(57)【要約】  本発明のプローブアセンブリーは、回路基板の支持層上に露出孔を形成してプローブピンを挿入し、露出孔内の伝導性接着剤を通じてプローブピンを固定する。露出孔を利用すれば、隣接のプローブピンを物理的や電気的干渉なく微細間隔で配置することができる。また、本発明は、支持層を半導体物質で形成し、ウェーハとの熱膨張率の差異による問題を防止することができ、プローブアセンブリーの製造過程で整列マスク層や整列マスクを利用してプローブピンの平坦度と整列度を高めることができ、多数のプローブピンを臨時に挿入するピンアレイフレームを使用してプローブアセンブリーの製造時間を短縮することができる。【選択図】  図３
2010532473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路パターンと電気的に連結され、表面に微細間隔で配置されたパッドを備える回路基板と、
前記パッドの上に形成される伝導性接着剤と、 
前記伝導性接着剤の内に垂直方向に挿入され、物理的に固定される連結柱と、前記連結柱から水平方向に延長され、前記回路基板の表面から離隔される水平ビームと、前記連結柱と反対側の位置で反対側方向に前記水平ビームから延長される接触端とを備え、前記パッドと電気的に連結されるプローブピンと、
を含むプローブアセンブリー。
【請求項２】
前記プローブピンの前記水平ビームから離隔されるように前記回路基板の表面に形成され、前記パッドに対応する位置に形成され、前記伝導性接着剤が満たされる第１露出孔を備える支持層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のプローブアセンブリー。
【請求項３】
ウェーハの上に形成された半導体素子を検査するためのプローブアセンブリーにおいて、
回路パターンと電気的に連結され、表面に微細間隔で配置されたパッドを備える回路基板と、
前記回路基板の表面に形成され、前記パッドに対応する位置に形成された第１露出孔を備える支持層と、
前記第１露出孔内に形成される伝導性接着剤と、
前記第１露出孔内に垂直方向に挿入されて前記伝導性接着剤によって物理的に固定される連結柱と、前記連結柱から水平方向に延長され、前記回路基板の表面から離隔される水平ビームと、前記連結柱と反対側位置で反対側方向に前記水平ビームから延長される接触端とを備え、前記パッドと電気的に連結されるプローブピンと、を含み、
前記支持層は、前記ウェーハの材料と同一の半導体物質よりなることを特徴とするプローブアセンブリー。
【請求項４】
ウェーハの上に形成された半導体素子を検査するためのプローブアセンブリーにおいて、
回路パターンと電気的に連結され、表面に微細間隔で配置されたパッドを備える回路基板と、
前記回路基板の表面に形成され、前記パッドに対応する位置に形成される第２露出孔と、前記第２露出孔と異なる位置に別個に形成される第１露出孔と、前記第１露出孔と前記第２露出孔を連結する再配線とを備える支持層と、
前記第１露出孔の内に形成される第１伝導性接着剤と、
前記第２露出孔の内に形成される第２伝導性接着剤と、
前記第１露出孔内に垂直方向に挿入され、第１伝導性接着剤によって物理的に固定される連結柱と、前記連結柱から水平方向に延長され、前記プローブ基板の表面から離隔される水平ビームと、前記連結柱と反対側位置で反対側方向に前記水平ビームから延長される接触端とを備え、前記再配線を通じて前記パッドと電気的に連結されるプローブピンと、含むことを特徴とするプローブアセンブリー。
【請求項５】
前記支持層は、前記ウェーハの材料と同一の半導体物質よりなることを特徴とする請求項４に記載のプローブアセンブリー。
【請求項６】
前記支持層と前記伝導性接着剤との接着力を向上させるために、前記支持層の前記第１露出孔の側壁に形成されるメッキ膜をさらに含むことを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載のプローブアセンブリー。
【請求項７】
前記プローブピンの前記連結柱を取り囲むように、前記伝導性接着剤の上に追加に形成される固定剤をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のプローブアセンブリー。
【請求項８】
前記水平ビームの高さより大きく、且つ前記接触端の高さより小さい高さを有するように、前記支持層の表面に形成されるダンパーをさらに含むことを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載のプローブアセンブリー。
【請求項９】
前記支持層は、第３露出孔をさらに備え、前記第３露出孔の内に挿入され、前記伝導性接着剤で固定される電子部品素子をさらに含むことを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載のプローブアセンブリー。
【請求項１０】
前記回路基板は、前記回路パターンが上部面及び側面に形成されたブロック型基板であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のプローブアセンブリー。
【請求項１１】
回路パターンと電気的に連結され、表面に微細間隔で配置されたパッドを備える基板を準備する段階と、
前記パッドに対応する位置に形成された露出孔を備える支持層を前記回路基板の表面に形成する段階と、
前記第１露出孔の内に伝導性接着剤を注入する段階と、
水平ビームの両側位置で連結柱と接触端が互いに反対側方向に延長されたプローブピンを、当該プローブピンが前記第１露出孔内に垂直方向に挿入され前記伝導性接着剤によって物理的に固定されるように配置する段階とを含むことを特徴とするプローブアセンブリーの製造方法。
【請求項１２】
回路基板と電気的に連結され、表面に微細間隔で配置されたパッドを備える回路基板を準備する段階と、
前記パッドに対応する位置に形成された第２露出孔と、前記第２露出孔と互いに異なる位置に別個に形成された第１露出孔と、前記第１露出孔と前記第２露出孔を連結する再配線とを備える支持層を前記回路基板の表面に形成する段階と、
前記第１露出孔の内に伝導性接着剤を注入する段階と、
水平ビームの両側位置で連結柱と接触端が互いに反対側方向に延長されたプローブピンを、当該プローブピンが前記第１露出孔内に垂直方向に挿入され前記伝導性接着剤によって物理的に固定されるように配置する段階とを含むプローブアセンブリーの製造方法。
【請求項１３】
前記伝導性接着剤の注入段階の前に、
平坦面を有する第１整列マスク層を前記第１露出孔が外部に露出するように前記支持層上に形成する段階と、
整列用溝を有する第２整列マスク層を前記平坦面が外部に露出するように前記第１整列マスク層上に形成する段階とをさらに含み、
前記プローブピンの配置段階は、前記水平ビームが前記平坦面を通じて垂直方向に整列され、前記接触端が前記整列用溝を通じて水平方向に整列されるように前記プローブピンを配置する段階であることを特徴とする請求項１１または１２に記載のプローブアセンブリーの製造方法。
【請求項１４】
前記プローブピンの配置段階の後に、
整列用溝を有する整列マスクを前記支持層上に形成し、前記整列用溝を通じて前記接触端を整列する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１１または１２に記載のプローブアセンブリーの製造方法。
【請求項１５】
下部フレームに多数の挿入孔が形成され、上部フレームに多数の挿入溝が形成されたピンアレイフレームを準備する段階と、
前記挿入孔にプローブピンの接触端を挿入し、前記挿入溝に前記プローブピンの連結柱を嵌着し、多数の前記プローブピンを前記ピンアレイフレームに挿入する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項１１または１２に記載のプローブアセンブリーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローブアセンブリーに関し、より具体的には、プローブカードのプローブアセンブリー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、微細電子素子（例えば、ウェーハ状態の半導体チップ）の電気的特性を検査するために、検査対象としての電子素子と検査装備とを連結する媒介物である。よく知られたように、電子素子は、外部に露出した入出力端子（接触パッドともいう）を備え、プローブカードは、このような入出力端子と物理的に接触し、電気的信号を入出力することができるプローブピンを備える。すなわち、検査対象としての電子素子は、入出力端子と接触しているプローブピンを介して検査装置から所定の信号が入力されて動作を行った後、当該処理結果をさらにプローブピンを介して検査装置に出力する。
