KR100580784B1

KR100580784B1 - 전기적 접촉체의 제조방법

Info

Publication number: KR100580784B1
Application number: KR1020040012096A
Authority: KR
Inventors: 조용휘
Original assignee: 주식회사 파이컴
Priority date: 2004-02-24
Filing date: 2004-02-24
Publication date: 2006-05-16
Also published as: KR20050084706A

Abstract

본 발명은 전기적 접촉체의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 전기적 접촉체의 제조방법은, 전기 구성체의 상부단자와 연결되는 지지단과 지지단에서 측부로 연장 형성된 제 1 빔부와 제 1 빔부와 수직하게 제 1 빔부 단부에서 연장 형성된 연결단과 연결단과 수직하게 연결단에서 측부로 연장 형성되고, 제 1 빔부와 소정각도를 이루는 제 2 빔부 및 제 2 빔부 단부와 수직하게 제 2 빔부에서 지지단 반대측 방향으로 연장 형성된 팁부을 구비하여 이루어지는 전기적 접촉체의 제조방법에 있어서, 상기 팁부 및 제 2 빔부를 MEMS공정에 의해서 희생기판 상에 형성하는 제 1 공정단계, 상기 지지단 및 제 1 빔부를 MEMS공정에 의해서 전기 구성체의 상부단자와 연결되도록 전기 구성체 상에 형성하는 제 2 공정단계, 상기 제 2 빔부 및 제 1 빔부 중의 적어도 한곳에 MEMS공정에 의해서 상기 연결단을 형성하는 제 3 공정단계, 상기 연결단을 게재하여 제 1 빔부 및 제 2 빔부를 본딩에 의해서 서로 연결하는 제 4 공정단계 및 상기 희생기판을 제거하는 제 5 공정단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

따라서, 팁부의 형상을 가변적으로 변화시킬 수 있는 효과가 있다.

전기적 접촉체, 전기 구성체, 희생기판, 본딩, 팁부

Description

전기적 접촉체의 제조방법{Method for manufacturing electric contactor}

도 1a 내지 도 1n은 본 발명에 따라 희생기판 상에 전기적 접촉체의 팁부, 제 2 빔부 및 제 1 연결단을 형성하는 공정을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.

도 2a 내지 도 2k는 본 발명에 따른 전기 구성체 상에 전기적 접촉체부의 제 1 빔부, 지지단 및 제 2 연결단을 형성하는 공정을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.

도 3a 내지 도 5a는 본 발명에 따라 희생기판 상의 전기적 접촉체의 팁부, 제 2 빔부 및 제 1 연결단과 전기 구성체 상의 전기적 접촉체의 제 1 빔부, 지지단 및 제 2 연결단을 서로 연결하는 방법을 설명하기 위한 공정시시도이고, 도 3b 내지 도 5b는 이의 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 희생기판 12 : 산화막

14 : 제 1 포토레지스트 16 : 제 1 포토레지스트 패턴

18 : 산화막 패턴 20 : 홀

21, 50 : 씨드층 22 : 제 2 포토레지스트 패턴

24 : 팁부 26 : 제 2 빔부

28 : 제 3 포토레지스트 패턴 30 : 제 1 연결단

32 : 금도금층 40 : 전기 구성체

42 : 상부단자 44 : 하부단자

46 : 절연막 48 : 내부회로

52 : 제 4 포토레지스트 패턴 54 : 지지단

56 : 제 5 포토레지스트 패턴 57 : 희생금속층

60 : 제 6 포토레지스트 패턴 62 : 제 1 빔부

64 : 제 7 포토레지스트 패턴 66 : 제 2 연결단

68 : 솔더볼

본 발명은 전기적 접촉체의 제조방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 접촉체의 단부 형상을 가변적으로 변화시켜 면적 배열(Area array)형 패드가 형성된 반도체소자에 대한 전기적 검사를 용이하게 수행할 수 있는 전기적 접촉체의 제조방법에 관한 것이다.

통상, 반도체 칩(Chip)은 산화공정, 확산공정, 이온주입공정, 사진식각공정 및 금속공정 등의 일련의 웨이퍼 가공공정을 반복적으로 수행함으로써 웨이퍼 상에 구현된다.

이와 같은 웨이퍼 상에 구현된 각 칩은 EDS(Electrical Die Sorting)공정을 통해서 정상 및 비정상 칩으로 선별되고, 상기 EDS 공정에 의해서 선별된 비정상 칩의 일부는 리페어(Repair)되어 정상 칩과 함께 슬라이싱(Slicing)되고 다시 패키징(Packaging)되어 외부로 출하된다.

