專利名稱：制造懸臂式探針的方法和使用該懸臂式探針制造探針卡的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子器件檢測系統(tǒng)。具體地說，本發(fā)明涉及一種制 造用于通過接觸微電子器件的焊盤來檢測電氣特性的懸臂式探針(下面， 稱作'懸臂探針')的方法，以及使用這種懸臂式探針制造探針卡的方法。
背景技術(shù)：
探針是用于測量微電子器件(例如，半導(dǎo)體器件)的電氣特性的機 械工具。眾所周知，半導(dǎo)體器件具有多個用于與外部電子系統(tǒng)進行信號 通信的焊盤(pad)。半導(dǎo)體器件可以使用通過焊盤輸入的電信號執(zhí)行內(nèi)部 操作，然后通過焊盤將處理結(jié)果傳輸?shù)酵獠侩娮酉到y(tǒng)。在此過程中，探 針布置在探針卡的印刷電路板上，與焊盤物理接觸，因此它們形成與外 部電子系統(tǒng)或器件進行信號傳輸?shù)碾娡ǖ?。眾所周知，探針卡可以根?jù)探針的類型而分類為針式、立式和 懸臂式。針式探針卡的缺點是，因為探針針體的恢復(fù)不充分，因此針式 探針卡可能由于重復(fù)使用而在水平方向變形并取向。另外，由于針式探 針卡的探針針體自身的尺寸很大，因此不適合用于檢測高度集成的半導(dǎo) 體器件。相反，由于立式探針卡尺寸較小而且它的探針以較窄的間距布 置，因此立式探針卡適合用于檢測高度集成的半導(dǎo)體器件。但是，因為 使探針與焊盤接觸的力沿著探針長度方向取向，因此立式探針卡也存在 由于恢復(fù)力不足而變形的問題。與這種探針類型不同的是，在典型的懸臂探針卡中，接觸焊盤 的尖端連接在懸臂式梁部的端部。梁部與印刷電路板結(jié)合并平行于焊盤 的頂面。據(jù)此，使懸臂式探針卡的探針(即，尖部)與焊盤接觸的力垂直地 作用在梁部的長度方向上。這種懸臂式探針卡的結(jié)構(gòu)為其提供了最大恢 復(fù)力。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題在常規(guī)制造這種懸臂式探針卡時，包括借助于隆起塊將懸臂式 梁部與電子部件例如印刷電路板連接的工藝。然而，在連接工藝中，所 施加的物理力會對探針造成物理損傷。此外，懸臂式探針卡的常規(guī)制造方法還包括使用消耗性基底作 為模子制造探針以及利用蝕刻劑除去消耗性基底以使探針與其分離的處 理步驟。然而，由于除去所述消耗性基底需要使探針長時間接觸蝕刻劑， 因此探針(特別是，尖部)會受到化學(xué)應(yīng)力的影響，從而可能造成產(chǎn)品缺陷。其結(jié)果是，在制造所述探針或檢測電子器件的過程中，物理地 和化學(xué)地受到損傷的那些尖部可能會破裂。
技術(shù)方案本發(fā)明涉及一種在制造過程中能夠最小化對尖部的物理和化學(xué) 應(yīng)力的制造懸臂探針的方法。本發(fā)明還涉及一種在制造探針時能夠最小化對尖部的物理和化 學(xué)應(yīng)力的制造懸臂探針卡的方法。本發(fā)明的一個方面提供一種制造懸臂探針的方法。根據(jù)該方 法，在基底的預(yù)定區(qū)域中形成溝槽。在所述基底上形成模子層圖案，其 包括露出所述基底包括所述溝槽的表面的開口。在所述溝槽中形成尖部 和在所述開口中形成梁部。然后，除去所述模子層圖案。蝕刻所述尖部 周圍的基底并使所述尖部浮在所述基底上。本發(fā)明的另一方面是一種制造探針卡的方法。根據(jù)該方法，所 述探針卡的制造包括以下步驟在將上述制造的懸臂探針與電路板的隆 起部連接之后，蝕刻并除去所述探針的基底。本發(fā)明的另一方面是一種制造懸臂探針的方法。根據(jù)該方法， 所述懸臂探針卡的制造包括以下步驟在基底的第一區(qū)域和第二區(qū)域中 形成凹槽；形成分別填充所述第一區(qū)域和第二區(qū)域的凹槽的尖部和偽尖 部；形成覆蓋包括所述偽尖部的第二區(qū)域的消耗性層；形成與所述尖部連接并在具有所述消耗性層的偽尖部上延伸的梁部；和蝕刻所述第一區(qū) 域的基底并使所述尖部浮在所述基底上。此外，本發(fā)明的另一方面是一種制造探針卡的方法。根據(jù)該方 法，所述探針卡的制造包括以下步驟在將通過上述方法制造的懸臂探 針與電路板的隆起部連接之后，蝕刻所述探針的消耗性層并除去所述探 針的基底、偽尖部和消耗性層。
有益效果通過本發(fā)明的實施例形成的懸臂探針，其結(jié)構(gòu)有利于在制造探 針卡的過程中最小化對尖部的物理和化學(xué)損傷。因此，極大地減小了尖 部中的缺陷。因此，根據(jù)本發(fā)明制造所述懸臂探針和包括所述懸臂探針的探 針卡的方法有助于制造具有高度穩(wěn)定性和生產(chǎn)性的探針卡。


