專利名稱：彈性測試探針及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于半導(dǎo)體元件測試的彈性測試探針及其制作方法，特別是關(guān)于
一種具有彈性本體與可導(dǎo)電表面的彈性測試探針及其制作方法。 在半導(dǎo)體高頻元件的測試中，通常會使用路徑較短的測試探針或?qū)щ娺B接裝置以 進(jìn)行半導(dǎo)體元件的測試，例如以球柵陣列方式(Ball GridArray/BGA)進(jìn)行IC元件的封裝 而言，當(dāng)BGA元件完成封裝之后，BGA元件必須再經(jīng)過電性測試以確保BGA元件的質(zhì)量。但 因BGA元件的封裝結(jié)構(gòu)為高密度矩陣式分布，為使得測試探針或?qū)щ娺B接裝置可精確地接 觸到BGA元件上的金屬凸塊或錫鉛凸塊，現(xiàn)有技術(shù)使用的導(dǎo)電連接裝置可以是表面粘著矩 陣(surface mount matrix/S匪)或者是禾只體硅接角蟲器(integrated silicone contactor/ ISC)等。請參考圖1A與圖1B，為一現(xiàn)有技術(shù)的ISC彈性導(dǎo)電體10，包含導(dǎo)電粒子A、塑料 彈性體B及導(dǎo)電體C，其中導(dǎo)電粒子A嵌入在塑料彈性體B中，而塑料彈性體B具有多個導(dǎo) 電體C，導(dǎo)電體C的設(shè)置根據(jù)待測IC元件9的錫鉛凸塊4的數(shù)量相對設(shè)置。當(dāng)進(jìn)行此IC元 件9測試時，施予一作用力F使IC元件9的錫鉛凸塊4接觸至ISC彈性導(dǎo)電體10中的塑 料彈性體B，如此塑料彈性體B內(nèi)部的導(dǎo)電粒子A受到壓縮進(jìn)而相互連接以達(dá)到電流導(dǎo)通的 效果，而此IC元件9與PCB板8可以互相導(dǎo)通以進(jìn)行測試，然而上述的電流導(dǎo)電路徑遠(yuǎn)遠(yuǎn) 低于一般傳統(tǒng)的彈性測試探針(pogo pin)的電流導(dǎo)電路徑，因此非常容易在高頻率的測試 區(qū)間中使用，而且清針的程序也較彈性測試探針簡單方便。但其最大的缺點乃在制造技術(shù) 復(fù)雜且成本昂貴，只要有其中一顆導(dǎo)電粒子A因測試時造成的短路損壞或燒焦，則無法直 接更換單顆的損壞導(dǎo)電粒子A，導(dǎo)致整片ISC彈性導(dǎo)電體IO將無法繼續(xù)使用而報廢，上述的 問題使得測試成本大幅增加。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)不盡理想之處，本發(fā)明首先提供一種彈性測試探針的制作 方法，包含以下步驟 (1)提供一非金屬材質(zhì)的基板；
(2)披覆至少一犧牲層在基板上； (3)披覆至少一光阻層在犧牲層上，其中光阻層的材料為具有彈性的聚合物；
(4)光阻層進(jìn)行曝光及顯影以移除部分的光阻層，于犧牲層上形成多個柱狀凸 起； (5)移除犧牲層，以取下前述的多個柱狀凸起；以及 (6)披覆一層表面金屬層在前述的多個柱狀凸起的表面，形成多個柱狀的彈性測
試探針，其中各彈性測試探針具有以光阻材料形成的彈性本體與可導(dǎo)電的表面。 因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種彈性測試探針的制作方法，通過光刻工藝
(photolithography process)，可大量地制作彈性測試探針，進(jìn)而降低制作成本。
