결시켜 검사 장비의 전기적 신호를 웨이퍼의 칩 상에 전해주고 웨이퍼로부터 돌아오는 신호를 검사 장비에 전달받는 장치이다.In general, the probe card electrically connects the wafer and the semiconductor inspection equipment to test the performance during or after the fabrication of semiconductor devices such as semiconductor memories and displays to transmit electrical signals from the inspection equipment onto the chips of the wafer and return from the wafer. It is a device that receives the test equipment.

프로브 카드는 다수개의 프로브 니들을 포함하는데, 현재 반도체 소자가 서브 미크론 이하로 축소되고 있는 상황에서 웨이퍼 칩 패드가 축소되고 있기 때문에 패드에 콘택되는 프로브 니들 및 팁(tip) 또한 미세화하기 위한 연구, 개발이 활발히 진행중에 있다. The probe card includes a plurality of probe needles, and since the wafer chip pad is shrinking in a situation where the semiconductor device is shrinking to sub-micron or less, research and development for miniaturizing probe needles and tips contacting the pads are also made. This is actively underway.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 프로브 니들 팁과 연결 핀 사이를 S형태의 굴곡된 탄성체로 연결한 프로브 구조를 제공 하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a probe structure in which an S-shaped curved elastic body is connected between a probe needle tip and a connecting pin in order to solve the problems of the prior art.

본 발명의 다른 목적은 프로브가 삽입, 연결되는 콘택 기판의 강성을 보강하면서 미세 콘택홀 간격을 갖는 프로브 콘택 기판을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a probe contact substrate having a fine contact hole spacing while reinforcing the rigidity of the contact substrate into which the probe is inserted and connected.

본 발명의 또 다른 목적은 MEMS 공정으로 S형태의 굴곡된 프로브 니들의 탄성체를 갖는 프로브를 제조할 수 있는 프로브 방법을 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide a probe method capable of manufacturing a probe having an elastic body of an S-shaped curved probe needle by a MEMS process.

본 발명의 또 다른 목적은 프로브가 삽입, 연결되는 콘택 기판의 강성을 보강하면서 미세 콘택홀을 제조할 수 있는 프로브 콘택 기판의 제조 방법을 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a probe contact substrate capable of manufacturing a fine contact hole while reinforcing the rigidity of the contact substrate into which the probe is inserted and connected.

본 발명의 또 다른 목적은 프로브 니들 팁과 연결핀 사이를 S형태의 굴곡된 탄성체로 이루어진 프로브와 콘택 기판사이를 연결하는 프로브 카드 제조 방법을 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide a probe card manufacturing method for connecting between a probe needle tip and a connecting pin between a probe made of an S-shaped curved elastomer and a contact substrate.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 프로브 구조는 웨이퍼 칩 패드에 콘택되는 프로브 카드의 프로브에 있어서, 프로브 니들 팁과, 프로브 니들 팁에 S형태로 굴곡되게 연결되며 웨이퍼 칩 패드에 접촉되었을 때 힘을 완충시키는 탄성체 부분과, 탄성체 부분에 연결되어 있는 기저 부분과, 기저 부분에 수직으로 연결되며 프로브 카드의 콘택 기판의 콘택홀에 삽입 연결되기 위한 연결 핀을 포함한다.In order to achieve the above object, the probe structure of the present invention is a probe of a probe card contacted to a wafer chip pad, wherein the probe needle tip and the probe needle tip are bent in an S-shape and exert a force when they are in contact with the wafer chip pad. An elastic body portion for cushioning, a base portion connected to the elastic body portion, and a connection pin connected to the base portion and perpendicularly connected to the contact hole of the contact substrate of the probe card are included.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프로브 콘택 기판은 웨이퍼 칩 패드에 콘택되는 프로브 카드의 프로브가 삽입, 연결되는 콘택 기판에 있어서, 수직 방향으로 관통하는 다수개의 콘택홀 어레이를 갖는 단층 실리콘 기판과, 단층 실리콘 기판 아래에 본딩되며 다수개의 콘택홀 어레이 영역을 포함한 기판 부분이 기계가공된 지지 기판을 포함한다.Probe contact substrate of the present invention for achieving the above another object is a contact substrate in which the probe of the probe card contacted to the wafer chip pad is inserted, connected, the single layer silicon substrate having a plurality of contact hole array penetrating in the vertical direction; The substrate portion bonded under a single layer silicon substrate and comprising a plurality of contact hole array regions includes a machined support substrate.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 프로브 제조 방법은 웨이퍼 칩 패드에 콘택되는 프로브 카드의 프로브를 제조함에 있어서, 반도체 기판 위에 도전층을 형성하는 단계와, 도전층 위에 프로브 니들 팁에 S형태로 굴곡된 탄성체 부분을 갖는 프로브 패턴이 다수개 어레이로 배열된 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 포토레지스트 패턴에 의해 오픈된 도전층 상부에 도금 공정으로 프로브 구조물을 형성하는 단계와, 포토레지스트 패턴, 반도체 기판 및 도전층을 제거하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a probe of a probe card contacting a wafer chip pad, the method including: forming a conductive layer on a semiconductor substrate, and forming an S shape on a probe needle tip on the conductive layer. Forming a photoresist pattern having a plurality of probe patterns having an elastic portion bent into a plurality of arrays; forming a probe structure on the conductive layer opened by the photoresist pattern by a plating process; Removing the semiconductor substrate and the conductive layer.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 방법은 웨이퍼 칩 패드에 콘택되는 프로브 카드의 프로브를 제조함에 있어서, 반도체 기판 위에 도전층을 형성하는 단계와, 도전층 위에 프로브 니들 팁에 S형태로 굴곡된 탄성체 부분을 갖는 프로브 패턴이 다수개 어레이로 배열된 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 포토레지스트 패턴에 의해 오픈된 도전층을 패터닝하여 프로브 구조물을 형성하는 단계와, 포토레지스트 패턴 및 반도체 기판을 제거하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a method of manufacturing a probe of a probe card contacted to a wafer chip pad may include forming a conductive layer on a semiconductor substrate, and forming an S shape on the probe needle tip on the conductive layer. Forming a photoresist pattern having a plurality of probe patterns having curved elastic parts arranged in an array, patterning a conductive layer opened by the photoresist pattern to form a probe structure, a photoresist pattern and a semiconductor substrate Removing the step.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 프로브 콘택 기판의 제조 방법은 웨이퍼 칩 패드에 콘택되는 프로브 카드의 프로브가 삽입, 연결되는 콘택 기판을 제조함에 있어서, 단층 실리콘 기판에 수직 방향으로 관통하는 다수개의 콘택홀 어레이를 형성하는 단계와, 지지 기판에서 다수개의 콘택홀 어레이 영역을 포함한 기판 부분을 기계가공하여 오픈 영역을 형성하는 단계와, 다수개의 콘택홀 어레이 영역과 오픈 영역이 대응하도록 단층 실리콘 기판과 지지 기판을 본딩하는 단 계를 포함한다.In order to achieve the above another object, a method of manufacturing a probe contact substrate of the present invention includes a plurality of penetrating perpendicular to a single layer silicon substrate in manufacturing a contact substrate into which a probe of a probe card contacted to a wafer chip pad is inserted and connected. Forming a plurality of contact hole arrays, machining an area of the substrate including the plurality of contact hole array regions in the support substrate to form an open region, and forming a single layer silicon substrate so that the plurality of contact hole array regions and the open regions correspond to each other. And bonding the support substrate.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 프로브 카드 제조 방법은 웨이퍼 칩 패드에 콘택되는 프로브 카드 제조 방법에 있어서, 프로브 니들 팁에 S형태로 굴곡되게 연결된 탄성체 부분을 갖는 프로브의 연결 핀을 단층 실리콘 기판과 지지 기판이 본딩된 콘택 기판의 콘택홀에 삽입, 연결하는 단계와, 콘택 기판에 인쇄회로 기판을 마운팅하여 프로브 카드를 제조하는 단계를 포함한다.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a probe card, the method of manufacturing a probe card contacting a wafer chip pad, wherein the connecting pin of the probe having an elastic part connected to the probe needle tip to bend in an S shape is formed of a single layer silicon. The method includes inserting and connecting a contact hole of a contact substrate to which a substrate and a support substrate are bonded, and manufacturing a probe card by mounting a printed circuit board to the contact substrate.