【０００３】
一般的に、このような検査工程は、迅速で且つ効率的な検査のために、電子素子の複数の端子に複数のプローブピンを同時に接触して行われる。ところが、電子素子は、ますます小型化されると共に、その端子の数もますます多くなっており、それにより、パッド・ピッチすなわち端子間の間隔も次第に減少している。したがって、プローブカードも電子素子の端子に対応して多数のプローブピンを微細間隔で配置して製造しなければならないが、隣接のプローブピン間の間隔が減少するほど電気的や物理的な干渉なくプローブピンを形成することは非常に難しい。さらに、多数のプローブピンを精密に整列し、高度の平坦度を有するように配置することが重要であるが、実際に容易なことではない。
【０００４】
従来、多数のプローブピンを微細間隔で形成するための方案として、ＭＥＭＳ（micro electro-mechanical system）技術を利用することが知られている。しかし、このような技術は、根本的に半導体製造工程を利用するので、製造方法が複雑であり、且つ製造費用も高い。したがって、簡単な製造方法で製造費用を節減しながらプローブアセンブリーを製造することができる方案が要求されている。
【０００５】
一方、従来のプローブアセンブリーは、ウェーハとの熱膨張率の差異によるプローブピン接触不良の問題をも有している。一般的に、ウェーハ上に形成された半導体素子の検査条件を強化するための方法として、ホットテストとコールドテストがある。半導体製造会社によって検査条件に少しの差異があるが、ウェーハの温度をホットテストでは１２０℃まで上げ、コールドテストでは−４０℃まで下げて検査を行う方式にてなされている。ところが、このようなテスト過程では、しきりにプローブピンの接触不良が発生するという問題がある。
【０００６】
これを概念的に示した図１を参照すれば、ウェーハＷとプローブアセンブリー１００は、熱膨張率に差異があるため、ホットテストやコールドテスト中にプローブピン１０がウェーハＷ上の接触パッドＰ、すなわち前述した半導体素子の入出力端子から外れる問題が発生する。このような問題は、プローブアセンブリー１００の端部側で、プローブアセンブリー１００の面積が大きくなるほど、さらに激しく現われる。
【０００７】
従来のプローブアセンブリーにおいて発生しうる他の問題が図２に概念的に例示されている。図２を参照すれば、プローブピン１０をウェーハＷ上の接触パッドＰに接触させるとき、ウェーハＷの表面とプローブピン１０が物理的衝撃を受けて損傷することがある。このような問題は、ウェーハＷの接触パッドＰとプローブピン１０の接触間隔を調整する装置が誤動作を起こして、ピン１０の接触端の高さより多く移動する場合に発生し、この場合、ウェーハＷの表面だけでなく、プローブピン１０の柱部に深刻な損傷を与えて、ピン１０の弾性力及び位置整列に大きな問題をもたらすおそれがある。
【０００８】
その他、従来のプローブアセンブリーは、解決すべき様々な問題を有しているが、例えば、プローブピンの個数が多くなるに伴なって、プローブアセンブリーの製造時間が増加する問題、プローブアセンブリーにプローブピンとともに電子部品素子を簡便に形成しなければならない問題などが残っている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、隣接のプローブピン間の物理的や電気的干渉を防止することができると共に、回路基板に微細間隔でプローブピンを形成することができるプローブアセンブリー及びその製造方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、製造費用を節減しながら簡単な方法で製造することができるプローブアセンブリー及びその製造方法を提供することにある。
【００１１】
本発明のさらに他の目的は、プローブ基板の小さい面積に多数のプローブピンを数十ミクロン単位の微細間隔で配置することができ、整列の精密度及び平坦度を向上させることができるプローブアセンブリー及びその製造方法を提供することにある。
【００１２】
本発明のさらに他の目的は、半導体ウェーハと同等の熱膨張率を有するプローブアセンブリー及びその製造方法を提供することにある。
【００１３】
本発明のさらに他の目的は、プローブピンをウェーハの接触パッドに接触させるとき、装備の誤動作によってプローブピンとウェーハが物理的に損傷されることを防止することができるプローブアセンブリー及びその製造方法を提供することにある。
【００１４】
本発明のさらに他の目的は、工程効率性を高めることができ、製造時間を大幅に短縮することができるプローブアセンブリー及びその製造方法を提供することにある。
【００１５】
本発明のさらに他の目的は、プローブピンだけでなく、電子部品素子を簡便に形成することができるプローブアセンブリー及びそ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】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明は、回路基板、伝導性接着剤及びプローブピンを含むプローブアセンブリーを提供する。前記回路基板は、回路パターンと電気的に連結され、表面に微細間隔で配置されたパッドを備える。前記伝導性接着剤は、前記パッドの上に形成される。前記プローブピンは、前記パッドと電気的に連結され、連結柱、水平ビーム及び接触端を備える。前記連結柱は、前記伝導性接着剤内に垂直方向に挿入され、物理的に固定される。前記水平ビームは、前記連結柱から水平方向に延長され、前記回路基板の表面から離隔される。前記接触端は、前記連結柱と反対側の位置で反対側方向に前記水平ビームから延長される。
【００１７】
このような本発明によるプローブアセンブリーは、支持層をさらに含むことができる。前記支持層は、前記プローブピンの前記水平ビームから離隔されるように前記回路基板の表面に形成される。また、前記支持層は、第１露出孔を備え、第１露出孔は、前記パッドに対応する位置に形成され、前記伝導性接着剤が満たされる。
【００１８】
本発明は、ウェーハ上に形成された半導体素子を検査するためのプローブアセンブリーにおいて、回路基板、支持層、伝導性接着剤及びプローブピンを含むプローブアセンブリーを提供する。前記回路基板は、回路パターンと電気的に連結され、表面に微細間隔で配置されたパッドを備える。前記支持層は、前記回路基板の表面に形成され、前記パッドに対応する位置に形成された第１露出孔を備える。前記伝導性接着剤は、前記第１露出孔内に形成される。前記プローブピンは、前記パッドと電気的に連結され、連結柱、水平ビーム及び接触端を備える。前記連結柱は、前記第１露出孔内に垂直方向に挿入されて前記伝導性接着剤によって物理的に固定され、前記水平ビームは、前記連結柱から水平方向に延長され、前記回路基板の表面から離隔され、前記接触端は、前記連結柱と反対側位置で反対側方向に前記水平ビームから延長される。特に、このプローブアセンブリーにおいて、支持層は、前記ウェーハの材料と同一の半導体物質よりなる。
【００１９】
本発明は、ウェーハ上に形成された半導体素子を検査するためのプローブアセンブリーにおいて、回路基板、支持層、第１伝導性接着剤、第２伝導性接着剤及びプローブピンを含むプローブアセンブリーを提供する。前記回路基板は、回路パターンと電気的に連結され、表面に微細間隔で配置されたパッドを備える。前記支持層は、前記回路基板の表面に形成され、第１露出孔、第２露出孔及び再配線を備える。前記第２露出孔は、前記パッドに対応する位置に形成され、第１露出孔は、前記第２露出孔と異なる位置に別個に形成され、前記再配線は、前記第１露出孔と前記第２露出孔とを連結する。前記第１伝導性接着剤及び前記第２伝導性接着剤は、前記第１露出孔及び前記第２露出孔内に各々形成される。前記プローブピンは、前記再配線を通じて前記パッドと電気的に連結され、連結柱、水平ビーム及び接触端を備える。前記連結柱は、前記第１露出孔内に垂直方向に挿入され、第１伝導性接着剤によって物理的に固定され、前記水平ビームは、前記連結柱から水平方向に延長され、前記プローブ基板の表面から離隔され、前記接触端は、前記連結柱と反対側位置で反対側方向に前記水平ビームから延長される。
【００２０】
