KR100585561B1

KR100585561B1 - 수직형 전기적 접촉체 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100585561B1
Application number: KR1020040085878A
Authority: KR
Inventors: 송병학; 정문혁
Original assignee: 주식회사 파이컴
Priority date: 2004-10-26
Filing date: 2004-10-26
Publication date: 2006-06-07
Also published as: WO2006046821A1; JP2008518228A; US20080204060A1; CN101048860A; CN100479125C; US7675305B2; KR20060036772A; TW200631117A; TWI278952B

Abstract

본 발명은 수직형 전기적 접촉체에 관한 것으로, 특히 지지빔이 두개 이상의 탄성부로 구성됨으로써, 상기 수직형 전기적 접촉체의 팁부가 패드에 접촉될 때 팁부에 발생하는 반력을 효과적으로 분산시키고, 충분한 O/D를 확보할 수 있는 수직형 전기적 접촉체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명인 수직형 전기적 접촉체를 이루는 구성수단은, 전기 구성체의 범프와 연결되는 수직형 전기적 접촉체에 있어서, 상기 범프에 수직으로 본딩되되, 탄성부를 가지는 적어도 두개 이상의 지지빔과, 상기 지지빔의 하측단부에 형성되고 상기 지지빔을 고정하는 소정 형상의 고정부와, 상기 고정부의 하측단부에 일체로 형성되는 팁부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

수직형 전기적 접촉체, 지지빔, 팁, 식각

Description

수직형 전기적 접촉체 및 그 제조방법{MANUFACTURE METHOD OF VERTICAL-TYPE ELECTRIC CONTACTOR AND VERTICAL-TYPE ELECTRIC CONTACTOR THEREOF}

도 1은 종래의 수직형 전기적 접촉체의 지지빔과 팁부를 보여주는 구성도이다.

도 2는 종래의 수직형 전기적 접촉체를 통한 패드 검사의 실시예를 보여주는 이해도이다.

도 3은 본 발명인 수직형 전기적 접촉체를 보여주는 구성도이다.

도 4는 다양한 형상으로 형성된 몸체를 가지는 수직형 전기적 접촉체를 보여주는 사시도이다.

도 5는

의 형상의 탄성부를 가지는 지지빔의 구성도이다.

도 6은

의 형상의 탄성부를 가지는 지지빔의 구성도이다.

도 7은 다양한 형태의 팁부를 가지는 수직형 전기적 접촉체의 구성도이다.

도 8은 지지빔과 고정부가 2단으로 적층된 수직형 전기적 접촉체의 구성도이다.

도 9a와 9b는 본 발명인 수직형 전기적 접촉체를 통한 패드 검사의 실시예를 보여주는 이해도이다.

도 10a와 10b는

의 형상의 탄성부를 가지는 수직형 전기적 접촉체를 제조하는 공정도이다.

최근에 반도체소자는 256MDRAM 및 1GDRAM 등과 같이 고집적화되어 발전되고 있다. 그리고, 반도체소자의 발전에 따라 반도체소자의 패키징 기술은 SOC(System On a Chip)에서 C4(Controlled Collapse Chip Connection)등으로 발전해 감에 따라 현재 반도체소자는 웨이퍼레벨(WaferLevel) 패키징 기술이 상용화되고 있다.

이와 같은 웨이퍼레벨 패키징 기술은 메트릭스(Matrix) 형태로 배열된 볼타입의 패드를 구비함으로써 이를 테스트하는 프로브 카드의 전기적 접촉체 역시 이에 부응하여 수직형 타입의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

상기와 같은 종래의 수직형 전기적 접촉체는 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 사각기둥 형상으로 이루어진 본체부(2)와 상기 본체부(2) 저면에 돌기 형상으로 형 성된 복수의 팁(1)을 구비하여 이루어진다.

이때, 상기 팁(1)은 하나의 접점을 가진 피라밋 형상 또는 절두형 피라밋 형상 등으로 이루어져 본체부(2)와 일체로 형성되고 상기 본체부(2) 및 팁(1)은 니켈, 니켈 합금 등과 같은 도전성 재질로 이루어진다.

그리고, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 본체부(3)를 원기둥 형상으로 변형이 가능하다.

도 2는 상기와 같은 구성으로 이루어진 종래의 수직형 전기적 접촉체의 사용상태를 설명하기 위한 단면도이다.

일반적으로 수직형 전기적 접촉체는 프로브 카드에 수직적으로 고정 부착되어 소정의 물리력에 의해서 볼타입의 반도체소자의 패드(4) 등과 같은 피검사체의 검사부와 접촉한 후, 상기 패드(4)에 전기신호를 인가함으로써 반도체 소자의 정상 유무를 테스트하게 된다.