이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 구조를 나타낸 수직 단면도이다.1 is a vertical cross-sectional view showing a probe structure according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브(1)는 웨이퍼 칩 패드에 직접 콘택되는 프로브 니들 팁(10)과, 프로브 니들 팁(10)에 굴곡된 형태로 연결되며 웨이퍼 칩 패드에 접촉되었을 때 힘을 완충시키는 탄성체 부분(12)과, 탄성체 부분(12)에 연결되어 있으며 콘택 기판에 수평 방향으로 정렬시키기 위한 기저 부분(13)과, 기저 부분(13)에 수직으로 연결되며 프로브 카드의 콘택 기판을 통해MLC(Multi Layer Ceramic) 또는 기타 기판(미도시됨)에 연결되는 연결 핀(14)을 포함한다. MLC 등은 포고 핀(Pogo Pin) 등의 연결 핀을 이용하여 인쇄회로기판(Print Circuit Board)(미도시됨)과 연결된다.Referring to FIG. 1, a probe 1 according to an exemplary embodiment of the present invention may be connected to a probe needle tip 10 directly contacting a wafer chip pad, and bent to the probe needle tip 10, and may be a wafer chip pad. An elastic portion 12 which absorbs a force when in contact with the base, a base portion 13 connected to the elastic portion 12 and horizontally aligned with the contact substrate, and perpendicular to the base portion 13; Connection pins 14 are connected to a multi-layer ceramic (MLC) or other substrate (not shown) through the contact substrate of the probe card. The MLC is connected to a printed circuit board (not shown) by using a connection pin such as a pogo pin.

이때, 프로브(1)의 니들 팁(10), 탄성체 부분(12), 기저 부분(13) 및 연결 핀(14)은 전기가 통하는 도전성 물질로 이루어진다.At this time, the needle tip 10, the elastic portion 12, the base portion 13, and the connecting pin 14 of the probe 1 are made of an electrically conductive material.

탄성체 부분(12)은 탄성체로 구성되며 프로브 니들 팁(10)에 수직으로 길게 연장된 바 부분(12)과 기저 부분(13)에 S형태로 연결된 굴곡 부분(12b)으로 구성된다. 이때 기저 부분(13)에 연결된 탄성체 부분(12)의 굴곡 부분(12b)은 니들 팁이 접촉 타겟과 접촉되었을 때 발생하는 응력을 분산시켜 소성 변형을 방지한다. The elastic portion 12 is composed of an elastic body and consists of a bar portion 12 extending perpendicularly to the probe needle tip 10 and a curved portion 12b connected in an S shape to the base portion 13. At this time, the bent portion 12b of the elastic portion 12 connected to the base portion 13 distributes the stress generated when the needle tip is in contact with the contact target to prevent plastic deformation.

그리고 탄성체 부분(12)과 연결 핀(14)은 기저 부분(13)의 위, 아래에 각각 형성되는데, 서로 인접된 위치에 형성된다. The elastic portion 12 and the connecting pin 14 are formed above and below the base portion 13, respectively, and are formed at positions adjacent to each other.

그러므로 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브는 프로브 니들 팁(10)에 S형태로 굴곡되게 연결된 탄성체 부분(12)에 의해 웨이퍼 칩 패드에 접촉되었을 때 프로브 니들 팁(10)에 인가되는 힘을 완충시킬 수 있다.Therefore, the probe according to the embodiment of the present invention buffers the force applied to the probe needle tip 10 when it is contacted with the wafer chip pad by the elastic part 12 which is bent in S shape to the probe needle tip 10. You can.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브 구조를 나타낸 수직 단면도이다.2 is a vertical cross-sectional view showing a probe structure according to another embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브(1)는 웨이퍼 칩 패드에 직접 콘택되는 프로브 니들 팁(10)과, 프로브 니들 팁(10)에 굴곡된 형태로 연결되며 웨이퍼 칩 패드에 접촉되었을 때 힘을 완충시키는 탄성체 부분(12)과, 탄성체 부분(12)에 연결되어 있으며 콘택 기판에 수평 방향으로 정렬시키기 위한 기저 부분(13)과, 기저 부분(13)에 수직으로 연결되는 연결 핀(14)과, 기저 부분(13)에 연결 핀(14) 방향으로 돌출된 패턴으로 이루어진 정렬 핀(16)과, 스프링 형태로 이루어지며 프로브 카드의 콘택 기판(미도시됨)을 통해 연결 핀(14)과 인쇄회로기판(PCB)(미도시됨)이 서로 연결되었을 힘을 완충시키는 연결 탄성체 부분(18)을 포 함한다.Referring to FIG. 2, the probe 1 according to another embodiment of the present invention is connected to the probe needle tip 10 directly contacting the wafer chip pad and the probe needle tip 10 in a bent shape, and is connected to the wafer chip pad. An elastic portion 12 that absorbs force when in contact with the base portion, a base portion 13 connected to the elastic portion 12 and horizontally aligned with the contact substrate, and perpendicularly to the base portion 13; A connecting pin 14, an alignment pin 16 formed in a pattern protruding in the direction of the connecting pin 14 to the base portion 13, and made of a spring and connected via a contact substrate (not shown) of the probe card The pin 14 and printed circuit board (PCB) (not shown) include a connecting elastomeric portion 18 that buffers the forces that would have been connected to each other.