このようなプローブアセンブリーにおいて、前記支持層は、前記ウェーハの材料と同一の半導体物質から構成することができる。
【００２１】
本発明のプローブアセンブリーは、メッキ膜をさらに含むことができ、前記メッキ膜は、前記支持層と前記伝導性接着剤との接着力を向上させるために、前記支持層の前記第１露出孔の側壁に形成される。
【００２２】
本発明のプローブアセンブリーは、固定剤をさらに含むことができ、前記固定剤は、前記プローブピンの前記連結柱を取り囲むように、前記伝導性接着剤の上に追加に形成される。
【００２３】
本発明のプローブアセンブリーは、ダンパーをさらに含むことができ、前記ダンパーは、前記水平ビームの高さより大きく、且つ前記接触端の高さより小さい高さを有するように、前記支持層の表面に形成される。
【００２４】
本発明のプローブアセンブリーにおいて、前記支持層は、第３露出孔をさらに備えることができ、この場合、プローブアセンブリーは、前記第３露出孔内に挿入され、前記伝導性接着剤で固定される電子部品素子をさらに含むことができる。
【００２５】
本発明のプローブアセンブリーにおいて、前記回路基板は、前記回路パターンが上部面及び側面に形成されたブロック型基板であってもよい。
【００２６】
本発明は、プローブアセンブリーの製造方法を提供し、この方法は、回路パターンと電気的に連結され、表面に微細間隔で配置されたパッドを備える基板を準備する段階と、前記パッドに対応する位置に形成された露出孔を備える支持層を前記回路基板の表面に形成する段階と、前記第１露出孔内に伝導性接着剤を注入する段階と、水平ビームの両側位置で連結柱と接触端が互いに反対側方向に延長されたプローブピンを前記連結柱が前記第１露出孔内に垂直方向に挿入され、前記伝導性接着剤によって物理的に固定されるように配置する段階とを含む。
【００２７】
また、本発明は、回路基板と電気的に連結され、表面に微細間隔で配置されたパッドを備える回路基板を準備する段階と、前記パッドに対応する位置に形成された第２露出孔と、前記第２露出孔と互いに異なる位置に別個に形成された第１露出孔と、前記第１露出孔と前記第２露出孔を連結する再配線とを備える支持層を前記回路基板の表面に形成する段階と、前記第１露出孔内に伝導性接着剤を注入する段階と、水平ビームの両側位置で連結柱と接触端が互いに反対側方向に延長されたプローブピンを前記連結柱が前記第１露出孔内に垂直方向に挿入され、前記伝導性接着剤によって物理的に固定されるように配置する段階とを含むプローブアセンブリーの製造方法を提供する。
【００２８】
本発明のプローブアセンブリーの製造方法は、前記伝導性接着剤の注入段階の前に、平坦面を有する第１整列マスク層を前記第１露出孔が外部に露出するように前記支持層上に形成する段階と、整列用溝を有する第２整列マスク層を前記平坦面が外部に露出するように前記第１整列マスク層上に形成する段階とをさらに含むことができ、この場合、前記プローブピンの配置段階は、前記水平ビームが前記平坦面を通じて垂直方向に整列され、前記接触端が前記整列用溝を通じて水平方向に整列されるように前記プローブピンを配置する段階である。
【００２９】
本発明のプローブアセンブリーの製造方法は、前記プローブピンの配置段階の後に、整列用溝を有する整列マスクを前記支持層上に形成し、前記整列用溝を通じて前記接触端を整列する段階をさらに含むことができる。
【００３０】
本発明のプローブアセンブリーの製造方法は、下部フレームに多数の挿入孔が形成され、上部フレームに多数の挿入溝が形成されたピンアレイフレームを準備する段階と、前記挿入孔にプローブピンの接触端を挿入し、前記挿入溝に前記プローブピンの連結柱を嵌着し、多数の前記プローブピンを前記ピンアレイフレームに挿入する段階とをさらに含むことができ、この際、前記プローブピンの配置段階は、前記プローブピンが前記ピンアレイフレームに挿入された状態で行なわれる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、プローブアセンブリーは、回路基板のパッドに対応して支持層の露出孔が形成され、露出孔内に満たされた伝導性接着剤を通じてプローブピンが堅固に付着される。このように露出孔を利用すれば、プローブピンを微細間隔で配置することが非常に容易になり、隣接の露出孔は、互いに完全に分離された空間を提供するので、プローブピンは、隣接のプローブピンと物理的や電気的干渉なしに個別的付着を具現することができる。また、露出孔は、挿入されるプローブピンより十分に大きいため、注入された伝導性接着剤が露出孔を完全に満たしながらプローブピンを十分に取り囲むので、堅固にプローブピンを固定し支持することができる。さらに、露出孔を利用したプローブアセンブリーの製造方法は、製造費用を節減しながら簡単な方法でプローブアセンブリーを製造することができる。
【００３２】
また、本発明のプローブアセンブリーは、その製造過程で第１整列マスク層の平坦面を通じて垂直方向にプローブピンを整列することによって、優れた平坦度を確保することができ、第２整列マスク層の整列用溝または整列マスクの整列用孔や溝を通じて水平方向にプローブピンを精密に整列することができる。
【００３３】
また、本発明のプローブアセンブリーは、プローブピンが挿入されて固定される支持層を検査対象としてのウェーハの材料と同一の半導体物質で形成し、ウェーハと同等の熱膨張率を有するように具現することができる。したがって、ウェーハとプローブアセンブリーの熱膨張率の差異に起因してホットテストやコールドテスト中にプローブピンがウェーハ上の接触パッドから外れる従来の問題を解決することができる。
【００３４】
また、本発明のプローブアセンブリーは、プローブピンの水平ビームの高さより大きく、且つ接触端の高さより小さい高さを有するように支持層の表面にダンパーを形成することによって、プローブピンをウェーハの接触パッドに接触させるとき、接触間隔を調整する装備の誤動作によって接触間隔が小さくなって、プローブピンとウェーハが物理的に損傷される従来の問題を防止することができる。
【００３５】
また、本発明のプローブアセンブリーの製造方法は、多数のプローブピンを臨時に挿入するピンアレイフレームを用いてプローブピン挿入工程を全体工程と独立して行うことによって、工程効率性を高めることができ、プローブアセンブリーの製造時間を大幅に短縮することができ、注文製作の場合、納期を大幅に短縮することができる。
【００３６】
また、本発明のプローブアセンブリーは、支持層の露出孔を通じてプローブピンだけでなく、電子部品素子の形成空間を提供することによって、電子部品素子を簡便で且つ堅固に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、従来のプローブアセンブリーが有している問題を説明するための概略図。
【図２】図２は、従来のプローブアセンブリーが有している他の問題を説明するための概略図。
【図３】図３は、本発明の第１実施例によるプローブアセンブリーの断面図。
【図４】図４は、本発明の第２実施例によるプローブアセンブリーの断面図。
【図５】図５は、本発明の第３実施例によるプローブアセンブリーの断面図。
【図６】図６は、本発明の第４実施例によるプローブアセンブリーの断面図。
【図７】図７及び図８は、本発明の第５実施例によるプローブアセンブリーの断面図。
【図８】図７及び図８は、本発明の第５実施例によるプローブアセンブリーの断面図。
【図９】図９は、本発明の第６実施例によるプローブアセンブリーの断面図。
【図１０】図１０及び図１１は、本発明の第７実施例によるプローブアセンブリーの断面図。
【図１１】図１０及び図１１は、本発明の第７実施例によるプローブアセンブリーの断面図。
【図１２】図１２は、本発明の第８実施例によるプローブアセンブリーの断面図。
【図１３】図１３及び図１４は、本発明の第９実施例によるプローブアセンブリーの斜視図。
【図１４】図１３及び図１４は、本発明の第９実施例によるプローブアセンブリーの斜視図。
【図１５】図１５及び図１６は、本発明の第１０実施例によるプローブアセンブリーの斜視図。
【図１６】図１５及び図１６は、本発明の第１０実施例によるプローブアセンブリーの斜視図。
【図１７】図１７乃至図３６は、本発明の第１１実施例によるプローブアセンブリーの製造方法を示す図であって、図１７及び図１８は、回路基板を示す平面図及び断面図である。
【図１８】図１７及び図１８は、回路基板を示す平面図及び断面図である。
【図１９】図１９及び図２０は、図１７及び図１８に示された回路基板に支持層が形成された構造を示す平面図及び断面図である。