그런데, 상기와 같은 종래의 수직형 전기적 접촉체를 사용하여 반도체소자를 테스트하게 되면, 본체부(2, 3)가 탄력이 없어 부러질 가망성이 크다. 또한 상기와 같은 본체부(2, 3)의 형상에 의해서는 충분한 O/D 값을 갖을 수 없고, 프로브 카드에 필요한 O/D를 확보하기 위해 프로브 팁(1)이 패드(4)에 접촉될 때 프로브 팁(1)에 발생되는 반력을 효과적으로 분산시킬 수 없는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으 로, 지지빔을 두개 이상의 탄성부로 구성함으로써, 수직형 전기적 접촉체의 팁부가 패드에 접촉할 때 발생하는 반력을 효과적으로 분산시키고, 충분한 O/D를 확보할 수 있는 전기적 접촉체 및 그 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 상기 범프와 상기 지지빔 사이에 상기 범프와 동일한 형상의 몸체를 더 구비하는 것을 특징으로 하고, 상기 몸체는 중공형 사각기둥, 중실형 사각기둥, 중공형 삼각기둥, 중실형 삼각기둥, 중공형 원기둥, 및 중실형 원기둥 중에 하나의 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 지지빔의 탄성부는

의 형상으로 형성되거나

의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 지지빔은 소정간격 이격되어 방사형으로 이루어진 것이 바람직하다.

또한, 상기 지지빔의 탄성부는 적어도 두개 이상 적층되어 형성되는 것을 특 징으로 하고, 상기 적층되어 형성되는 지지빔의 탄성부 사이에 별도의 고정부가 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 팁부의 팁들은 상기 고정부 하단에 서로 이격되어 위치되되, 방사형으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 또 다른 본 발명인 수직형 전기적 접촉체를 제조하는 방법을 이루는 구성수단은, 전기 구성체의 범프와 연결되는 수직형 전기적 접촉체의 제조 방법에 있어서, 희생기판 상에 제1 보호막 패턴을 형성한 후, 상기 제1 보호막 패턴을 식각 마스크로 이용하여 희생기판 상에 소정 형상의 팁부가 형성될 개구부를 형성하고, 상기 제1 보호막 패턴을 제거한 후, 상기 개구부와 희생기판 상에 씨드층을 형성하며, 상기 씨드층 상에 제2 보호막 패턴을 형성하여 공간부를 마련한 후, 상기 씨드층이 형성된 개구부와 공간부에 도전성 금속 물질을 매립하여 소정 형상의 팁부와 고정부를 일체로 형성시키는 단계, 상기 고정부 상부에 적어도 두개 이상의 절곡 형상의 탄성부를 가지는 지지빔을 형성하는 단계, 상기 지지빔 상부에 소정 형상의 몸체를 형성하는 단계, 상기 몸체를 전기 구성체 상에 형성된 소정 형상의 범프에 본딩하는 단계, 상기 희생기판을 제거시킴으로써 상기 팁부를 개방하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 도전성 금속 물질 매립은 도금 또는 CVD(Chemical Vapor Depocition) 또는 PVD(Physical Vapor Deposition) 중 하나의 방법에 의하여 이루어진 것이 바람직하다.

또한, 상기 탄성부를 가지는 지지빔을 형성하는 단계는, 상기 고정부와 제2 보호막 패턴 상에 제3 보호막 패턴을 형성하여 마련된 공간부에 도전성 금속물질을 매립하여 제1 수직부를 형성하는 단계와, 상기 제2 및 제3 보호막 패턴을 제거하고, 제거된 공간부에 제1 지지층을 형성한 후, 상기 제1 지지층 상에 제4 보호막 패턴을 형성하여 마련된 공간부에 도전성 금속물질을 매립하여 제1 수평부를 형성하는 단계와, 상기 제1 수평층과 제4 보호막 패턴 상에 제5 보호막 패턴을 형성하여 마련된 공간부에 도전성 금속물질을 매립하여 제2 수직부를 형성하는 단계와, 상기 제4 및 제5 보호막 패턴을 제거하고, 제거된 공간부에 제2 지지층을 형성한 후, 상기 제2 지지층 상에 제6 보호막 패턴을 형성하여 마련된 공간부에 도전성 금속물질을 매립하여 제2 수평부를 형성하는 단계와, 상기 제2 수평층과 제6 보호막 패턴 상에 제7 보호막 패턴을 형성하여 마련된 공간부에 도전성 금속물질을 매립하여 제3 수직부를 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제3 수직부 형성 후에, 상기 제6 및 제7 보호막 패턴을 제거하고, 제거된 공간부에 제3 지지층을 형성한 후, 상기 제3 지지층 상에 제8 보호막 패턴을 형성하여 마련된 공간부에 도전성 금속물질을 매립하여 상기 몸체를 형성하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기와 같은 구성수단으로 이루어져 있는 본 발명인 수직형 전기적 접촉체 및 그 제조방법에 관한 작용 및 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 3은 전기 구성체의 범프에 결합되어 있는 본 발명인 수직형 전기적 접촉체의 전체적인 구성을 보여주는 개략도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명인 수직형 전기적 접촉체(90)는 전기 구성체(10)의 범프(20)에 차례로 결합되어 형성되는 몸체(30), 지지빔(40), 고정부(50), 팁부(60)를 포함하여 이루어져 있다.