背景技術(shù)：
本發(fā)明的次要目的在于提供一種彈性測試探針的制作方法，通過光刻工藝，可易 于控制彈性測試探針的尺寸。 本發(fā)明進(jìn)一步提供一種彈性測試探針，其中彈性測試探針具有以光阻材料形成的 柱狀彈性本體，而柱狀彈性本體的外部披覆有可導(dǎo)電的表面金屬層，且柱狀彈性本體的截 面具有特定圖案。 因此，本發(fā)明又一目的，在于提供一種彈性測試探針，通過柱狀彈性本體的外部披 覆有可導(dǎo)電的表面金屬層，可因高頻的肌膚效應(yīng)(SkinEffect)而使得高頻測試的電流流 通，達(dá)到高頻測試的目的。 本發(fā)明的再一目的，在于提供一種彈性測試探針，通過光刻工藝，因此彈性測試探 針由單顆的光阻結(jié)構(gòu)所構(gòu)成，故可單顆替換，據(jù)此可進(jìn)一步降低測試成本。


圖1A為一示意圖，系現(xiàn)有技術(shù)的ISC彈性導(dǎo)電體； 圖IB為一剖視圖，系現(xiàn)有技術(shù)的ISC彈性導(dǎo)電體的剖視結(jié)構(gòu)； 圖2A為一流程圖，系根據(jù)本發(fā)明提出的第一較佳實施例，為一種彈性測試探針的
制作方法； 圖2B為一立體示意圖，系根據(jù)本發(fā)明提出的第一或第二較佳實施例，為一種彈性 測試探針； 圖3為一流程圖，系根據(jù)本發(fā)明提出的第二較佳實施例，為另一種彈性測試探針
的制作方法。主要元件符號說明ISC彈性導(dǎo)電體(現(xiàn)有技術(shù))10導(dǎo)電粒子(現(xiàn)有技術(shù))A塑料彈性體(現(xiàn)有技術(shù))B導(dǎo)電體(現(xiàn)有技術(shù))C作用力(現(xiàn)有技術(shù))FPCB板(現(xiàn)有技術(shù))8IC元件(現(xiàn)有技術(shù))9錫鉛凸塊(現(xiàn)有技術(shù))4彈性測試探針100、200基板11金屬基板22犧牲層12光阻層13、23部分的光阻層13a、23a柱狀凸起15、25表面金屬層16、26步驟101、102、103、104、105、106步驟201、202、203、204、20具體實施例方式
由于本發(fā)明揭露一種彈性測試探針及其制作方法，用于半導(dǎo)體元件的測試，其中 測試探針的測試原理與基本功能，及其制作方法所使用的掩模以及曝光原理，已為相關(guān)技 術(shù)領(lǐng)域具有通常知識者所能明了，故以下文中的說明，不再作完整描述。同時，以下文中所 對照的圖式，表達(dá)與本發(fā)明特征有關(guān)的結(jié)構(gòu)示意，并未亦不需要依據(jù)實際尺寸完整繪制。
首先參考圖2A，為本發(fā)明提供的第一較佳實施例，為一種彈性測試探針制作方法 的流程圖，包含以下步驟 步驟101 :提供一非金屬材質(zhì)的基板ll，此材質(zhì)并不設(shè)限，其中以玻璃或塑料為較 佳； 步驟102 :披覆至少一犧牲層12在基板11之上，此犧牲層12的材質(zhì)可以是鉻 (Cr)、鈦(Ti)、金(Au)、銅(Cu)或硅基材等任一種； 步驟103 :披覆至少一光阻層13于犧牲層12上，而此光阻層13的材料為具有彈 性的聚合物，如市售的SU8、 AZ4620或JSR 151N等光阻結(jié)構(gòu)； 步驟104 :對光阻層13以光刻工藝進(jìn)行曝光及顯影，以移除部分的光阻層13a，于 犧牲層12上形成多個柱狀凸起15。