(57)【要約】【解決手段】プローブカード及びその製造方法を提供する。前記方法は、複数の導電パターンが形成された基板上に、導電パターンに電気的に接続するソルダーバンプを形成し、ソルダーバンプにより支持されながら導電パターンに接続するプローブを形成した後、ソルダーバンプを溶融することでプローブを基板に固定するステップを含む。このとき、ソルダーバンプを形成するステップは、所定のフォト及びエッチング工程を用いてソルダーバンプを同一な大きさ及びパターンに形成するステップを含む。
2009513970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の導電パターンが形成された基板上に、前記導電パターンに電気的に接続され、是プローブが挿入される間隙部を有するソルダーバンプを形成するステップと、
前記間隙部に前記プローブを挿入し、前記プローブは前記ソルダーバンプにより支持され、前記プローブを前記導電パターンに接続するステップと、
前記ソルダーバンプを溶融することで、前記プローブを前記基板に固定するステップと、
を含むことを特徴とするプローブカードの製造方法。
【請求項２】
前記ソルダーバンプを形成するステップは、
前記基板上に開口部を有するマスクパターンを形成するステップと、
前記マスクパターンをモールドとして、前記導電パターンに電気的に接続する前記ソルダーバンプを形成するステップと、
前記マスクパターンを除去して前記間隙部を形成するステップと、を含み、
前記開口部は、前記導電パターンの上部に形成されることを特徴とする請求項１に記載のプローブカードの製造方法。
【請求項３】
前記ソルダーバンプは、前記マスクパターンをモールドとして使用する電気めっき技術を適用して形成されることを特徴とする請求項２に記載のプローブカードの製造方法。
【請求項４】
前記ソルダーバンプは、Ｓｎ−Ｐｂ系列、Ｓｎ−Ｂｉ系列、Ｓｎ−Ａｇ系列及びＳｎ−Ｚｎ系列の物質のうち少なくとも一つを使用して形成されることを特徴とする請求項１に記載のプローブカードの製造方法。
【請求項５】
前記ソルダーバンプを形成するステップの前に、前記プローブを物理的に支持しながら前記導電パターンに電気的に接続する支持バンプを形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のプローブカードの製造方法。
【請求項６】
前記支持バンプは、所定のフォト及びエッチング工程により一度で形成されることを特徴とする請求項５に記載のプローブカードの製造方法。
【請求項７】
前記支持バンプを形成するステップは、
前記基板上に前記導電パターンの上部面を露出する支持バンプマスクパターンを形成するステップと、
前記支持バンプマスクパターンをモールドとして使用する電気めっき技術を適用して、前記導電パターンに電気的に接続する前記支持バンプを形成するステップと、
を含むことを特徴とする請求項５に記載のプローブカードの製造方法。
【請求項８】
前記プローブは、ガイド支持部及びプラグのうち少なくとも一つを備え、
前記ガイド支持部は前記支持バンプまたは前記ソルダーバンプのパターンに対応するパターンを有し、前記プラグは、前記支持バンプまたは前記基板のパターンに対応するパターンを有することを特徴とする請求項５に記載のプローブカードの製造方法。
【請求項９】
前記基板には、前記プラグのパターンに対応する溝が形成され、前記溝は、前記ソルダーバンプまたは前記支持バンプの下部面より低い底面を有することを特徴とする請求項５に記載のプローブカードの製造方法。
【請求項１０】
複数の導電パターンが形成された基板と、
前記基板上に配置され、前記導電パターンに電気的に接続するプローブと、
前記プローブを前記基板に固定するソルダーバンプ溶融体と、を含み、
前記プローブはその側壁から突出するガイド支持部を備え、前記ソルダーバンプ溶融体は前記ガイド支持部により複数の部分ソルダーバンプに分けられたことを特徴とするプローブカード。
【請求項１１】
前記ソルダーバンプ溶融体は、Ｓｎ−Ｐｂ系列、Ｓｎ−Ｂｉ系列、Ｓｎ−Ａｇ系列及びＳｎ−Ｚｎ系列の物質のうち少なくとも一つからなることを特徴とする請求項１０に記載のプローブカード。
【請求項１２】
前記ソルダーバンプ溶融体と前記導電パターンとの間には、前記プローブを物理的に支持しながら前記導電パターンに電気的に接続する支持バンプがさらに配置されることを特徴とする請求項１０に記載のプローブカード。
【請求項１３】
前記プローブは、前記支持バンプまたは前記基板のパターンに対応するパターンを有するプラグをさらに備え、
前記ガイド支持部は、前記支持バンプまたは前記ソルダーバンプのパターンに対応するパターンを有することを特徴とする請求項１２に記載のプローブカード。
【請求項１４】
前記基板には前記プラグのパターンに対応する溝が形成され、前記溝は前記ソルダーバンプまたは前記支持バンプの下部面より低い底面を有することを特徴とする請求項１３に記載のプローブカード。