그런데, 최근에는 EDS공정을 완료한 후, 상기 각 칩을 각각 슬라이싱하여 패키징함으로써 발생하는 시간손실, 공정비용의 증가, 생산성의 저하 등의 문제점을 해결하기 위하여 웨이퍼 상에 구현된 각 칩에 대하여 일괄적으로 패키징하는 웨이퍼 레벨 패키징(Wafer level packaging) 방법이 제안 사용되고 있다.

이와 같은 웨이퍼 레벨 패키징에 의한 접촉단자 및 패드는, 면적 배열로 이루어짐으로써 이에 대한 테스트 공정을 진행하는 전기적 접촉체는, 반도체소자의 패드와 패드 사이의 피치간격, 패드의 배열상태 등에 의한 제약을 극복할 수 있는 모델로 제안되어야 한다.

본 출원인은 2003년 4월 15일 한국 특허 출원 제 23552 호에 " 전기적 접촉체 및 이의 제조방법 " 를 출원함으로써 이에 대한 모델을 제안한 바 있다.

상기 한국 특허 출원 제 232552 호에 의한 전기적 접촉체의 제조방법은, 기판 상에 지지단 형상을 한정하는 제 1 보호막 패턴을 형성하는 단계, 상기 제 1 보호막 패턴의 개방 부위 내부에 제 1 도전성 물질을 매립하여 지지단을 형성하는 단계, 상기 제 1 보호막 패턴을 제거하는 단계, 상기 제 1 보호막 패턴이 제거된 기판 상에 제 2 도전성 물질로 이루어지는 제 1 희생 금속층을 형성한 후, 상기 지지단이 외부로 노출되도록 상기 기판 상면을 평탄화하는 단계, 상기 지지단에서 연장된 제 1 빔부의 형상을 한정하는 제 2 보호막 패턴을 형성하는 단계, 상기 제 2 보호막 패턴 내부에 제 1 도전성 물질을 매립하여 제 1 빔부를 형성하는 단계, 상기 제 1 빔부가 형성된 기판 상에 상기 제 1 빔부와 수직하게 상기 제 1 빔부 단부에서 연장 형성된 연결단의 형상을 한정하는 제 3 보호막 패턴을 형성하는 단계, 상기 제 3 보호막 패턴 내부에 제 1 도전성 물질을 매립하여 연결단을 형성하는 단계, 상기 제 2 보호막 패턴 및 제 3 보호막 패턴을 제거한 후, 상기 기판 상에 제 2 도전성 물질로 이루어지는 제 2 희생 금속층을 형성한 후, 상기 연결단이 외부로 노출되도록 상기 기판 상면을 평탄화하는 단계, 상기 연결단이 외부로 노출된 기판 상에 상기 연결단과 수직하게 상기 연결단에서 연장 형성되고, 상기 제 1 빔부와 소정각도를 이루는 제 2 빔부의 형상을 한정하는 제 4 보호막 패턴을 형성하는 단계, 상기 제 4 보호막 패턴 내부에 제 1 도전성 물질을 매립하여 제 2 빔부를 형성하는 단계, 상기 제 2 빔부가 형성된 기판 상에 상기 제 2 빔부 단부와 수직하게 상기 제 2 빔부에서 상기 지지단 반대측 방향으로 연장 형성되고, 피검사체와 접촉하는 팁의 형상을 한정하는 제 5 보호막 패턴을 형성하는 단계, 상기 제 5 보호막 패턴의 개방부위 내부에 제 1 도전성 물질을 매립하여 팁을 형성하는 단계, 상기 제 4 보호막 패턴 및 제 5 보호막 패턴과 제 1 희생 금속층 및 제 2 희생 금속층을 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그러나, 상기 한국 특허 출원 제 232552 호에 의한 전기적 접촉체의 제조방법은, 팁의 단부면이 평평함으로써 패드 상에 형성된 자연산화막을 용이하게 뚫고 접촉할 수 없는 문제점이 있었다.