이때, 프로브(1)의 니들 팁(10), 탄성체 부분(12), 기저 부분(13), 연결 핀(14), 정렬 핀(16), 연결 탄성체 부분(18)은 전기가 통하는 도전성 물질로 이루어진다.In this case, the needle tip 10, the elastic part 12, the base part 13, the connection pin 14, the alignment pin 16, and the connection elastic part 18 of the probe 1 are electrically conductive materials. Is done.

탄성체 부분(12)은 탄성체로 구성되며 프로브 니들 팁(10)에 수직으로 길게 연장된 바 부분(12)과 기저 부분(13)에 S형태로 연결된 굴곡 부분(12b)으로 구성된다. 이때 기저 부분(13)에 연결된 탄성체 부분(12)의 굴곡 부분(12b)은 보조 패턴(12c)을 추가하여 응력 집중을 막아 소성 변형을 방지한다.The elastic portion 12 is composed of an elastic body and consists of a bar portion 12 extending perpendicularly to the probe needle tip 10 and a curved portion 12b connected in an S shape to the base portion 13. At this time, the bent portion 12b of the elastic portion 12 connected to the base portion 13 adds an auxiliary pattern 12c to prevent stress concentration to prevent plastic deformation.

도 2에서 도시된 바와 같이, 탄성체 부분(12)과 연결 핀(14)은 도 1의 실시예와 다르게 일정 간격이 있도록 제작됨에 따라 이러한 구조를 갖는 2개 이상의 프로브 니들 팁(10)이 콘택 기판에 지그재그 형태로 삽입되어 프로브 니들 팁(10) 사이의 간격을 줄인다.As shown in FIG. 2, the elastic part 12 and the connecting pin 14 are manufactured to be spaced apart from each other in the embodiment of FIG. 1, so that two or more probe needle tips 10 having such a structure are provided with a contact substrate. It is inserted in the zigzag form to reduce the gap between the probe needle tip (10).

본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브는 프로브 니들 팁(10)에 S형태로 굴곡되게 연결된 탄성체 부분(12)에 의해 웨이퍼 칩 패드에 접촉되었을 때 프로브 니들 팁(10)에 인가되는 힘을 완충시킬 수 있을 뿐만 아니라, 연결 핀(14)에 연결된 연결 탄성체 부분(18)에 의해 외부 기판으로부터의 힘을 완충시킬 수 있고, 기저 부분(13)에 설치된 정렬 핀(16)에 의해 프로브를 콘택 기판에 삽입하여 연결할 때 콘택홀 수직 방향으로 프로브의 정렬 위치를 자동으로 찾을 수 있다.The probe according to another embodiment of the present invention buffers the force applied to the probe needle tip 10 when it is contacted with the wafer chip pad by an elastic portion 12 that is bent in S shape to the probe needle tip 10. In addition, it is possible to buffer the force from the external substrate by means of the connecting elastomer part 18 connected to the connecting pin 14, and to align the probe to the contact substrate by means of the alignment pin 16 provided in the base part 13. The insertion position of the probe can be automatically found in the contact hole vertical direction.

더욱이 본 실시예에서의 정렬 핀(16)은 프로브의 연결핀(14)을 콘택 기판의 콘택홀에 삽입할 경우 고가의 정렬 장비를 사용하지 않고 연결핀이 삽입되는 콘택 홀에 인접된 콘택홀에 삽입되도록 프로브의 기저 부분(13)에 설치하였다. 이때 정렬 핀(16)은 콘택홀보다 좁고 연결핀보다 작은 일정 높이를 갖는 다각형(예를 들어 사다리꼴) 또는 원형 형태를 갖기 때문에 연결핀(14)의 콘택홀 삽입시 인접된 콘택홀의 삽입과 동시에 자체 정렬이 되기 때문에 별도의 고가 정렬 장비를 사용하지 않아도 된다.Furthermore, in the present embodiment, when the connecting pin 14 of the probe is inserted into the contact hole of the contact substrate, the alignment pin 16 is disposed in the contact hole adjacent to the contact hole into which the connecting pin is inserted without using expensive alignment equipment. It was installed in the base portion 13 of the probe to be inserted. In this case, since the alignment pin 16 has a polygonal shape (for example, a trapezoid) or a circular shape that is narrower than the contact hole and smaller than the connection pin, the alignment pin 16 simultaneously inserts the adjacent contact hole when the contact pin is inserted. Alignment eliminates the need for additional expensive alignment equipment.

도 3a 내지 도 3h는 본 발명에 따른 프로브 제조 방법을 간략하게 설명하기 위한 공정 순서도이다. 이들 도면을 참조하여 본 발명에 따른 MEMS 방식에 의한 프로브 제조 방법의 일 예를 설명하면 다음과 같이 진행된다.3A to 3H are process flowcharts for briefly explaining a method for manufacturing a probe according to the present invention. An example of a method for manufacturing a probe by a MEMS method according to the present invention will be described with reference to these drawings.

우선, 도 3a에 도시된 바와 같이, 반도체 기판으로서 100방향의 실리콘 기판(30)위에 물리기상증착법(PVD : Phisycal Vapor Deposition) 또는 증발기(evaporator)에 의해 도전층(32)으로서 금속, 또는 금속 합금을 형성한다.First, as shown in FIG. 3A, a metal, or a metal alloy, as a conductive layer 32 is formed on a silicon substrate 30 in a 100 direction as a semiconductor substrate by a physical vapor deposition (PVD) or an evaporator. To form.

도 3b에 도시된 바와 같이, 스핀 코팅(spin coating) 방식으로 도전층(32) 위에 포토레지스트층(34)을 도포한다.As shown in FIG. 3B, the photoresist layer 34 is coated on the conductive layer 32 by spin coating.

