KR102823004B1 - 프로브 핀을 적층 하여 제조되는 프로브 헤드의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로브 헤드의 제조 방법에 관한 것으로, 상세하게 프로브 핀을 적층 하는 방식으로 핀간 피치를 미세하게 조절할 수 있고, 프로브 핀의 길이 및 형태를 자유롭게 형성할 수 있는 프로브 헤드의 제조 방법 및 프로브 헤드에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 프로브 헤드 제조 방법은 제1 포토레지스트 형성단계, 제1 탄성층 형성단계, 중공 형성단계, 제1 핀 형성단계, 제2 탄성층 적층단계, 레이어 적층단계, 제2 포토레지스트 형성단계 및 희생층 제거단계를 포함하여 구성되고, 상술한 제조 방법의 단계를 수행하여 제조된 프로브 헤드를 제공한다.
본 발명에 따르면, 미세한 간격의 피치를 가지는 프로브 헤드를 제조할 수 있고, 동시에 다수의 장치를 검사할 수 있는 프로브 헤드를 제공할 수 있으며, 프로브 핀의 형태를 자유롭게 형성하기 용이한 프로브 헤드 제조 방법을 제공할 수 있다. 또한, 프로브 핀이 수직으로 형성되어 배선이 용이하여, 동일 면적에 프로브 핀을 더 많이 형성할 수 있어서 프로브 핀의 밀집도를 향상할 수 있고, 프로브 스테이션과 연결도 손쉽게 할 수 있다.

Description

프로브 핀을 적층 하여 제조되는 프로브 헤드의 제조 방법{MANUFACTURING METHOD OF PROBE HEAD MANUFACTURED BY STACKING PROBE PINS}

본 발명은 프로브 헤드의 제조 방법에 관한 것으로, 상세하게 프로브 핀을 적층 하는 방식으로 핀간 피치를 미세하게 조절할 수 있고, 프로브 핀의 길이 및 형태를 자유롭게 형성할 수 있는 프로브 헤드의 제조 방법에 관한 것이다.

전기 장치가 제조된 후, 검사 장비를 전기 장치에 연결시켜 전기적인 특성을 검사할 필요성이 있다. 사람이 단순하게 전기 장치의 전극에 검사 장비를 연결하면 검사가 가능할 수 있지만, 다수의 제품을 생산하는 과정에서 사람이 일일이 검사하는 것은 시간과 비용의 소모가 상당하다. 따라서 기계적으로 전기 장치에 접촉되어 전기적인 연결을 제공하는 프로브 헤드가 개발되어 사용되고 있다.

기술의 발전으로 전기 회로의 집적도가 향상되고 전기 장치의 크기가 나날이 축소되어 전극의 크기 및 간격도 마이크로 미터 이하의 단위로 축소됨에 따라, 이에 대응되는 프로브 헤드 또한 미세한 크기로 축소될 필요성이 대두되고 있다.

그러나 기존 기술로 제조되는 프로브 헤드의 프로브 핀은 프로브 핀을 길이방향으로 성장시키는 방식으로 제조되기 때문에 프로브 핀의 형태를 자유롭게 제조하기 어렵고, 프로브 핀 사이의 간격인 피치를 미세하게 형성하기 어렵다는 문제점이 있다.

선행문헌 1: 대한민국 등록 실용신안 제20-0458537호 (2012.02.03. 등록) 선행문헌 2: 대한민국 등록 실용신안 제20-0399963호 (2005.10.24. 등록)

본 발명의 기술적 목적은 미세한 간격의 피치를 가지는 프로브 헤드를 제조하기 위한 것이다.

또다른 본 발명의 기술적 목적은 동시에 다수의 장치를 검사할 수 있는 프로브 헤드를 제공하기 위한 것이다.

또다른 본 발명의 기술적 목적은 프로브 핀의 형태를 자유롭게 형성하기 용이한 프로브 헤드 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 제1 탄성층을 형성하는 제1 탄성층 형성단계;

제1 탄성층의 상면에 하나 이상의 제1 프로브 핀들을 형성하는 제1 핀 형성단계; 및 제1 프로브 핀이 형성된 제1 탄성층 위로 제2 탄성층을 형성하는 제2 탄성층 적층단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드 제조 방법을 제공한다.

또한, 제2 탄성층의 상면에 하나 이상의 제2 프로브 핀들을 형성하는 제2 핀 형성단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드 제조 방법을 제공한다

또한, 제1 핀 형성단계 및 제2 탄성층 적층단계를 소정의 회수 반복하여 핀 층 및 탄성층으로 구성된 레이어를 반복하여 적층 하는 레이어 적층단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드 제조 방법을 제공한다

또한, 제1 핀 형성단계는, 제1 탄성층의 상면의 평면 상에 상기 제1 프로브 핀들이 평행하게 나열되는 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드 제조 방법을 제공한다.