즉, 상기 팁의 단부의 형상을 가변적으로 변화시킬 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 팁의 단부의 형상을 변화시켜 면적 배열(Area array)형 패드가 형성된 반도체소자에 대한 전기적 검사를 용이하게 수행할 수 있는 전기적 접촉체의 제조방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기적 접촉체의 제조방법은, 내부회로와 연결되는 상부단자 및 하부단자를 구비한 전기 구성체의 상부단자와 연결되는 지지단과 상기 지지단에서 측부로 연장 형성된 제 1 빔부와 상기 제 1 빔부와 수직하게 상기 제 1 빔부 단부에서 연장 형성된 연결단과 상기 연결단과 수직하게 상기 연결단에서 측부로 연장 형성되고, 상기 제 1 빔부와 소정각도를 이루는 제 2 빔부 및 상기 제 2 빔부 단부와 수직하게 상기 제 2 빔부에서 상기 지지단 반대측 방향으로 연장 형성된 팁부을 구비하여 이루어지는 전기적 접촉체의 제조방법에 있어서, 상기 팁부 및 제 2 빔부를 MEMS(Micro Electro Mechanical System)공정에 의해서 희생기판 상에 형성하는 제 1 공정단계; 상기 지지단 및 제 1 빔부를 MEMS공정에 의해서 상기 전기 구성체의 상부단자와 연결되도록 상기 전기 구성체 상에 형성하는 제 2 공정단계; 상기 제 2 빔부 및 제 1 빔부 중의 적어도 한곳에 MEMS공정에 의해서 상기 연결단을 형성하는 제 3 공정단계; 상기 연결단을 게재하여 상기 제 1 빔부 및 제 2 빔부를 본딩(Bonding)에 의해서 서로 연결하는 제 4 공정단계; 및 상기 희생기판을 제거하는 제 5 공정단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제 1 공정단계 및 제 3 공정단계는, 상기 희생기판 상에 제 1 보호막 패턴을 형성하는 단계; 상기 제 1 보호막 패턴을 마스크로 사용한 식각공정의 수행에 의해서 상기 희생기판 상에 홀(Hole)을 형성하는 단계; 상기 제 1 보호막 패턴을 제거하는 단계; 상기 홀을 포함하는 상기 희생기판 상에 제 2 보호막 패턴을 형성하는 단계; 상기 제 2 보호막 패턴 내부에 제 1 도전성 물질을 매립하여 상기 팁부 및 제 2 빔부를 일체로 형성하는 단계; 상기 제 2 빔부가 형성된 희생기판 상에 제 3 보호막 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 제 3 보호막 패턴 내부에 제 1 도전성 물질을 매립하여 상기 연결단으로써의 제 1 연결단을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 제 2 공정단계 및 제 3 공정단계는, 상기 전기 구성체의 상부단자를 개방하는 제 4 보호막 패턴을 형성하는 단계; 상기 제 4 보호막 패턴 내부에 제 1 도전성 물질을 매립하여 상기 지지단을 형성하는 단계; 상기 제 4 보호막 패턴을 제거하는 단계; 상기 제 4 보호막 패턴이 제거된 전기 구성체 상에 상기 지지단의 측부를 개방하는 제 5 보호막 패턴을 형성하는 단계; 상기 제 5 보호막 패턴 내부에 소정의 물질을 매립하여 희생층을 형성하는 단계; 상기 희생층이 형성된 전기 구성체 상에 제 6 보호막 패턴을 형성하는 단계; 상기 제 7 보호막 패턴 내부에 제 1 도전성 물질을 매립하여 상기 제 1 빔부를 형성하는 단계; 상기 제 1 빔부가 형성된 전기 구성체 상에 제 7 보호막 패턴을 형성하는 단계; 상기 제 7 보호막 패턴 내부에 제 1 도전성 물질을 매립하여 상기 연결단으로써의 제 2 연결단을 형성하는 단계; 상기 제 1 연결단 및 제 2 연결단을 서로 본딩하는 단계; 상기 희생 기판을 제거하는 단계; 및 상기 전기 구성체 상의 희생층을 제거하는 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 상기 제 4 공정단계는 플립칩 본딩(Flip chip bonding)에 의해서 이루어질 수 있고, 상기 제 1 보호막 패턴 내지 제 7 보호막 패턴은 포토레지스트에 대해서 노광 및 현상공정을 수행함으로써 형성할 수 있다.

그리고, 상기 제 1 도전성 물질은 니켈 또는 니켈 합금 재질로 이루어질 수 있고, 상기 제 1 도전성 물질의 매립은 전기도금에 의해서 수행될 수 있다.