【図２０】図１９及び図２０は、図１７及び図１８に示された回路基板に支持層が形成された構造を示す平面図及び断面図である。
【図２１】図２１は、支持層の形成段階を示す斜視図である。
【図２２】図２２乃至図２７は、支持層形成段階の他の例を示す断面図である。
【図２３】図２２乃至図２７は、支持層形成段階の他の例を示す断面図である。
【図２４】図２２乃至図２７は、支持層形成段階の他の例を示す断面図である。
【図２５】図２２乃至図２７は、支持層形成段階の他の例を示す断面図である。
【図２６】図２２乃至図２７は、支持層形成段階の他の例を示す断面図である。
【図２７】図２２乃至図２７は、支持層形成段階の他の例を示す断面図である。
【図２８】図２８乃至図３２は、プローブピンの整列及び挿入段階を示す断面図、斜視図及び平面図である。
【図２９】図２８乃至図３２は、プローブピンの整列及び挿入段階を示す断面図、斜視図及び平面図である。
【図３０】図２８乃至図３２は、プローブピンの整列及び挿入段階を示す断面図、斜視図及び平面図である。
【図３１】図２８乃至図３２は、プローブピンの整列及び挿入段階を示す断面図、斜視図及び平面図である。
【図３２】図２８乃至図３２は、プローブピンの整列及び挿入段階を示す断面図、斜視図及び平面図である。
【図３３】図３３及び図３４は、プローブピン整列段階の他の例を示す斜視図及び断面図である。
【図３４】図３３及び図３４は、プローブピン整列段階の他の例を示す斜視図及び断面図である。
【図３５】図３５及び図３６は、プローブピン整列段階のさらに他の例を示す斜視図及び断面図である。
【図３６】図３５及び図３６は、プローブピン整列段階のさらに他の例を示す斜視図及び断面図である。
【図３７】図３７乃至図５０は、本発明の第１２実施例によるプローブアセンブリーの製造方法を示す図であって、図３７及び図３８は、ピンアレイフレームにプローブピンを配置する段階を示す斜視図である。
【図３８】図３７及び図３８は、ピンアレイフレームにプローブピンを配置する段階を示す斜視図である。
【図３９】図３９乃至図４２は、支持層形成段階を示す平面図および断面図である。
【図４０】図３９乃至図４２は、支持層形成段階を示す平面図および断面図である。
【図４１】図３９乃至図４２は、支持層形成段階を示す平面図および断面図である。
【図４２】図３９乃至図４２は、支持層形成段階を示す平面図および断面図である。
【図４３】図４３乃至図４５は、ピンアレイフレームを利用したプローブピンの挿入段階を示す断面図である。
【図４４】図４３乃至図４５は、ピンアレイフレームを利用したプローブピンの挿入段階を示す断面図である。
【図４５】図４３乃至図４５は、ピンアレイフレームを利用したプローブピンの挿入段階を示す断面図である。
【図４６】図４６は、ピンアレイフレームを利用したプローブピン挿入段階の他の例を示す断面図である。
【図４７】図４７及び図４８は、プローブピン挿入段階のさらに他の例を示す断面図である。
【図４８】図４７及び図４８は、プローブピン挿入段階のさらに他の例を示す断面図である。
【図４９】図４９及び図５０は、プローブピン挿入段階のさらに他の例を示す断面図である。
【図５０】図４９及び図５０は、プローブピン挿入段階のさらに他の例を示す断面図である。
【図５１】図５１は、回路基板と支持層接合段階の他の例を示す断面図である。
【図５２】図５２乃至図５７は、本発明の第１３実施例によるプローブアセンブリーの製造方法を示す断面図である。
【図５３】図５２乃至図５７は、本発明の第１３実施例によるプローブアセンブリーの製造方法を示す断面図である。
【図５４】図５２乃至図５７は、本発明の第１３実施例によるプローブアセンブリーの製造方法を示す断面図である。
【図５５】図５２乃至図５７は、本発明の第１３実施例によるプローブアセンブリーの製造方法を示す断面図である。
【図５６】図５２乃至図５７は、本発明の第１３実施例によるプローブアセンブリーの製造方法を示す断面図である。
【図５７】図５２乃至図５７は、本発明の第１３実施例によるプローブアセンブリーの製造方法を示す断面図である。
【図５８】図５８乃至図６１は本発明の第１４実施例によるプローブアセンブリーの製造方法を示す断面図である。
【図５９】図５８乃至図６１は本発明の第１４実施例によるプローブアセンブリーの製造方法を示す断面図である。
【図６０】図５８乃至図６１は本発明の第１４実施例によるプローブアセンブリーの製造方法を示す断面図である。
【図６１】図５８乃至図６１は本発明の第１４実施例によるプローブアセンブリーの製造方法を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施例をさらに詳しく説明する。但し、実施例を説明するにあたって、本発明の属する技術分野によく知られており、本発明と直接的に関連がない技術内容については、なるべく説明を省略する。これは、不要な説明を省略することによって、本発明の核心を不明にせず、さらに明確に伝達するためである。
【００３９】
なお、添付の図面において、一部の構成要素は、誇張されるか、省略されるか、または概略的に図示されており、各構成要素のサイズは、実際サイズを反映するものではない。図面において、同一または対応する構成要素には、同一の参照番号を付す。
【００４０】
第１実施例（プローブアセンブリー）
図３は、本発明の実施例によるプローブアセンブリーの断面図である。図３を参照すれば、プローブアセンブリー１００は、大きく、プローブピン１０、回路基板２０、支持層３０及び伝導性接着剤４０で構成される。
【００４１】
回路基板２０は、内部に回路パターン２２が形成され、表面にパッド２４が形成された印刷回路基板またはセラミック基板である。回路パターン２２は、単層または多層配線層よりなり、ビアを介してパッド２４と電気的に連結される。回路基板２０の表面は、絶縁保護膜（図示せず）で覆われ、パッド２４は、回路基板２０の表面に沿って数十ミクロン（μｍ）単位の微細間隔で配置され、絶縁保護膜の外部に露出する。回路基板２０は、プローブカードのインタフェースボード（図示せず）に装着され、これを介して検査装備（図示せず）と電気的に連結される。
【００４２】
支持層３０は、パッド２４が設けられている回路基板２０の表面に形成される。支持層３０は、回路基板２０のパッド２４に対応する位置ごとに露出孔３４を有する。支持層３０の材料は、熱による変形があまり激しくなく、検査対象としての電子素子に汚染源として作用するパーティクルを発生させない絶縁物質なら何でも使用可能である。例えば、支持層３０の材料として、セラミック、ＦＲ４、ポリイミド、絶縁有機物質、エポキシなどが使用可能である。また、場合によっては、フォトレジストやドライフィルムなどの材料を使用してもよい。しかし、前述したように、ウェーハとプローブアセンブリーの熱膨張率の差異に起因してプローブピンの接触不良が発生する場合、支持層３０の材料は、検査対象としての半導体ウェーハと同一の材料（例えば、シリコン）を使用することが好ましい。
【００４３】
露出孔３２の内には、伝導性接着剤４０が満たされる。伝導性接着剤は、電気的伝導性を有する接着剤であって、例えば、金属粉末が含有された液状接着剤または半田ペーストである。液状接着剤に含有される金属粉末として、ニッケル、金、銀、銅などが使用可能であり、半田ペーストの成分として、錫、亜鉛、インジウム、ニッケル、金、銀などを含むことができる。
【００４４】
プローブピン１０は、片持ち梁の形態よりなり、タングステンやそれに相当する伝導性物質で形成される。プローブピン１０は、一体に形成された連結柱１２、水平ビーム１４及び接触端１６で構成される。連結柱１２は、支持層３０の露出孔３２の内に垂直方向に挿入され、伝導性接着剤４０を通じて露出孔３２の内に物理的に固定されると共に、回路基板２０のパッド２４と電気的に連結される。水平ビーム１４は、連結柱１２から水平方向に延長され、支持層３０の表面から離隔する。接触端１６は、連結柱１２と反対側位置で反対側方向に水平ビーム１４から延長される。接触端１６は、検査対象としての電子素子の端子と物理的に接触する部分である。
【００４５】