도 3c에 도시된 바와 같이, 포토레지스트층(34) 위에 프로브 패턴(38)이 정의된 마스크(36)를 실리콘 기판(30)의 100방향으로 정렬시키고 자외선 노광 장치 등을 이용하여 포토레지스트층(34)을 노광한다. 이때 마스크(36)에는 프로브가 다수개 어레이 단위로 구성되어 있으며 각 프로브는 하나의 어레이에 함께 연결된 프로브 패턴(38)이 형성되어 있다. 프로브 패턴(38)은 도 1 또는 도 2와 같이 프로브 니들 팁(10)과, S 굴곡된 형태의 탄성체 부분(12)과, 기저 부분(13)과, 연결 핀(14) 등을 포함한다. As shown in FIG. 3C, the mask 36 having the probe pattern 38 defined on the photoresist layer 34 is aligned in the 100 direction of the silicon substrate 30, and the photoresist layer (eg, an ultraviolet light exposure apparatus) is used. 34) is exposed. In this case, the mask 36 includes a plurality of probes in array units, and each probe has a probe pattern 38 connected to one array. The probe pattern 38 includes a probe needle tip 10, an S-curved elastic portion 12, a base portion 13, a connecting pin 14, and the like as shown in FIG. 1 or 2.

계속해서 도 3d에 도시된 바와 같이, 노광된 포토레지스트층(34)에 현상 공정을 진행하여 마스크의 프로브 패턴에 따라 포토레지스트층을 패터닝(34a)한다.Subsequently, as shown in FIG. 3D, a developing process is performed on the exposed photoresist layer 34 to pattern the photoresist layer 34a according to the probe pattern of the mask.

그 다음 도 3e에 도시된 바와 같이, 도금 공정 등을 진행하여 포토레지스트 패턴(34a)에 의해 오픈된 도전층(32) 상부에 Ni, NiCo, NiFe 등의 금속 또는 금속 합금을 도금하여 프로브 구조물(39)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 3E, a plating process or the like is performed to plate a metal or metal alloy such as Ni, NiCo, NiFe, or the like on the conductive layer 32 opened by the photoresist pattern 34a. 39).

상기 도금 공정을 진행한 후에 각 어레이 프로브 패턴(38)에서 각 니들 팁을 화학적기계적연마(CMP : Chemical Mechanical Polishing) 공정으로 그 단면을 평탄화한다. After the plating process, each needle tip is flattened in the array probe pattern 38 by chemical mechanical polishing (CMP).

도 3f 및 도 3g에 도시된 바와 같이, 에싱(ashing) 공정 또는 습식 제거 공정을 진행하여 포토레지스트 패턴(34a)을 제거한 후에 제 1습식 식각 공정을 이용하여 실리콘 기판(30)을 제거한다. 그러면 프로브 구조물(38)과 그 아래의 도전층(32)만 남고 실리콘 기판은 제거된다.3F and 3G, the silicon substrate 30 is removed using a first wet etching process after removing the photoresist pattern 34a by an ashing process or a wet removal process. This leaves only the probe structure 38 and the conductive layer 32 below and the silicon substrate is removed.

계속해서 도 3h에 도시된 바와 같이, 제 2습식 식각 공정을 진행하여 프로브 구조물(38)로부터 도전층(32)을 제거한 후에, 다수개의 어레이로 연결된 프로브 패턴(38)을 각각의 어레이별로 분리한다. 이때, 어레이별로 분리된 프로브는 연결된 상태로 습식 식각방법, 또는 기계적 연마방법등을 이용하여 2차원적인 프로프 니들 팁 끝단을 피라미드 형태로 가공한다.Subsequently, as shown in FIG. 3H, after the second wet etching process is performed to remove the conductive layer 32 from the probe structure 38, the probe patterns 38 connected to the plurality of arrays are separated for each array. . In this case, the probes separated by arrays are processed in a pyramid shape by using a wet etching method or a mechanical polishing method in a connected state in the form of a pyramid.

그리고나서 도 3i에 도시된 바와 같이 각각의 어레이에서 각 프로브(1)를 커터기(cutter) 등으로 하나씩 절단하여 서로 분리한다.Then, as shown in FIG. 3I, each probe 1 in each array is cut one by one with a cutter or the like and separated from each other.

한편 본 발명에 따른 프로브 제조 공정에서는 도전층을 형성하고 포토레지스 트를 패터닝한 후에 도금 공정으로 프로브 구조물을 형성하였지만, 도전층 및 포토레지스트 패턴을 형성한 후에 식각 공정으로 도전층을 패터닝하여 프로브 구조물(38)을 형성할 수도 있다.Meanwhile, in the probe manufacturing process according to the present invention, the probe structure is formed by the plating process after forming the conductive layer and patterning the photoresist, but after forming the conductive layer and the photoresist pattern, the conductive layer is patterned by the etching process to form the probe structure. (38) may be formed.

본 발명에 따른 프로브 제조 방법은 종래와 같이 실리콘 산화막(SiO2) 등의 희생층 증착 공정을 사용하지 않고 실리콘 기판을 대신 사용하여 희생층 제거 공정시 프로브의 도전층 재질(예를 들어, Ni 등)이 희생층 제거용 식각 용액과 반응하여 발생하는 프로브의 식각 손실을 최소화할 수 있다.In the method of manufacturing a probe according to the present invention, instead of using a sacrificial layer deposition process such as silicon oxide (SiO 2), a conductive layer material (eg, Ni, etc.) of the probe during the sacrificial layer removal process is used instead of a silicon substrate. The etching loss of the probe generated by reacting with the etching solution for removing the sacrificial layer can be minimized.

그리고 본 발명은 마스크(36)를 실리콘 기판(30)의 100방향에 맞추어 정렬시키고 노광 공정을 진행하여 프로브 패턴 영역을 정의하는 포토레지스트 패턴을 형성한다. 실리콘 기판은 방향성에 따라 식각 속도의 차이가 크기 때문에 프로브 니들 팁 방향을 실리콘 기판의 식각 속도가 빠른 100 방향으로 맞추도록 마스크를 정렬함으로써 프로브 도전층 하부의 실리콘 기판을 식각할 때 프로브 니들 팁 부분에서의 실리콘 기판의 식각 속도를 높여 공정시간을 단축할 수 있고, 팁 부분에서의 실리콘 식각 불량을 방지할 수 있다.In the present invention, the mask 36 is aligned in the 100 direction of the silicon substrate 30 and an exposure process is performed to form a photoresist pattern defining a probe pattern region. Since the silicon substrate has a large difference in etching speed depending on the orientation, the mask needle is aligned so that the direction of the probe needle tip is aligned in the 100 direction in which the etching speed of the silicon substrate is high, so that the silicon needle under the probe conductive layer is It is possible to shorten the process time by increasing the etching speed of the silicon substrate of the silicon substrate, it is possible to prevent the silicon etching defects in the tip portion.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 프로브 니들 팁의 끝단 가공을 설명하기 위한 도면들이다.4A and 4B are views for explaining the end machining of the probe needle tip according to the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 프로브 패턴(38)의 니들 팁(10)을 어레이 단위로 습식 식각방법이나, 기계적 연마방법을 이용하여 니들 팁(10)을 피라미드 형태로 가공한다.  As illustrated in FIG. 4, the needle tip 10 of the probe pattern 38 is processed in a pyramid shape using a wet etching method or a mechanical polishing method in an array unit.