또한, 상기 희생층은 구리(Cu) 재질로 이루어질 수 있고, 상기 희생층의 매립은 전기도금에 의해서 수행될 수 있다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따라 희생기판 상에 전기적 접촉체의 팁부, 제 2 빔부 및 제 1 연결단을 형성하는 방법은, 도 1a에 도시된 바와 같이 (1 0 0) 등과 같이 일정방향성을 가진 실리콘(Silicon) 재질의 희생기판(10) 상에 후속 식각공정의 수행에 의해서 형성될 홀(Hole)의 식각 마스크로 사용되는 산화막(12)을 얇게 형성한다.

이때, 상기 산화막(12)은 열산화법(Thermal Oxidation) 등의 방법에 의해서 형성할 수 있다.

다음으로, 도 1b에 도시된 바와 같이 상기 산화막(12) 상에 감광재로서 제 1 포토레지스트(14)를 얇게 코팅한다. 이때, 상기 제 1 포토레지스트(14)는 스핀코팅(Spin coating)방식 등을 이용하여 코팅할 수 있다.

계속해서, 도 1c에 도시된 바와 같이 상기 제 1 포토레지스트(14)에 대해서 노광 및 현상공정을 연속적으로 수행함으로써 하부의 산화막(12)을 식각하기 위한 식각 마스크로 사용되는 제 1 포토레지스트 패턴(16)을 형성한다.

이어서, 도 1d에 도시된 바와 같이 상기 제 1 포토레지스트 패턴(16)을 식각 마스크로 사용하여 식각공정을 수행함으로써 제 1 보호막 패턴으로 기능하는 산화막 패턴(18)을 형성한다. 이때, 상기 식각공정은 공지의 건식 또는 습식식각공정을 선택적으로 수행할 수 있다.

다음으로, 도 1e에 도시된 바와 같이 상기 제 1 포토레지스트 패턴(16)을 제거 한다. 이때, 상기 제 1 포토레지스트 패턴(18)은 아세톤(CH₃COOH) 등을 사용한 습식 또는 건식식각방법에 의해서 제거할 수 있다.

계속해서, 도 1f에 도시된 바와 같이 상기 제 1 포토레지스트 패턴(16)이 제거된 상태의 산화막 패턴(18)을 식각 마스크로 사용한 1차 식각공정의 수행에 의해서 홀(Hole : 20)을 형성한다. 이때, 상기 1차 식각공정은 수산화칼륨(KOH) 및 일정량의 탈이온수(Deionizde water)가 일정 비율로 혼합된 식각액을 사용한 습식식각공정에 의해서 수행될 수 있다.

다음으로, 도 1g에 도시돤 바와 같이 상기 산화막 패턴(18)을 식각 마스크로 사용하고 SF₆, C₄F₈ 및 O₂가스가 일정비율로 혼합된 혼합가스를 사용한 2차 식각공정 의 수행에 의해서 홀(20)의 깊이를 더욱 깊게 형성함과 동시에 저면부를 라운딩한다. 이때, 상기 2차 식각공정은 딥 트렌치(Deep trench) 식각 방법의 하나로 소위, 보쉬 프로세스(Bosh process)로 불리우는 공지의 RIE(Reactive Ion Etching)에 의해서 이루어진다.

계속해서, 도 1h에 도시된 바와 같이 2차 식각공정이 수행된 희생기판(10) 상의 산화막 패턴(18)을 제거한다. 이때, 상기 산화막 패턴(18)은 산화막에 대한 식각선택비가 뛰어난 케미컬을 사용한 공지의 습식식각공정에 의해서 제거할 수 있다.

이어서, 도 1i에 도시된 바와 같이 후속되는 전기도금 공정을 수행하기 위한 씨드(Seed)로 기능하는 씨드층(21)을 희생기판(10) 상에 형성한다. 이때, 상기 씨드층(21)은 소정두께의 구리(Cu) 및 티타늄(Ti)층으로 이루어질 수 있으며, 상기 씨드층(21)은 스퍼터링(Sputtering)공정에 의해서 형성될 수 있다.

다음으로, 도 1j에 도시된 바와 같이 상기 씨드층이 형성된 희생기판(10) 상에 후속되는 공정에 의해서 형성될 제 2 빔부의 형상을 한정하는 제 2 보호막 패턴으로 기능하는 제 2 포토레지스트 패턴(22)을 형성한다. 이때, 상기 제 2 포토레지스트 패턴(22)은 희생기판(10) 상에 포토레지스트를 코팅한 후, 노광 및 현상함으로써 형성할 수 있다.