在此較佳實施例中，光阻層13上的特定圖案為圓形，當(dāng) 然，亦可依實際需求，光阻層13上的特定圖案可以為橢圓形、三角形、矩形或是多邊形等任 一種，其中，各柱狀凸起15的橫截面相同于上述的特定圖案； 步驟105 :移除犧牲層12，取下前述的柱狀凸起15，在此較佳的實施例中，柱狀凸 起15的上段、中段、下段截面積大致相同。而實際制作時，亦可依實際使用不同市售光阻的 特性搭配合曝光機曝光補償?shù)姆绞?，可進(jìn)而加工制作出上段的截面積大于下段的截面積， 或者是上段的截面積小于下段的截面積的柱狀凸起15，以利不同半導(dǎo)體元件測試的需求； 以及 步驟106 :披覆一層表面金屬層16在前述的柱狀凸起15的表面，形成多個柱狀的 彈性測試探針100(如圖2B所示)，其中各彈性測試探針100具有以光阻材料形成的彈性 本體與可導(dǎo)電的表面。而此表面金屬層16的材質(zhì)以低阻抗金屬材質(zhì)為較佳，例如可以為金 (Au)、銀(Ag)、銅(Cu)或鎢(W)等任一種材質(zhì)，且批覆的方式可以為使用濺鍍、蒸鍍、浸鍍、 無電鍍或塑料電鍍等任一種披覆方式。 請參考圖3，是本發(fā)明提供的第二較佳實施例，為另一種彈性測試探針制造方法的
流程圖，包含以下步驟 步驟201 :提供一金屬基板22 ; 步驟202 :披覆至少一層光阻層23于金屬基板22上； 步驟203 :對光阻層23以光刻工藝進(jìn)行曝光及顯影，以移除部分的光阻層23a，于 金屬基板22上形成多個柱狀凸起25。在此較佳實施例中，光阻層23上的特定圖案為圓形， 當(dāng)然，亦可依實際需求，光阻層23上的特定圖案可以為橢圓形、三角形、矩形或是多邊形等 任一種，其中，各柱狀凸起25的橫截面相同于上述的特定圖案； 步驟204 :移除金屬基板22表面的部分金屬，取下前述的柱狀凸起25，在此較佳的 實施例中，柱狀凸起25之上段、中段、下段截面積大致相同。而實際制作時，亦可依實際使 用不同市售光阻的特性搭配合曝光機曝光補償?shù)姆绞?，可進(jìn)而加工制作出上段的截面積大
5于下段的截面積，或者是上段的截面積小于下段的截面積的柱狀凸起25，以利不同半導(dǎo)體 元件測試的需求； 步驟205 :披覆一表面金屬層26在前述的柱狀凸起25的表面，形成多個柱狀的彈 性測試探針200(如圖2B所示)，其中各彈性測試探針200具有以光阻材料形成的彈性本 體與可導(dǎo)電的表面。而此表面金屬層26的材質(zhì)以低阻抗金屬材質(zhì)為較佳，例如可以為金、 銀、銅或鎢等任一種材質(zhì)，且批覆的方式可以為使用濺鍍、蒸鍍、浸鍍、無電鍍或塑料電鍍等 任一種披覆方式。 本發(fā)明進(jìn)一步提供第三較佳實施例，為一種彈性測試探針，為用于半導(dǎo)體元件的 測試。此彈性測試探針具有以光阻材料形成的柱狀彈性本體，而柱狀彈性本體的外部披覆 有可導(dǎo)電的表面金屬層，且柱狀彈性本體的截面具有特定圖案。至于彈性測試探針的其它 特征則如第一較佳實施例所制作的彈性測試探針100、及第二較佳實施例所制作的彈性測 試探針200。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用以限定本發(fā)明的申請專利權(quán)利；同時 以上的描述，對于熟知本技術(shù)領(lǐng)域的專門人士應(yīng)可明了及實施，因此其它未脫離本發(fā)明所 揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在申請專利范圍中。
