CN100490107C - 立式电接触元件的制造方法和立式电接触元件 - Google Patents

Abstract

一种立式电接触元件制造方法，该方法包括：在用于形成至少一个尖端的消耗性基底上形成第一钝化图案；使用该第一钝化图案作为蚀刻掩模，执行蚀刻过程，从而在该消耗性基底中形成沟槽；去除该第一钝化图案并形成第二钝化图案，从而提供用于形成支撑梁的空间，其中该尖端与该支撑梁的一端结合；用导电材料填充该沟槽和该空间，从而形成尖端和支撑梁；在包括该尖端和该支撑梁的消耗性基底上形成第三钝化图案，从而提供用于形成空心主体的空间；用导电材料填充由该第三钝化图案提供的空间，从而形成空心主体；将该空心主体与在微探针头(MPH)上形成的隆起块联接；以及去除该消耗性基底，从而使电接触元件的尖端露出。

Description

立式电接触元件的制造方法和立式电接触元件

技术领域

本发明涉及立式电接触元件的制造方法以及由此制造的立式电接触元件。具体地说，本发明涉及包括尖端和至少一个支撑梁的立式电接触元件的制造方法，该尖端和支撑梁结合在柱形主体中以有效地去除测试垫的氧化物层，从而实现精确测试，本发明还涉及由此制造的立式电接触元件。

背景技术

半导体制造工艺包括：在硅基片上排列多个芯片，组装所排列的芯片，以及将组装的芯片切割成独立的芯片。为了组装和切割排列在硅基片上的芯片，必须将电信号施加到各个芯片上以检查它们是否正常操作，这被称为半导体测试过程。使用探针板来进行该测试过程，该探针板具有对应于排列在硅基片上的多个芯片的接触元件。当接触元件与排列在硅基片上的芯片接触时，施加电信号以检查该芯片是否正常操作。

常规的针式电接触元件包括多个针。在各个针的一端形成有尖端。在使这些针弯曲并置于它们的预定位置之后，使用环氧树脂将它们固定在固定装置上并焊接到印刷电路板(PCB)上。电接触元件需要预定的弹力以稳定地接触半导体集成电路的接触垫。但不幸的是，这种针式电接触元件的重复使用会导致发生变形或者水平度和位置精确度变差，此外，针式电接触元件占用较大的空间，这使得很难适应高度集成电路之间的间距.且在通过各针的信号之间产生中断，从而妨碍精确测试。

同时，已经提出了悬臂式电接触元件以克服针式电接触元件的上述缺点。悬臂式电接触元件通过如下方式制造而成：在基底上垂直形成隆起块；在消耗性基底上形成尖端和与该尖端接触的支撑梁，以使隆起块上端与支撑梁一端联接：以及去除该消耗性基底。悬臂式电接触元件已经被用于测试高度集成的半导体器件。

发明内容

[技术问题]

本发明的示例性实施方案涉及立式电接触元件的制造方法以及由此制造的立式电接触元件。

[技术方案]

在木发明的一个示例性实施方案中，所述方法可以包括：在用于形成至少一个尖端的消耗性基底上形成第一钝化图案；使用所述第一钝化图案作为蚀刻掩模，执行蚀刻过程，从而在所述消耗性基底中形成沟槽；去除所述第一钝化图案并形成第二钝化图案，从而提供用于形成支撑梁的空间，其中所述尖端与所述支撑梁的一端结合；用导电材料填充所述沟槽和所述空间，从而形成尖端和支撑梁；在包括所述尖端和所述支撑梁的消耗性基底上形成第三钝化图案，从而提供用于形成空心主体的空间；用导电材料填充由所述第三钝化图案提供的空间，从而形成空心主体；将所述空心主体与在微探针头(MPH)上形成的隆起块联接；以及去除所述消耗性基底，从而使电接触元件的尖端露出。

在本发明的另一示例性实施方案中，所述方法可以包括：在用于形成至少一个尖端的消耗性基底上形成第一钝化图案；使用所述第一钝化图案作为蚀刻掩模，执行蚀刻过程，从而在所述消耗性基底中形成沟槽；去除所述第一钝化图案并在所述消耗性基底上形成第二钝化图案，从而提供用于形成支撑梁的空间，其中所述尖端与所述支撑梁的一端结合；用导电材料填充所述沟槽和由所述第二钝化图案提供的空间，从而形成尖端和支撑梁：在微探针头(MPH)上形成第三钝化图案，从而提供用于形成隆起块的空间；用导电材料填充由所述第三钝化图案提供的空间，从而形成隆起块：在包括所述隆起块的MPH上形成第四钝化图案，从而提供用于形成空心主体的空间；用导电材料填充由所述第四钝化图案提供的空间，从而形成空心主体：将所述支撑梁与所述空心主体联接：以及去除所述消耗性基底，从而使电接触元件的尖端露出。