本実施例のプローブアセンブリー１００は、パッド２４が設けられている回路基板２０の表面に露出孔３２を備えた支持層３０が形成され、露出孔３２の孔内に満たされた伝導性接着剤４０を通じてプローブピン１０が堅固に付着される。露出孔３２は、パッド２４の位置に対応して微細間隔で形成することができるので、露出孔３２を利用すれば、プローブピン１０を微細間隔で配置することが非常に容易になる。また、隣接の露出孔３２は、互いに完全に分離された空間を提供するので、露出孔３２に挿入されるプローブピン１０は、隣接のプローブピンと物理的や電気的干渉なしに個別的付着を具現することができる。同様に、露出孔３２の内に注入される伝導性接着剤４０も、隣接の露出孔３２の伝導性接着剤４０から十分に隔離される。また、露出孔３２は、挿入されるプローブピン１０より十分に大きいため、注入された伝導性接着剤４０が露出孔３２を完全に満たしながらプローブピン１０を十分に取り囲むので、 堅固にプローブピン１０を固定し支持する。
【００４６】
以上説明した本発明のプローブアセンブリーは、最も基本的な形態であり、この形態は、非常に多様に変形したり、改良することができる。以下、本発明によるプローブアセンブリーの多様な実施例を説明する。
【００４７】
第２実施例（プローブアセンブリー）
図４に示されたプローブアセンブリー１００ａは、支持層３０の露出孔３２の側壁にメッキ膜５０を形成する場合である。
【００４８】
露出孔３２の側壁のメッキ膜５０は、支持層３０と伝導性接着４０との間の接着力を向上させる。したがって、メッキ膜５０は、伝導性接着剤４０との接着力に優れた材料（例えば、金）よりなる。
【００４９】
第３実施例（プローブアセンブリー）
図５に示されたプローブアセンブリー１００ｂは、伝導性接着剤４０に加えて、固定剤６０をさらに使用する場合である。
【００５０】
プローブピン１０は、電子素子の端子と繰り返し的に物理的接触がなされる部分なので、物理的疲労応力によってその位置がずれるか、倒れるか、物理的な変形が発生する可能性がある。したがって、これを防止するためには、支持層３０の露出孔３２の内にプローブピン１０を堅固に固定することが非常に重要である。前述したように、露出孔３２の内に注入されてプローブピン１０を取り囲む伝導性接着剤４０は、プローブピン１０を十分に固定し支持するが、このような効果を極大化するために、固定剤６０をさらに使用することができる。固定剤６０は、伝導性接着剤４０の上に追加に形成され、プローブピン１０の連結柱１２を取り囲みながら固定力を提供する。固定剤６０は、露出孔３２の外部に形成されるので、非伝導性材料（例えば、エポキシ）を使用することが好ましい。
【００５１】
第４実施例（プローブアセンブリー）
図６に示されたプローブアセンブリー１００ｃは、支持層（図３の３０）が除去され、最終構造には含まれない場合である。
【００５２】
後述するが、プローブアセンブリーの製造過程では、プローブピン１０を整列するために、整列マスク層を使用することができ、整列後の最終構造では、整列マスク層が除去されてなくなる。もし支持層が整列マスク層と同一の材質よりなる場合、支持層は、整列マスク層とともに除去されることによって、プローブアセンブリーの最終構造には残っていないようになる。この場合には、図示されたように、伝導性接着剤４０を完全に取り囲むように固定剤６０を追加で形成することができる。
【００５３】
第５実施例（プローブアセンブリー）
図７及び図８に示されたプローブアセンブリー１００ｄ、１００ｅは、各々支持層３０の表面にダンパーが形成されることが特徴である。
【００５４】
図７のダンパー６５は、プローブピン１０を除いて任意の位置に形成され、図８のダンパー６５は、露出孔３２の位置でプローブピン１０の連結柱１２を取り囲むように形成される。
【００５５】
プローブピン１０をウェーハの接触パッド（図２のＰ）に接触させるとき、ダンパー６５は、装置の誤動作によって接触間隔が小くなって、プローブピン１０とウェーハ（図２のＷ）の表面が物理的衝撃を受けて損傷することを防止する。したがって、ダンパー６５の高さは、少なくとも水平ビーム１４の高さ１４ａより大きくなければならない。さらに、プローブピン１０の正常な接触動作がダンパー６５によって邪魔になってはならないので、ダンパー６５の高さは、接触端１６の高さより小さくなければならない。ダンパー６５の材料は、エポキシのように、非伝導性であり、且つ剛性が大きくなく、パーティクルを発生させない物質であることが好ましい。
【００５６】
一方、図８のダンパー６５は、プローブピン１０の連結柱１２を取り囲むので、ダンパー本来の役目のみならず、連結柱１２に対する固定力を強化する固定剤（図５及び図６の６０）の役目をも担うことができる。
【００５７】
第６実施例（プローブアセンブリー）
図９に示されたプローブアセンブリー１００ｆは、回路基板２０と支持層３０との間に非伝導性接着剤７０が存在するので、これを通じて支持層３０が回路基板２０に接合される場合である。
【００５８】
前述したように、支持層３０に使用することができる材料は、非常に多様である。使用される材料によって支持層３０の形成方法が変わることができるが、シートやフィルムなどの形態であらかじめ用意した支持層３０を回路基板２０に接合して形成する場合には、非伝導性接着剤７０が必要となる場合もある。
【００５９】
第７実施例（プローブアセンブリー）
図１０及び図１１に示されたプローブアセンブリー１００ｇ、１００ｈは、支持層３０に２つの種類の露出孔３２、３４が形成され、これらを電気的に連結するための再配線８０が形成されることが特徴である。
【００６０】
すなわち、支持層３０には、プローブピン１０の連結柱１２が挿入される第１露出孔３２と回路基板２０のパッド２４に対応する第２露出孔３４が互いに異なる位置に別々に形成される。第１露出孔３２は、連結柱１２を収容する程度の深さを有すれば十分なので、敢えて支持層３０を完全に貫通する必要がなく、第２露出孔３４は、支持層３０下部のパッド２４と連結されなければならないので、支持層３０を貫通する。
【００６１】
再配線８０は、２つの露出孔３２、３４の内壁及び２つの露出孔３２、３４の間の支持層３０の表面に形成される。再配線８０は、２つの露出孔３２、３４間の電気的経路を提供するので、伝導性物質（例えば、金属）で形成され、公知の蒸着工程（例えば、スパッタリングやスパッタリング後のメッキ）を利用して形成することができる。
【００６２】
第１露出孔３２の内に伝導性接着剤４０（以下、第１伝導性接着剤という）が形成されることと同様に、第２露出孔３４の内にも伝導性接着剤４２（以下、第２伝導性接着剤という）が形成される。第２伝導性接着剤４２は、再配線８０とパッド２４との間の物理的接合及び電気的連結を可能にする。
【００６３】
一方、図１１に示されたように、再配線８０上には、メッキ膜８２をさらに形成することができる。メッキ膜８２は、再配線８０の伝導性を向上させると共に、第１露出孔３２に挿入された連結柱１２の固定力を強化させる。
【００６４】
第８実施例（プローブアセンブリー）
図１２に示されたプローブアセンブリー１００ｉは、プローブピン１０以外に電子製品素子９０を追加で形成する場合である。
【００６５】
電子部品素子９０は、キャパシタ、レジスタ、コンデンサ、トランジスタ、リレー、集積回路のようなものであって、表面実装技術（ＳＭＴ；surface mount technology）を利用して回路基板２０に実装するか、または、半導体工程を利用して支持層３０の内部に直接形成する。
【００６６】
前者の場合、電子部品素子９０は、プローブピン１０と同様に、支持層３０の第３露出孔３６の内に挿入して伝導性接着剤４０で固定することによって、簡便に形成することができる。このように、支持層３０の露出孔３２、３６は、プローブピン１０と電子部品素子９０のような電子的や機械的構造物を簡便に回路基板２０に付着するか、実装することができるフレームを提供する。
【００６７】
後者の場合、支持層３０の材料として、ウェーハと同一の半導体物質が使用されるとき、半導体製造工程技術を利用して電子部品素子９０を容易に支持層３０内に形成することができる。さらに、前述した第８実施例のように、プローブアセンブリーが再配線（図１０の８０）を有する場合には、電子部品素子９０の形成工程を再配線形成工程に関連させて進行させることができる。
【００６８】
第９実施例（プローブアセンブリー）
一方、プローブアセンブリーの回路基板は、変形された形態を有することができる。図１３は、そのような例としてブロック型基板２０を示している。
【００６９】
前述した実施例での回路基板は、四角形の板形状であるか、ウェーハのような円板形状であり、回路パターンが内部に形成される。これとは異なって、ブロック型基板２０は、長いブロック形態であり、回路パターン２６が側面及び上部面に沿って形成される。ブロック型基板において上部面に位置する回路パターン２６が前述した回路基板のパッドに該当する。また、ブロック型基板２０の両端部には、ねじ締結具２８が形成される。ブロック型基板２０の材料として、セラミック、ＦＲ４、ポリマーなどが使用可能であり、その他、熱膨張が少なく、硬度が十分なので、反りがない各種材料を使用することができる。回路パターン２６は、スパッタリングやメッキなどの蒸着工程によって形成することができる。