또한, 제1 핀 형성단계는, 제1 프로브 핀들의 일단 간의 제1 간격보다 타단 간의 간격인 제2 간격이 크도록 구비되고, 제1 프로브 핀들은 일단과 타단이 서로 연결되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드 제조 방법을 제공한다.

또한, 제 1 항에 있어서, 제1 핀 형성단계는, 제1 프로브 핀의 일단과 타단은 막대형상을 가지되 중심부는 충격을 흡수하는 충격 흡수구조를 구비하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드 제조 방법을 제공한다.

또한, 제1 탄성층 형성단계 및 제2 탄성층 적층단계는, 제1 프로브 핀들의 양단의 위치에 탄성희생층을 형성하는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드 제조 방법을 제공한다.

또한, 제1 탄성층 형성단계 이전에, 제1 프로브 핀들의 양단의 위치에 제1 희생층을 포함하는 제1 포토레지스트를 형성하는 제1 포토레지스트 형성단계,

제2 탄성층 적층단계 이후에, 제1 프로브 핀들의 양단의 위치에 제2 희생층을 포함하는 제2 포토레지스트를 형성하는 제2 포토레지스트 형성단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드 제조 방법을 제공한다.

또한. 탄성희생층을 제거하는 희생층 제거단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드 제조 방법을 제공한다.

또한, 제1 희생층 및 제2 희생층을 제거하는 희생층 제거단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드 제조 방법을 제공한다.

또한, 제1 탄성층 형성단계는, 기판의 상면에 진행되고, 제1 탄성층 형성단계 이전 또는 이후에, 기판의 하면에 하나 이상의 중공을 형성하는 중공 형성단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드 제조 방법을 제공한다.
본 발명은, 제1 탄성층, 제1 탄성층의 상면에 형성되는 하나 이상의 제1 프로브 핀, 제1 프로브 핀이 형성된 제1 탄성층 위로 제2 탄성층을 형성하는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드를 제공한다.
또한, 제2 탄성층의 상면에 형성되는 하나 이상의 제2 프로브 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드를 제공한다.
또한, 제1 프로브 핀 및 제2 탄성층으로 구성된 레이어를 소정의 회수 반복하여 적층 하는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드를 제공한다.
또한, 제1 탄성층의 상면의 평면 상에 제1 프로브 핀들이 평행하게 나열되는 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드를 제공한다.
또한, 제1 프로브 핀들의 일단 간의 제1 간격보다 타단 간의 간격인 제2 간격이 크도록 구비되고, 제1 프로브 핀들은 일단과 타단이 서로 연결되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드를 제공한다.
또한, 제1 프로브 핀의 일단과 타단은 막대형상을 가지되 중심부는 충격을 흡수하는 충격 흡수구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드를 제공한다.
또한, 제1 탄성층 및 제2 탄성층은, 제1 프로브 핀들의 양단의 위치에 탄성희생층을 형성하는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드를 제공한다.
또한, 제1 탄성층의 하면에 형성되는 제1 프로브 핀들의 양단의 위치에 제1 희생층을 포함하는 제1 포토레지스트 및 제2 탄성층의 상면에 형성되는 제1 프로브 핀들의 양단의 위치에 제2 희생층을 포함하는 제2 포토레지스트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드를 제공한다.
또한, 탄성희생층을 제거하는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드를 제공한다.
또한, 제1 희생층 및 제2 희생층을 제거하는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드를 제공한다.
또한, 제1 탄성층은, 기판의 상면에 형성되고, 기판의 하면에 하나 이상의 중공을 형성하는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드를 제공한다.

본 발명에 따르면, 미세한 간격의 피치를 가지는 프로브 헤드를 제조할 수 있다.

또한, 동시에 다수의 장치를 검사할 수 있는 프로브 헤드를 제공할 수 있다.

또한, 프로브 핀의 형태를 자유롭게 형성하기 용이한 프로브 헤드 제조 방법을 제공할 수 있다.
또한, 프로브 핀이 수직으로 형성되어 배선이 용이하여, 동일 면적에 프로브 핀을 더 많이 형성할 수 있어서 프로브 핀의 밀집도를 향상할 수 있고, 프로브 스테이션과 연결도 손쉽게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 헤드 제조 방법에 따른 프로브 헤드를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 헤드의 사시도를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 헤드 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 헤드를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판희생층이 형성되는 것을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 포토레지스트 형성단계를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 포토레지스트에 제1 희생층을 형성하는 단계를 나타내는 도면이다.
도 8 내지 도13은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성희생층 형성하는 제1 탄성층 형성단계를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 핀 형성단계를 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 제2 탄성층 형성단계를 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이어 적층단계를 거쳐 여러 레이어가 적층 된 것을 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 포토레지스트 형성단계를 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 희생층 제거단계를 나타내는 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 핀이 평면상에서 형성되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 흡수구조를 포함하는 프로브 핀을 나타내는 도면이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 중공 형성단계를 나타내는 도면이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 중공 형성단계가 이루어진 기판을 아래에서 올려다본 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한 도면에서 본 발명을 명확하게 개시하기 위해서 본 발명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에서 동일하거나 유사한 부호들은 동일하거나 유사한 구성요소들을 나타낸다.