在本发明的另一示例性实施方案中，所述立式电接触元件可以包括：微探针头(MPH)，其包括至少一个连接终端和用于接收外部信号的交互连接；设置在MPH的连接终端上的隆起块；与所述隆起块垂直联接的柱形主体；与所述主体底端的对面间隔开的至少一个支撑梁；以及与所述支撑梁结合的尖端。

[有益效果]

本发明有利于高度集成的半导体器件的精细间距。由于支撑梁的改进形状，提高了与半导体器件的接触垫的接触性能。

此外，支撑梁在结构上逐渐变细或弯曲，从而增强了弹力。因此，降低了在测试期间支撑梁的断裂可能性，从而延长了其使用寿命。

此外，在空心主体上设有多个梁部件。因此，在半导体器件的测试期间会产生许多刮擦，从而有效地去除氧化物层。

此外，支撑梁在结构上逐渐变细或弯曲，从而分配由于施加在尖端上的外力而导致的应力集中。

此外，在支撑梁和空心主体之间设有连接梁。因此，分配由于施加在尖端上的外力而导致的应力集中，且获得了充分的过驱动(OD)。

此外，多个梁以不同的角度连接。因此，实现了具有总体上弯曲形状的梁，从而分配由于施加在尖端上的外力而导致的应力集中并获得充分的过驱动(OD)。

附图说明

图1是本发明立式电接触元件的制造方法的剖视图。

图2是图1所示方法的另一形式的剖视图。

图3显示了由图1或图2所示方法制造的立式电接触元件的使用状态。

图4是本发明立式电接触元件的立体图。

图5是图4所示立式电接触元件的改进形式的立体图。

图6和图7是在主体上还安装有连接梁的立式电接触元件的制造方法的剖视图。

图8是图6和图7所示方法的另一形式的剖视图。

图9显示了由图6和图7所示方法制造的立式电接触元件的使用状态。

图10是在主体上还安装有连接梁的立式电接触元件的立体图。

图11是图10所示立式电接触元件的改进形式的立体图。

图12是根据本发明在主体内侧形成有支撑梁的立式电接触元件的制造方法的剖视图。

图13是图12所示方法的另一形式的剖视图。

图14显示了由图12或图13所示方法制造的立式电接触元件的使用状态。

图15是根据本发明在主体内侧安装有支撑梁的立式电接触元件的立体图。

图16是图15所示立式电接触元件的改进形式的立体图。

图17和图18是根据本发明在主体上还安装有倾斜梁的立式电接触元件的制造方法的剖视图。

图19显示了由图17和图18所示方法制造的立式电接触元件的使用状态。

图20是图19所示立式电接触元件的立体图。

图21和图22是根据本发明有多个倾斜梁与主体连接从而形成弯曲形状的梁的立式电接触元件的制造方法的剖视图。

图23显示了由图21和图22所示方法制造的立式电接触元件的使用状态。

图24是图23所示的立式电接触元件的立体图。

具体实施方式

实施例1

下面参照图1说明本发明第一实施例的立式电接触元件的制造方法。

如图1(a)所示，在具有预定米勒指数(例如[100])的消耗性基底上形成钝化层(图未示)。钝化层由氧化物形成，消耗性基底由硅形成。在钝化层上形成第二钝化图案8以用作蚀刻掩模。

第一钝化图案8的形成通过依次执行光刻过程和蚀刻过程来实现。在光刻过程中，将光刻胶涂覆在消耗性基底2上，然后将涂覆的光刻胶曝光且显影。

如图1(b)所示，使用第一钝化图案8作为蚀刻掩模，相继执行湿蚀刻过程和各向异性的干蚀刻过程，从而在消耗性基底2中形成沟槽。也就是说，借助于第一湿蚀刻形成对应于尖端的浅沟槽，然后借助于第二各向异性干蚀刻使该沟槽更深，以此实现沟槽的形成。该沟槽形成得使相邻尖端的侧端在一条直线上彼此对齐，同时侧端间隔预定距离。