【請求項１５】
前記溝は前記導電パターンの中央下部に形成され、前記導電パターンは中央部で前記溝を露出する中空部を有することを特徴とする請求項１４に記載のプローブカード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子素子テスト装置に使用されるプローブカード及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プローブカードは、所定の基板及び前記基板上に配列されたプローブを含む装置であり、微細電子装置（例えば、半導体装置）の電気的特性を測定するために使用される。よく知られているように、半導体装置は、外部電子装置と相互信号伝達のためにその表面に形成されるパッドを備える。即ち、半導体装置は、前記パッドを介して電気的信号を受信して所定の動作を行った後、処理した結果を再びパッドを介して外部電子装置に伝達する。ここで、前記プローブカードは、前記半導体装置と前記外部電子装置（例えば、テスター）との間の電気的経路を形成することで、前記半導体装置に対する電気的テストを可能とする。
【０００３】
一方、半導体装置の高集積化に伴い、前記半導体装置のパッドは微細化するだけでなく、それらの間の間隔も減少している。したがって、前記プローブカードも半導体装置の高集積化に対応して微細に製作される必要があるが、そのような微細化の要求は、前記プローブカードの製作過程を難しくする。特に、プローブカード基板に前記半導体装置のパッドに接触するプローブを付着させる結合工程は、半導体装置の高集積化により様々な技術的困難に直面している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記結合工程のために用いられる技術には、手作業に基づいた半田付け技術、フリップチップボンダーを使用する技術及びレーザを使用する技術などがある。しかしながら、前記手作業に基づいた半田付け技術は、使用者の熟練度によって製品の品質が決まるだけでなく、作業時間が長いという短所を有する。さらに、上述の微細化傾向によって、前記方法は、要求される整列精度を満足させることが難しい。
【０００５】
前記フリップチップボンダーを使用する技術は、現在広く使用されているが、ただ一つのプローブ不良がプローブカード全体の不良へと繋がるため、製品の生産収率が低いという短所を有する。尚、前記方法は高価の装備を必要とするため、製品の生産費用が増加する問題点を有する。
【０００６】
また、前記レーザを使用する結合技術は、それぞれのプローブを個別的に加熱してボンディングするステップを含むため、前記半田付け技術と同様に、作業時間が長くなる短所を有する。尚、前記技術はプローブの急速加熱及び急速冷却を含むため、急激な温度変化による製品破損の問題が伴う。
【０００７】
さらに、プローブをプローブカードに固定するためには接着剤が使用されるが、上述した技術では前記接着剤の配置及び体積を必要によって精密に制御し難い。かかる接着剤のパターン及び体積に対する制御の難しさは、プローブの高さの不均一をもたらし、プローブカードの品質を低下させる原因となり得る。特に、上述した技術によれば、プローブそれぞれを固定するために使用される接着剤が基板全体にわたって所定のパターン及び大きさを有するように形成されないため、上述したプローブの高さの不均一を克服するのは困難である。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、プローブの高さが均一なプローブカードを提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、プローブの高さを均一にするプローブカードの製造方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の目的は、プローブカードの製作時間を減らし、急激な温度変化による製品の破損を防止することができるプローブカードの製造方法を提供することにある。
【００１１】
本発明のまた他の目的は、プローブをプローブカード基板に固定するために使用される接着剤が所定のパターン及び大きさを有するようにするステップを含むプローブカードの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成すべく、本発明は、所定のフォト及びエッチング工程を用いてソルダーバンプを形成するステップを含むプローブカードの製造方法を提供する。前記方法は、複数の導電パターンが形成された基板上に、前記導電パターンに電気的に接続するソルダーバンプを形成するステップと、前記ソルダーバンプにより支持され、前記導電パターンに接続するプローブを配置するステップと、前記ソルダーバンプを溶融することで、前記プローブを前記基板に固定するステップと、を含む。
【００１３】