圖l和圖2是包括根據(jù)本發(fā)明實施例的懸臂探針的陣列的俯視 剖面圖。圖3~圖18是沿圖1的I-I'線的剖面圖，顯示制造根據(jù)本發(fā)明實 施例的懸臂探針的方法。圖19和圖20是剖面圖，顯示制造根據(jù)本發(fā)明實施例的探針卡 的方法。圖21和圖22是包括根據(jù)本發(fā)明實施例的懸臂探針的陣列的俯 視剖面圖。圖23~圖42是沿圖21的II-II'線的剖面圖，顯示制造根據(jù)本發(fā) 明實施例的懸臂探針的方法。圖43和圖44是剖面圖，顯示制造根據(jù)本發(fā)明實施例的探針卡 的方法。
具體實施例方式下面參照附圖更詳細地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。然而，本發(fā) 明可以體現(xiàn)為不同形式，并且不應(yīng)當(dāng)認為本發(fā)明受限于在此提出的實施 例。相反，提供這些實施例是為了使本發(fā)明的公開內(nèi)容清楚和完整，并 向本領(lǐng)域技術(shù)人員全面地表達本發(fā)明的范圍。同樣的附圖標記在整個說 明書中均指同樣的元件。在附圖中，為清楚起見而擴大了各層和各區(qū)域 的尺寸。還應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)一個層(或膜)被稱作在另一個層或基底上時，它 可以直接在其他層或基底上，或者也可以存在中間層。同樣的附圖標記 在整個說明書中均指同樣的元件。圖1是包括根據(jù)本發(fā)明實施例的懸臂探針的陣列的俯視圖，圖 2是沿圖1的I-I'線的剖面圖。參照圖1和圖2，探針122布置在消耗性基底110上。每個探 針可以包括尖部122t和梁部122b。探針還可包括接合部134。尖部122t 和梁部122b可以由導(dǎo)電材料形成，導(dǎo)電材料分別填充成型圖案的開口凹 槽(圖未示)和溝槽116a。尖部122t設(shè)置在梁部122b的一側(cè)之下，而接合 部134設(shè)置在梁部122b的另一側(cè)之上，用于在梁部122b和電路板之間 粘合。圖3 圖18是沿圖1的I-I'線的剖面圖，顯示制造根據(jù)本發(fā)明實 施例的懸臂探針的方法。首先，參照圖3，整個消耗性基底110上均形成有氧化物的鈍 化層112。優(yōu)選的消耗性基底110由晶體材料制成，以便在后續(xù)的濕法蝕 刻過程中能夠以各向異性模式形成溝槽。例如，消耗性基底110優(yōu)選是 在上表面具有<100>晶向的單晶硅。鈍化層112可以由選自氧化硅、氮化 硅、氮氧化硅和光刻膠中的至少一種制成。本發(fā)明的該實施例中使用的 鈍化層112可由氧化硅制成。用氧化硅形成鈍化層112可以通過進行熱 氧化或化學(xué)氣相沉積(CVD)來實現(xiàn)。接著，參照圖4，第一光刻膠圖案114形成在鈍化層112上， 從而得到第一鈍化圖案112a。第一光刻膠圖案114可以在后續(xù)蝕刻工藝 中用作蝕刻掩模，用于形成初級溝槽?？梢栽诶眯磕Ｊ接阝g化層112
10上涂布光刻膠之后，經(jīng)曝光和顯影工藝得到第一光刻膠圖案114。使用布置在鈍化層112上的第一光刻膠圖案114作為蝕刻掩模， 可以濕法或干法選擇性地蝕刻鈍化層112，得到第一鈍化圖案112a，其 限定了形成有初級溝槽(參照圖5的116)的區(qū)域?？梢岳没瘜W(xué)材料如丙 酮從第一鈍化圖案112a的上面除去第一光刻膠圖案114。然后，參照圖5，使用第一鈍化圖案112a作為蝕刻掩模，可利
用選自四氟化碳(CF4)、六氟化硫(SF6)、八氟環(huán)丁垸(C4F8)和氧氣(02)中的
至少一種氣體進行第一各向異性干蝕刻工藝，以形成初級溝槽116?？梢?通過也被稱作一種深溝槽蝕刻方法的反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)模式實現(xiàn)第 一各向異性干蝕刻工藝。本發(fā)明的該實施例中，處理氣體選自四氟化碳 (CF4)、六氟化硫(SF6)、八氟環(huán)丁垸(C4F'8)和氧氣(02)。此外，初級溝槽 116可以形成為具有四個側(cè)壁的四方體形狀，例如規(guī)則正方體。其后，參照圖6和圖7，在初級溝槽116周圍，形成第二光刻 膠圖案118，以露出第一鈍化圖案112a的頂面?？梢栽诶眯磕Ｊ接?