对应于尖端的沟槽可以具有各种形状，例如锥形和棱锥形。干蚀刻过程是一种通过被称作Bosh法的反应性离子蚀刻(RIE)实现的深沟槽蚀刻。

如图1(c)所示，去除第一钝化图案8并借助于溅射过程在消耗性基底2上形成种子层4。种子层4由铜(Cu)形成且作为后续电镀过程的种子。将光刻胶涂覆在种子层4上至预定厚度。将涂覆的光刻胶曝光且显影之后，形成具有支撑梁截面图案的第二钝化图案，如图1(d)所示。结果，为通过使用金属材料的后续填充过程形成支撑梁提供了空间。

如图1(e)所示，借助于电镀用导电金属填充由第二钝化图案6露出的空间和沟槽。执行平面化过程(例如，化学机械抛光(CMP)，回蚀(etchback)或打磨)，从而形成间隔预定距离的尖端10a和支撑梁10。

尖端10a和支撑梁10彼此面对。支撑梁10的各个尖端10a间隔预定距离彼此面对。各个尖端10a从尖端10a的对侧(即支撑梁10)沿着尖端10a变细。虽然图中示出了两个支撑梁10.但可以形成至少一个支撑梁10。此外，除了电镀以外.尖端10a和支撑梁10的形成还可以借助于化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)来实现。

如图1(f)所示，在包括尖端10a和支撑梁10的消耗性基底2上形成第三钝化图案12，从而形成用于形成空心主体的空间。第三钝化图案12可以是具有空心主体截面图案的方形图案，即，使与尖端10a连接的支撑梁的端部顶面露出。第三钝化图案12的形成也可以借助于曝光过程和显影过程来实现。

如图1(g)所示，借助于电镀用导电材料填充由第三钝化图案12形成的空间。执行平面化过程(例如CMP，回蚀或打磨)，从而形成具有方柱形状的空心主体16。除了电镀以外，空心主体16的形成还可以借助于CVD法或PVD法来实现。根据制造商，空心主体16可以为各种中空柱形状，例如方柱形状，圆柱形状和三角柱形状。可选择的是，可以形成具有内填充柱形状的主体来代替空心主体16。

如图1(h)所示，借助于湿蚀刻过程去除第二钝化图案6和第三钝化图案12。空心主体16与在多层印刷电路板(即下文中被称作“MPH”的微探针头40)上的接触终端处形成的隆起块18联接。

如图1(i)所示，借助于湿蚀刻去除消耗性基底2，从而制造出包括露出的尖端10a、支撑梁10和空心主体16的电接触元件100。

图2显示了图1中电接触元件的另一种制造方法。根据这种方法，在MPH 40上形成隆起块18。在隆起块18上形成空心主体16。与尖端10a结合且形成在消耗性基底2上的支撑梁10与空心主体16联接，从而制造出电接触元件。用与图1中相同的附图标记表示的元件具有相同的功能和操作，因此不再赘述。

如图2(a)所示，使在多层印刷电路板(即MPH 40)上形成的接触终端(图未示)的某个区域露出，从而形成第一钝化图案18a，其具有隆起块截面形状的空间。这样，提供用于形成隆起块的空间。

如图2(b)所示，借助于电镀过程用导电材料填充由第一钝化图案18a提供的空间，从而形成隆起块18。

如图2(c)所示，在MPH 40上形成有隆起块18的位置处，形成具有空心主体截面形状的第三钝化图案12。这样，提供用于形成空心主体的空间。

如图2(d)所示，借助于电镀过程用导电材料填充由第三钝化图案12提供的空间，从而形成空心主体16。

如图2(e)所示，执行如图1(a)-(e)所示的相同过程之后，去除了第二钝化图案6的支撑梁10与空心主体16联接。

如图2(f)所示，借助于湿蚀刻过程去除消耗性基底2，从而使电接触元件100的尖端10a和支撑梁10露出。

下面详细说明图1(a)-(i)所示实施例中具有空心主体的立式电接触元件和图2(a)-(f)所示实施例中具有空心主体的立式电接触元件。

如上所述，第一实施例的具有空心主体的立式电接触元件包括：方柱形状的空心主体16，其与在MPH 40下面形成的隆起块18垂直地联接；与空心主体16下部侧端的对侧间隔开的至少一个支撑梁10；以及尖端10a，其与支撑梁10结合，使得尖端10a的侧端与相邻尖端的侧端在一条直线上对齐，如图3(a)、图4和图5所示。