이와 같이 본 발명에 따른 프로브 제조 공정은 프로브 패턴을 다수개의 어레 이로 제작하고 각 어레이의 프로브 니들 팁을 피라미드 형태로 가공한 후에 각 프로브를 분리하기 때문에 팁을 하나씩 각각 가공하는 종래 기술과 달리, 제조 공정 시간 및 수율을 향상시킬 수 있다. 즉, 본 발명은 종래 각 프로브를 독립적으로 제작하여 기판 위에 제작된 프로브를 테이프에 붙여 다시 각각 떼어내고 하나씩 니들 팁 단면을 가공하기 때문에 오염 문제, 테입에서 떼어 낼 때 발생하는 물리적 변형에 의한 문제점 및 팁 끝단의 가공 시간이 길어지는 문제점을 해결할 수 있다.As described above, the probe manufacturing process according to the present invention manufactures a plurality of arrays of probe patterns and processes the probe needle tips of each array into pyramid shapes, and then separates the probes. Process time and yield can be improved. That is, according to the present invention, since each probe is manufactured independently, the probes formed on the substrate are attached to the tape, and each of the probes is detached from each other and the needle tip cross sections are processed one by one. This can solve the problem of longer machining time at the tip end.

도 5는 본 발명에 따른 프로브를 설치하기 위한 콘택 기판 구조를 나타낸 도면이다.5 is a view showing a contact substrate structure for installing a probe according to the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프로브를 설치하기 위한 콘택 기판(51)은 기판의 수직 방향으로 관통하는 다수개의 콘택홀 어레이(46)를 갖는 단층 실리콘 기판(40)이 형성된다. 이때 단층 실리콘 기판(40)의 콘택홀 어레이는 동시에 식각되기 때문에 각 층의 콘택홀이 정확히 정렬된다. 도면에 도시되지 않았지만 다수개의 콘택홀 어레이(46)를 갖는 단층 실리콘 기판(40)은 전체적으로 실리콘산화막 등의 절연박막이 증착되어 있다.As shown in FIG. 5, the contact substrate 51 for installing the probe according to the present invention is formed with a single layer silicon substrate 40 having a plurality of contact hole arrays 46 penetrating in the vertical direction of the substrate. At this time, since the contact hole array of the single layer silicon substrate 40 is etched at the same time, the contact holes of each layer are exactly aligned. Although not shown in the figure, the single-layer silicon substrate 40 having the plurality of contact hole arrays 46 is formed with an insulating thin film such as a silicon oxide film as a whole.

그리고 단층 실리콘 기판(40) 아래에는 다수개의 콘택홀 어레이(46) 영역을 포함하도록 기판이 밀링 등에 의해 기계가공된 오픈 영역(52)을 갖는 지지 기판(50)이 형성되어 있으며 이때 지지 기판(50)은 실리콘 기판(40)의 취약한 강성을 보강하는 역할을 한다. 이때 지지 기판(50)의 오픈 영역(52)은 예를 들어, 상기 다수개의 콘택홀 어레이(46) 영역을 포함하는 원형 또는 직사각형 형태를 갖는다. 또한 지지 기판(50)은 실리콘, 유리, 세라믹 또는 금속으로 이루어지며 단층 실리 콘 기판(40)과 지지 기판(50) 사이는 집적 본딩(direct boding), 애노딕 본딩(anodic bonding), 중간층 삽입 본딩(intermediate layer bonding) 등에 의해 서로 본딩된다.Under the single layer silicon substrate 40, a support substrate 50 having an open region 52 in which the substrate is machined by milling or the like is formed so as to include a plurality of contact hole array 46 regions. ) Serves to reinforce the weak rigidity of the silicon substrate 40. In this case, the open area 52 of the support substrate 50 may have a circular or rectangular shape including, for example, the plurality of contact hole array 46 areas. In addition, the support substrate 50 is made of silicon, glass, ceramic, or metal, and between the single-layer silicon substrate 40 and the support substrate 50 is direct bonding, anodic bonding, and interlayer insertion bonding. (intermediate layer bonding) and the like are bonded to each other.

이와 같이 본 발명의 콘택 기판(51)은 미세한 콘택홀 간격을 얻을 수 있도록 단층 실리콘 기판(40)에 MEMS 딥 실리콘 식각 공정으로 미세한 간격의 콘택홀(46)을 형성한 후에, 그 아래에 실리콘 기판(40)의 강성을 보강하기 위하여 밀링 등으로 기계가공된 지지 기판(50)을 본딩하여 제조한다.As described above, the contact substrate 51 of the present invention forms a finely spaced contact hole 46 in the single-layer silicon substrate 40 by the MEMS deep silicon etching process so as to obtain a fine contact hole spacing therebetween. In order to reinforce the stiffness of the 40, it is manufactured by bonding the support substrate 50 machined by milling or the like.

그러므로 본 발명에 따라 MEMS 공정을 이용하여 콘택홀(46)을 형성할 경우, 종래 기술에서 사용되는 기계가공된 콘택홀에 비하여 더 미세한 간격의 콘택홀 제작이 용이하다. 또한, 본 발명은 단층 실리콘 기판(40)에 콘택홀을 형성하기 때문에 다층 실리콘 기판이 사용되는 종래 기술에 비하여 제조 공정이 단순할 뿐만 아니라, 종래 기술에서 같은 크기의 홀이 제작된 다층 실리콘 기판을 적층할 때 발생할 수 있는 얼라인 등의 문제를 생략할 수 있다.Therefore, when the contact hole 46 is formed by using the MEMS process according to the present invention, it is easier to manufacture contact holes with finer spacing than the machined contact holes used in the prior art. In addition, since the present invention forms a contact hole in the single-layer silicon substrate 40, not only is the manufacturing process simpler than the conventional technology in which the multilayer silicon substrate is used, but also the multilayer silicon substrate in which holes of the same size are manufactured in the prior art. Problems such as alignment that may occur when laminating can be omitted.