상기 전기 구성체(10)는 검사 대상인 전자소자(평판 디스플레이이 패널, 반도체 소자, 디스플레이 구동 IC 등)에 인가할 전기신호들을 수용하기 위해 적어도 하나의 접속단자와 배선을 구비하고 있고, 상기 전기 구성체(10)의 접속단자 상에 소정 형상을 가지는 범프(20)가 구비되어 있다.

상기 범프(20)의 하측단부에는 소정 형상을 가지는 몸체(30)가 본딩에 의하여 결합된다. 상기 몸체(30)와 상기 범프(20)는 플립칩 본딩 방법 등에 의하여 서로 본딩 결합되므로, 동일한 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 범프(20)와 몸체(30)는 사각형, 삼각형, 원형 중에 하나의 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이 속이 차있는 중실형 기둥뿐만 아니라 속이 비어 있는 중공형 기둥 형상일 수 있다.

도 4는 다양한 형상으로 형성된 몸체(30)를 가지는 수직형 전기적 접촉체(90)를 보여주는 사시도이다. 즉, 도 4의 (a)는 삼각형의 몸체(30a)를 가지는 수직형 전기적 접촉체(90)를 보여주는 것이고, 도 4의 (b)는 사각형의 몸체(30b)를 가지는 수직형 전기적 접촉체(90)를 보여주는 것이며, 도 4의 (c)는 원형의 몸체(30c)를 가지는 수직형 전기적 접촉체(90)를 보여주는 것이다.

도 4에 도시된 몸체(30a, 30b, 30c)는 중실형 삼각기둥, 중실형 사각기둥, 및 중실형 원기둥으로만 도시되어 있지만, 상기 몸체(30a, 30b, 30c)는 중공형 삼각기둥, 중공형 사각기둥, 및 중공형 원기둥으로 형성될 수 있다.

상기 몸체(30a, 30b, 30c)의 하측단부에는 본 발명의 가장 특징적인 구성요소인 적어도 두개 이상의 지지빔(40)이 형성된다. 상기 지지빔(40)은 외력이 가해지는 경우 축소되었다가 외력이 해제되면 다시 신장되는 탄성 작용을 가진다. 상기 적어도 두개 이상의 지지빔(40)은 서로 소정간격 이격되어 방사형으로 형성된다.

상기 지지빔(40)은 탄성을 발휘할 수 있도록 적어도 두개 이상의 탄성부로 구성된다. 즉, 상기 지지빔(40)은 적어도 두개 이상의

형상의 탄성부로 구성되거나, 적어도 두개 이상의

형상의 탄성부로 구성된다.

도 5는

의 형상의 탄성부로 구성되는 지지빔을 포함한 수직형 전기적 접촉체의 구성도이다.

도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 수직형 전기적 접촉체(90)의 지지빔(40')은

형상의 탄성부(41')로 구성되어 있다. 상기와 같이 지지빔(40')을

형상의 탄성부(41')로 구성함으로써, 상기 수직형 전기적 접촉체(90)는 외력에 의해 탄성 작용을 발휘할 수 있다.

상기

형상의 탄성부(41')는 적어도 두개 이상 형성될 수 있지만, 두개 또는 세개 또는 네개로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 하나의 탄성부(41')만으로 지 지빔(40')을 구성하는 경우에는 균형적인 탄성 작용을 발휘할 수 없어 문제가 있고, 다섯개 이상의 탄성부(41')로 지지빔(40')을 구성하는 경우에는 제작상의 어려움이 따르고 오히려 탄성 발생을 저해할 수 있는 문제점이 있다. 따라서, 두개 내지는 네개의 탄성부(41')로 지지빔(40')을 구성하는 것이 바람직하다.