在这种实施例中，与一个尖端10a结合的支撑梁10平行于与另一尖端10a结合的支撑梁10的端部。每个尖端10a从尖端10a的对侧(即支撑梁10)沿着尖端10a变细。空心主体16可以为各种形状，例如方柱形状，圆柱形状和三角柱形状。可选择的是，可以形成具有内填充柱形状的主体来代替空心主体16。

使用具有上述空心主体的立式电接触元件进行测试时，至少一个尖端10a在从电极垫50的顶部内侧向其顶部外侧移动的同时，刮擦电极垫50的顶面，从而进一步去除氧化物层，如图3(b)所示。因此，加宽了尖端10a的接触面积从而提高测试的精度。当尖端10a脱离电极垫50时，尖端10a恢复到原始位置。

如图4和图5所示，可以形成从空心主体16底端的任一位置延伸的一个或多个支撑梁10，它们彼此隔开。具体参照图5，支撑梁10与空心主体16的底角连接。因此.延展了支撑梁10与空心主体16之间的连接面积，从而有效地分配在它们之间的连接部位处存在的应力集中。

实施例2

下面参照图6和图7说明本发明第二实施例的具有空心主体的立式电接触元件的制造方法。用与第一实施例相同的附图标记表示的相同元件具有相同的功能和操作，因此不再赘述。

如图6(a)所示，在具有确定方向的消耗性基底2上形成第一钝化图案8。消耗性基底2由硅形成。

如图6(b)所示，使用第一钝化图案8作为掩模，相继执行湿蚀刻过程和各向异性干蚀刻过程，从而在消耗性基底2上形成沟槽。所述沟槽对应于电接触元件的尖端。与第一实施例不同的是，这些沟槽相距固定间隔。去除第一钝化图案8之后，借助于溅射过程在消耗性基底2上形成种子层4，如图6(c)所示。种子层4可以由铜(Cu)形成且作为后续电镀过程的种子。

将光刻胶涂覆于其上直至预定厚度之后，执行曝光和显影过程，从而形成具有支撑梁截面图案的第二钝化图案6，如图6(d)所示。这样，为通过使用金属材料的后续填充过程形成支撑梁提供了空间。

如图6(e)所示，借助于电镀过程用导电材料填充由第二钝化图案6露出的空间和沟槽。此后，执行诸如CMP、回蚀或打磨等平面化过程，从而形成间隔预定距离的两个支撑梁10。支撑梁10的两端均置于从里面与相邻支撑梁10的端部隔开的位置上。支撑梁10与尖端10a结合。

虽然在这一实施例中示出了两个支撑梁10，但可以形成至少一个支撑梁。此外，除了电镀过程以外，尖端10a和支撑梁10的形成还可以借助于CVD法或PVD法来实现。

如图6(f)所示，在形成有尖端10a和支撑梁10的消耗性基底2上形成第三钝化图案20a。第三钝化图案20a具有连接梁截面图案。这样，为通过使用金属材料的后续填充过程形成连接梁提供了空间。

如图6(g)所示，用导电材料填充由第三钝化图案20a露出的空间。此后，执行诸如CMP、回蚀或打磨等平面化过程，从而形成与支撑梁10垂直连接的两个连接梁20。

如图7(h)所示，在形成有连接梁20的消耗性基底2上形成第四钝化图案12。第四钝化图案12具有空心主体截面图案，即，使连接梁20的顶面露出。这样，提供用于形成空心主体的空间。

如图7(i)所示，借助于电镀过程用导电材料填充由第四钝化图案12提供的空间。此后，执行平面化过程从而形成具有方柱形状的空心主体16。在前面已经描述过平面化过程，因此不再赘述。根据制造商，空心主体16可以为各种中空柱形状，例如方柱形状，圆柱形状和三角柱形状。可选择的是，可以形成具有内填充柱形状的主体来代替空心主体16。

如图7(j)所示，去除在消耗性基底2上层叠的第二钝化图案6、第三钝化图案20a和第四钝化图案12之后，空心主体16与在多层印刷电路板(即MPH 40)上的接触终端(图未示)处形成的隆起块18联接。