본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 헤드 제조 방법에 따른 프로브 헤드를 나타내는 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 헤드의 사시도를 나타내는 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 헤드 제조 방법을 나타내는 순서도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 헤드를 나타내는 사시도이다. 도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 프로브 헤드(10) 제조 방법은 제1 포토레지스트 형성단계(S10), 제1 탄성층 형성단계(S20), 중공 형성단계(S30), 제1 핀 형성단계 (S40), 제2 탄성층 적층단계(S50), 레이어 적층단계(S60), 제2 포토레지스트 형성단계(S70) 및 희생층 제거단계(S80)를 포함하여 구성된다. 이하 각 단계에 대하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 헤드(10)를 나타내는 사시도이다. 도4를 참고하면, 프로브 헤드(10)는 복수개의 프로브 핀을 포함하고, 복수개의 프로브 핀의 위아래로 제1 포토레지스트(300) 및 제2 포토레지스트(700)를 포함할 수 있다. 이때, 프로브 핀의 길이방향은 y축 방향으로 정의하며, 기판(100)의 수직방향으로 핀 층이 적층 되는데, 이와 같은 기판(100)의 수직방향을 z 축 방향이라고 정의하고, 프로브 핀이 핀 층에서 서로 수평한 방향으로 복수 개 구비될 수 있는데, 이처럼 프로브 핀이 핀 층에서 배열되는 방향을 x 축 방향으로 정의한다. 한편, 도 5 내지 도 18는 도 3의 화살표 방향에서 바라본 단면도이며 적층이 되는 과정을 설명하기위한 도면이고, 도 19 및 20은 z축 방향에서 내려다본 도면이다.

기판희생층 형성단계는 기판(100) 위에 기판희생층(200)을 형성하는 단계이다. 도 5를 참고하면, 기판희생층 형성단계를 수행하여 기판(100) 위에 기판희생층(200)이 형성된 모습을 확인할 수 있다. 이때, 기판(100)은 다양한 종류의 웨이퍼로 구비될 수 있고, 기판희생층(200)은 희생층으로서 프로브 헤드(10)를 기판(100)에서 분리하기 위해 최종적으로 삭제되는 구성이기 때문에, 희생층으로 사용되는 다양한 물질로 구비될 수 있으나 본 발명의 일 실시예에서는 알루미늄으로 구비되는 것을 기준으로 설명한다.

이와 같이 기판희생층(200)이 구비되면, 최종적으로 희생층 제거단계(S80)를 거쳐 프로브 헤드(10)를 기판(100)에서 분리할 수 있고, 기판희생층(200)을 기반으로 그 위에 프로브 헤드(10)를 구성하기위한 구성들을 적층 할 수 있다.

한편, 상술한 기판희생층 형성단계는 제1 포토레지스트 형성단계 이전에 진행될 수 있고, 이와 같은 기판희생층은, 중공 형성단계(S30)를 통해 기판에 형성된 중공을 활용하여 제거될 수 있으며, 후술하도록 한다.

제1 포토레지스트 형성단계(S10)는 기판희생층 형성단계와 제1 탄성층 형성단계(S20) 사이에 수행되어, 기판희생층(200) 위에 제1 포토레지스트(300)를 코팅하는 단계이다. 제1 포토레지스트 형성단계(S10)는 포토레지스트를 기판희생층(200) 위에 코팅하는 단계 및 제1 희생층(310)을 형성하는 단계를 포함하며, 도6은 기판희생층(200) 위에 제1 포토레지스트(300)를 코팅하는 단계이고, 도 7은 제1 포토레지스트(300)의 중심부의 노광영역과 양단의 비노광영역을 표시하고 있으며, 제1 포토레지스트(300)를 코팅한 이후, 노광영역에 노광하여 제1 포토레지스트(300)를 경화함으로써 도 6에서 제1 포토레지스트(300)로만 이루어진 제1 포토레지스트(300)가 도 7과 같이 중앙부의 제1 포토레지스트(300)와 양측면의 제1 희생층(310)으로 구분되어 형성된다.

이때, 제1 포토레지스트(300)는 코팅단계를 적어도 한번 이상 반복하여 제1 포토레지스트(300)가 여러 겹으로 코팅하여 원하는 두께를 형성하는 방식을 이용할 수도 있으며, 하나의 포토레지스트를 두껍게 코팅하는 방식을 활용할 수도 있다. 다만, 여러겹으로 코팅하는 방식이 제1 포토레지스트(300)를 두께를 다양하게 효율적으로 형성할 수 있어 유리하다.