消耗性基底110上涂布預(yù)定厚度的光刻膠之后，經(jīng)曝光和顯影工藝形成 第二光刻膠圖案118。使用第二光刻膠圖案118作為蝕刻掩模，可以濕法或干法選擇 性地蝕刻露出的鈍化圖案112a，得到第二鈍化圖案112b。第二鈍化圖案 112b可以在后續(xù)蝕刻步驟中用作形成溝槽的蝕刻掩模。據(jù)此，第二鈍化 圖案112b可以露出比第一鈍化圖案112a更寬的消耗性基底110的頂面?？梢岳没瘜W(xué)材料如丙酮除去第二光刻膠圖案118。接著，參照圖8，蝕刻被除去第二光刻膠圖案118的消耗性基 底110，形成寬度和深度比初級溝槽116更大的溝槽116a。這種蝕刻工 藝優(yōu)選使用氫氧化鉀(KOH)、四甲基氫氧化銨(TMAH)或乙二胺焦性兒茶 酚(EDP)作為蝕刻劑。眾所周知，當(dāng)蝕刻劑使用氫氧化鉀(KOH)、四甲基氫氧化銨 (TMAH)或乙二胺焦性兒茶酚(EDP)時，硅基底的蝕刻速率隨晶體取向的 不同而不同。例如，<100>晶向結(jié)構(gòu)的硅基底沿橫向方向比向下方向蝕刻 的更快。其結(jié)果是，初級溝槽116沿橫向方向比向下方向更大，因此如
11圖8所示，溝槽116a具有寬的上部和向下逐漸變窄的下部。根據(jù)本發(fā)明，如果初級溝槽116伸展，那么能夠通過使用第二 鈍化圖案112b作為蝕刻掩模，對得到的結(jié)構(gòu)進行第二各向異性干蝕刻工 藝而增大溝槽116a的深度。優(yōu)選第二各向異性干蝕刻工藝使用選自四氟 化碳(CF4)、六氟化硫(SF6)、八氟環(huán)丁垸(0^8)和氧氣(02)中的至少一種。 可以通過公知作為形成深溝槽的方法的反應(yīng)性離子蝕刻模式實現(xiàn)第二各 向異性干蝕刻工藝。這里，可以根據(jù)需要選擇性地進行第二各向異性干 蝕刻工藝。例如，可以進行第二各向異性干蝕刻工藝，以使通過之前的 各向異性濕蝕刻工藝形成的溝槽116a成形為具有平緩坡度。這樣，溝槽 116a可以形成為八邊形。然后，參照圖9和圖10，在形成溝槽116a之后，除去已被用 作形成溝槽116a的蝕刻掩模的第二鈍化圖案112b?？梢岳没瘜W(xué)材料如 氟化氫(HF)除去第二鈍化圖案112b。根據(jù)本發(fā)明，在包括溝槽116a的消耗性基底110上，可以共形 地形成電鍍電極(圖未示)，從而為后續(xù)電鍍工藝提供便利。電鍍電極可以 由通過濺射工藝相繼堆疊的鈦(Ti)層和銅(Cu)層制成。在除去第二鈍化圖案112b之后，在包括溝槽116a的消耗性基 底IIO上形成模子層圖案120。模子層圖案120可以由選自氧化硅、氮化 硅、氮氧化硅和光刻膠中的至少一種制成。可以在消耗性基底110上涂 布預(yù)定厚度的光刻膠之后，經(jīng)曝光和顯影工藝形成本發(fā)明的該實施例的 模子層圖案120。根據(jù)本發(fā)明的實施例，在模子層圖案120中，形成有露出溝槽 116a的開口。溝槽116a和開口可以用作限定探針的尖部和梁部的模子。 即，溝槽116a和模子層圖案120的開口能夠形成分別限定探針的尖部和 梁部的凹槽。其后，參照圖11和圖12，形成導(dǎo)電層122，以填充在鈍化基底 IIO中下沉的凹槽?？梢酝ㄟ^選自電鍍、化學(xué)氣相沉積和濺射的至少一種 處理技術(shù)形成導(dǎo)電層122。導(dǎo)電層122可以由鎳-鈷(Ni-Co)合金制成。在 本發(fā)明的該實施例的導(dǎo)電層122中，可以通過電鍍工藝形成。[41]然后，打磨和平整化導(dǎo)電層122,直到露出模子層圖案120的 頂面。其結(jié)果是，形成尖部122t和梁部122b?？梢酝ㄟ^化學(xué)機械拋光(CMP) 或研磨工藝實現(xiàn)打磨和平整化導(dǎo)電層122。接著，參照圖13和圖14，形成第一掩模圖案132，以露出梁 部122b的一端的頂面。第一掩模圖案132可以由選自氧化硅、氮化硅、 氮氧化硅和光刻膠中的至少一種制成?？梢栽谙男曰?10上涂布預(yù) 定厚度的光刻膠之后，經(jīng)曝光和顯影工藝形成本發(fā)明的該實施例中的第 一掩模圖案132。接著，在梁部122b的頂面上形成被第一掩模圖案132露出的 接合部134。接合部134可以用作粘合部分，通過它探針在后續(xù)處理步驟 中與印刷電路板接合。接合部134可以由金(Au)制成。如果連接梁部122b的接合部134主要設(shè)在探針所連接的印刷 電路板的預(yù)定區(qū)域，那么允許省略圖13和圖14中示出的設(shè)置接合部134 的處理步驟。之后，參照圖15和圖16，使用化學(xué)溶液通過濕蝕刻模式除去 第一掩模圖案132和模子層圖案120。