그러므로 본 발명에 따른 프로브용 콘택 기판(51)은 프로브가 연결되기 위한 콘택홀이 형성된 단층 실리콘 기판(40)의 강성을 지지 기판(50)에서 보강하기 때문에 미세 간격의 콘택홀이 필요한 64 파라(para. 또는 DUT)이상의 프로브 카드 제작이 가능하다. 이때, 파라는 웨이퍼 상의 칩 중에 한번에 측정가능한 갯수를 일컫는 것이다.Therefore, since the probe contact substrate 51 according to the present invention reinforces the rigidity of the single-layer silicon substrate 40 in which the contact holes for connecting the probes are formed on the support substrate 50, the contact holes having a fine interval of 64 para ( para. or DUT) or more probe cards can be manufactured. In this case, para refers to the number of measurable chips at a time on a wafer.

한편 본 발명의 단층 실리콘 기판(40)에 형성된 다수개 콘택홀 어레이(46)는 콘택홀이 일정 간격을 두고 규칙적으로 배열되거나, 지그재그 형태로 배열될 수도 있다. 이때 지그재그 형태로 콘택홀이 배열될 경우 일렬로 배열되는 콘택홀에 비하여 미세 간격 프로브용 콘택홀 간격을 보다 넓게 활용할 수 있다.On the other hand, the plurality of contact hole arrays 46 formed on the single layer silicon substrate 40 of the present invention may be arranged in regular contact with a predetermined interval, or may be arranged in a zigzag form. In this case, when the contact holes are arranged in a zigzag form, the contact hole spacing for the micro-gap probe may be used more widely than the contact holes arranged in a line.

도 6a 내지 도 6i는 본 발명에 따른 프로브를 설치하기 위한 콘택 기판을 제조하는 과정을 나타낸 공정 순서도이다. 이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 프로브 제조 방법의 일 예를 설명하면 다음과 같이 진행된다.6A to 6I are process flowcharts illustrating a process of manufacturing a contact substrate for installing a probe according to the present invention. Referring to these drawings, an example of a probe manufacturing method according to the present invention will be described as follows.

도 6a에 도시된 바와 같이, 단층 실리콘 기판(40) 위에 스핀 코팅 방식으로 포토레지스트층(42)을 도포한다.As shown in FIG. 6A, the photoresist layer 42 is coated on the single layer silicon substrate 40 by spin coating.

그리고 도 6b에 도시된 바와 같이, 포토레지스트층(42) 상부에 다수개의 콘택홀 어레이 패턴을 갖는 마스크(44)와 자외선 노광 장치, 엑스레이(X-ray) 노광 장치, 전자 빔(E-beam) 노광 장치 등을 이용하여 포토레지스트층(42)을 노광한다.6B, a mask 44 having a plurality of contact hole array patterns on the photoresist layer 42, an ultraviolet exposure device, an X-ray exposure device, and an electron beam (E-beam). The photoresist layer 42 is exposed using an exposure apparatus or the like.

도 6c에 도시된 바와 같이, 노광된 포토레지스트층(42)에 현상 공정을 진행하여 마스크의 콘택홀 어레이 패턴에 따라 포토레지스트층을 패터닝(42a)한다.As shown in FIG. 6C, a development process is performed on the exposed photoresist layer 42 to pattern the photoresist layer 42a according to the contact hole array pattern of the mask.

그 다음 도 6d에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 패턴(42a)에 의해 드러난 단층 실리콘 기판(40)을 MEMS 방식의 딥(deep) 실리콘 건식 식각하여 단층 실리콘 기판(40)이 관통되는 다수개의 콘택홀 어레이(46)를 형성한다. 이때, 딥 실리콘 식각을 위한 마스크는 포토레지스트 이외에 금속이나 실리콘 산화막 등의 하드 마스크를 이용할 수도 있다.Next, as shown in FIG. 6D, a plurality of contact holes through which the single layer silicon substrate 40 exposed by the photoresist pattern 42a is etched by MEMS deep silicon dry etching are penetrated. The array 46 is formed. In this case, a mask for deep silicon etching may use a hard mask such as a metal or a silicon oxide film in addition to the photoresist.

계속해서 도 6e에 도시된 바와 같이, 에싱 공정을 진행하여 포토레지스트 패턴을 제거한다. 그리고 콘택홀 어레이(46)가 형성된 단층 실리콘 기판(40) 전체에 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 등의 절연 박막(48)을 화학기상증착법(CVD) 공정 등 으로 얇게 증착한다. Subsequently, as shown in FIG. 6E, an ashing process is performed to remove the photoresist pattern. Then, an insulating thin film 48 such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or the like is thinly deposited on the entire single layer silicon substrate 40 on which the contact hole array 46 is formed by a chemical vapor deposition (CVD) process.

그리고 도 6f 및 도 6g에 도시된 바와 같이, 실리콘, 유리, 세라믹 또는 금속으로 지지 기판(50)을 형성한 후에, 밀링 등의 기계가공으로 지지 기판(50)을 가공하여 다수개의 콘택홀 어레이 영역에 대응되는 타원형, 직사각형 등의 형태를 갖는 오픈 영역(52)을 형성한다. 이때 오픈 영역(52)은 지지 기판(50)이 완전히 관통되도록 가공하여 형성한다.6F and 6G, after the support substrate 50 is formed of silicon, glass, ceramic, or metal, the support substrate 50 is processed by milling or the like to form a plurality of contact hole array regions. To form an open area 52 having an elliptical shape, a rectangular shape, or the like. In this case, the open area 52 is formed by processing the support substrate 50 to be completely penetrated.

그 다음 도 6h에 도시된 바와 같이, 절연 박막(48)이 증착되며 다수개의 콘택홀 어레이를 갖는 단층 실리콘 기판(40)과 원형 오픈 영역(52)을 갖는 지지 기판(50)을 서로 정렬하고 이들 기판(40, 50)을 직접 본딩, 애노딕 본딩, 중간층 삽입본딩 등의 방법을 이용하여 본딩하여 도 6i에 보여지는 바와 같은 콘택 기판을 제조하게 된다.Then, as shown in FIG. 6H, an insulating thin film 48 is deposited and the single layer silicon substrate 40 having a plurality of contact hole arrays and the supporting substrate 50 having a circular open area 52 are aligned with each other and are The substrates 40 and 50 are bonded using methods such as direct bonding, anodic bonding, interlayer insertion bonding, and the like to produce a contact substrate as shown in FIG. 6I.