【００７０】
図１４に示されたプローブアセンブリー１００ｊは、ブロック型基板２０を使用する場合である。支持層３０は、回路パターン２６に対応する露出孔３２を備え、ブロック型基板２０の上部面に付着される。図示してはいないが、露出孔３２の内には、伝導性接着剤が注入され、プローブピン１０が露出孔３２の内に挿入され、伝導性接着剤によって固定される。このような形態のプローブアセンブリー１００ｊは、ねじ締結具２８を通じてプローブカードのインターフェースボードに装着され、この際、側面方向に複数のプローブアセンブリー１００ｊを互いに隣接させて並べて装着することができる。
【００７１】
第１０実施例（プローブアセンブリー）
図１５及び図１６に示されたプローブアセンブリー１００ｋ、１００ｌも、変形された回路基板２０を使用する場合である。この回路基板２０も、前述した第９実施例とブロック型基板と同様に、セラミック、ＦＲ４、ポリマーなどの材料が使用され、回路パターン２６は、回路基板２０の内部に形成されず、上部面と側面に形成される。回路基板２６は、蒸着工程によって形成してもよく、別に製作された軟性印刷回路基板の接合によって形成してもよく、回路基板２０の表面に溝を形成した後、ワイヤを配設して形成してもよい。
【００７２】
一方、図１５において、回路基板２０の回路パターン２６は、第２伝導性接着剤４２を通じて第２露出孔３４側と電気的に連結される。これに対し、図１６において、プローブ基板２０の回路パターン２６は、上端が垂直に突出し、第２露出孔３４の内に挿入されることによって、電気的に連結される。
【００７３】
今まで様々な実施例により本発明のプローブアセンブリーについて説明した。以下では、前述した説明と重複する部分は、なるべく省略しつつ、本発明によるプローブアセンブリーの製造方法について説明する。以下の説明からプローブアセンブリーの構造もさらに明瞭になるだろう。
【００７４】
第１１実施例（プローブアセンブリーの製造方法）
図１７乃至図３６は、本発明の第１１実施例によるプローブアセンブリーの製造方法を示す図である。この実施例による製造方法の要点は、多数のプローブピンを回路基板に配設するために、露出孔が形成された支持層を使用するという点と、プローブピンを精密に整列し、優れた平坦度を確保するために整列マスク層を利用するという点である。この実施例のプローブアセンブリーの製造方法の製造工程は、部分的に変形することができるが、これについても一緒に説明する。
【００７５】
まず、図１７及び図１８を参照すれば、プローブアセンブリーのベースになる回路基板２０が示されている。図１７は、平面図であり、図１８は、図１７のＸ−Ｘ線に沿って切断した断面図である。
【００７６】
図示されたように、回路基板２０は、内部に形成された回路パターン２２と表面に形成された多数のパッド２４とを備える。パッド２４は、回路パターン２２と電気的に連結され、回路基板２０表面の絶縁保護膜（図示せず）の外部に露出する。パッド２４は、列を成して数十ミクロン（μｍ）単位の微細間隔で配置される。パッド２４の位置、形態、個数、間隔、パッド列の個数などは多様に設計することができる。
【００７７】
図１９及び図２０は、図１７及び図１８に示された回路基板２０に支持層３０が形成された構造を示している。図１９は、平面図であり、図２０は、図１９のＸ−Ｘ線に沿って切断した断面図である。
【００７８】
図示されたように、支持層３０は、回路基板２０の上に形成される。支持層３０には、多数の第１露出孔３２と１つ以上の第３露出孔３６が形成されるが、第１露出孔３２は、回路基板２０のパッド２４に対応する位置に形成され、第３露出孔は、隣接の２つのパッド２４にわたって形成される。第１露出孔３２は、プローブピンが挿入される箇所であり、第３露出孔３６は、前述した第８実施例で説明した電子部品素子が挿入される箇所である。他の実施例の場合のように、支持層３０は、第３露出孔３６を備えなくてもよく、第８実施例の場合にも、電子部品素子が支持層３０の内部に直接形成されるときは、第３露出孔３６を形成しなくてもよい。
【００７９】
支持層３０は、その材質によってシートやフィルムなどの形態でプローブ基板２０に付着されるか、または、プローブ基板２０の上で直接製造工程を通じて形成される。前者の場合が図２１に、後者の場合が図２２乃至図２７に例示されている。
【００８０】
図２１を参照すれば、支持層３０は、シートやフィルムなどの形態で公知のラミネーティング技法によって回路基板２０の上に付着される。露出孔３２、３６は、支持層３０が回路基板２０に付着される前に、または後に、支持層３０に形成される。露出孔３２、３６の形成方法は、よく知られたレーザー加工、マイクロミーリング、マイクロマシニング、パンチング、ドリリングなどの技法を利用することができる。露出孔３２、３６の位置、個数、間隔などは、パッド２４の位置、個数、間隔によって決定されるが、露出孔３２、３６の形態は、四角形、円形、楕円形などで多様に設計することができる。
【００８１】
図２２は、パッド２４が設けられた回路基板２０の一部を示す。回路基板２０の上には、図２３に示されたように、パッド２４を含めた回路基板２０の表面全体を覆うようにフォトマスク層１１０が臨時に形成される。フォトマスク層１１０は、フォトレジスト（ＰＲ）またはドライフィルムである。
【００８２】
次に、図２４に示されたように、フォトマスク層１１０は、露光マスク１１２を通じて露光される。露光マスク１１２は、形成しようとする露出孔に対応するマスクパターンを有し、露光工程は、ポジティブ方式またはネガティブ方式がいずれも可能である。露光後に現像工程を進行すれば、図２５のように、露出孔の位置にのみフォトマスク層１１０が残る。
【００８３】
次に、図２６のように、絶縁有機物質やエポキシなどの支持層材料を塗布して、平坦な支持層３０を形成した後、残存のフォトマスク層１１０を除去すれば、図２７のように、露出孔３２が形成された支持層３０が得られる。必要に応じて、フォトマスク層１１０を除去する前に、平坦化工程を進行してもよい。その後、伝導性接着剤の接着力を高めるために、露出孔３２内の側壁に第２実施例で前述したメッキ膜（図４の５０）を形成することもできる。
【００８４】
以上説明したように、回路基板２０の上に支持層３０が形成され、支持層３０の内に露出孔３２が形成されれば、露出孔３２の内に各々プローブピンを挿入し、相互間と電気的や物理的干渉なしに微細間隔で多数のプローブピンを回路基板２０の上に配置する。また、この際、整列マスク層を利用してプローブピンを整列し、露出孔内の伝導性接着剤を利用してプローブピンを固定する。このような段階が図２８乃至図３２に示されている。  まず、図２８に示されたように、支持層３０の上に第１整列マスク層１２０を形成する。第１整列マスク層１２０は、支持層３０の露出孔３２を外部に露出させる。第１整列マスク層１２０は、プローブピンの水平ビームを整列し、平坦度を確保するためのもので、平坦面１２２を有する。
【００８５】
第１整列マスク層１２０の素材として、フォトレジスト、ドライフィルム、ＰＣＢフィルム、ポリイミドフィルム、ガラスなどが使用可能である。フォトレジストやドライフィルムの場合、支持層３０の全面に塗布するか、付着した後、露光、現像工程を通じて所望の部分に第１整列マスク層１２０を形成し、ＰＣＢフィルムやポリイミドフィルム、ガラスの場合には、所望の部分に対応するサイズで製作し、支持層３０に付着することによって、第１整列マスク層１２０を形成する。
【００８６】
次に、図２９の断面図及び図３０の斜視図に示されたように、第１整列マスク層１２０の上に第２整列マスク層１３０を形成する。第１整列マスク層１２０が垂直方向（Ｚ方向）にプローブピンを整列するためのものなら、すなわち平坦度を確保するためのものなら、第２整列マスク層１３０は、水平方向（ｘ、ｙ方向）にプローブピンを整列するためのものである。したがって、第２整列マスク層１３０には、プローブピンに対応する整列用溝１３２が形成され、この溝１３２の側壁１３４を通じてプローブピンのｘ、ｙ方向の整列がなされる。
【００８７】