한편, 상술한 포토레지스트는 다양한 종류가 이용될 수 있지만, 본 발명의 일 실시예에서는 SU-8로 구비되는 에폭시 기반 네거티브 포토레지스트를 이용하는 것을 기준으로 설명하며, 포지티브 포토레지스트를 이용하는 경우, 상술한 노광영역과 비노광영역을 반전하여 단계를 수행하면 동일한 결과를 얻을 수 있다.

이와 같이 제1 포토레지스트 형성단계(S10)를 통해 제1 포토레지스트(300)를 구비하면, 향후 적층 될 제1 프로브 핀(500)을 보호할 수 있고, 제1 포토레지스트(300)의 두께를 효율적으로 조절할 수 있으며, 최종적으로 비노광부를 제거하여 제1 프로브 핀(500)의 양단이 돌출되도록 할 수 있다.

제1 탄성층 형성단계(S20)는 기판(100)위에 탄성층(400)을 증착하는 단계이다.

제1 탄성층 형성단계(S20)는 탄성희생층(410) 준비단계와 증착단계로 구분되어 진행되며, 탄성희생층(410) 준비단계는 이후 탄성희생층 형성단계를 진행하기 위한 기반이 되는 탄성희생층(410)을 구비하는 단계이다. 탄성희생층(410) 준비단계를 나타내는 도 8 내지 도9를 참고하면, 도 8은 탄성희생층(410)이 증착 된 것을 나타내는 도면이고, 도 9는 상술했던 노광영역의 탄성희생층(410)을 식각하여 비노광 영역의 탄성희생층(410)만 남긴 것을 나타낸다.

이후 증착단계를 진행하여 제1 탄성층(400)을 증착하게 되고. 도 10은 제1 탄성층(400)이 증착 된 상태를 나타내며 이를 참고하면, 증착단계를 통해 제1 탄성층(400)을 증착하면 제1 탄성층(400)이 탄성희생층(410) 및 제1 포토레지스트(300) 위에 덮이게 된다.

한편, 제1 탄성층 형성단계(S20)는 기판(100)위에 제1 탄성층(400)을 증착 할 수 있고 또는 제1 탄성층(400)만을 단독으로 구비할 수 있고, 제1 탄성층 형성단계(S20) 이전에 기판희생층 형성단계가 수행되는 경우, 기판희생층(200) 위에 제1 탄성층(400)을 증착 하게 될 수도 있으며, 기타 다른 단계가 앞서 진행되면 해당 단계 진행된 이후 기판(100)상에 구비된 구성 위로 제1 탄성층(400)을 증착 할 수도 있다.

탄성희생층 형성단계는 제1 탄성층(400)의 일단을 희생층으로 형성하는 단계이다. 다만, 탄성희생층 형성단계는 제1 탄성층(400)의 일단 뿐만 아니라 타단에도 희생층을 형성하여 양단에 탄성희생층(410)을 구비할 수 있으며 도 10 내지 도 13은 양단에 희생층을 형성하는 것을 기준으로 작성되었고, 이하 단에 희생층을 형성하는 것을 기준으로 설명한다.

도 10은 제1 탄성층 형성단계(S20)를 완료한 상태를 나타내는 도면이며, 도 11 내지 도 13은 탄성희생층 형성단계가 순차적으로 진행되는 것을 나타내는 도면이다. 도 11은 탄성층 포토레지스트(420)를 제1 탄성층(400)의 노광영역 위에 증착 한 것을 나타낸다. 이후 건식 식각을 진행하면 탄성층 포토레지스트(420)와 제1 탄성층(400)이 함께 식각되며, 비노광영역의 제1 탄성층(400)이 모두 식각되어 탄성희생층(410)이 드러나면 에치스탑(Etch stop)이 되어 도 12와 같은 형상을 형성하게 된다. 다음으로 탄성희생층(410)을 제1 탄성층(400)과 탄성희생층(410)의 높이가 같아질 때까지 증착 한 후 리프트 오프(Lift off)를 진행하여 탄성층 포토레지스트(420)를 제거하면 도 13과 같이 제1 탄성층(400)과 탄성희생층(410)의 높이가 같아지는 형상을 형성하게 된다.

한편, 탄성희생층(410)은 희생층을 형성가능한 다양한 재질 또는 물질로 이루어질 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에서는 알루미늄으로 구비되는 것을 기준으로 설명하며, 이와 같이 탄성희생층(410)이 비노광부 영역에 형성되면, 최종적으로 비노광부를 제거하여 프로브 핀의 양단이 돌출되도록 할 수 있다.