도 7은 본 발명에 따른 프로브를 콘택 기판에 연결하는 프로브 카드 제작 과정의 일부를 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining a part of the manufacturing process of the probe card connecting the probe to the contact substrate according to the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따라 제조된 콘택 기판(51)은 다수개의 콘택홀 어레이(46)가 형성된 단층 실리콘 기판(40)과 실리콘 기판(40)의 강성을 보강하기 위한 지지 기판(50)이 본딩된다. 프로브 콘택 장비를 사용하여 콘택 기판(51)의 각각의 콘택홀(46)에 본 발명에 따라 제조된 프로브를 수직 방향으로 삽입 연결한다.Referring to FIG. 7, the contact substrate 51 manufactured according to the present invention includes a single-layer silicon substrate 40 having a plurality of contact hole arrays 46 and a support substrate 50 for reinforcing the rigidity of the silicon substrate 40. ) Is bonded. A probe manufactured according to the present invention is inserted and connected in the vertical direction to each contact hole 46 of the contact substrate 51 using the probe contact equipment.

본 발명에서는 도 1과 같이 기저 부분에 정렬 핀이 없는 프로브 구조일 경우 콘택 기판(51)의 한 개 콘택홀마다 한 개의 프로브의 연결핀이 삽입 연결된다.In the present invention, as shown in FIG. 1, when the probe structure does not have an alignment pin at the base portion, a connection pin of one probe is inserted and connected to each contact hole of the contact substrate 51.

또한 본 발명에서 도 2와 같이 기저 부분에 정렬 핀이 있는 프로브 구조일 경우 콘택 기판(51)의 두 개 콘택홀마다 한 개의 프로브가 삽입 연결된다. 즉, 첫 번째의 수직 콘택홀에는 프로브 연결 핀이 삽입되고, 두 번째의 수평 콘택홀에는 프로브의 정렬 핀이 삽입된다. 두 개의 콘택홀에 프로브가 삽입되기 용이하도록 첫 번째 콘택홀은 콘택홀의 길이 방향으로 프로브 연결핀의 크기에 비하여 10㎛ 이상 크게 형성하고, 프로브 니들 팁의 위치가 수 ㎛ 이내에 정렬되도록 두 번째인 수평 콘택홀은 프로브 정렬핀의 크기에 비하여 콘택홀의 길이 방향으로 크기가 3∼10㎛ 크게 형성한다.In addition, in the present invention, in the case of the probe structure having the alignment pin at the base portion as shown in FIG. 2, one probe is inserted and connected to each of the two contact holes of the contact substrate 51. That is, the probe connecting pin is inserted into the first vertical contact hole, and the alignment pin of the probe is inserted into the second horizontal contact hole. In order to facilitate insertion of the probe into the two contact holes, the first contact hole is formed to be 10 μm or more larger than the size of the probe connecting pin in the length direction of the contact hole, and the second horizontal so that the position of the probe needle tip is aligned within a few μm. The contact hole is formed to have a size of 3 ~ 10㎛ larger in the longitudinal direction of the contact hole than the size of the probe alignment pin.

한편 도면에 도시되지 않았지만, 이와 같이 다수개의 프로브를 각 콘택홀에 삽입 연결한 콘택 기판(51)은 각 프로브에 전기적 신호를 전달하기 위한 MLC 기판, 또는 인쇄회로기판(PCB : Printed Circuit Board) 회로에 직접 마운팅하여 프로브 카드를 제조한다.Although not shown in the drawing, the contact substrate 51 in which a plurality of probes are inserted into and connected to each contact hole is an MLC substrate or a printed circuit board (PCB) circuit for transmitting an electrical signal to each probe. Prepare the probe card by mounting directly on the.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 프로브의 니들 팁과 기저 부분이 S형태의 굴곡된 탄성체로 연결된 구조로 프로브를 제작할 수 있으며 이러한 프로브가 삽입 연결되는 콘택 기판을 미세 콘택홀이 형성된 단층의 실리콘 기판과 그 아래에 실리콘 기판의 강성을 보강하기 위해 본딩된 지지 기판으로 제작할 수 있다.As described above, the present invention can produce a probe in a structure in which the needle tip and the base portion of the probe are connected by an S-shaped curved elastic body, and the contact substrate into which the probe is inserted is connected to a single layer silicon substrate having a fine contact hole. It can be fabricated with a bonded support substrate underneath to reinforce the rigidity of the silicon substrate.

그리고 본 발명의 프로브는 정렬핀이 추가로 구비되어 있어서 콘택 기판의 콘택홀에 연결핀을 삽입할 경우, 인접한 콘택홀에 정렬핀이 삽입되면서 연결핀이 자동으로 정렬되어, 추가로 삽입된 연결핀들을 정렬해야하는 번거러움을 없앤다.And the probe of the present invention is further provided with an alignment pin, when inserting the connection pin in the contact hole of the contact substrate, the connection pin is automatically aligned while the alignment pin is inserted into the adjacent contact hole, the additional insertion pins Eliminate the hassle of having to sort it.

또 본 발명은 콘택 기판의 미세 콘택홀을 지그재그 형태로 배열함으로써 일 렬로 정렬되어 있는 프로브 카드에 비하여 미세한 간격에 대한 대응이 용이하다. 따라서, 미세 간격을 필요로 하는 64 파라 이상의 프로브 카드에도 유용하게 활용할 수 있다.In addition, according to the present invention, the micro contact holes of the contact substrate are arranged in a zigzag form, so that the micro-contact holes are easily coped with each other in comparison with the probe cards arranged in a row. Therefore, it can be usefully used for probe cards of 64 para or more that require fine spacing.

또한 본 발명의 프로브 카드는 콘택 기판의 콘택홀에 프로브의 연결핀을 삽입하는 형태이므로 사용 중에 프로브가 파손되더라도 파손된 프로브만을 제거하고 다시 새로운 프로브를 삽입하여 수리할 수 있다.In addition, since the probe card of the present invention inserts the connection pin of the probe into the contact hole of the contact substrate, even if the probe is damaged during use, only the damaged probe can be removed and a new probe can be inserted again to repair the probe.

그러므로 본 발명은 파손된 프로브의 수리가 용이할 뿐만 아니라 미세화되며 그 특성이 향상된 프로브, 그 콘택 기판 및 프로브 카드를 제작할 수 있다. Therefore, the present invention can fabricate a probe, a contact substrate, and a probe card that are not only easy to repair the broken probe but also refined and improved in their properties.

한편, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것이 아니라 후술되는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주내에서 당업자에 의해 여러 가지 변형이 가능하다.On the other hand, the present invention is not limited to the above-described embodiment, various modifications are possible by those skilled in the art within the spirit and scope of the present invention described in the claims to be described later.