如图7(k)所示，借助于湿蚀刻过程去除消耗性基底2，从而使尖端10a露出。结果，制造出电接触元件100。电接触元件100包括：与尖端10a结合的支撑梁10，使得支撑梁10的两端均置于从里面与相邻支撑梁10的端部隔开的位置上；与支撑梁10垂直连接的连接梁20；以及与连接梁20联接的空心主体16。

图8显示了电接触元件100的另一种制造方法。根据这种方法，支撑梁10形成得与尖端10a结合。支撑梁10设置成使支撑梁10的两端均置于从里面与相邻支撑梁10的端部隔开的位置上。此后，在MPH 40下面依次形成隆起块18、空心主体16和连接梁20，从而制造出电接触元件100。用与图6和图7中相同的附图标记表示的相同元件具有相同的功能和操作，因此不再赘述。

如图8(a)所示，在多层印刷电路板(即MPH 40)上的接触终端(图未示)上形成具有隆起块截面图案的第一钝化图案18a。

如图8(b)所示，借助于电镀过程用导电材料填充由第一钝化图案18a提供的空间，从而形成隆起块18。

如图8(c)所示，在MPH 40上形成第二钝化图案12。第二钝化图案12具有空心主体截面形状。这样，提供用于形成空心主体的空间。

如图8(d)所示，用导电材料填充由第二钝化图案12提供的空间，从而形成空心主体16。根据制造商.空心主体16可以为各种中空柱形状.例如方柱形状，圆柱形状和三角柱形状。可选择的是，可以形成具有内填充柱形状的主体来代替空心主体16。

如图8(e)所示，在隆起块18上形成第三钝化图案20a。第三钝化图案20a具有连接梁截面图案。这样，提供用于形成连接梁20的空间。

如图8(f)所示，用导电材料填充由第三钝化图案20a提供的空间，从而形成连接梁20。连接梁20与空心主体16垂直连接。

如图8(g)所示，借助于图6(a)-(e)中的相同过程，去除了第二钝化图案12的支撑梁10与去除了第三钝化图案20a的连接梁20联接。

如图8(h)所示，去除消耗性基底20，从而使电接触元件100的尖端10a露出。

根据图6(a)-(k)所示的实施例和图8(a)-(h)所示的实施例制造出具有空心主体的立式电接触元件，如图9、图10和图11所示。该立式电接触元件包括：方柱形状的空心主体16，其与在MPH40下面形成的隆起块18垂直地联接；至少一个连接梁20，其从空心主体16底端沿垂直方向延伸；以及支撑梁10，尖端10a形成于该支撑梁的一端，连接梁20与该支撑梁的另一端垂直连接。

与一个尖端10a结合的支撑梁10和与另一尖端10a结合的另一支撑梁10隔开，彼此面对。支撑梁10的每个尖端10a置于从里面与相对支撑梁10的端部隔开的位置上。每个支撑梁10从尖端10a的对侧向着尖端10a变细。

在具有上述空心主体的立式电接触元件中，当半导体器件的电极垫50受压时，至少一个尖端10a从电极垫50的顶部内侧向其顶部外侧移动，从而去除在电极垫50上形成的氧化物层，如图9(b)所示。测试范围在电极垫50的顶部上延伸，为尖端10a之间相距的距离。这样，延伸了尖端10a之间的测试范围，从而实现精确测试。当尖端10a脱离电极垫50时，尖端10a恢复到原始位置。

如图10和图11所示.形成从空心主体16底端的任一位置延伸的至少一个连接梁20。具体参照图11，连接梁与空心主体的底角连接。这样，延展了连接面积，从而有效地分配在支撑梁10与空心主体16之间的连接部位处集中的应力。

实施例3

下面参照图12更全面地说明本发明第三实施例的具有空心主体的立式电接触元件的制造方法。用与第一实施例相同的附图标记表示的相同元件具有相同的功能和操作，因此不再赘述。

尖端10a和支撑梁10的形成由图1(a)-(e)所示的相同步骤来实现，这里不再赘述。也就是说，在消耗性基底2上形成尖端10a和支撑梁10之后，在消耗性基底2上形成方形的第一钝化图案12，如图12(a)所示。第一钝化图案12具有空心主体截面形状，即，使消耗性基底2的顶面露出。这样，提供用于形成空心主体的空间。