제1 핀 형성단계(S40)는 제1 탄성층(400)의 상면의 평면 상에 복수개의 제1 프로브 핀(500)을 증착 하여 핀 층을 형성하는 단계이다. 도 14를 참고하면, 복수개의 핀이 제1 탄성층(400)의 상면의 평면상에 형성된 것을 확인할 수 있고, 상세하게 복수개의 제1 프로브 핀(500)이 x축 방향을 길이방향으로 하여 y축 방향으로 다수개가 평행하게 배치되어 하나의 층을 이루어 프로브 핀 층이 되게 된다. 프로브 핀이 배치되는 제1 핀 형성단계(S40)는 복수개의 제1 프로브 핀(500)으로 이루어지는 핀 층을 식각 또는 리프트 오프 공정을 통해 형성할 수 있다.

한편, 도 19 내지 도 20을 참고하면, 제1 프로브 핀(500)의 형상은 z축 상에서 위에서 아래로 내려 보았을 때, 제1 프로브 핀(500)이 구부러지거나 휘는 등의 다양한 패턴으로 구비할 수 있으며, 이처럼 평면 상에 길이방향으로 누워있는 형태로 제1 프로브 핀(500)을 다수개 배치하는 방식으로 증착 하기 때문에 제1 프로브 핀(500)의 형상을 손쉽게 변형할 수 있다. 또한, 평면상에 핀을 형성하기 때문에 핀 간의 간격도 자유롭게 조절할 수 있으며, 미세한 피치를 구현하기에 용이하다.

이때, 도 19는 제1 핀 형성단계에서 다양한 방식으로 핀의 형상을 구성할 수 있는 예시를 볼 수 있는데, 제1 프로브 핀(500)들의 일단 간의 제1 간격(510)보다 타단 간의 간격인 제2 간격(520)이 크도록 구비되고, 제1 프로브 핀(500)들은 일단과 타단이 서로 연결되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드를 제조할 수 있다. 이때, 제1 프로브 핀(500)의 일단과 타단은 일부 직선으로 형성되는 구간을 가질 수 있고, 이는 검사 장비 또는 검사 대상에 접촉할 때 수직으로 접촉하는 경우 수직으로 힘을 받아 충격을 흡수하기 위함이며, 일단과 타단 사이의 구조를 달리하여 충격을 흡수하도록 할 수 있다. 이때, 도 19를 참고하면, 일단과 타단이 캔틸래버 구조와 유사하게 대각선으로 연결되어 있으며 이를 통해 수직으로 힘을 받는경우 힘을 분산할 수 있게 된다. 다만, 도 19에서의 예시에 한정되는 것이 아니라 다양한 형상을 가지며 서로 간격이 다른 제1 프로브 핀(500)의 일단과 타단을 연결하도록 할 수 있다. 또한, 이와 같이 제1 프로브 핀(500) 간의 간격이 일단에서는 좁고 타단에서는 넓게 형성되면, 검사대상에 접촉하기 위해 일단에 협피치를 구성하더라도 타단에서 넓은 간격을 가지기 때문에, 프로브 핀을 검사 장비 등에 연결하기 수월하도록 할 수 있다.

또한, 도 20을 참고하면 제1 프로브 핀(500)은 일단과 타단은 막대형상을 가지되 중심부는 충격을 흡수하는 충격 흡수구조(540)를 구비하도록 형성될 수 있다. 충격 흡수구조(540)는 다양한 형상을 활용하여 제1 프로브 핀(500)이 검사 대상과 접촉할 때 받는 충격을 흡수하도록 하는 구조이며, 평면상에 제1 프로브 핀(500)을 형성하기 때문에 다양한 형상의 구조를 구비할 수 있게 된다. 도 20을 참고하면, 충격 흡수구조(540)로 가능한 다양한 형상을 예시로 들고 있는데, 이에 한정되는 것이 아니라 충격을 효율적으로 흡수할 수 있는 다양한 형상이 제1 프로브 핀(500)에 형성될 수 있다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 핀 층 위에 제2 탄성층 적층단계(S50)가 수행된 것을 나타내는 도면이다. 제2 탄성층 적층단계(S50)는 앞서 설명한 제1 탄성층 형성단계(S20)와 동일한 방식으로 반복되어 제2 탄성층(600)을 적층하는 단계이며, 제1 탄성층 위에 제1 프로브 핀(500)이 배치되고 그 위에 제2 탄성층이 적층 되어 제1 탄성층(400)과 제2 탄성층(600)은 제1 프로브 핀(500)을 감싸는 하나의 탄성층을 형성하게 된다.