本発明の一実施の形態によれば、前記ソルダーバンプを形成するステップは、前記基板上に開口部を有するマスクパターンを形成するステップと、前記マスクパターンをモール度として、前記導電パターンに電気的に接続する前記ソルダーバンプを形成するステップと、前記マスクパターンを除去するステップと、を含む。ここで、前記開口部は、前記導電パターンの上部に形成され、さらに、同一な大きさ及びパターンを有するように形成され得る。また、前記ソルダーバンプは、前記マスクパターンをモールドとして使用する電気めっき技術を適用して形成されることが好ましい。
【００１４】
本発明によれば、前記ソルダーバンプは、Ｓｎ−Ｐｂ系列、Ｓｎ−Ｂｉ系列、Ｓｎ−Ａｇ系列及びＳｎ−Ｚｎ系列の物質のうち少なくとも一つを使用して形成される。
本発明の他の実施の形態によれば、前記ソルダーバンプを形成するステップの前に、前記プローブを物理的に支持しながら前記導電パターンに電気的に接続する支持バンプを形成するステップをさらに含むことができる。前記支持バンプは、所定のフォト及びエッチング工程により、前記支持バンプを同一な大きさ及びパターンで形成することが好ましい。より具体的に、前記支持バンプを形成するステップは、前記基板上に前記導電パターンの上部面を露出する支持バンプマスクパターンを形成するステップと、前記支持バンプマスクパターンをモールドとして使用する電気めっき技術を適用して、前記導電パターンに電気的に接続する前記支持バンプを形成するステップと、を含むことができる。
【００１５】
本発明の実施の形態によれば、前記プローブは、ガイド支持部及びプラグのうち少なくとも一つを備え、  前記ガイド支持部は前記支持バンプまたは前記ソルダーバンプのパターンに対応するパターンを有し、前記プラグは、前記支持バンプまたは前記基板のパターンに対応するパターンを有する。ここで、前記基板には、前記プラグのパターンに対応する溝が形成されることができる。前記溝は、前記ソルダーバンプまたは前記支持バンプの下部面より低い底面を有する。
【００１６】
上記の他の目的を達成すべく、本発明は、部分ソルダーバンプ溶融体を含むことを特徴とするプローブカードを提供する。前記プローブカードは、複数の導電パターンが形成された基板と、前記基板上に配置され、前記導電パターンに電気的に接続するプローブと、前記プローブを前記基板に固定するソルダーバンプ溶融体と、を含む。このとき、前記プローブはガイド支持部を備え、前記ソルダーバンプ溶融体は前記ガイド支持部により複数の部分ソルダーバンプに分けられる。
【００１７】
前記ソルダーバンプ溶融体は、Ｓｎ−Ｐｂ系列、Ｓｎ−Ｂｉ系列、Ｓｎ−Ａｇ系列及びＳｎ−Ｚｎ系列の物質のうち少なくとも一つからなる。さらに、前記ソルダーバンプ溶融体と前記導電パターンとの間には、前記プローブを物理的に支持しながら前記導電パターンに電気的に接続する支持バンプがさらに配置されることができる。
前記プローブは、前記支持バンプまたは前記基板のパターンに対応するパターンを有するプラグをさらに備えることができる。また、前記ガイド支持部は、前記支持バンプまたは前記ソルダーバンプのパターンに対応するパターンを有することが好ましい。
【００１８】
本発明の一実施の形態によれば、前記基板には、前記ソルダーバンプまたは前記支持バンプの下部面より低い底面を有し、前記プラグのパターンに対応する溝が形成されることができる。この場合、前記溝は前記導電パターンの中央下部に形成され、前記導電パターンは中央部で前記溝を露出する中空部を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、所定のマスクパターンをモールドとして用いてソルダーバンプを形成する。このとき、前記マスクパターンはフォト工程により形成できるため、前記ソルダーバンプを所望のパターンに形成でき、さらに、ソルダーバンプのパターンを基板全体にわたって同一に形成することができる。従って、プローブの連結部構造に対応するソルダーバンプを基板全体にわたって同一なパターン及び体積で形成できる。その結果、プローブは基板全体にわたって同一な高さで形成できる。
【００２０】
さらに、本発明によれば、漸進的に内部温度を上昇させるか下降させることができる加熱装置を用いて前記ソルダーバンプを溶融する。従って、本発明によるプローブカードは、熱的ストレスにより製品を破損させずに製作できる。また、前記加熱装置は、基板全体にわたった前記ソルダーバンプを溶融／冷却するため、各プローブを個別的にプローブカード基板に付着させる技術に比べて、作業時間を画期的に減らすことができる。かかる作業時間の減少により製品の生産効率が増大し、製品の製造費用を節減できる。
【００２１】