도 5의 (b)는 지지빔(40')이 세개의

형상의 탄성부(41')로 구성됨을 보여주고, 도 5의 (c)는 지지빔(40')이 두개의

형상의 탄성부(41')로 구성됨을 보여주며, 도 5의 (d)는 지지빔(40')이 네개의

형상의 탄성부(41')로 구성됨을 보여준다. 상기와 같이 두개 내지 네개의 탄성부를 마련함으로써, 적절한 탄성력을 발생할 수 있고 제작상의 어려움이 따르지 않는다.

한편, 상기 수직형 전기적 접촉체(90)는 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 적어도 두개 이상의

형상의 탄성부(41")를 가지는 지지빔(40")을 포함할 수 있다. 상기 적어도 두개 이상의 지지빔(40)은 서로 소정간격 이격되어 방사형으로 형성된다.

상기 지지빔(40")도 두개 또는 세개 또는 네개의

형상의 탄성부(41")로 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 세개의 탄성부(41")로 지지빔(40")을 구성하거나, 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이 2개의 탄성부(41")로 지지빔(40")을 구성하거나, 도 6의 (d)에 도시된 바와 같이 4개의 탄성부(41")로 지지빔(40")을 구성할 수 있다. 이와 같이 두개 내지 네개의 탄성부를 마 련함으로써, 적절한 탄성력을 발생할 수 있고 제작상의 어려움을 덜 수 있다.

상기와 같은 지지빔(40, 40', 40")을 구성하는 탄성부(41, 41', 41")는, 그 하측단부에 형성되어 있는 소정 형상을 가지는 고정부(50)에 고정되어 형성된다. 그리고, 상기 고정부(50)의 하측단부에는 소정 형상의 적어도 하나의 팁으로 구성되는 팁부(60)가 일체화되어 형성된다.

상기 고정부(50)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 원형 또는 사각형이 될 수 있을뿐 아니라 삼각형이 될 수도 있다. 그리고, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 속이 채워진 중실형 기둥 모양으로 형성될 수 있을뿐 아니라 속인 빈 중공형 기둥 모양으로 형성될 수도 있다. 그리고, 상기 팁부(60)의 팁들은 상기 고정부(50)의 하단에 서로 이격되어 마련되되, 방사형의 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 고정부(50)의 하측단부에 형성되는 팁부(60)의 형상은 도 7의 (a) 및 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 피라밋 형상의 팁(60a)으로 구성될 수 있고, 도 7의 (c) 및 도 7의 (d)에 도시된 바와 같이 직사각 형상의 팁(60b)으로 구성될 수 있다.

한편, 이상에서 설명한 수직형 전기적 접촉체(90)는 팁부(60), 고정부(50), 지지빔(40), 몸체(30) 순으로 형성되나, 탄성부를 가지는 지지빔이 적어도 두개 이상 적층되어 형성될 수 있다. 한편, 상기 적층되는 지지빔의 탄성부 사이에는 별도의 고정부가 더 구비될 수 있다. 즉, 상기 팁부(60)와 고정부(50) 사이에 상기 고정부(50)와 지지빔(40)을 적어도 한번 이상 순차적으로 형성시켜 구성될 수 있다.

도 8은 고정부와 지지빔이 한번 더 적층되어 형성된 수직형 전기적 접촉체(90)를 보여준다. 도 8에 도시된 바와 같이, 수직형 전기적 접촉체(90)는 팁부(60), 고정부(50B), 지지빔(40B), 고정부(50A), 지지빔(40B), 몸체(30) 순으로 형성될 수 있다.

도 9는 본 발명인 수직형 전기적 접촉체를 통한 패드 검사의 실시예를 보여주는 이해도이다.

도 9a의 (a)와 (b)는

형상의 탄성부(41')를 가지는 수직형 전기적 접촉체에 관한 실시예이고, 도 9a의 (c)와 (d)는

의 형상의 탄성부(41")를 가지는 수직형 전기적 접촉체에 관한 실시예이고, 도 9b의 (e)와 (f)는 도 8에 도시된 형상을 가지는 수직형 전기적 접촉체에 관한 실시예이다.