接下來，形成第二掩模圖案136, 以露出尖部122t周圍的消耗性基底110，至少覆蓋接合部134。第二掩模 圖案136可以由選自氧化硅、氮化硅、氮氧化硅和光刻膠中的至少一種 制成。可以在消耗性基底110上涂布預(yù)定厚度的光刻膠之后，經(jīng)曝光和 顯影工藝形成本發(fā)明的該實施例的第二掩模圖案136?，F(xiàn)在，參照圖17和圖18，使用第二掩模圖案136作為蝕刻掩 模，部分地蝕刻尖部122t周圍的消耗性基底IIO，直到至少露出尖部122t 的下部和側(cè)面。優(yōu)選使用等離子體通過干蝕刻模式進行蝕刻尖部122t周 圍的消耗性基底IIO的工藝。由于第二掩模圖案136僅覆蓋梁部122b的 預(yù)定部分，也包括接合部134，因而尖部122t可以完全露出。因此，如 圖17所示，尖部122t可以浮在消耗性基底IIO上。其后，除去第二掩模圖案136以露出接合部134。優(yōu)選使用化 學(xué)溶液通過濕蝕刻模式進行該工藝。這樣，在由尖部122t、梁部122b和 接合部134構(gòu)成的探針之下，消耗性基底IIO部分地保留，而未被蝕刻
13掉，并接觸梁部122b。在此過程中，探針可以經(jīng)梁部122b而不經(jīng)尖部 122t的外圍區(qū)域直接接觸消耗性基底110。圖19和圖20是剖面圖，顯示制造根據(jù)本發(fā)明實施例的探針卡 的方法。參照圖19和圖20，除了圖18包括探針的結(jié)構(gòu)之外，還準備了 連接探針的電路板210。為與探針的接合部134粘合，在電路板210的預(yù) 定位置可以形成隆起部212。此外，焊接部214可以形成在隆起部212 的表面上。焊接部214可以由金(Au)和錫(Sn)的合金制成。為了制造探針卡，探針的接合部134與置于電路板210的隆起 部212的表面上的焊接部214連接。這種粘合工藝可以包括加壓和加熱 焊接部214的步驟。在此過程中，直接接觸消耗性基底IIO的梁部122b 可以用作結(jié)構(gòu)支撐件，以防止探針的物理損傷。此外，如前所述，因為 以浮在消耗性基底110上的結(jié)構(gòu)形成尖部122t，因此能夠防止在粘合工 藝中由于尖部122t與消耗性基底IIO接觸而物理損傷。S卩，不同于常規(guī) 類型，本發(fā)明具有能夠在沒有任何物理損傷下使探針與電路板210接合 的特征。在將探針與電路板210連接之后，蝕刻掉接觸梁部122b的其 余消耗性基底110，以從其隔離出探針。如前所述，探針的尖部122t浮 在消耗性基底110上。據(jù)此，在除去消耗性基底110以完全露出探針時， 不同于常規(guī)類型，可以最小化對尖部122t的化學(xué)損傷。圖21是包括根據(jù)本發(fā)明實施例的懸臂探針的陣列的俯視圖，
圖22是沿圖21的ii-n'線的剖面圖。參照圖21和圖22，探針布置在消耗性基底310上。探針可以 包括尖部322t和梁部330b。探針還可包括接合部334。尖部322t可以由 導(dǎo)電材料形成，導(dǎo)電材料分別填充模子層圖案的開口凹槽(圖未示)和溝槽 316a。尖部322t設(shè)置在梁部330b的一側(cè)之下，而接合部334設(shè)置在梁部 330b的另一側(cè)之上。接合部334可以形成在梁部330b的另一側(cè)之上，用 于在梁部330b和電路板之間粘合。在梁部330b之下，可以進一步設(shè)置 偽尖部322dt，并經(jīng)消耗性層326與梁部330b隔離。偽尖部322dt可以由導(dǎo)電材料形成，導(dǎo)電材料填充梁部330b之下的凹槽。在描述相應(yīng)于圖 21和圖22的實施例時，消耗性基底310的形成尖部322t的區(qū)域稱作'第 一區(qū)域'A，而消耗性基底310的形成偽尖部322dt的區(qū)域稱作'第二區(qū)域' B。圖23~圖42是沿圖21的II-II'線的剖面圖，顯示制造根據(jù)本發(fā) 明實施例的懸臂探針的方法。與上述圖3~圖18的示例處理方式相似的 處理被省略或簡要說明。首先，參照圖23 圖30，氧化物的鈍化層312沉積在整個消耗 性基底310上。在鈍化層312上形成第一鈍化圖案312a用的第一光刻膠 圖案314。使用鋪設(shè)在鈍化層312上的第一光刻膠圖案314作為蝕刻掩模， 通過濕或干蝕刻工藝部分地除去鈍化層312，形成第一鈍化圖案312a， 其限定了形成有初級溝槽的區(qū)域(參照圖25的316)。從第一鈍化圖案312a的頂面除去第一光刻膠圖案314。