第２整列マスク層１３０に整列用溝１３２を形成しなければならないので、第２整列マスク層１３０の素材は、パターニングが可能なフォトレジストやドライフィルムが好ましい。しかし、必要に応じて、第１整列マスク層１２０と同様に、他の素材を使用することも可能であり、この場合、整列用溝１３２は、別途の工程を通じて形成してもよい。
【００８８】
第１、第２整列マスク層１２０、１３０が形成されれば、図３１に示されたように、支持層３０の露出孔３２の内に伝導性接着剤４０を注入する。前述したように、伝導性接着剤４０は、金属粉末が含有された液状接着剤または半田ペーストである。伝導性接着剤４０は、個別ディスペンシング方式によって露出孔３２ごとに注入することができ、場合によっては、整列マスク層１２０、１３０の形成段階の前にシルクスクリーン方式によって一括して注入することもできる。
【００８９】
次に、整列マスク層１２０、１３０を通じてプローブピン１０を整列しながら支持層３０の露出孔３２の内にプローブピン１０を挿入する。すなわち、プローブピン１０の連結柱１２は、露出孔３２内の伝導性接着剤４０に挿入し、水平ビーム１４は、第２整列マスク層１３０の整列用溝（図３０の１３２）内に位置させる。この際、プローブピン１０の水平ビーム１４は、いずれも第１マスク層１２０の平坦面１２２の上に位置するようになるので、自然に平坦度が確保される。また、プローブピン１０の接触端１６は、いずれも第２マスク層１３０の側壁１３４を通じて水平方向の整列がなされる。
【００９０】
その後、リフローやレーザーボンディングなど公知の工程を進行して、伝導性接着剤４０を硬化させれば、伝導性接着剤４０によってプローブピン１０が固定される。その後、整列マスク層１２０、１３０を除去すれば、図３に示されたようなプローブアセンブリー１００の最終構造が得られる。図３２の平面図は、プローブアセンブリーの例示的な最終構造を示す。
【００９１】
一方、第８実施例で前述したように、回路基板２０には、プローブピン１０以外にも、各種電子部品素子９０を実装することができる。この際、電子部品素子９０は、プローブピン１０のように精密に整列する必要がなく、但し、支持層３０の露出孔３６が実装位置を提供すれば十分である。
【００９２】
また、図３１において、整列マスク層１２０、１３０を除去する前後に、プローブピン１０の固定力を補強するために、前述した第３実施例の固定剤（図５の６０）をさらに形成することができる。また、支持層３０及び第１、第２整列マスク層１２０、１３０の素材として、フォトレジストやドライフィルムを同一に使用する場合、支持層３０は、整列マスク層１２０、１３０の除去過程で一緒に除去され、前述した第４実施例のプローブアセンブリー（図６の１００ｃ）が得られる。この際、支持層３０が除去された後、伝導性接着剤４０を完全に取り囲むように、固定剤（図６の６０）を形成することができる。
【００９３】
以上説明したように、プローブピン１０の垂直方向整列は、第１整列マスク層１２０によって、水平方向整列は、第２整列マスク層１３０によって各々行われる。ところが、プローブピン１０の水平方向整列は、第２整列マスク層１３０の代わりに、様々な他の手段を利用して行うこともできる。次の説明は、そのような２つの例である。
【００９４】
図３３及び図３４を参照すれば、第１整列マスク層１３０を形成した後、その上に第１２整列マスク層を形成せずに、別途の整列マスク１４０を使用することができる。整列マスク１４０は、垂直方向に貫通され、規則的に形成された多数の整列用孔１４２を有する。したがって、プローブピン１０の接触端１６が整列用孔１４２の内に挿入されるように垂直方向に整列マスク１４０を嵌着すれば、プローブピン１０を水平方向に整列することができる。
【００９５】
図３５及び図３６は、第２整列マスク層の代わりに使用されるさらに他の整列マスク１５０を示している。この整列マスク１５０は、第１整列マスク層１２０の上に配置され、一方の側面に規則的に形成された多数の整列用溝１５２を有する。この溝１５２は、前述した第２整列マスク層の整列用溝（図３０の１３２）とは異なって、プローブピン１０の接触端１６が挿入される程度のサイズを有すれば十分であり、整列マスク１５０を水平方向に移動しながらプローブピン１０を整列することができる。
【００９６】
図示してはいないが、第２整列マスク層の代わりに使用される整列マスク１４０、１５０は、各々別途のジグに固定され、水平方向への精密な整列過程を制御することもできる。
【００９７】
以上説明したように、本発明の実施例によるプローブアセンブリーの製造方法は、露出孔が形成された支持層を使用して多数のプローブピンを微細間隔で配置することができると共に、整列マスク層や整列マスクを利用してプローブピンを精密に整列し、優れた平坦度を確保することができる。一方、支持層３０の平坦度が十分であれば、第１整列マスク層を省略し、第２整列マスク層や整列マスクだけでプローブピンの整列過程を行うこともでき、必要に応じて、整列マスク層や整列マスクの使用を排除したまま、プローブアセンブリーを製造することもできる。
【００９８】
第１２実施例（プローブアセンブリーの製造方法）
図３７乃至図５１は、本発明の第１２実施例によるプローブアセンブリーの製造方法を示す図である。この実施例による製造方法の要点は、別途のピンアレイフレームを利用して多数のプローブピンをあらかじめ挿入するという点である。
【００９９】
図３７及び図３８は、ピンアレイフレームにプローブピンを配置する段階を示す。図３７を参照すれば、ピンアレイフレーム１６０は、下部フレーム１６２及び上部フレーム１６４よりなる。下部フレーム１６２には、多数の挿入孔１６２ａが形成され、上部フレーム１６４には、多数の挿入溝１６４ａが形成される。プローブピン１０の接触端１６は、挿入孔１６２ａに挿入され、連結柱１２は、挿入溝１６４ａに嵌入される。
【０１００】
図３８に示されたように、ピンアレイフレーム１６０は、下部フレーム１６２及び上部フレーム１６４に加えて、中間フレーム１６６を追加に備えることができる。中間フレーム１６６には、プローブピン１０の水平ビーム１４が嵌入される挿入溝１６６ａが形成される。
【０１０１】
ピンアレイフレーム１６０は、プローブアセンブリーの製造過程でプローブピン１０を臨時に挿入する部品である。ウェーハには、一般的に数百個の半導体素子が形成され、半導体素子ごとに数十乃至数百個の接触パッドが設けられているので、ウェーハ全体を一括して検査するためには、プローブアセンブリーに設置されるプローブピンの個数は数万個に至ることもあり得る。このように多数のプローブピンを支持層の露出孔内に挿入しなければならないので、プローブアセンブリー製造工程の全体時間のうちプローブピン挿入工程の所要時間が占める比重は非常に高い。
【０１０２】
ピンアレイフレーム１６０を使用すれば、プローブピン１０の挿入工程を全体工程と独立して行った後、プローブピン１０を一括して支持層の露出孔に挿入することができる。したがって、プローブアセンブリーの全体工程時間を短縮することができる。特に、プローブアセンブリーを注文製作する場合、ピンアレイフレーム１６０にプローブピン１０をあらかじめ挿入することによって、納期を大幅に短縮することができる。
【０１０３】
以下、ピンアレイフレーム１６０を利用してプローブアセンブリーを製造する方法について説明する。以下の説明に使用されるプローブアセンブリーの形態は、第７実施例の場合であるが、他の実施例の場合にも同様に適用されることができることは勿論である。
【０１０４】
図３９乃至図４２は、支持層の形成段階を示す。まず、図３９に示されたように、支持層３０に第１露出孔３２と第２露出孔３４を形成し、支持層３０の上にフォトレジストパターン（図示せず）を形成した後、蒸着工程を利用して再配線７０を形成する。
【０１０５】
次に、フォトレジストパターンを除去し、非伝導性接着剤７０を通じて支持層３０と回路基板２０を接合する。この際、回路基板２０のパッド２４には、第２伝導性接着剤４２があらかじめ形成されていて、支持層３０と回路基板２０の接合によって第２伝導性接着剤４２は、図４０及び図４１に示されたように支持層３０の第２露出孔３４の内に形成される。
【０１０６】
第２伝導性接着剤４２としては、例えば、リフローが可能な半田ボール、半田ペースト、金属が含有された液状接着剤などを使用することができる。第２伝導性接着剤４２を、支持層３０と回路基板２０の接合後、第２露出孔３４の内に注入することもできる。  
【０１０７】
次に、図４２に示されたように、支持層３０の上に整列マスク層１２０、１３０を形成した後、第１露出孔３２内に第１伝導性接着剤４０を注入する。
【０１０８】