계속해서, 도 1k에 도시된 바와 같이 상기 제 2 포토레지스트 패턴(22)이 형성된 희생기판(10) 상에 전기도금공정에 의해서 제 2 포토레지스트 패턴(22) 내부에 도전성 물질을 매립하여 팁부(24)와 제 2 빔부(26)를 동시에 형성한 후, 그 상 면을 평탄화한다.

이때, 상기 제 2 빔부(26)는 팁부(24) 측부로 일체로 연장 형성되고, 상기 도전성 물질로 니켈 또는 니켈-코발트 등과 같은 니켈합금 재질을 사용할 수 있으며, 상기 평탄화공정은 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 및 그라인딩(Grinding) 등과 같은 방법을 사용할 수 있다.

이어서, 도 1l에 도시된 바와 같이 상기 팁부(24) 및 제 2 빔부(26)가 형성된 희생기판(10) 상에 후속공정에 의해서 형성될 제 1 연결단의 형상을 한정하는 제 3 보호막 패턴으로 기능하는 제 3 포토레지스트 패턴(28)을 형성한다. 이때, 상기 제 3 포토레지스트 패턴(28)은 희생기판(10) 상에 포토레지스트를 코팅한 후, 노광 및 현상함으로써 형성할 수 있다.

다음으로, 도 1m에 도시된 바와 같이 상기 제 3 포토레지스트 패턴(28)이 형성된 희생기판(10) 상에 전기도금공정에 의해서 제 3 포토레지스트 패턴(28) 내부에 도전성 물질을 매립하여 팁부(24) 반대측 제 2 빔부(26)와 수직하게 상부로 연장 형성된 제 1 연결단(30)을 형성한 후, 그 상면을 평탄화한다. 이때, 상기 도전성 물질로 니켈(Ni)-코발트(Co) 등과 같은 니켈합금 재질을 사용할 수 있으며, 상기 평탄화공정은 CMP 및 그라인딩 등과 같은 방법을 사용할 수 있다.

그리고, 상기 제 1 연결단(30)이 형성된 희생기판(10) 상에 다시 전기도금공정을 수행함으로써 외부로 노출된 제 1 연결단(30) 표면에 젖음성(Wetting)을 향상시키기 위한 금(Au)을 도금하여 금도금층(32)을 형성한다.

마지막으로, 도 1n에 도시된 바와 같이 금도금층(32)이 형성된 희생기판(10) 상의 제 2 포토레지스트 패턴(22) 및 제 3 포토레지스트 패턴(28)을 습식식각공정을 통해서 제거한다. 이때, 상기 제 2 포토레지스트 패턴(22) 및 제 3 포토레지스트 패턴(28)은 습식식각공정 및 애싱(Ashing)공정에 의해서 제거될 수 있다.

도 2a 내지 도 2k는 본 발명에 따른 전기 구성체 상에 전기적 접촉체의 제 1 빔부, 지지단 및 제 2 연결단을 형성하는 공정을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.

본 발명에 따라 전기적 접촉체의 제 1 빔부, 지지단 및 제 2 연결단을 형성하는 방법은, 도 2a에 도시된 바와 같이 내부회로(48)와 연결되는 상부단자(42) 및 하부단자(44)가 각각 구비되고, 상기 하부단자(44)는 절연막(46)에 의해서 주변부가 차단된 세라믹 기판과 같은 전기 구성체(40)을 준비한다.

그리고, 상기 전기 구성체(40) 상에 후속 전기도금공정에서 씨드(Seed)로 기능하는 씨드층(50)을 형성한다. 이때, 상기 씨드층(50)은 구리 및 티타늄으로 이루어지는 2층으로 이루어질 수 있으며, 상기 씨드층(50)은 스퍼터링공정에 의해서 형성할 수 있다.

다음으로, 도 2b에 도시된 바와 같이 씨드층(50) 하부의 상부단자(42)를 한정 개방하는 제 4 보호막 패턴으로 제 4 포토레지스트 패턴(52)을 형성한 후, 상기 제 4 포토레지스트 패턴(52)을 식각 마스크로 사용하여 상부 단자(42)가 노출되도록 식각공정을 진행한다. 이때, 상기 제 4 포토레지스트 패턴(52)은 전기 구성체(40) 상에 포토레지스트를 코팅한 후, 노광 및 현상함으로써 형성할 수 있다.