權(quán)利要求
一種彈性測試探針的制作方法，其特征在于包含提供一非金屬材質(zhì)的基板；披覆至少一犧牲層在該基板上；披覆至少一光阻層在該犧牲層上，其中該光阻層的材料為具有彈性的聚合物；在該光阻層進(jìn)行曝光及顯影以移除部分的光阻層，于該犧牲層上形成多個柱狀凸起；移除該犧牲層，以取下這些柱狀凸起；以及披覆一表面金屬層在這些柱狀凸起的表面，形成多個柱狀的彈性測試探針，其中各彈性測試探針具有以光阻材料形成的彈性本體與可導(dǎo)電的表面。
2. 如權(quán)利要求1所述的彈性測試探針的制作方法，其特征在于，該基板為玻璃或塑料， 以及該犧牲層的材質(zhì)選自于由鉻、鈦、金、銅與硅基材所構(gòu)成的群組。
3. 如權(quán)利要求1所述的彈性測試探針的制作方法，其特征在于，各柱狀凸起的上段、中 段與下段的截面積為相同、上段的截面積大于下段的截面積或上段的截面積小于下段的截 面積。
4. 如權(quán)利要求1所述的彈性測試探針的制作方法，其特征在于，其中該曝光及顯影步 驟以一光刻工藝進(jìn)行。
5. 如權(quán)利要求1所述的彈性測試探針的制作方法，其特征在于，該表面金屬層的材質(zhì) 以低阻抗金屬材質(zhì)，以及該表面金屬層選自于由金、銀、銅與鎢所構(gòu)成的群組。
6. 如權(quán)利要求1所述的彈性測試探針的制作方法，其特征在于，其中該批覆方式選自 于由濺鍍、蒸鍍、浸鍍、無電鍍與塑料電鍍所構(gòu)成的群組。
7. —種彈性測試探針的制作方法，其特征在于包含 提供一金屬基板；披覆至少一光阻層在該金屬基板上，其中該光阻層的材料為具有彈性的聚合物； 在該光阻層進(jìn)行曝光及顯影以移除部分的光阻層，于該金屬基板上形成多個柱狀凸起；移除該金屬基板表面的部分金屬，以取下這些柱狀凸起；以及披覆一表面金屬層在這些柱狀凸起的表面，形成多個柱狀的彈性測試探針，其中各彈 性測試探針具有以光阻材料形成的彈性本體與可導(dǎo)電的表面。
8. —種彈性測試探針，用于半導(dǎo)體元件的測試，其特征在于該彈性測試探針具有以光阻材料形成的柱狀彈性本體，該柱狀彈性本體的外部披覆有 可導(dǎo)電的表面金屬層，且該柱狀彈性本體的截面具有圖案。
9. 如權(quán)利要求8所述的彈性測試探針，其特征在于，該表面金屬層的材質(zhì)以低阻抗金屬材質(zhì)為較佳，以及該表面金屬層選自于由金、銀、銅與鎢所構(gòu)成的群組。
10. 如權(quán)利要求8所述的彈性測試探針，其特征在于，該圖案選自于由圓形、橢圓形、三 角形、矩形與多邊形所構(gòu)成的群組。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種彈性測試探針及其制作方法，此制作方法的步驟包含提供一非金屬材質(zhì)的基板；披覆至少一犧牲層在基板上；披覆至少一光阻層在犧牲層上，其中光阻層的材料為具有彈性的聚合物；在光阻層進(jìn)行光刻工藝以移除部分的光阻層，以形成多個柱狀凸起；移除犧牲層，以取下前述的多個柱狀凸起；以及披覆一層表面金屬層在前述的多個柱狀凸起的表面，形成多個柱狀的彈性測試探針，其中各彈性測試探針具有以光陽材料形成的彈性本體與可導(dǎo)電的表面。
文檔編號G01R1/073GK101750523SQ20081018440
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月19日
發(fā)明者趙本善 申請人:京元電子股份有限公司