도 9a 및 9b의 (a), (c), (e)에 도시된 바와 같이, 수직형 전기적 접촉체(90)를 패드(70)에 접촉시켜 힘을 가하면, 도 9a 및 9b의 (b), (d), (f)에 도시된 바와 같이 탄성부(41', 41", 41A, 41B)의 형태가 변하면서 팁부(60)에 발생하는 반력을 분산시킨다. 상기 패드(70) 검사를 끝내고, 수직형 전기적 접촉체(90)를 상기 패드(70)로부터 이격시키면 상기 탄성부(41', 41", 41A, 41B)는 원래의 형태로 복원된다.

이하에서는, 상기에서 설명한 수직형 전기적 접촉체를 제조하는 일련의 공정에 대해서 도 10a와 도 10b를 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 수직형 전기적 접촉체를 제조하는 방법은, 희생기판 상에 소정 형상의 팁부와 소정 형상의 고정부를 일체로 형성시키는 공정, 상기 고정부 상부에 적어도 두개 이상의

형상의 탄성부를 가지는 지지빔을 형성하는 공정, 상기 지지빔 상부에 소정 형상의 몸체를 형성하는 공정, 상기 몸체를 전기 구성체 상에 형성된 소정 형상의 범프에 본딩하는 공정, 상기 희생기판을 제거시킴으로써 상기 팁부를 개방하는 공정들을 차례대로 수행함으로써 이루어진다.

상기 팁부와 고정부를 형성시키는 공정을 설명하면 다음과 같다.

먼저 도 10a의 (a)에 도시된 바와 같이 (1 0 0) 등과 같이 일정 방향성을 가진 실리콘 재질의 희생기판(110) 상에 소정 형상의 팁부를 형성시키기 위한 제1 보호막 패턴(112)을 형성한다.

이때, 상기 제1 보호막 패턴(112)은 상기 희생기판(110) 상에 포토레지스트를 도포하고 노광 및 현상하는 포토리소그래피(Photolithography) 공정과 식각공정을 순차적으로 수행함으로써 형성된다.

그리고, 다음으로 도 10a의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 제1 보호막 패턴(112)을 식각 마스크로 이용하여 습식식각공정 및 이방성 건식식각공정을 연속적으로 수행함으로써 소정 형상의 수직형 전기적 접촉체의 팁부에 해당하는 개구부(113)가 희생기판(110) 상에 형성된다. 즉, 상기 제1 보호막 패턴(112)을 이용하여 형성되는 상기 개구부(113)는 1차 습식식각 공정을 통해 팁 끝단부에 해당하는 얇은 트렌치를 먼저 형성한 후 2차 이방성 건식식각공정을 통해 상기 트렌치의 깊이 를 좀더 깊게 형성함으로써 형성된다.

상기 건식식각공정은 딥트렌치(Deep trench) 식각방법으로서 보쉬 프로세스(Bosh Process)로 불리는 공지의 RIE(Reactive Ion Etching)에 의해서 이루어진다.

그리고, 상기 제1 보호막 패턴(112)을 제거하고, 도 10a의 (c)에 도시된 바와 같이 스퍼터링(sputtering) 공정에 의해 상기 개구부(113)와 희생기판(110) 상부에 후속 도금공정의 씨드(Seed)로 기능하는 구리(Cu) 등의 씨드층(114)을 형성시킨다.

그리고, 그 상부에 소정 두께로 포토레지스트를 코팅한 후 노광 및 현상공정을 거쳐 도 10a의 (d)에 도시된 바와 같이 고정부의 패턴을 갖는 제2 보호막 패턴(115)을 형성시켜 후속 금속물질의 매립공정에 의해서 고정부를 형성하기 위한 공간부를 형성한다.

그리고, 도 10a의 (e)에 도시된 바와 같이 상기 제2 보호막 패턴(115)에 의해서 개방되고 씨드층(114)이 형성된 공간부 및 상기 개구부(113)에 도전성 금속 물질을 매립시킨 후, CMP(Chemical Mechanical Polishing), 에치백(Etchback) 및 그라인딩(Grinding) 등의 평탄화공정을 수행함으로써 소정 형상의 팁부와 고정부를 일체화시켜 형성한다.

상기와 같이 도전성 금속 물질을 매립시켜 소정형상의 팁부와 고정부를 일체화시켜 형성하는 방법은, 도금 또는 CVD(Chemical Vapor Depocition) 또는 PVD(Physical Vapor Deposition) 중 하나의 방법에 의하여 이루어질 수 있다.

이상과 같은 공정에 따라 상기 팁부와 고정부를 일체화시켜 형성시킨 후에는 지지빔을 형성시켜야 한다. 상기 지지빔은 전술한 바와 같이 두개 이상의 탄성부로 구성되는데, 두개 또는 세개 또는 네개로 구성되는 것이 바람직하다.