계속해서, 도 2c에 도시된 바와 같이 상기 제 4 포토레지스트 패턴(52) 내부에 전기도금에 의해서 전도성 물질을 매립한 후, 그 상면을 평탄화함으로써 상부단자(42)와 연결된 지지단(54)을 형성한다. 이때, 상기 도전성 물질로 니켈 또는 니켈(Ni)-코발트(Co) 등과 같은 니켈합금 재질을 사용할 수 있으며, 상기 평탄화공정은 CMP 및 그라인딩 등과 같은 방법을 사용할 수 있다.

이어서, 도 2d에 도시된 바와 같이 상기 지지단(54)이 형성된 전기 구성체(40) 상의 제 4 포토레지스트 패턴(52)을 제거한다. 이때, 상기 제 4 포토레지스트 패턴(52)은 아세톤(CH₃COOH) 등을 사용한 습식식각공정 또는 건식식각공정에 의해서 수행될 수 있다.

다음으로, 도 2e에 도시된 바와 같이 상기 제 4 포토레지스트 패턴(52)이 제거된 전기 구성체(40) 상에 다시 지지단(54) 측부의 영역 즉, 상기 지지단(54) 측부로 연장형성되는 제 1 빔부를 지지하는 역할을 수행하는 희생금속층을 형성하는 제 5 보호막 패턴으로써의 제 5 포토레지스트 패턴(56)을 형성한다. 이때, 상기 제 5 포토레지스트 패턴(56)은 전기 구성체(40) 상에 포토레지스트를 코팅한 후, 노광 및 현상함으로써 형성할 수 있다.

계속해서, 도 2f에 도시된 바와 같이 상기 제 5 포토레지스트 패턴(56) 내부에 전기도금에 의해서 전도성 물질을 매립한 후, 그 상면을 평탄화함으로써 희생금속층(57)을 형성한다. 이때, 상기 도전성 물질로 구리(Cu)를 사용할 수 있으며, 상기 평탄화공정은 CMP 및 그라인딩 등과 같은 방법을 사용할 수 있다.

이어서, 도 2g에 도시된 바와 같이 상기 희생금속층(57)이 형성된 전기 구성체(40) 상에 지지단(54) 상부 측부로 연장되며 희생금속층(57)에 의해서 지지되는 제 1 빔부의 형상을 한정하는 제 6 보호막 패턴으로써의 제 6 포토레지스트 패턴(60)을 형성한다. 이때, 상기 제 6 포토레지스트 패턴(60)은 전기 구성체(40) 상에 포토레지스트를 코팅한 후, 노광 및 현상함으로써 형성할 수 있다.

다음으로, 도 2h에 도시된 바와 같이 상기 제 6 포토레지스트 패턴(60) 내부에 전기도금에 의해서 전도성 물질을 매립한 후, 그 상면을 평탄화함으로써 제 1 빔부(62)를 형성한다. 이때, 상기 도전성 물질로 니켈 또는 니켈(Ni)-코발트(Co) 등과 같은 니켈합금 재질을 사용할 수 있으며, 상기 평탄화공정은 CMP 및 그라인딩 등과 같은 방법을 사용할 수 있다.

계속해서, 도 2i에 도시된 바와 같이 상기 제 1 빔부(62)가 형성된 전기 구성체(40) 상에 제 1 빔부(62) 단부에서 상부로 연장 형성되는 제 2 연결단의 형상을 한정하는 제 7 보호막 패턴으로써의 제 7 포토레지스트 패턴(64)을 형성한다.

이때, 상기 제 7 포토레지스트 패턴(64)은 전기 구성체(40) 상에 포토레지스트를 코팅한 후, 노광 및 현상함으로써 형성할 수 있다.

이어서, 도 2j에 도시된 바와 같이 상기 제 7 포토레지스트 패턴(64) 내부에 전기도금에 의해서 전도성 물질을 매립한 후, 그 상면을 평탄화함으로써 제 2 연결단(66)을 형성한다. 이때, 상기 도전성 물질로 니켈(Ni)-코발트(Co) 등과 같은 니켈합금 재질을 사용할 수 있으며, 상기 평탄화공정은 CMP 및 그라인딩 등과 같은 방법을 사용할 수 있다.

또한, 도면에는 도시하지 않았으나 상기 제 2 연결단(66)이 형성된 전기 구성체(40) 상에 다시 전기도금공정을 수행함으로써 외부로 노출된 제 2 연결단(66) 표면에 젖음성(Wetting)을 향상시키기 위한 금(Au)을 도금하여 금도금층을 더 형성할 수도 있다.