Claims (22)

웨이퍼 칩 패드에 콘택되는 프로브 카드의 프로브에 있어서,A probe of a probe card contacting a wafer chip pad, 도전성 물질의 프로브 니들 팁과,A probe needle tip of a conductive material, 상기 프로브 니들 팁에 S형태로 굴곡되게 연결되어 상기 웨이퍼 칩 패드에 접촉되었을 때 힘을 완충시키며, 상기 S형태 굴곡 부분과 기저부분을 연결하는 추가의 보조패턴을 통해 상기 프로브 니들 팁이 받는 응력을 분산시키는 도전성 물질의 탄성체 부분과,The probe needle tip is bent in an S-shape to buffer the force when it is in contact with the wafer chip pad, and to provide stress to the probe needle tip through an additional auxiliary pattern connecting the S-shaped bend and the base. An elastic portion of the conductive material to be dispersed, 상기 탄성체 부분에 연결되어 있는 도전성 물질의 상기 기저 부분과,The base portion of a conductive material connected to the elastic portion, 상기 기저 부분에 수직으로 연결되며 상기 프로브 카드의 콘택 기판의 콘택홀에 삽입 연결되기 위한 연결 핀A connecting pin vertically connected to the base portion and inserted into a contact hole of a contact substrate of the probe card; 을 포함하는 프로브 구조.Probe structure comprising a. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 프로브 니들 팁은 피라미드 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 프로브 구조.And the probe needle tip has a pyramid cross section. 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기저 부분에 상기 연결 핀 방향으로 돌출된 패턴으로 이루어진 정렬 핀을 더 포함하여 상기 프로브를 상기 콘택 기판에 삽입과 동시에 자동으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 프로브 구조.And an alignment pin having a pattern protruding in the direction of the connecting pin in the base portion, the probe structure being automatically aligned with the insertion of the probe into the contact substrate. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 연결 핀에 스피링 형태의 연결 탄성체 부분이 추가 설치된 것을 특징으로 하는 프로브 구조.Probe structure, characterized in that the connecting elastic portion of the spring form is further installed on the connecting pin. 웨이퍼 칩 패드에 콘택되는 프로브 카드의 프로브가 삽입, 연결되는 콘택 기판에 있어서,A contact substrate into which a probe of a probe card contacted to a wafer chip pad is inserted and connected, 수직 방향으로 관통하는 일정간격의 규칙적으로 배열된 또는 지그재그 형태로 배열된 다수개의 콘택홀 어레이를 갖는 단층 실리콘 기판과,A single layer silicon substrate having a plurality of regularly arranged or zigzag arranged contact hole arrays penetrating in a vertical direction; 상기 단층 실리콘 기판 아래에 본딩되며 상기 다수개의 콘택홀 어레이 영역을 포함하도록 타원형 또는 직사각형 형태로 기계가공된 지지 기판A support substrate bonded under the monolayer silicon substrate and machined in an oval or rectangular shape to include the plurality of contact hole array regions 을 포함하는 프로브 콘택 기판.Probe contact substrate comprising a. 삭제delete 삭제delete 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 단층 실리콘 기판은 절연박막이 증착된 것을 특징으로 하는 프로브 콘택 기판.The single layer silicon substrate is a probe contact substrate, characterized in that the insulating thin film is deposited. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 지지 기판은 실리콘, 유리, 세라믹 또는 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 프로브 콘택 기판.The support substrate is a probe contact substrate, characterized in that made of silicon, glass, ceramic or metal. 웨이퍼 칩 패드에 콘택되는 프로브 카드의 프로브를 제조함에 있어서,In manufacturing the probe of the probe card in contact with the wafer chip pad, 반도체 기판 위에 도전층을 형성하는 단계와,Forming a conductive layer on the semiconductor substrate, 상기 도전층 위에 프로브 니들 팁에 S형태로 굴곡된 탄성체 부분을 갖는 프 로브 패턴이 다수개 어레이로 배열된 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와,Forming a photoresist pattern in which a probe pattern having an elastic portion bent in an S shape at the probe needle tip is arranged in an array on the conductive layer; 상기 포토레지스트 패턴에 의해 오픈된 상기 도전층 상부에 도금 공정으로 프로브 구조물을 형성하는 단계와,Forming a probe structure on the conductive layer opened by the photoresist pattern by a plating process; 상기 포토레지스트 패턴, 상기 반도체 기판 및 상기 도전층을 제거하는 단계Removing the photoresist pattern, the semiconductor substrate, and the conductive layer 를 포함하는 프로브 제조 방법.Probe manufacturing method comprising a. 웨이퍼 칩 패드에 콘택되는 프로브 카드의 프로브를 제조함에 있어서,In manufacturing the probe of the probe card in contact with the wafer chip pad, 반도체 기판 위에 도전층을 형성하는 단계와,Forming a conductive layer on the semiconductor substrate, 상기 도전층 위에 프로브 니들 팁에 S형태로 굴곡된 탄성체 부분을 갖는 프로브 패턴이 다수개 어레이로 배열된 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와,Forming a photoresist pattern in which a probe pattern having an elastic portion bent in an S shape at the probe needle tip is arranged in an array on the conductive layer; 상기 포토레지스트 패턴에 의해 오픈된 상기 도전층을 패터닝하여 프로브 구조물을 형성하는 단계와,Patterning the conductive layer opened by the photoresist pattern to form a probe structure; 상기 포토레지스트 패턴 및 상기 반도체 기판을 제거하는 단계Removing the photoresist pattern and the semiconductor substrate 를 포함하는 프로브 제조 방법.Probe manufacturing method comprising a. 제 12항 또는 제 13항에 있어서,The method according to claim 12 or 13, 상기 반도체 기판은 100방향의 실리콘 기판인 것을 특징으로 하는 프로브 제조 방법.The semiconductor substrate is a probe manufacturing method, characterized in that the silicon substrate in the 100 direction. 제 12항 또는 제 13항에 있어서,The method according to claim 12 or 13, 상기 방법은 상기 반도체 기판을 제거한 후에, 상기 다수개의 어레이로 연결된 프로브 패턴을 각각의 어레이별로 분리하고, 각각 어레이에서 각 프로브를 분리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 제조 방법.And after removing the semiconductor substrate, separating the probe patterns connected to the plurality of arrays for each array, and separating each probe from each array. 제 15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 각 프로브를 분리하기 전에, 상기 각 어레이단위로 프로브 패턴의 니들 팁의 끝단을 습식 식각 공정, 또는 연마 방법으로 가공하여 피라미드 형태로 가공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 제조 방법.Before the separation of the probe, the method of manufacturing a probe, characterized in that the step of processing the end of the needle tip of the probe pattern in each array unit by a wet etching process or a grinding method to form a pyramid. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete

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