使用第 一鈍化圖案312a作為蝕刻掩模，進行第一各向異性干蝕刻工藝，以形成 初級溝槽316。初級溝槽316可以形成為具有四個側(cè)壁的四方體形狀。優(yōu) 選初級溝槽316形成為規(guī)則正方體。在初級溝槽316周圍，形成第二光刻膠圖案318，以露出第一 鈍化圖案312a的頂面。使用第二光刻膠圖案318作為蝕刻掩模，可以濕 或干蝕刻工藝部分地除去露出的第一鈍化圖案312a，以形成第二鈍化圖 案312b。然后，除去第二光刻膠圖案318。這樣，布置第二鈍化圖案312b， 以進一步露出比第一鈍化圖案312a更寬的消耗性基底310的頂面。將沒有第二光刻膠圖案318的消耗性基底310選擇性地蝕刻成 溝槽316a,每個溝槽的寬度和深度比初級溝槽316的大。這種蝕刻工藝 優(yōu)選使用氫氧化鉀(KOH)、四甲基氫氧化銨(TMAH)或乙二胺焦性兒茶酚 (EDP)作為蝕刻劑。眾所周知，當(dāng)蝕刻劑使用氫氧化鉀(KOH)、四甲基氫氧化銨 (TMAH)或乙二胺焦性兒茶酚(EDP)時，硅基底的蝕刻速率隨晶體取向的 不同而不同。例如，在具有<100>晶向的硅基底中，蝕刻速率沿橫向方向 比向下方向更高。其結(jié)果是，在消耗性基底310中，初級溝槽316沿橫
15向方向比向下方向更大，因此，溝槽316a具有寬的上部和逐漸變窄的下 部。根據(jù)本發(fā)明，使用第二鈍化圖案312b作為蝕刻掩模，對得到 的包括初級溝槽316的結(jié)構(gòu)進行第二各向異性干蝕刻工藝。這樣，溝槽 316a的深度變得更大。例如，可以進行第二各向異性干蝕刻工藝，以使 通過之前的各向異性濕蝕刻工藝形成的溝槽316a的形狀光滑。據(jù)此，溝 槽316a形成為八邊形圖案。在完成溝槽316a之后，除去在形成溝槽316a的蝕刻工藝中已 經(jīng)用作蝕刻掩模的第二鈍化圖案312b。在除去第二鈍化圖案312b之后， 在包括溝槽316a的消耗性基底310上形成模子層圖案320。模子層圖案 320可以由選自氧化硅、氮化硅、氮氧化硅和光刻膠中的至少一種制成。 可以在消耗性基底310上涂布預(yù)定厚度的光刻膠之后，經(jīng)曝光和顯影工 藝形成本發(fā)明的該實施例的模子層圖案320。根據(jù)本發(fā)明的該實施例，在模子層圖案320中形成有露出溝槽 316a的多個開口。在該結(jié)構(gòu)中，第一區(qū)域A包括露出一個溝槽316a的 一個開口，而第二區(qū)域B包括露出多個溝槽316a的多個開口。第一區(qū)域 A的溝槽316a和開口可以用作限定探針的尖部的模子。第二區(qū)域B的溝 槽316a和開口用作偽尖部的模子，在將探針與電路板連接時偽尖部起到 結(jié)構(gòu)支撐件的作用。即，模子層圖案320的開口和溝槽316a可以形成限 定尖部和偽尖部的凹槽。然后，參照圖31和圖32，在消耗性基底310上，形成第一導(dǎo) 電層322，以填充第一區(qū)域A和第二區(qū)域B中的凹槽?？梢酝ㄟ^選自電 鍍、CVD和濺射的至少一種技術(shù)形成第一導(dǎo)電層322。第一導(dǎo)電層322 可以由鎳(Ni)和鈷(Co)的合金制成?？梢酝ㄟ^電鍍技術(shù)形成本發(fā)明的該實 施例的第一導(dǎo)電層322。其后，打磨和平整化第一導(dǎo)電層322，直到露出模子層圖案320 的頂面。其結(jié)果是，第一區(qū)域A具有尖部322t，而第二區(qū)域B具有多個 偽尖部322dt?？梢酝ㄟ^化學(xué)機械拋光(CMP)、回蝕或研磨技術(shù)實現(xiàn)打磨 和平整化第一導(dǎo)電層322的工藝。如前面結(jié)合圖30所述的，由于模子層圖案320具有一個以上的開口，并且開口包括形成在第二區(qū)域B的消耗 性基底310中的一個以上的溝槽316a，因此尖部322t的側(cè)面可以包括至 少一個或多個偽尖部322dt。接著，參照圖33和圖34，在得到的包括尖部312t和偽尖部322dt 的結(jié)構(gòu)上，形成第一掩模圖案324，以露出第二區(qū)域B的頂面。使用包 括涂布預(yù)定厚度的光刻膠、然后曝光和顯影光刻膠的步驟進行形成第一 掩模圖案324的工藝。根據(jù)本發(fā)明的該實施例，在布置第一掩模圖案324之前，能夠 在得到的包括尖部322t和偽尖部322dt的結(jié)構(gòu)上形成經(jīng)相繼堆疊鈦層和 銅層得到的電鍍電極(圖未示)，從而為針對梁部的后續(xù)電鍍工藝提供便 利。在此過程中，可以通過濺射工藝在其上沉積鈦層和銅層。