마지막으로, 도 2k에 도시된 바와 같이 상기 제 7 포토레지스트 패턴(64), 제 6 포토레지스트 패턴(60), 제 5 포토레지스트 패턴(56) 및 금속희생층(57)을 제거한다. 이때, 상기 제 7 포토레지스트 패턴(64), 제 6 포토레지스트 패턴(60) 및 제 5 포토레지스트 패턴(56)은 아세톤(CH₃COOH) 등을 사용한 습식식각 또는 건식식각 방법에 의해서 제거할 수 있으며, 상기 희생금속층(57)은 구리에 대한 식각 선택비가 뛰어난 케미컬을 사용한 습식식각공정에 의해서 제거할 수 있다.

도 3a 내지 도 5a는 본 발명에 따라 희생기판 상의 전기적 접촉체의 팁부, 제 2 빔부 및 제 1 연결단과 전기 구성체 상의 전기적 접촉체의 제 1 빔부, 지지단 및 제 2 연결단을 서로 연결하는 방법을 설명하기 위한 공정도이고, 도 3b 내지 도 5b는 이의 단면도이다.

본 발명에 따른 전기적 접촉체의 제조방법은, 먼저 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 상기 도 2k에 도시된 바와 같은 전기 구성체(40)와 도 1n에 도시된 바와 같은 희생기판(10)을 준비한 후, 상기 희생기판(10) 상의 제 1 연결단(30)과 전기 구성체(40) 상의 제 2 연결단(66)에 솔더볼(Solder ball : 68)을 게재하여 공지의 플립칩 본딩(Flip chip bonding)공정에 의해서 서로 본딩한다.

이때, 상기 희생기판(10) 상의 제 2 빔부(26)와 전기 구성체(40) 상의 제 1 빔부(62)는 서로 소정의 각도를 이루도록, 본 실시예에서는 90 °의 각도를 이루도록 본딩된다.

다음으로, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 희생기판(10)을 제거함으로써 팁부(24) 및 제 2 빔부(26)를 외부로 완전히 노출시킨다. 이때, 상기 희생기판(10)은 실리콘에 대한 식각 선택비가 뛰어난 수산화칼륨(KOH)를 이용한 습식식각공정에 의해서 제거할 수 있다.

마지막으로, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 상기 전기 구성체(40) 상의 희생금속층(57) 및 씨드층(50)을 제거함으로써 전기적 접촉체를 완성한다. 상기 희생금속층(57) 및 씨드층(50)의 구리는 황산구리(CuSO₄) 및 수산화암모늄(NH₄Cl)이 일정비율로 혼합된 케미컬을 이용한 습식식각에 의해서 제거할 수 있고, 상기 씨드층의 티타늄은 불화수소(HF)를 이용한 습식식각에 의해서 제거할 수 있다.

본 발명에 의하면, 팁부의 형상을 가변적으로 변화됨과 동시에 면적 배열(Area array) 방식의 반도체소자에 대응에 용이한 전기적 접촉체를 제조할 수 있는 효과가 있다.

이상에서는 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 설명하였지만 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 기능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims

희생기판 상에 팁부 및 상기 팁부로부터 일방향으로 연장된 제 2 빔부를 형성하는 단계;

서로 연결된 하부단자 및 상부단자를 구비하는 전기 구성체 상에, 상기 상부 단자에 연결되는 지지단 및 상기 지지단으로부터 일방향으로 연장된 제 1 빔부를 형성하는 단계;

상기 희생기판의 제 2 빔부와 상기 전기구성체의 제 1 빔부를 본딩하는 단계; 및

상기 희생기판을 선택적으로 제거하여, 상기 전기구성체의 제 1 빔부에 연결된 상기 제 2 빔부 및 상기 팁부를 노출시키는 단계를 포함하되,

상기 본딩 단계에서, 상기 제 1 빔부와 상기 제 2 빔부는 평행하지 않은 소정의 각도를 가지면서 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 전기적 접촉체의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 희생기판 상에 팁부 및 제 2 빔부를 형성하는 단계는

상기 희생기판의 소정영역에, 경사진 측벽의 하부 영역과 수직한 측벽의 상부 영역을 갖는 홀을 형성하는 단계;

상기 희생기판 상에, 상기 홀을 노출시키면서 제 2 빔부를 정의하는 개구부를 갖는 제 1 마스크 패턴을 형성하는 단계;

상기 제 1 마스크 패턴의 개구부 및 상기 홀을 채우는 제 1 도전막을 형성하는 단계;