계속해서, 상기 지지빔을 형성하는 공정을 설명하면 다음과 같다.

도 10a의 (f)와 같이 상기 고정부와 제2 보호막 패턴(115) 상에 각 탄성부의 일부분인 제1 수직부(130)를 형성하기 위한 새로운 제3 보호막 패턴(121)을 형성한 후, 상기 제3 보호막 패턴(121)에 의하여 마련된 공간부에 도전성 금속 물질을 매립하여 제1 수직부(130)를 형성한다. 그리고 상기 제1 수직부(130)가 형성되면 수산화나트륨 등의 케미컬을 이용한 습식 식각 공정에 의해 상기 제2 보호막 패턴(115)과 상기 제3 보호막 패턴(121)을 제거한다(도 10a의 (g)에 도시).

다음으로, 도 10a의 (h)에 도시된 바와 같이, 상기 제2 보호막 패턴(115)과 상기 제3 보호막 패턴(121)이 제거된 공간부에 후속공정에 의해서 형성될 제1 수평부(140)를 형성하기 위한 씨드층으로 사용될 제1 지지층(131)을 형성한다.

상기 제1 지지층(131)은 다양한 금속층인데, 도금 또는 CVD(Chemical Vapor Depocition) 또는 PVD(Physical Vapor Deposition) 중 하나의 방법에 의하여 이루어질 수 있다.

이 경우에도, CMP(Chemical Mechanical Polishing), 에치백(Etchback) 및 그라인딩(Grinding) 등의 평탄화공정을 수행함으로써 최종적인 제1 지지층(131)을 형성한다. 한편, 상기 제1 지지층(131)은 일 예로서 구리층으로 형성할 수 있다.

그런 후, 도 10a의 (i)에 도시된 바와 같이, 상기 제1 지지층(131) 상에 제1 수평부(140)를 한정하는 공간부를 마련하기 위하여 제4 보호막 패턴(132)을 형성한 다. 그런 다음, 상기 제4 보호막 패턴(132)에 의하여 형성된 공간부에 도전성 금속 물질을 매립하여 도 10a의 (j)에 도시된 제1 수평부(140)를 형성시킨다.

상기 제1 수평부(140)가 형성되면, 도 10a의 (j)에 도시된 바와 같이 상기 제4 보호막 패턴(132)과 제1 수평부(140) 상에 후속 공정에 의하여 형성될 제2 수직부(150)를 위한 공간부를 마련하기 위하여 제5 보호막 패턴(141)을 형성한다. 그리고, 상기 제5 보호막 패턴(141)에 의하여 마련된 공간부에 도전성 금속 물질을 매립하여 제2 수직부(150)를 형성한다.

상기 제2 수직부(150)가 형성되면, 상기 제4 보호막 패턴(132)과 제5 보호막 패턴(141)을 수산화나트륨 등의 케미컬을 이용한 습식 식각 공정에 의하여 제거시킨다. 그리고, 도 10b의 (k)에 도시된 바와 같이 상기 제4 보호막 패턴(132)과 상기 제5 보호막 패턴(141)이 제거된 공간부에 후속공정에 의해서 형성될 제2 수평부(160)를 형성하기 위한 씨드층으로 사용될 제2 지지층(151)을 형성한다.

상기 제2 지지층(151)은 다양한 금속층인데, 도금 또는 CVD(Chemical Vapor Depocition) 또는 PVD(Physical Vapor Deposition) 중 하나의 방법에 의하여 이루어질 수 있다.

이 경우에도, CMP(Chemical Mechanical Polishing), 에치백(Etchback) 및 그라인딩(Grinding) 등의 평탄화공정을 수행함으로써 최종적인 제2 지지층(151)을 형성한다. 한편, 상기 제2 지지층(151)은 일 예로서 구리층으로 형성할 수 있다.

그런 후, 도 10b의 (l)에 도시된 바와 같이, 상기 제2 지지층(151) 상에 제2 수평부(160)를 한정하는 공간부를 마련하기 위하여 제6 보호막 패턴(152)을 형성한 다. 그런 다음, 상기 제6 보호막 패턴(152)에 의하여 형성된 공간부에 도전성 금속 물질을 매립하여 도 10b의 (m)에 도시된 제2 수평부(160)를 형성시킨다.