本発明によれば、支持バンプ及びソルダーバンプは平坦化工程により形成される。したがって、基板が平坦でなくても、本発明によるプローブは改善された平坦度を有することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図面に基づき、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明する。しかしながら、本発明は、ここで説明される実施の形態に限定されず他の形態に具体化され得る。むしろ、ここで紹介される実施の形態は、開示される内容が徹底且つ完全になるように、そして当業者に本発明の思想が十分に伝達されるように提供されるものである。
【００２３】
図面において、膜及び領域の厚さは明確性のために誇張される。また、膜が他の膜または基板「上」にあると言及される場合、それは他の膜または基板上に直接形成されるかまたはそれらの間に第３の膜が介在され得る。また、膜が他の膜の「下」にあると言及される場合、それは他の膜の下に直接形成されるかまたはそれらの間に第３の膜が介在され得る。また、膜が二つの膜の「間」にあると言及される場合、それは二つの膜にある唯一の膜であるか、またはそれらの間に一つまたは複数の膜が介在され得る。明細書全体にわたって、同一な参照符号は同一な構成要素を示す。
【００２４】
図１、 図３、 図５、 図７、図９  及び 図１１は、本発明の第１の実施の形態によるプローブカードの製造方法を説明するための平面図及び断面図である。図２、図４、図６、図８、図１０及び図１２は、本発明の第１の実施の形態によるプローブカードの製造方法を説明するための断面図であり、図１、
図３、 図５、 図７、図９  及び 図１１の点線Ｉ−Ｉ’に沿う断面を示す。
【００２５】
図１及び図２を参照すれば、本発明のプローブカードを形成するために、パッド２０が形成された基板１０を準備する。前記パッド２０は、前記基板１０の一面上に配置され、前記基板１０内に形成された所定の導電パターン１５に電気的に接続する。前記導電パターン１５は、テスター（ｔｅｓｔｅｒ）のような外部電子装置に連結される。また、前記パッド２０は測定対象に形成された端子（例えば、半導体装置に形成された入出力パッド）の配置に対応する位置に形成され得る。本発明によれば、多層プリント回路基板が前記基板１０として使用されることができる。
前記パッド２０は、銅、ニッケル、タングステン、金及びこれらの合金物質などのうち選択された少なくとも一つからなり得る。しかし、本発明によるパッド２０は、他の様々な金属性物質及びこれらの合金物質のうち少なくとも一つを含むことができる。
【００２６】
図３及び図４を参照すれば、前記パッド２０が形成された基板１０上に、前記パッド２０上部面の一部を露出する第１開口部３５を有する第１マスクパターン３０を形成する。前記第１開口部３５は、後続工程で支持バンプ４０（図５及び図６を参照）のパターンを定義する。即ち、前記第１マスクパターン３０は、前記支持バンプ４０のモールドとして使用される。
【００２７】
本発明によれば、前記第１マスクパターン３０は、前記パッド２０、前記基板１０及び前記支持バンプ２０に対してエッチング選択性を有する物質で形成されることが好ましい。例えば、前記第１マスクパターン３０は、通常のリソグラフィ工程により形成されるフォトレジストパターンで形成され得る。その場合、前記第１マスクパターン３０を形成するステップは、前記パッド２０が形成された基板上にフォトレジスト膜を形成した後、前記第１開口部３５の位置を定義する所定のフォトマスクを用いて前記フォトレジスト膜を露光するステップを含む。その後、前記露光したフォトレジスト膜を現像することで、前記第１マスクパターン３０として使用されるフォトレジストパターンを完成する。
【００２８】
本発明の他の実施の形態によれば、前記フォトレジスト膜を形成する前に、前記パッド２０が形成された基板上に前記第１マスクパターン３０として用いられる所定のマスク膜を形成することができる。この場合、前記フォトレジストパターンをエッチングマスクとして前記マスク膜をパターニングすることで、前記第１マスクパターン３０が完成される。
【００２９】
本発明の一実施の形態によれば、前記第１マスクパターン３０は、前記パッド２０の上部面中央部及び前記パッド２０周辺の基板を覆うように形成され得る。即ち、前記第１開口部３５は、図示のように、前記パッド２０の上部面のエッジを露出するように形成され得る。しかし、本発明による前記第１開口部３５のパターンは図示の構造に限定されず、様々に変形されることができる。
【００３０】
図５及び図６を参照すれば、前記第１開口部３５を満たし、前記パッド２０に接続する支持バンプ４０を形成する。前記支持バンプ４０を形成するステップは、前記第１マスクパターン３０上に前記第１開口部３５を満たす支持バンプ膜を形成した後、前記第１マスクパターン３の上部面が露出されるまで前記支持バンプ膜を平坦化エッチングするステップを含むことができる。このように、前記支持バンプ４０は前記第１マスクパターン３０をモールドとして用いて形成されるので、基板１０全体にわたった同一なパターン及び体積を有するように形成されることが好ましい。このような本発明の一特徴は、本発明によるプローブが基板全体にわたって同一な高さで形成されるようにする。