상기 제 1 마스크 패턴의 상부면이 노출될 때까지 상기 제 1 도전막을 식각함으로써, 상기 홀 및 상기 개구부를 각각 채우는 상기 팁부 및 상기 제 2 빔부를 형성하는 단계; 및

상기 제 1 마스크 패턴을 제거하는 단계를 포함하는 전기적 접촉체의 제조방법.
제 2 항에 있어서,

상기 홀을 형성하는 단계는

상기 희생기판 상에, 상기 홀이 형성될 영역을 노출시키는 홀 마스크 패턴을 형성하는 단계;

상기 홀 마스크 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 노출된 희생기판의 상부면을 습식식각함으로써, 경사진 측벽을 갖는 예비 홀을 형성하는 단계;

상기 홀 마스크 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 예비 홀을 건식식각함으로써, 경사진 측벽의 하부 영역과 수직한 측벽의 상부 영역을 갖는 상기 홀을 형성하는 단계; 및

상기 홀 마스크 패턴을 제거하는 단계를 포함하되,

상기 예비 홀을 형성하는 단계는 수산화칼륨 및 탈이온수를 포함하는 식각액을 사용하여 습식 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적 접촉체의 제조방법.
제 2 항에 있어서,

상기 제 1 마스크 패턴을 형성하기 전에, 상기 홀이 형성된 결과물 상에 씨드층을 형성하는 단계를 더 포함하되,

상기 제 1 도전막을 형성하는 단계는

상기 제 1 마스크 패턴을 통해 노출되는 씨드층을 전극으로 이용하는 전기도금 기술을 사용하여, 상기 제 1 마스크 패턴의 개구부 및 상기 홀을 채우는 상기 제 1 도전막을 형성하는 단계를 포함하되,

상기 씨드층은 구리 또는 티타늄 중의 한가지일 수 있고,

상기 제 1 도전막은 니켈, 니켈-코발트 및 니켈합금을 포함하는 도전성 물질들 중의 한가지인 것을 특징으로 하는 전기적 접촉체의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 전기 구성체 상에 지지단 및 제 1 빔부를 형성하는 단계는

상기 전기 구성체 상에, 상기 상부 단자에 연결되는 지지단을 형성하는 단계; 및

상기 지지단의 상부면에 접속하면서, 상기 지지단으로부터 일 방향으로 연장된 상기 제 1 빔부를 형성하는 단계를 포함하되,

상기 지지단을 형성한 후, 상기 제 1 빔부의 아래에 배치되어, 상기 제 1 빔부를 지지하는 희생 금속층을 형성하는 단계를 더 포함하는 전기적 접촉체의 제조방법.
제 5 항에 있어서,

상기 희생 금속층을 형성하는 단계는

상기 전기 구성체의 상부면에, 씨드층을 형성하는 단계;

상기 지지단의 일측에 상기 씨드층을 노출시키는 개구부를 갖는 제 2 마스크 패턴을 형성하는 단계;

상기 씨드층을 전극으로 이용하는 전기도금 기술을 이용하여, 상기 제 2 마스크 패턴의 개구부를 채우는 상기 희생금속층을 형성하는 단계; 및

상기 제 2 마스크 패턴의 상부면이 노출될 때까지, 상기 희생 금속층을 평탄화 식각하는 단계를 포함하되,

상기 희생 금속층은 상기 지지단 및 상기 제 1 빔부와 다른 금속성 물질로 형성하는 것을 특징으로 하는 전기적 접촉체의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 빔부와 상기 제 2 빔부를 본딩하기 전에,

상기 제 1 빔부 및 상기 제 2 빔부 중의 적어도 하나의 일단에 연결단을 형성하는 단계를 더 포함하되,

평면적 위치에서, 상기 연결단은 상기 제 1 빔부와 상기 제 2 빔부가 연결되는 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 전기적 접촉체의 제조방법.
제 7 항에 있어서,

상기 제 1 빔부와 상기 제 2 빔부를 본딩하는 단계는 플립칩 본딩 기술을 이용하여, 상기 제 1 빔부와 상기 제 2 빔부의 연결단들을 본딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적 접촉체의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 팁부는, 자연산화막을 뚫고 피측정물에 용이하게 접촉할 수 있도록, 뾰족한 모양의 단부를 갖도록 형성되고,

상기 제 1 빔부와 상기 제 2 빔부는, 임의의 방향의 외력에 대해 유효한 응력을 제공할 수 있도록, 평행하지 않은 소정의 각도를 갖도록 본딩되는 것을 특징으로 하는 전기적 접촉체의 제조방법.