상기 제2 수평부(160)가 형성되면, 도 10b의 (m)에 도시된 바와 같이 상기 제6 보호막 패턴(152)과 제2 수평부(160) 상에 후속 공정에 의하여 형성될 제3 수직부(170)를 위한 공간부를 마련하기 위하여 제7 보호막 패턴(161)을 형성한다. 그리고, 상기 제7 보호막 패턴(161)에 의하여 마련된 공간부에 도전성 금속 물질을 매립하여 도 10b의 (n)에 도시된 제3 수직부(170)를 형성한다.

상기와 같은 공정에 따라 두개 또는 세개 또는 네개의 탄성부로 구성된 지지빔을 형성한다. 이후에는 상기 지지빔 상측단부에 형성되는 몸체를 형성하기 위한 공정이 수행된다. 이하, 계속해서 몸체를 형성하는 공정에 대하여 설명한다.

상기 제3 수직부(170)가 형성되면, 상기 제6 보호막 패턴(152)과 제7 보호막 패턴(161)을 수산화나트륨 등의 케미컬을 이용한 습식 식각 공정에 의하여 제거시킨다. 그리고, 도 10b의 (n)에 도시된 바와 같이 상기 제6 보호막 패턴(152)과 상기 제7 보호막 패턴(161)이 제거된 공간부에 후속공정에 의해서 형성될 몸체(도 10b의 (p)에서 도면 부호 30으로 표기됨)를 형성하기 위한 씨드층으로 사용될 제3 지지층(171)을 형성한다.

상기 제3 지지층(171)은 다양한 금속층인데, 도금 또는 CVD(Chemical Vapor Depocition) 또는 PVD(Physical Vapor Deposition) 중 하나의 방법에 의하여 이루어질 수 있다.

이 경우에도, CMP(Chemical Mechanical Polishing), 에치백(Etchback) 및 그 라인딩(Grinding) 등의 평탄화공정을 수행함으로써 최종적인 제3 지지층(171)을 형성한다. 한편, 상기 제3 지지층(171)은 일 예로서 구리층으로 형성할 수 있다.

그런 후, 도 10b의 (o)에 도시된 바와 같이, 상기 제3 지지층(171) 상에 몸체(도 10b의 (p)에서 도면 부호 30으로 표기됨)를 한정하는 공간부를 마련하기 위하여 제8 보호막 패턴(172)을 형성한다. 그런 다음, 상기 제8 보호막 패턴(172)에 의하여 형성된 공간부에 도전성 금속 물질을 매립하여 도 10b의 (p)에 도시된 몸체(30)를 형성시킨다.

다음으로, 도 10b의 (p)에 도시된 바와 같이 상기 제8 보호막 패턴(172)을 수산화나트륨 등의 케미컬을 이용한 습식 식각 공정 등에 의해 제거하고, 씨드층을 사용된 제1 지지층(131), 제2 지지층(151), 제3 지지층(171)을 초산(CH₃COOH), 과산화수소(H₂O₂), 및 탈이온수(Deionized water)가 일정 비율로 혼합된 케미컬을 이용한 습식 식각 공정에 의해서 제거하여 지지빔(40)과 몸체(30)를 완성한다.

그런 다음, 도 10b의 (q)에 도시된 바와 같이, 도 10b의 (p)에 도시된 몸체(30)를 전기 구성체(10)에 결합된 범프(도 10b의 (q)에 도면 부호가 20으로 표기됨)에 본딩한다. 마지막으로 상기 희생기판(110)을 수산화칼륨(KOH) 및 탈이온수가 일정 비율로 혼합된 케미컬을 이용한 습식식각 공정에 의해서 제거함으로써 팁부를 개방시켜 소정 형상을 가지는 수직형 전기적 접촉체를 완성한다.

상기와 같은 구성 및 작용 그리고 바람직한 실시예를 가지는 본 발명인 수직형 전기적 접촉체에 의하면, 지지빔이 외력에 의하여 탄성력을 발휘할 수 있도록 두개 이상의 탄성부로 구성함으로써, 상기 수직형 전기적 접촉체의 팁부가 패드에 접촉될 때 팁부에 발생하는 반력을 효과적으로 분산시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기와 같이 팁부에 발생하는 반력이 효과적으로 분산되기 때문에 수직형 전기적 접촉체에 필요한 충분한 O/D(Over Drive)를 확보할 수 있는 잇점이 있다.