在被第一掩模圖案324露出的第二區(qū)域B的頂面上沉積消耗性 層326。可以形成消耗性層326，以在用于除去消耗性基底310的后續(xù)工 藝中從梁部容易地除去偽尖部322dt。為此，消耗性層326優(yōu)選由探針的 蝕刻量最小的可除去材料制成。例如，消耗性層326可由銅(Cu)或鋅(Zn) 制成。接下來，除去第一掩模圖案324。除去第一掩模圖案324優(yōu)選 使用灰化模式，以防止模子層圖案320被蝕刻掉。這是因為在通常的濕 蝕刻工藝中，模子層圖案320與第一掩模圖案324 —起被蝕刻。接著，參照圖35和圖36，第二掩模圖案328形成有限定梁部 的幵口。如圖所示，可以形成第二掩模圖案328的開口，以至少露出消 耗性層326和尖部322t的頂面。第二掩模圖案328可以由選自氧化硅、 氮化硅、氮氧化硅和光刻膠中的至少一種制成?？梢栽谙男曰?10 上涂布預(yù)定厚度的光刻膠之后，經(jīng)曝光和顯影工藝形成本發(fā)明的該實施 例的第二掩模圖案328。其后，形成第二導(dǎo)電層330,以覆蓋第二掩模圖案328?？梢?通過選自電鍍、CVD和濺射的至少一種技術(shù)形成第二導(dǎo)電層330。與第 一導(dǎo)電層322相同，第二導(dǎo)電層330可以由Ni-Co合金制成?？梢酝ㄟ^ 電鍍工藝形成本發(fā)明的該實施例的第二導(dǎo)電層330。[71]在通過電鍍工藝形成第二導(dǎo)電層330時，為了在尖部322t和梁 部之間直接接觸，優(yōu)選從尖部322t的頂面除去如前面結(jié)合圖33所述的 梁部的電鍍電極(圖未示)。之后，打磨和平整化第二導(dǎo)電層330,以形成梁部330b，該梁 部接觸尖部322t并在于其上形成消耗性層326的偽尖部322dt上延伸。 可以通過CMP、回蝕或研磨工藝實現(xiàn)打磨和平整化第二導(dǎo)電層330。在 此過程中，如結(jié)合圖33所述的，可以在沒有直接接觸在第二區(qū)域B中置 于消耗性層326上的偽尖部322dt的情況下形成梁部330。接著，參照圖37和圖38，在除去第二掩模圖案328之后，形 成第三掩模圖案332，以在第二區(qū)域B中露出梁部330b的一端的頂面。 第三掩模圖案332可以由選自氧化硅、氮化硅、氮氧化硅和光刻膠中的 至少一種制成?？梢栽谙男曰?10上涂布預(yù)定厚度的光刻膠之后， 經(jīng)曝光和顯影工藝形成本發(fā)明的該實施例的第三掩模圖案332。除去第二掩模圖案328優(yōu)選使用灰化模式，以防止模子層圖案 320被蝕刻掉。這是因為在通常的濕蝕刻工藝中，模子層圖案320與第二 掩模圖案328 —起被蝕刻。此外，在沒有除去第二掩模圖案328的情況 下，甚至可以在第二掩模圖案328上形成第三掩模圖案332。據(jù)此，可以 在后續(xù)處理步驟中與第三掩模圖案332 —起除去未被除去而保留的第二 掩模圖案328。在第二區(qū)域B中在梁部330b上形成被第三掩模圖案332部分 地露出的接合部334。接合部334可以在后續(xù)處理步驟中用作探針與電路 板接合的粘合部件。接合部334可以由金制成。如果在制造探針卡的過程中接合部334設(shè)在探針所連接的電路 板的預(yù)定位置，以將梁部330b與電路板接合，那么允許省略結(jié)合圖38 所述的形成接合部334的步驟。然后，參照圖39和圖40，使用化學(xué)溶液通過濕蝕刻模式除去 第三掩模圖案332和模子層圖案320。接下來，形成第四掩模圖案336， 以露出第一區(qū)域A，同時至少覆蓋接合部334。第四掩模圖案336可以由 選自氧化硅、氮化硅、氮氧化硅和光刻膠中的至少一種制成?？梢栽谙?br> 18耗性基底310上涂布預(yù)定厚度的光刻膠之后，經(jīng)曝光和顯影工藝形成本
發(fā)明的該實施例的第四掩模圖案336。參照圖41和圖42，使用第四掩模圖案336作為蝕刻掩模，選 擇性地蝕刻第一區(qū)域A的消耗性基底310，直到至少露出尖部322t的下 部和側(cè)面。優(yōu)選使用等離子體通過干蝕刻工藝蝕刻第一區(qū)域A的消耗性 基底310。由于第四掩模圖案336覆蓋第二區(qū)域B包括接合部334的預(yù) 定部分，因而在第一區(qū)域A中形成的尖部322t可以完全露出，而偽尖部 322dt可以部分露出。因此，如圖41所示，設(shè)置在第一區(qū)域A中的尖部 322t可以浮在消耗性基底310上。之后，除去第四掩模圖案336以露出接合部334。優(yōu)選使用化 學(xué)溶液通過濕蝕刻工藝進行該工藝。