이와 같이 제2 탄성층(600)을 구비하면, 제1 프로브 핀(500)을 감싸서 핀 층이 외부에 노출되지 않고 탄성층이 제1 프로브 핀(500)을 감싸 제1 프로브 핀(500)이 외부로부터 보호되고 절연될 수 있고, 탄성층으로 둘러 싸인 제1 프로브 핀(500)이 외력을 받을 때 힘을 분산하여 제1 프로브 핀(500)의 손상을 방지할 수 있다.

다만, 도 1 및 도 2를 참고하면, 제2 탄성층(600)을 적층 한 뒤에 제2 탄성층(600)의 상면에 하나 이상의 제2 프로브 핀(550)들을 형성하는 제2 핀 형성단계가 수행된 상태를 확인할 수 있다. 이는 후술하게 될 레이어 적층단계(S60)와 달리 제2 프로브 핀(550)을 형성하고 단계가 종료되는 형상을 나타내고 있으며, 제2 핀 형성단계 이후에 제2 탄성층 적층단계(S50)를 반복하면 레이어 적층단계(S60)와 동일하게 레이어를 적층 할 수 있다. 다만, 이와 같이 제2 프로브 핀(550)을 형성하는 경우, 제2 프로브 핀(550) 위에 새로운 층을 올리거나 결합이 가능한 부속을 결합하는 등의 다양한 방식으로 활용될 수 있고, 레이어 적층단계(S60) 이후 제2 프로브 핀(550)을 형성하여 여러층의 레이어 위에 프로브 핀이 형성된 상태로 단계를 종료하는 것도 가능하다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이어 적층단계(S60)를 거쳐 여러 레이어가 적층 된 것을 나타내는 도면이다. 도 16을 참고하면, 본 발명의 일 실시예는 제1 핀 형성단계(S40) 및 제2 탄성층 적층단계(S50)를 소정의 회수 반복하여 핀 층 및 탄성층으로 구성된 레이어를 반복하여 적층 하는 레이어 적층단계(S60)를 더 포함할 수 있다. 도 16은 제2 탄성층 적층단계(S50) 이후, 제1 핀 형성단계(S40) 및 제2 탄성층 적층단계(S50)가 2회 반복되어 총 2층의 레이어를 추가하여 기존에 형성되어 있던 1층의 레이어를 포함하여 3층의 레이어로 구비되는 형상을 나타낸 것이다. 한편, 프로브 헤드(10)에 구비된 프로브 핀의 배치를 살펴보면, x축 방향으로 평행하게 배치한 핀의 개수가 행의 개수를 이룬다고 보면, z축으로 레이어 적층단계(S60)를 소정의 회수 반복하여 적층 된 총 핀의 층수가 열의 개수를 형성하게 된다. 즉, 레이어 적층단계(S60) 소정의 회수는 프로브 헤드(10)의 행 또는 열의 개수를 결정하기 때문에, 제조하고자 하는 프로브 헤드(10)의 행 또는 열의 개수를 고려하여 결정한다.

앞서 설명한 바와 같이 제1 핀 형성단계(S40) 이후 제2 탄성층 적층단계(S50)를 거치면 탄성층이 핀을 감싸게 된다. 이때, 제1 핀 형성단계(S40) 및 제2 탄성층 적층단계(S50)를 통해 z축 방향으로 핀 층이 적층 될 때, 핀과 핀 사이에 증착되는 제2 탄성층(600)의 두께가 핀간의 피치를 결정하게 되며, 제2 탄성층(600)의 두께를 조절하여 핀간 간격을 조절할 수 있게 되며, 미세한 피치를 형성할 수 있게 된다.

한편, 도 17을 참고하면, 상술한 바와 같이 핀 층을 복수개 적층하는 경우, 제2 포토레지스트 형성단계(S70)를 더 포함할 수 있고, 제2 포토레지스트 형성단계(S70)는 탄성층 위에 제2 포토레지스트(700)를 코팅하는 단계이다. 도 17은 제2 포토레지스트 형성단계(S70)가 수행된 상태를 나타내는 도면이고, 탄성층 위에 제2 포토레지스트(700)와 제2 희생층(710)이 적층되어 있다.

제2 포토레지스트 형성단계(S70)는 상술한 제1 포토레지스트 형성단계(S10)와 동일한 과정을 거쳐 형성되며, 프로브 헤드(10)에는 제1 포토레지스트(300) 및 제2 포토레지스트(700)가 모두 구비되거나 모두 구비되지 않을 수 있고, 또는 제1 포토레지스트(300)나 제2 포토레지스트(700)중 어느 하나만 구비될 수도 있다.

이와 같이 제2 포토레지스트 형성단계(S70)를 더 포함하여 제2 포토레지스트(700)를 구비하면, 외부의 충격으로부터 프로브 핀을 보호할 수 있고, 제1 포토레지스트(300)와 제2 포토레지스트(700)를 모두 구비하는 경우, z축 방향으로 프로브 헤드(10)의 양단에 제1 및 제2 포토레지스트(700)가 형성되어, 외부의 충격 등으로부터 프로브 핀을 효율적으로 보호할 수 있다.