Claims

전기 구성체의 범프와 연결되는 수직형 전기적 접촉체에 있어서,

상기 범프에 수직으로 본딩되되, 탄성부를 가지는 적어도 두개 이상의 지지빔과;

상기 지지빔의 하측단부에 형성되고 상기 지지빔을 고정하는 소정 형상의 고정부와;

상기 고정부의 하측단부에 일체로 형성되는 팁부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 수직형 전기적 접촉체.
청구항 1에 있어서,

상기 범프와 상기 지지빔 사이에 상기 범프와 동일한 형상의 몸체를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 수직형 전기적 접촉체.
청구항 2에 있어서,

상기 몸체는 중공형 사각기둥, 중실형 사각기둥, 중공형 삼각기둥, 중실형 삼각기둥, 중공형 원기둥, 및 중실형 원기둥 중에 하나의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 수직형 전기적 접촉체.
청구항 1에 있어서,

상기 지지빔의 탄성부는
의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 수직형 전기적 접촉체.
청구항 1에 있어서,

상기 지지빔의 탄성부는
의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 수직형 전기적 접촉체.
청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,

상기 지지빔은 소정간격 이격되어 방사형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 수직형 전기적 접촉체.
청구항 1에 있어서,

상기 지지빔의 탄성부는 적어도 두개 이상 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는 수직형 전기적 접촉체.
청구항 7에 있어서,

상기 적층되어 형성되는 지지빔의 탄성부 사이에 별도의 고정부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 수직형 전기적 접촉체.
청구항 1에 있어서,

상기 팁부의 팁들은 상기 고정부 하단에 서로 이격되어 위치되되, 방사형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 수직형 전기적 접촉체.
전기 구성체의 범프와 연결되는 수직형 전기적 접촉체의 제조 방법에 있어서,

희생기판 상에 제1 보호막 패턴을 형성한 후, 상기 제1 보호막 패턴을 식각 마스크로 이용하여 희생기판 상에 소정 형상의 팁부가 형성될 개구부를 형성하고, 상기 제1 보호막 패턴을 제거하고, 별도의 제2 보호막 패턴을 형성하여 공간부를 마련한 후, 상기 개구부와 상기 공간부에 도전성 금속 물질을 매립하여 소정 형상의 팁부와 고정부를 일체로 형성시키는 단계;

상기 고정부 상부에 적어도 두개 이상의 절곡 형상의 탄성부를 가지는 지지 빔을 형성하는 단계;

상기 지지빔 상부에 소정 형상의 몸체를 형성하는 단계;

상기 몸체를 전기 구성체 상에 형성된 소정 형상의 범프에 본딩하는 단계;

상기 희생기판을 제거시킴으로써 상기 팁부를 개방하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 수직형 전기적 접촉체 제조방법.
청구항 10에 있어서,

상기 도전성 금속 물질 매립은 도금 또는 CVD(Chemical Vapor Depocition) 또는 PVD(Physical Vapor Deposition) 중 하나의 방법에 의하여 이루어진 것을 특징으로 하는 수직형 전기적 접촉체 제조방법.
청구항 10에 있어서, 상기 탄성부를 가지는 지지빔을 형성하는 단계는,

상기 고정부와 제2 보호막 패턴 상에 제3 보호막 패턴을 형성하여 마련된 공간부에 도전성 금속물질을 매립하여 제1 수직부를 형성하는 단계와,

상기 제2 및 제3 보호막 패턴을 제거하고, 제거된 공간부에 제1 지지층을 형성한 후, 상기 제1 지지층 상에 제4 보호막 패턴을 형성하여 마련된 공간부에 도전성 금속물질을 매립하여 제1 수평부를 형성하는 단계와,

상기 제1 수평층과 제4 보호막 패턴 상에 제5 보호막 패턴을 형성하여 마련 된 공간부에 도전성 금속물질을 매립하여 제2 수직부를 형성하는 단계와,

상기 제4 및 제5 보호막 패턴을 제거하고, 제거된 공간부에 제2 지지층을 형성한 후, 상기 제2 지지층 상에 제6 보호막 패턴을 형성하여 마련된 공간부에 도전성 금속물질을 매립하여 제2 수평부를 형성하는 단계와,

상기 제2 수평층과 제6 보호막 패턴 상에 제7 보호막 패턴을 형성하여 마련된 공간부에 도전성 금속물질을 매립하여 제3 수직부를 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 수직형 전기적 접촉체 제조방법.
청구항 12에 있어서, 상기 제3 수직부 형성 후에,

상기 제6 및 제7 보호막 패턴을 제거하고, 제거된 공간부에 제3 지지층을 형성한 후, 상기 제3 지지층 상에 제8 보호막 패턴을 형성하여 마련된 공간부에 도전성 금속물질을 매립하여 상기 몸체를 형성하는 것을 특징으로 하는 수직형 전기적 접촉체 제조방법.