這樣，在由尖部322t、梁部330b和 接合部334構(gòu)成的探針之下，消耗性層326、偽尖部322dt和消耗性基底 310保留。在此過程中，探針可以經(jīng)消耗性層326和偽尖部322dt與消耗 性基底310間接連接，而不與消耗性基底310直接連接。圖43和圖44是剖面圖，顯示制造根據(jù)本發(fā)明另一實施例的探 針卡的方法。參照圖43和圖44，除了制造圖42包括探針的結(jié)構(gòu)之外，還制 造連接探針的電路板410。為了制造探針卡，探針的接合部334與形成在 電路板410的隆起部412上的焊接部414連接。這種粘合工藝可以包括 物理地加壓和加熱焊接部414的步驟。在此過程中，直接與消耗性基底 310接合的偽尖部322dt可以用作結(jié)構(gòu)支撐件，以防止探針的物理損傷。 此外，如前所述，因為尖部322t浮在消耗性基底310上，因此能夠防止 由于尖部322t與消耗性基底310接觸而物理損傷。即，不同于常規(guī)技術(shù)， 本發(fā)明具有能夠在沒有任何物理損傷下使探針與電路板410接合的特征。在將探針與電路板410連接之后，蝕刻掉消耗性層326，以分 離探針與消耗性基底310?？梢岳眠m合于此的蝕刻劑蝕刻消耗性層326。 根據(jù)本發(fā)明的實施例，由于消耗性層326由銅(Cu)或鋅(Zn)制成，因此蝕 刻劑可以是銅特異性或鋅特異性蝕刻劑。如前所述，探針經(jīng)消耗性層326 和偽尖部322dt與消耗性基底310連接。這樣，如前所述，通過蝕刻消耗性層326,探針可以容易地與消耗性基底310分離。因此，在除去消耗 性基底310以完全露出探針時，不同于常規(guī)情況，可以最小化對尖部322t 的化學(xué)損傷。
工業(yè)實用性本發(fā)明適用于檢測具有焊盤的微電子器件。
權(quán)利要求
1. 一種制造懸臂探針的方法，包括在基底的預(yù)定區(qū)域中形成溝槽；在所述基底上形成模子層圖案，其具有露出所述基底包括所述溝槽的表面的開口；在所述溝槽中形成尖部和在所述開口中形成梁部；除去所述模子層圖案；和蝕刻所述尖部周圍的基底并使所述尖部浮在所述基底上。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述模子層圖案由選自氧化硅、 氮化硅、氮氧化硅和光刻膠中的至少一種制成。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中形成所述尖部和所述梁部包括 形成覆蓋所述基底并填充所述溝槽和所述開口的導(dǎo)電層；和 打磨和平整化所述導(dǎo)電層。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，還包括，在形成所述尖部和所述梁部 之后形成接合部模子層圖案，其具有露出所述梁部連接所述尖部的一端的頂面的開口；在所述接合部模子層圖案中形成接合部；和 除去所述接合部模子層圖案。
5. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中蝕刻所述尖部周圍的基底包括 在得到的包括所述梁部的結(jié)構(gòu)上形成漂浮的蝕刻掩模圖案，以露出所述尖部周圍的基底；和通過使用所述漂浮的蝕刻掩模圖案作為蝕刻掩模蝕刻所述尖部周圍 的基底并露出所述尖部。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中以干蝕刻工藝進行蝕刻所述尖部周圍的基底，直到使所述尖部浮在所述基底上。
7. 如權(quán)利要求5所述的方法，還包括在露出所述尖部之后除去所 述漂浮的蝕刻掩模圖案。
8. —種制造探針卡的方法，包括將通過權(quán)利要求1所述方法制造的懸臂式探針與電路板的隆起部連 接；和蝕刻并除去所述探針的基底。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中使用由所述探針的剩余基底形成的結(jié)構(gòu)支撐件進行所述探針與所述電路板的連接。
10. —種制造懸臂式探針的方法，包括 在基底的第一區(qū)域和第二區(qū)域中形成凹槽；形成分別填充所述第一區(qū)域和第二區(qū)域的凹槽的尖部和偽尖部； 形成覆蓋包括所述偽尖部的第二區(qū)域的消耗性層； 形成與所述尖部連接并在具有所述消耗性層的偽尖部上延伸的梁 部；和蝕刻所述第一區(qū)域的基底并使所述尖部浮在所述基底上。