【００３１】
前記バンプ支持膜は、前記パッド２０との接着力が優れた導電性物質で形成することが好ましい。例えば、前記支持バンプ膜は、銅、ニッケル、タングステン及びこれらの合金物質などのうち選択された少なくとも一つからなり得る。しかし、本発明による支持バンプ膜は、他の様々な金属性物質及びこれらの合金物質のうち少なくとも一つを含むことができる。
【００３２】
尚、前記支持バンプ膜は電気めっき技術を用いて形成できる。さらに詳細に、前記第１マスクパターン３０上に前記パッド２０に接続するシード層（図示せず）を形成した後、前記シード層を一電極として電気めっき工程を行うことで、前記第１開口部３５を満たす支持バンプ膜を形成できる。このとき、前記シード層は、（ソース物質の種類にかかわらず物質膜を蒸着できる）スパッタリング技術を用いて形成できる。好ましくは、前記シード層は、銅膜で形成できる。
【００３３】
前記支持バンプ膜をエッチングするステップは、前記第１マスクパターン３０に対してエッチング選択性を有するエッチング法を用いることが好ましい。本発明の一実施の形態によれば、前記支持バンプ膜をエッチングするステップは、化学的機械的研磨、機械的研磨、ウェット全面エッチング及びドライ全面エッチングのうち一つの方法を用いて行うことができる。特に、前記基板１０の上部面が不均一であっても、前記化学的機械的研磨及び機械的研磨（ＣＭＰ）の方法を用いて前記支持バンプ膜をエッチングする場合、形成される支持バンプ４０の上部面は平坦化される。その結果、後続工程で配置されるプローブは、基板の平坦度とかかわらず、平坦な高さを有するようになる。
【００３４】
図７及び図８を参照すれば、前記支持バンプ４０が形成された結果物上に、第２マスクパターン５０を形成する。前記第２マスクパターン５０は、前記支持バンプ４０の上部面を露出する第２開口部５５を定義するように形成される。前記第２開口部５５は、後続工程でソルダーバンプ６０のパターンを定義する。即ち、前記第２マスクパターン５０は、前記ソルダーバンプ６０のモールドとして用いられる。従って、前記ソルダーバンプ６０は、基板１０全体にわたって同一なパターンで形成されることができる。
【００３５】
本発明によれば、前記第２マスクパターン５０は、前記パッド２０、前記基板１０、前記支持バンプ４０及び前記ソルダーバンプ６０に対してエッチング選択性を有する物質で形成されることが好ましい。例えば、前記第２マスクパターン５０は、通常のリソグラフィ工程で使用されるフォトレジスト膜で形成され得る。この場合、前記第２マスクパターン５０を形成するステップは、前記支持バンプ４０が形成された基板上にフォトレジスト膜を形成した後、前記第２開口部５５の位置を定義する所定のフォトマスクを用いて前記フォトレジスト膜を露光するステップを含む。その後、前記露光したフォトレジスト膜を現像することで、前記第２マスクパターン５０として用いられるフォトレジストパターンを完成する。
【００３６】
前記第２開口部５５は、前記支持バンプ４０の上部面の一部を露出するように形成される。本発明の一実施の形態によれば、一つの支持バンプ４０は互いに離隔する複数の第２開口部５５により露出される。例えば、図示のように、前記第２開口部５５は、前記第１開口部３５の四つの上部角で前記支持バンプ４０を露出する。結果的に、前記パッド２０及び前記支持バンプ４０の上部で、前記第２マスクパターン５０は十字架形状で形成された部分を有する。
【００３７】
一方、本発明の変形された実施の形態によれば、前記第２マスクパターン５０は、前記第１マスクパターン３０と重なる位置に形成されることもできる。即ち、前記第２マスクパターン５０は前記パッド２０の上部面中央部及び前記パッド２０の周辺の基板上に形成され得る。即ち、前記第２開口部５５は、前記支持バンプ４０の上部面を露出するように形成でき、かかる露出領域は、前記第２マスクパターン５０により断絶されない。従って、前記第１マスクパターン３０及び前記第２マスクパターン５０は、同一なフォトマスクを使用するリソグラフィ工程により形成されることができる。このとき、前記第２開口部５５が前記支持バンプ４０から外れるミスアライメントを防止するために、前記第２開口部５５の幅は、前記第１開口部３５の幅より小さいことが好ましい。そのために、前記第２マスクパターン５０は、フォトレジストリフロー工程により形成できる。前記フォトレジストリフロー工程は、前記第２マスクパターン５０の幅を拡張するために、所定の温度まで前記第２マスクパターン５０を加熱するステップを含む。前記第１開口部３５と同様に、本発明による前記第２開口部５５の位置及びパターンは上述した実施の形態に限定されず、様々に変形できる。
【００３８】