次に、図４３乃至図４５は、ピンアレイフレームを利用したプローブピンの挿入段階を示している。図４３及び図４４を参照すれば、前述したように、ピンアレイフレーム１６０に挿入されたプローブピン１０を一括して支持層３０の第１露出孔３２に挿入する。この際、プローブピン１０の水平ビーム１４と接触端１６が整列マスク層１２０、１３０によって整列されながら、プローブピン１０の連結柱１２は、支持層３０の第１露出孔３２内に挿入され、伝導性接着剤４０によって固定される。
【０１０９】
一方、プローブピン１０の挿入方向は、図４３に示されたものと反対であってもよい。すなわち、プローブピン１０の連結柱１２が上側に向かうようにピンアレイフレーム１６０が下側に位置し、第１露出孔３２が下側に向かうように支持層３０が上側に位置する状態で、プローブピン１０を挿入することができる。また、図４６に示されたように、支持層３０上には整列マスク層がない場合も可能である。
【０１１０】
プローブピン１０が第１露出孔３２に挿入され、伝導性接着剤４０で固定された後には、図４５に示されたように、ピンアレイフレーム１６０及び整列マスク層１２０、１３０をすべて除去し、プローブアセンブリー１００ｇの最終構造を得る。
【０１１１】
図４７及び図４８は、プローブピン挿入段階のさらに他の例を示す。この例は、図１１で説明したように、再配線８０にメッキ膜８２を形成する場合である。図４４のように、ピンアレイフレーム１６０を利用して支持層３０の第１露出孔３２にプローブピン１０を一括して挿入した後、ピンアレイフレーム１６０のみ除去した状態が図４７である。
【０１１２】
次に、図４８に示されたように、プローブピン１０の水平ビーム１４と接触端１６に非伝導性保護物質１７０を塗布してメッキ工程を進行する。したがって、外部に露出したプローブピン１０の連結柱１２と再配線８０にはメッキ膜８２が形成される。メッキ膜８２が形成された後には、保護物質１７０と整列マスク層１２０、１３０を除去する。
【０１１３】
図４９及び図５０は、プローブピン挿入段階のさらに他の例を示す。この例は、プローブピン１０の連結柱１２にダンパー６５を形成する場合である。再配線８０の有無に差異があるが、このダンパー１３０は、図８で説明したダンパー６５と実質的に同一である。
【０１１４】
図４９に示されたように、ピンアレイフレーム（図４４の１６０）を除去し、整列マスク層１２０、１３０が残っている状態で、プローブピン１０の柱１２を取り囲むようにダンパー６５を塗布する。その後、図５０に示されたように、整列マスク層１２０、１３０を除去する。
【０１１５】
一方、図５１は、回路基板と支持層接合段階の他の例を示す。この例は、図１５に示されたプローブアセンブリー１００ｋを製造する場合に該当する。図５１を参照すれば、回路基板２０の上部面と側面には、回路パターン２６が形成されていて、回路パターン２６がない回路基板２０の上部面には、非伝導性接着剤７０ｂが塗布される。また、支持層１０の下部面には、第２露出孔３４の位置に第２伝導性接着剤４２が形成されていて、残りの部分には、非伝導性接着剤７０ａが塗布される。したがって、非伝導性接着剤７０ａ、７０ｂを通じて支持層３０と回路基板２０を接合させることができる。図１６に示された構造は、第２伝導性接着剤１２の代わりに回路パターン２６を挿入することが異なるだけで、図１５と同様の方法で接合を具現することができる。
【０１１６】
第１３実施例（プローブアセンブリーの製造方法）
図５２乃至図５７は、本発明の第１３実施例によるプローブアセンブリーの製造方法を示す。この実施例による製造方法は、第１２実施例のピンアレイフレームと類似の概念を利用する。
【０１１７】
図５２を参照すれば、回路基板２０上に支持層３０が形成され、支持層３０は、回路基板２０のパッド２４に対応して露出孔３２を備えている。また、露出孔３２の内部には、伝導性接着剤４０が形成される。
【０１１８】
プローブピン１０は、図５３に示されたように別途に用意する。図５３を参照すれば、まず、ゴムやポリマーなどの素材よりなるベース板１８０が用意される。ベース板１８０は、支持層の露出孔に対応して形成された挿入孔１８２を備えている。ベース板１８０の上には、前述した整列マスク層と類似のマスク層１９０、２００が形成される。マスク層１９０、２００は、フォトレジストやドライフィルム素材よりなる。プローブピン１０は、マスク層１９０、２００を通じて整列されながらベース板１８０の挿入孔１８２に挿入される。
【０１１９】
次に、図５４に示されたように、マスク層１９０、２００の上に固定層２１０を形成する。固定層２１０は、例えば、エポキシのような素材よりなり、挿入孔１８２に挿入されたプローブピン１０を固定する。
【０１２０】
次に、図５５に示されたようにベース板（図５４の１８０）を除去する。そうすると、プローブピン１０の連結柱１２の下端が下部マスク層１９０の下側に突出する。この段階で、ベース板の除去を容易にするために、ベース板と下部マスク層１９０との間にはドライフィルムや接着フィルムなどを介在することによって、ベース板がマスク層から物理的に容易に分離可能にすることができる。さらに、分離されたベース板は、再使用も可能となる。
【０１２１】
次に、図５６に示されたように、支持層３０の露出孔３２にプローブピン１０を挿入する。露出孔３２内の伝導性接着剤４０が硬化され、プローブピン１０を完全に固定するようになれば、マスク層１９０、２００と固定層２１０をすべて除去する。除去後の最終構造が図５７に示されている。マスク層１９０、２００と固定層２１０の除去は、その素材に適した公知の溶剤を利用すればよい。
【０１２２】
第１４実施例（プローブアセンブリーの製造方法）
図５８乃至図６１は、本発明の第１４実施例によるプローブアセンブリーの製造方法を示す断面図である。この実施例の製造方法は、整列マスク層より先に伝導性接着剤を形成するものの、伝導性接着剤を保護するための保護層を利用することが特徴である。
【０１２３】
図５８に示されたように、回路基板２０の上に支持層３０が形成され、支持層３０は、回路基板２０のパッドに対応して露出孔３２を備え、露出孔３２の内部には、伝導性接着剤４０が形成される。すなわち、伝導性接着剤４０は、整列マスク層が形成される前に、個別ディスペンシング方式ではなく、シルクスクリーン方式によって露出孔３２に一括して注入されている。
【０１２４】
先に注入された伝導性接着剤４０は、後続工程である整列マスク層の形成過程で影響を受けることがある。すなわち、伝導性接着剤４０は、現像工程で変質される恐れがある。したがって、図５９に示されたように、あらかじめ形成された伝導性接着剤４０を保護するために伝導性接着剤４０を覆う保護膜２２０を支持層３０の上に形成する。保護膜２２０は、フォトレジストやドライフィルムなどを使用することができる。
【０１２５】
次に、図６０に示されたように、保護膜２２０の上に整列マスク層１２０、１３０を形成する。この際、整列マスク層１２０、１３０を形成するために、露光、現像工程を進行しても、伝導性接着剤４０は、保護膜２２０によって影響を受けない。
【０１２６】
次に、図６１に示されたように、整列マスク層１２０、１３０を通じてプローブピン１０を整列しながら支持層３０の露出孔３２の内にプローブピン１０の連結柱などを挿入する。この際、プローブピン１０は、保護膜２２０を貫通して露出孔３２内部の伝導性接着剤４０内に挿入される。プローブピン１０を挿入した後、固定剤１７０を塗布してプローブピン１０を固定し、露出孔３２に挿入された連結柱などをリフロー工程で固定する。
【０１２７】
その後、固定剤１７０、整列マスク層１２０、１３０及び保護膜２２０をすべて除去して、最終構造を得る。
【０１２８】
今まで様々な実施例により本発明によるプローブアセンブリー及びその製造方法について説明した。本明細書と図面には、本発明の好ましい実施例について開示し、特定の用語を使用しているが、これは、ただ本発明の記述内容を容易に説明し、本発明の理解を助けるための一般的な意味として使用されたものであって、本発明の範囲を限定しようとするものではない。ここに開示された実施例以外にも、本発明の技術的思想に基づく他の変形例が実施可能であることは、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に自明であろう。
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【国際調査報告】
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