11. 如權(quán)利要求IO所述的方法，其中形成所述凹槽包括 在所述基底上形成具有多個第一開口的第一鈍化圖案，所述第一開口使所述基底的預(yù)定頂面露出；使用所述第一鈍化圖案作為蝕刻掩模蝕刻所述基底，以在所述第一 開口之下形成初級溝槽；蝕刻所述第一鈍化圖案，并形成具有第二開口的第二鈍化圖案，所 述第二開口使所述基底包括所述初級溝槽的預(yù)定區(qū)域露出；使用所述第二掩模圖案作為蝕刻掩模蝕刻所述基底，以在所述第二 開口之下形成多個溝槽；和形成具有第三開口的模子層圖案，所述第三開口使所述基底包括所述溝槽的預(yù)定頂面露出，其中所述凹槽由所述溝槽和所述第三開口構(gòu)成。
12. 如權(quán)利要求ll所述的方法，其中形成所述模子層圖案，以使所 述基底在所述第二區(qū)域中包括所述多個溝槽的預(yù)定頂面露出。
13. 如權(quán)利要求ll所述的方法，還包括在形成所述梁部之后除去 所述模子層圖案。
14. 如權(quán)利要求ll所述的方法，其中所述第一鈍化圖案由選自氧化 硅、氮化硅、氮氧化硅和光刻膠中的至少一種制成，其中所述第二鈍化圖案由選自氧化硅、氮化硅、氮氧化硅和光刻膠 中的至少一種制成，其中所述模子層圖案由選自氧化硅、氮化硅、氮氧化硅和光刻膠中 的至少一種制成。
15. 如權(quán)利要求IO所述的方法，其中形成所述尖部和所述偽尖部包括形成填充所述凹槽并覆蓋所述基底的第一導(dǎo)電層；和打磨和平整化所述第一導(dǎo)電層。
16. 如權(quán)利要求IO所述的方法，其中形成所述消耗性層包括 形成露出所述第二區(qū)域的基底頂面的第一掩模圖案； 在所述第二區(qū)域中形成被所述第一掩模圖案露出的所述消耗性層；和除去所述第一掩模圖案。
17. 如權(quán)利要求IO所述的方法，其中所述消耗性層用對所述基底、 所述尖部和所述梁部具有蝕刻選擇性的材料形成。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述消耗性層用銅或鋅形成。
19. 如權(quán)利要求IO所述的方法，其中形成所述梁部包括 在得到的包括所述消耗性層的結(jié)構(gòu)上形成露出所述消耗性層和所述尖部的第二掩模圖案；形成覆蓋所述第二掩模圖案的第二導(dǎo)電層；打磨和平整化所述第二導(dǎo)電層，直到露出所述第二掩模圖案；和 除去所述第二掩模圖案。
20. 如權(quán)利要求IO所述的方法，還包括，在形成所述梁部之后 在得到的包括所述梁部的結(jié)構(gòu)上，形成露出所述第二區(qū)域的梁部的一端頂面的第三掩模圖案；在所述梁部上形成被所述第三掩模圖案露出的接合部；和 除去所述第三掩模圖案。
21. 如權(quán)利要求IO所述的方法，其中蝕刻所述第一區(qū)域的基底包括 在得到的包括所述梁部結(jié)構(gòu)上，形成露出所述第一區(qū)域的第四掩模圖案；禾口使用所述第四掩模圖案作為蝕刻掩模蝕刻露出的第一區(qū)域的基底并 露出所述尖部。
22. 如權(quán)利要求21所述的方法，其中以干蝕刻工藝進行蝕刻所述第 一區(qū)域的基底，直到使所述尖部浮在所述基底上。
23. 如權(quán)利要求21所述的方法，還包括在露出所述尖部之后除去 所述第四掩模圖案。
24. —種制造探針卡的方法，包括將通過權(quán)利要求10所述方法制造的懸臂式探針與電路板的隆起部 連接；和蝕刻所述探針的消耗性層并除去所述探針的基底、偽尖部和消耗性
25. 如權(quán)利要求24所述的方法，其中使用由所述偽尖部形成的結(jié)構(gòu) 支撐件進行所述探針與所述電路板的連接。
26. 如權(quán)利要求24所述的方法，其中通過選擇性地蝕刻所述消耗性 層并使所述探針與包括所述偽尖部的基底分離來進行除去所述探針的基 底、偽尖部和消耗性層。
全文摘要
本發(fā)明公開一種制造懸臂式探針的方法。根據(jù)該方法，在基底的尖部和偽尖部區(qū)域中分別形成凹槽之后，通過填充尖部和偽尖部區(qū)域的凹槽形成尖部和偽尖部。形成覆蓋包括偽尖部的偽尖部區(qū)域的消耗性層。形成與尖部連接并在包括消耗性層的偽尖部上延伸的梁部。所述方法包括選擇性地蝕刻尖部的基底并使尖部浮在基底上的步驟。因此，可以最小化在制造探針卡時對尖部的物理和化學(xué)損傷，從而提供穩(wěn)定性，并且尖部的缺陷更小。
文檔編號H01L21/66GK101461050SQ200780020573
公開日2009年6月17日 申請日期2007年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月7日
發(fā)明者曹容輝, 李瀚茂 申請人:飛而康公司