図９及び図１０を参照すれば、前記第２開口部５５を満たし、前記支持バンプ４０に接続するソルダーバンプ６０を形成する。前記ソルダーバンプ６０を形成するステップは、前記第２マスクパターン５０上に前記第２開口部５５を満たすソルダーバンプ膜を形成した後、前記第２マスクパターン５０の上部面が露出されるまで前記ソルダーバンプ膜をエッチングするステップを含むことができる。このように、前記ソルダーバンプ６０は、前記第２マスクパターン５０をモールドとして形成されるので、基板１０全体にわたって同一なパターン及び体積を有するように形成される。このような本発明の一特徴は、上述した支持バンプ４０のパターン及び体積の均一度を向上させ、本発明によるプローブが基板全体にわたって同一な高さで形成されるようにする。
【００３９】
上述した本発明の一実施の形態によれば、前記複数の第２開口部５５は、前記第１開口部３５の四つの上部角で前記支持バンプ４０を露出するため、前記第２マスクパターン５０をモールドとして形成される前記ソルダーバンプ６０は前記第１開口部３５の四つの上部角で前記支持バンプ４０に接続する。すなわち、前記ソルダーバンプ６０は、前記第２マスクパターン５０により区分される複数の部分ソルダーバンプで構成され得る。尚、本発明の変形された実施の形態によれば、前記第２マスクパターン５０は、前記第１マスクパターン３０と重なる位置に形成されるため、前記第２マスクパターン５０をモールドとして形成される前記ソルダーバンプ６０は、前記支持バンプ４０と同一なパターンで形成されることができる。
【００４０】
前記ソルダーバンプ膜は、前記支持バンプ４０との接着力（ａｄｈｅｓｉｖｅ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ）が大きく、且つ溶融点（ｍｅｌｔｉｎｇ  ｐｏｉｎｔ）が低い導電性物質で形成されることが好ましい。ここで、前記ソルダーバンプ膜の溶融点は、前記支持バンプ４０、前記パッド２０、前記基板１０及び前記導電パターン１５の物理的特性及び構造を変化させない温度範囲（例えば、１３０℃乃至２３０℃の温度範囲）内にあることが好ましい。そのために、前記ソルダーバンプ膜は（その溶融点が順番に略１８３℃、１４１℃、２２３℃及び１９８℃であることを特徴とする）Ｓｎ−Ｐｂ系列、Ｓｎ−Ｂｉ系列、Ｓｎ−Ａｇ系列及びＳｎ−Ｚｎ系列の物質のうち少なくとも一つからなり得る。
【００４１】
前記ソルダーバンプ膜は、電気めっき技術を用いて形成できる。さらに詳細に、前記第２マスクパターン５０上に前記支持バンプ４０に接続するシード層を形成した後、前記シード層を一電極として電気めっき工程を行うことで、前記第２開港部５５を満たすソルダーバンプ膜を形成できる。ここで、前記シード層は、上述のスパッタリング技術を用いて使用することができる。
【００４２】
一方、本発明の他の実施の形態によれば、前記ソルダーバンプ膜を形成するステップは、前記支持バンプ４０をシード層として用いることができる。より詳細に、前記支持バンプ４０を形成するためのシード層を前記ソルダーバンプ膜を形成するための一電極として用いることができる。この場合、別途のシード層を形成するステップを必要としないので、製造工程を単純化し、さらに製造費用を節減することができる。
前記ソルダーバンプ膜をエッチングするステップは、前記第２マスクパターン５０に対してエッチング選択性を有するエッチング法を用いることが好ましい。本発明の一実施の形態によれば、前記ソルダーバンプ膜をエッチングするステップは、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）、機械的研磨、ウェット全面エッチング及びドライ全面エッチングのうち一つの方法を用いて行うことができる。
【００４３】
図１１及び図１２を参照すれば、前記第２マスクパターン５０及び前記第１マスクパターン３０を順に除去して、前記パッド２０周辺の基板１０を露出する。その結果、前記パッド２０上には前記支持バンプ４０が形成され、前記支持バンプ４０上には前記ソルダーバンプ６０が形成される。
【００４４】
上述した本発明の一実施の形態によれば、前記パッド２０は所定の厚さを有する平板（ｐｌａｔｅ）状に形成され、前記支持バンプ４０は前記パッド２０の中央部を露出する中空形状に形成される。また、前記ソルダーバンプ６０は前記支持バンプ４０の四つの角にそれぞれ配置される。その結果、前記支持バンプ４０の上部面は前記ソルダーバンプ６０の間で露出される部分を有する（図１３参照）。尚、上述した本発明の変形された実施の形態によれば、それぞれの前記ソルダーバンプ６０は、前記支持バンプ４０と同一な形状で形成されることができる（図示せず）。
【００４５】
前記第１及び第２マスクパターン３０、５０を除去するステップは、前記ソルダーバンプ６０、前記支持バンプ４０、前記パッド２０及び前記基板１０に対してエッチング選択性を有する物質を用いて行われることが好ましい。上述したように、前記第１及び第２マスクパターン３０、５０がフォトレジストパターンからなる場合、前記エッチング工程は通常のフォトレジストストリップ技術を用いて行われることができる。
【００４６】