희생층 제거단계(S80)는 탄성희생층(410)을 제거하는 단계이다. 다만, 도 18를 참고하면, 탄성희생층(410) 이외에도 형성되어 있는 희생층을 모두 제거하는 단계이며, 다만, 희생층이 탄성희생층(410)만 존재하는 경우에는 탄성희생층(410)만 제거할 수 있다. 따라서, 희생층 제거단계(S80)는 탄성희생층(410), 기판희생층(200), 제1 희생층(310) 및 제2 희생층(710)을 모두 제거하는 단계이다. 희생층 제거단계(S80)는 희생층을 제거할 수 있는 다양한 방식을 활용할 수 있으며, 식각 등의 방식이 활용될 수 있다.

한편, 도 21 및 도 22를 참고하면, 제1 탄성층 형성단계(S20) 이전 또는 이후, 기판의 하면에 하나 이상의 중공(110)을 형성하는 중공 형성단계를 더 포함할 수 있다. 다만, 중공 형성단계(S30)는 기판희생층 형성단계 이후에 진행되는 것이 바람직하나, 기판(100)에 중공(110)을 형성한 이후에 기판희생층 또는 탄성층을 기판 위에 형성할 수 있는 경우 중공 형성단계(S30)를 먼저 진행할 수 있다. 도 21은 기판(100)에 중공(110)이 형성된 단면도이며, 도 22는 중공(110)이 형성된 기판(100)을 아래에서 올려다본 사시도이다. 이와 같이 하나 이상의 중공(110)이 형성될 수 있으며, 격자 모양 이외에도, 다양한 방식으로 배열된 중공(110)이 형성될 수 있다. 이때, 중공(110)은 레이저 홀 가공 방식을 활용할 수 있고, 물리적으로 중공을 뚫는 방식 또한 이용될 수 있다. 다만, 물리적인 방식은 이물질이 발생하는 문제점이 있어 레이저 홀 가공방식이 바람직하다.

한편, 이처럼 형성된 중공(110)은 희생층 제거단계(S80)에서 기판희생층(200)을 제거하기 위해 이용될 수 있다. 중공(110)에 기판희생층(200)을 제거할 수 있는 용액 등이 투입되어 기판희생층(200)을 녹이는 등의 방식으로 기판희생층(200)이 삭제되면, 기판(100)이 분리될 수 있고, 기판(100)위에 적층되어 형성된 프로브 헤드(10)를 확보할 수 있게 된다.

중공(110)이 형성되지 않더라도, 측면에 기판희생층(200)이 노출된 곳을 통해 기판희생층(200)을 제거할 수 있는 용액 등을 접촉시키거나, 물리적으로 기판을 떼어낼 수 있지만, 중공(110)이 형성되어 있으면 기판희생층(200) 제거 용액 등의 접촉 면적을 극대화할 수 있고, 물리적으로 기판(100)을 떼어내며 생길 수 있는 프로브 헤드(10)의 손상을 방지할 수 있다.

한편, 상술한 단계들은 일단 또는 양단에 희생층을 형성하는 단계를 포함하는데, 일단과 타단은 프로브 핀의 검사장비 또는 검사대상에 연결되는 부분이며, 이 중 한 부분이 돌출되도록 하거나 양쪽이 모두 돌출되도록 하기 위한 것이며, 양쪽이 다 돌출되는 것이 검사장비나 검사대상에 접촉하는 데 유리하나, 상황에 따라 핀 간에 간섭이나 접촉이 일어나지 않도록 일단이 돌출되지 않은 상태로 프로브 헤드(10)를 제조하는 것 또한 가능하며, 양단이 모두 돌출되지 않도록 하는 것도 가능하다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시 예는 예시의 목적으로 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 상기의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로, 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 프로브 헤드
100: 기판 110: 중공
200: 기판희생층
300: 제1 포토레지스트 310: 제1 희생층
400: 제1 탄성층 410: 탄성희생층
420: 탄성층 포토레지스트
500: 제1 프로브 핀 510: 제1 간격
520: 제2 간격 540: 충격 흡수구조
550: 제2 프로브 핀
600: 제2 탄성층
700: 제2 포토레지스트 710: 제2 희생층

Claims (22)

