프로브 카드 제조방법 document_id A220623049069

일반적으로, 반도체 소자를 제조하는 과정은 여러 단계로 구성되는데, 최종적으로 반도체 소자를 조립하는 단계에서는 웨이퍼(wafer) 상에 형성된 반도체 칩(chip)들 중 불량 칩을 제외한 양품 칩만을 선택하여 조립한다. 따라서, 조립 전에 웨이퍼 상에 형성된 반도체 칩들의 양품, 불량품 여부를 판별하기 위해 웨이퍼 상의 각 반도체 칩에 탐침(probe)을 접촉시켜 전기적으로 테스트하는 프로빙 검사장치를 이용하여 검사를 실시한다. 프로빙 검사장치는, 검사 신호를 발생하고 그 결과로서 수신되는 응답 신호를 분석하여 반도체 칩의 양부를 판별하는 테스터(tester)와, 이 테스터와 검사 대상의 반도체 칩을 전기적으로 연결하는 프로브 카드(probe card)로 구성된다. 여기서, 프로브 카드는 테스터로부터 인가되는 검사 신호를 반도체 칩으로 전송하고 그에 따른 응답 신호를 역으로 전송하는 역할을 수행하며, 그 구성은, 검사시 반도체 칩 상의 접속단자에 접촉되도록 접속단자들에 대응되는 피치로 이격되게 배치되는 복수개의 미세 탐침과, 복수개의 미세 탐침을 고정하고 고정된 미세 탐침과 테스터 간을 전기적으로 연결하는 프로브 기판으로 이루어진다. 상세하게, 프로브 기판 상에 외부 노출되도록 형성되는 접속단자에 대해 미세 탐침의 일측 단부가 결합되어 물리적으로 고정되며, 프로브 기판은 하나의 기판 또는 메인 기판과 서브 기판의 두 개의 기판으로 이루어진다. 메인 기판과 서브 기판의 두 개의 기판으로 이루어지는 경우는 메인 기판 상의 접속단자의 피치를 넓게 하고 서브 기판 상의 접속단자의 피치를 좁게 하여 피치를 변경하는 목적을 위한 것으로, 메인 기판 상의 접속단자와 서브 기판 상의 접속단자는 서로 대응되게 전기적으로 연결되며, 서브 기판 상의 접속단자에 대해 미세 탐침이 고정된다. 물론, 프로브 기판이 하나의 메인 기판으로 이루어지는 경우에는 메인 기판 상의 접속단자에 대해 미세 탐침이 고정된다. 한편, 미세 탐침은 검사시 반도체 칩 상의 접속단자에 접촉되어 검사를 위한 전기 신호를 인가하고 그에 대해 출력되는 응답 신호를 역으로 전송하는 것으로, 통상 와이어 형태인 니들(needle)형과 박판 형태인 블레이드(blade)형으로 구분된다. 도 1은 종래의 프로브 카드의 일부를 확대하여 보여주는 개략 모식도이다. 프로브 기판(20)은 내부에 회로부(미도시)를 구비하며, 그 표면에는 회로부와 전기적으로 연결되는 복수개의 접속단자(22)가 외부 노출되게 형성되고, 각 접속단자(22) 상에는 별도의 범프(bump)(24)가 돌출되게 형성된다. 이러한 프로브 기판(20)은 회로부, 접속단자(22) 및 범프(24)를 구비하도록 반도체 제조공정을 통해 일체화되게 제조되며, 그 제조를 위한 반도체 제조공정은 사진 공정, 식각 공정, 증착 및 도금 공정, 평탄화(CMP) 공정 등을 포함한다. 미세 탐침(30)은 프로브 기판(20) 상의 범프(24)에 결합되어 수직방향으로 구비되며, 그 일측 단부에는 프로브 기판(20) 상의 범프(24)에 대해 끼워져 결합을 이루는 암 소켓 형태의 암소켓부(30a)가 형성되고, 그 타측 단부에는 검사시 반도체 칩 상의 접속단자에 대해 접촉되는 팁(tip)부(30c)가 돌출되게 형성되며, 팁부(30c)의 근방에는 절개홈 구조 등을 통해 팁부(30c)가 반도체 칩의 접속단자에 접촉시 자유롭게 탄성적으로 변위되어 부드러운 접촉이 이루어지도록 하고 접촉의 소멸시 원 상태로 복귀되도록 하기 위한 탄성흡수부(30b)가 형성된다. 이러한 미세 탐침(30)은 사진 공정, 식각 공정, 증착 및 도금 공정, 평탄화 공정 등을 포함하는 일반적인 반도체 제조공정을 통해 복수개가 동시에 제조될 수 있다. 이상과 같은 구성을 갖는 종래의 프로브 카드 제조방법에 대해 이하 도 2를 참조로 설명한다. 먼저, 일련된 반도체 제조공정을 통해 미세 탐침(30)을 복수개 제조한다(S40). 그리고, 다른 일련된 반도체 제조공정을 통해 복수개의 접속단자(22) 및 범프(24)를 갖는 프로브 기판(20)을 제조한다(S42). 그 후, 프로브 기판(20) 상의 범프(24)에 대해 미세 탐침(30)을 수작업으로 결합시키며, 즉 작업자가 핀셋으로 일일이 미세 탐침(30)을 파지하여 미세 탐침(30)의 암소켓부(30a)를 프로브 기판(20) 상의 범프(24)에 대해 끼워 결합시킨다(S44). 그러나, 이와 같은 종래의 프로브 카드 제조방법에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있다. 첫째, 프로브 기판(20) 상에 추가적으로 범프(24)를 형성해야 하므로, 그 제조에 많은 시간이 소요되어 생산성이 저하되고, 특히 많은 수의 범프(24) 중 어느 하나라도 잘못 형성되는 경우에는 프로브 기판(20)을 폐기해야 하는 문제점이 있다. 즉, 범프(24)는 미세 탐침(30)과의 적절한 결합을 위해 어느 정도 높이를 가져야 하는데, 한번의 증착 또는 도금 공정을 통해 형성 가능한 높이에는 한계가 있어, 여러 차례 제조과정을 반복해야 함에 따라 제조시간이 과다하게 소요되는 문제점이 있다. 그리고, 프로브 기판(20) 상에는 통상 만여 개 이상의 접속단자(22)와 그에 대한 범프(24)가 형성되는데, 제조시의 공정조건 등을 잘못 설정하여 하나의 범프(24)라도 잘못 형성하면 프로브 기판(20)을 아예 폐기 처리해야 하는 문제점이 있다. 둘째, 미세 탐침(30)의 암소켓부(30a)를 프로브 기판(20) 상의 범프(24)에 대해 끼워 결합시킴에 따라 암소켓부(30a)와 범프(24) 간의 접촉 면적이 좁게 됨으로써, 전기적 특성이 다소 불량하여 프로브 카드(10)의 품질이 저하되는 문제점이 있다. 셋째, 프로브 기판(20) 상의 범프(24)에 대해 미세 탐침(30)을 일일이 수작업으로 결합시키므로, 조립 과정에서 작업자의 잘못된 움직임에 의해 프로브 기판(20) 및 미세 탐침(30)의 파손 및 변형이 유발될 수 있음으로써 제조되는 프로브 카드(10)의 품질이 저하되는 문제점이 있다.