以降、前記ソルダーバンプ６０が形成された基板１０に別途の工程により製作されるプローブを付着する。前記プローブは半導体装置のパッドに直接接触するチップ部（図示せず）及び前記基板１０のパッド２０に連結される連結部１１０で構成される。前記プローブは前記チップ部が半導体装置の入出力パッドに接触するとき印加される力の作用点位置によって、大きく垂直型（ｖｅｒｔｉｃａｌ  ｔｙｐｅ）と片持ち梁型（ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ  ｔｙｐｅ）とに分けられる。垂直型プローブは、前記力の作用点が前記連結部１１０の軸ｚ上に位置する一方、前記片持ち梁型プローブは、前記力の作用点が前記連結部１１０の軸ｚから外れる。下記では、前記プローブの連結部１１０の構造に関連して本発明を説明するが、全てのプローブは連結部を備えるということから本発明はチップの構造及びその位置に影響を受けない。従って、本発明は前記垂直型及び片持ち梁型プローブの両方に適用することができる。
【００４７】
本発明によれば、前記プローブと前記基板１０との間の堅固な結合及び安定的な電気的連結のために、前記プローブの連結部１１０は様々な構造に変形されることができる。例えば、前記連結部１１０は、前記軸ｚの方向に垂直な方向に突出するガイド支持部１１２及び前記連結部１１０の軸に平行に突出するプラグ１１４を備えることができる（図１３参照）。前記ガイド支持部１１２は、前記支持バンプ４０の上部面に接触するように、前記ソルダーバンプ６０の間に挿入される。即ち、前記ガイド支持部１１２は前記部分ソルダーバンプの間に配置される。また、前記プラグ１１４は、前記パッド２０の中央部を露出する前記支持バンプ４０の開口部４２に挿入され、前記パッド２０に直接接触することが好ましい。
【００４８】
以降、図１３を参照すれば、前記プローブが配置された基板１０は、内部温度を漸進的に上昇または下降させることができる所定の加熱装置の内部にローディングされる。続いて、前記加熱装置を前記ソルダーバンプ６０の溶融点以上まで加熱した後、冷却する。それにより、前記ソルダーバンプ６０は、溶融された後冷却され、その結果、前記連結部１１０（具体的に、前記ガイド支持部１１２）は前記支持バンプ４０及び前記基板１０に付着する。
【００４９】
一方、前記加熱装置の漸進的な加熱及び冷却は本発明によるプローブカードに与えられる熱的ストレスを最小化できるので、レーザを使用する技術で発生する熱的ストレスによる製品破損の可能性を減らすことに寄与する。また、前記加熱装置は、基板全体にわたって前記ソルダーバンプ６０を溶融／冷却するので、各プローブを個別的にプローブカード基板に付着する技術に比べて作業時間を画期的に減少させることができる。かかる作業時間の減少は、製品生産の効率を増大させることで、製品の製造費用を節減できる。
本発明によれば、前記支持バンプ４０、前記ソルダーバンプ６０、前記パッド２０及び前記基板１０は、前記プローブの連結部１１０の構造によって様々に変形できる。図１４乃至図１６は、本発明の他の実施の形態によるプローブカードを説明するための斜視図である。簡略な説明のために、かかる実施の形態に対する説明において、上述した実施の形態と重なる内容は省略する。
【００５０】
図１４を参照すれば、前記プラグ１１４は前記支持バンプ４０及びパッド２０を貫通して、前記基板１０と直接接触できる。好ましくは、前記プラグ１１４の長さＬ１は、前記支持バンプ４０及び前記パッド２０の厚さの和Ｌ２１＋Ｌ２２より大きいか等しい。前記プラグ１１４の長さが前記厚さの和Ｌ２１＋Ｌ２２より大きい場合、前記プラグ１１４は前記基板１０内に挿入できる。そのために、前記基板１０には前記プラグの長さＬ１と二つの厚さの和Ｌ２１＋Ｌ２２との差に該当する深さＬ１−Ｌ２１−Ｌ２２を有する溝２００が形成される。このように、前記プラグ１１４が前記溝２００に挿入される場合、前記プラグ１１４は前記基板１０に構造的にさらに安定的に固定されることができる。
【００５１】
図１５を参照すれば、本発明によるプローブカードは前記支持バンプ４０を備えなくても良い。この場合、前記プローブの連結部１１０は、複数のガイド支持部１１２を備え、それぞれのガイド支持部１１２は、図１３及び図１４と同様に前記ソルダーバンプ６０の間隙部に挿入され、前記パッド２０に接触する。従って、前記プローブは前記ソルダーバンプ６０により構造的に支持される。
【００５２】
かかる実施の形態は、前記ソルダーバンプ６０が前記第２マスクパターン５０をモールドとして形成されるため、前記ソルダーバンプ６０のパターンを任意に変形できるという本発明の一技術的特徴により可能でる。即ち、本発明によれば、前記ソルダーバンプ６０は、（前記プローブの整列及び構造的支持のために用いられる）前記支持バンプ４０の役割を代替できるパターンで形成でき、かかるソルダーバンプのパターンの変形は、前記ソルダーバンプ６０が前記第２マスクパターン５０をモールドとして形成される本発明の一技術的特徴により可能である。かかる実施の形態によれば、前記支持バンプ４０を形成するための工程が省略されても良いので、工程単純化による製品生産費用の節減という効果が得られる。