1. 제1 탄성층(400)을 형성하는 제1 탄성층 형성단계(S20);
   제1 탄성층(400)의 상면에 하나 이상의 제1 프로브 핀(500)들을 형성하는 제1 핀 형성단계(S40); 및
   상기 제1 프로브 핀(500)이 형성된 제1 탄성층(400) 위로 제2 탄성층(600)을 형성하는 제2 탄성층 적층단계(S50);를 포함하는 것을 특징으로 하고,
   상기 제1 핀 형성단계(S40) 및 제2 탄성층 적층단계(S50)를 소정의 회수 반복하여 핀 층 및 탄성층으로 구성된 레이어를 반복하여 적층 하는 레이어 적층단계(S60)를 더 포함하는 것을 특징으로 하며,
   상기 제1 핀 형성단계(S40)는,
   상기 제1 프로브 핀(500)들의 일단 간의 제1 간격(510)보다 타단 간의 간격인 제2 간격(520)이 크도록 구비되고,
   상기 제1 프로브 핀(500)들은 일단과 타단이 서로 연결되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드 제조 방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2 탄성층(600)의 상면에 하나 이상의 제2 프로브 핀(550)들을 형성하는 제2 핀 형성단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드 제조 방법.
   
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 핀 형성단계(S40)는,
   상기 제1 탄성층(400)의 상면의 평면 상에 상기 제1 프로브 핀(500)들이 평행하게 나열되는 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드 제조 방법.
   
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 핀 형성단계(S40)는,
   상기 제1 프로브 핀(500)의 일단과 타단은 막대형상을 가지되 중심부는 충격을 흡수하는 충격 흡수구조(540)를 구비하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드 제조 방법.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 탄성층 형성단계(S20) 및 제2 탄성층 적층단계(S50)는,
   상기 제1 프로브 핀(500)들의 양단의 위치에 탄성희생층(410)을 형성하는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드 제조 방법.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 탄성층 형성단계(S20) 이전에,
   상기 제1 프로브 핀(500)들의 양단의 위치에 제1 희생층(310)을 포함하는 제1 포토레지스트(300)를 형성하는 제1 포토레지스트 형성단계(S10),
   제2 탄성층 적층단계(S50) 이후에,
   상기 제1 프로브 핀(500)들의 양단의 위치에 제2 희생층(710)을 포함하는 제2 포토레지스트(700)를 형성하는 제2 포토레지스트 형성단계(S70)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드 제조 방법.
   
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 탄성희생층(410)을 제거하는 희생층 제거단계(S80)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드 제조 방법.
   
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 희생층(310) 및 제2 희생층을 제거하는 희생층 제거단계(S80)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드 제조 방법.
    
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 탄성층 형성단계(S20)는,
    기판(100)의 상면에 진행되고,
    상기 제1 탄성층 형성단계(S20) 이전 또는 이후에,
    상기 기판 (100)의 하면에 하나 이상의 중공(110)을 형성하는 중공 형성단계(S30)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드 제조 방법.
12. 제1 탄성층(400);
    제1 탄성층(400)의 상면에 형성되는 하나 이상의 제1 프로브 핀(500);
    상기 제1 프로브 핀(500)이 형성된 제1 탄성층(400) 위로 제2 탄성층(600)을 형성하는 것을 특징으로 하고,
    상기 제1 프로브 핀(500) 및 제2 탄성층(600)으로 구성된 레이어를 소정의 회수 반복하여 적층 하는 것을 특징으로 하며,
    상기 제1 프로브 핀(500)들의 일단 간의 제1 간격(510)보다 타단 간의 간격인 제2 간격(520)이 크도록 구비되고,
    상기 제1 프로브 핀(500)들은 일단과 타단이 서로 연결되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드.
    
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제2 탄성층(600)의 상면에 형성되는 하나 이상의 제2 프로브 핀(550)을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드.
    
14. 삭제
15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 탄성층(400)의 상면의 평면 상에 상기 제1 프로브 핀(500)들이 평행하게 나열되는 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드.
    
16. 삭제
17. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 프로브 핀(500)의 일단과 타단은 막대형상을 가지되 중심부는 충격을 흡수하는 충격 흡수구조(540)를 구비하는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드.
    
18. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 탄성층(400) 및 제2 탄성층(600)은,
    상기 제1 프로브 핀(500)들의 양단의 위치에 탄성희생층(410)을 형성하는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드.
    
19. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 탄성층(400)의 하면에 형성되는 상기 제1 프로브 핀(500)들의 양단의 위치에 제1 희생층(310)을 포함하는 제1 포토레지스트(300) 및
    상기 제2 탄성층(600)의 상면에 형성되는 상기 제1 프로브 핀(500)들의 양단의 위치에 제2 희생층(710)을 포함하는 제2 포토레지스트(700)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드.
    
20. 제 18 항에 있어서,
    상기 탄성희생층(410)을 제거하는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드.
    
21. 제 19 항에 있어서,
    상기 제1 희생층(310) 및 제2 희생층(710)을 제거하는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드.
    
22. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 탄성층(400)은,
    기판(100)의 상면에 형성되고,
    상기 기판(100)의 하면에 하나 이상의 중공(110)을 형성하는 것을 특징으로 하는 프로브 헤드.

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