【００５３】
一方、本発明の変形された実施の形態によれば、前記パッド２０周辺には前記基板１０の上部面を覆う所定の絶縁膜１２が形成され得る。前記絶縁膜１２は、化学気相蒸着工程により形成されるシリコン酸化膜であることが好ましい。本発明によれば、上述のように、前記ソルダーバンプ６０は、Ｓｎ−Ｐｂ系列、Ｓｎ−Ｂｉ系列、Ｓｎ−Ａｇ系列及びＳｎ−Ｚｎ系列の物質のうち少なくとも一つで形成される。この場合、前記ソルダーバンプ６０は前記溶融ステップで前記パッド２０の外側領域に広がらず、所定の領域（即ち、前記ガイド支持部１１４の間のパッド２０上部面）に限定的に配置される。かかる限定的配置は、前記ソルダーバンプ６０として用いられる物質が溶融されるとき前記絶縁膜１２上には形成されない物質的特性に起因し、前記ソルダーバンプ６０の水平的拡張によるプローブの電気的ショートを防止する。
【００５４】
図１６を参照すれば、前記プローブの連結部１１０は、図１４を参照して説明したように、前記基板１０に挿入されるプラグ１１４を備えることができる。本実施の形態によれば、前記プラグ１１４の長さＬ３は前記パッド２０の厚さＬ４より大きいか等しい、前記プラグ１１４の長さが前記パッドの厚さＬ４より大きい場合、前記プラグ１１４は前記基板１０内に挿入でき、そのために、前記基板１０には二つの長さの差に該当する深さＬ３−Ｌ４を有する溝２００が形成される。このように前記プラグ１１４が溝２００内に挿入される場合、前記プラグ１１４は、前記基板１０構造的にさらに安定的に固定できる。
一方、本発明のまた他の変形された実施の形態によれば、前記支持バンプ４０を形成した後、前記第１マスクパターン３０を除去し、その結果物上に前記第２マスクパターン５０を形成することもできる（図１７参照）。このとき、前記第２マスクパターン５０及び前記第２開口部５５は、上述した実施の形態と同様に形成することができる。
【００５５】
産業上利用可能性
本発明は、電子素子テスト装置に使用されるプローブカード及びその製造方法に用いられることができる。例えば、半導体装置をテストする目的のために使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態によるプローブカードの製作方法を説明するための平面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施の形態によるプローブカードの製作方法を説明するための断面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施の形態によるプローブカードの製作方法を説明するための平面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施の形態によるプローブカードの製作方法を説明するための断面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施の形態によるプローブカードの製作方法を説明するための平面図である。
【図６】図６は、本発明の一実施の形態によるプローブカードの製作方法を説明するための断面図である。
【図７】図７は、本発明の一実施の形態によるプローブカードの製作方法を説明するための平面図である。
【図８】図８は、本発明の一実施の形態によるプローブカードの製作方法を説明するための断面図である。
【図９】図９は、本発明の一実施の形態によるプローブカードの製作方法を説明するための平面図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施の形態によるプローブカードの製作方法を説明するための断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の一実施の形態によるプローブカードの製作方法を説明するための平面図である。
【図１２】図１２は、本発明の一実施の形態によるプローブカードの製作方法を説明するための断面図である。
【図１３】図１３は、本発明のー実施の形態によるプローブカードの構造を示した斜視図である。
【図１４】図１４は、本発明の他の実施の形態によるプローブカードの構造を示した斜視図である。
【図１５】図１５は、本発明の他の実施の形態によるプローブカードの構造を示した斜視図である。
【図１６】図１６は、本発明の他の実施の形態によるプローブカードの構造を示した斜視図である。
【図１７】図１７は、本発明の変形された実施の形態によるプローブカードの製作方法を説明するための断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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