如图12(b)所示，借助于电镀过程用导电材料填充由第一钝化图案12提供的空间。此后，执行平面化过程从而形成具有方柱形状的空心主体16。支撑梁10与空心主体16的内侧面结合。

前面已经描述了平面化过程，因此不再赘述。此外，前面已经描述了空心主体16的可替换制造方法，这里也不再赘述。根据制造商，空心主体16可以为各种中空柱形状，例如方柱形状，圆柱形状和三角柱形状。可选择的是，可以形成具有内填充柱形状的主体来代替空心主体16。

如图12(c)所示，借助于湿蚀刻过程去除在消耗性基底2上用于形成支撑梁10和空心主体16的第一钝化图案12。如前面参照图1(i)在第一实施例中说明的那样，空心主体16与在MPH 40上的接触终端(图未示)处形成的隆起块18联接。

如图12(d)所示，借助于湿蚀刻过程去除消耗性基底2，从而制造出包括露出的尖端10a、与尖端10a结合的支撑梁10以及空心主体16的电接触元件100，其中支撑梁10设置在空心主体16的内侧。

图13显示了图12的电接触元件的另一种制造方法。根据这种方法，在MPH 40上形成隆起块之后，在其上形成空心主体。与尖端相结合的支撑梁与空心主体的内侧面结合。这样，制造出电接触元件。用与图12中相同的附图标记表示的元件具有相同的功能和操作.因此不再赘述。

如图13(a)所示，使多层印刷电路板(即MPH 40)上的接触终端(图未示)的某个区域露出，以形成具有隆起块截面图案的第一钝化图案18a。这样，提供用于形成隆起块的空间。

如图13(b)所示，借助于电镀过程用导电材料填充所述空间，从而形成隆起块18。

如图13(c)所示，在形成有隆起块18的MPH 40上形成具有空心主体截面形状的第二钝化图案。这样，提供用于形成空心主体的空间。

如图13(d)所示，借助于电镀过程用导电材料填充由第二钝化图案12提供的空间，从而形成空心主体16。根据制造商，空心主体16可以为各种中空柱形状，例如方柱形状，圆柱形状和三角柱形状。可选择的是，可以形成具有内填充柱形状的主体来代替空心主体16。

如图13(e)所示，去除第一钝化图案18a和第二钝化图案12之后，支撑梁10的一端与空心主体16的内侧面固定联接。

如图13(f)所示，借助于湿蚀刻过程去除消耗性基底2，从而制造出包括露出的尖端10a、与尖端10a结合的支撑梁10以及空心主体16的电接触元件100，其中支撑梁10设置在空心主体16的内侧。

如图14、图15和图16所示，具有空心主体的立式电接触元件包括插在方柱形状的空心主体16中的支撑梁10。也就是说，支撑梁10的一个侧端与空心主体16的内侧壁联接。尖端10a的两个侧端与相邻尖端的侧端相对从而在一条直线上对齐。

在具有上述空心主体的立式电接触元件中，当半导体器件的电极垫50受压时，至少一个尖端10a从电极垫50的顶部内侧向其顶部外侧移动，从而去除预定范围内的氧化物层，如图14所示。因此，可以实现精确测试。支撑梁10形成有尖端的那一端的宽度小于其相对端的宽度。也就是说，支撑梁10逐渐变细。具有较大宽度的那一端与空心主体16连接，以便有效地分配由于外力而导致的、在支撑梁10与空心主体16之间的连接部位处存在的应力集中，并充分地获得过驱动(OD)。

如图15和图16所示，至少一个支撑梁10与空心主体16的内侧面结合。具体参照图16.连接梁与空心主体16的底角连接。这样，延展了连接面积，从而有效地分配集中在支撑梁10与空心主体16之间的连接部位处的应力。

实施例4

下面参照图17和图18说明本发明第四实施例的具有空心主体的立式电接触元件的制造方法。用与第一实施例相同的附图标记表示的相同元件具有相同的功能和操作，因此不再赘述。

如图17(a)-(c)所示，用于形成尖端10a的沟槽由图1(a)-(c)中的相同步骤来形成，因此不再赘述。

如图17(d)所示，在形成有种子层4的消耗性基底2上形成具有倾斜梁截面图案的第一钝化图案22。将消耗性基底2装载到典型的倾斜式曝光装置的基片卡盘上。当装载的消耗性基底2倾斜以使倾斜梁的空间基于消耗性基底2的顶面成一角度α°时，执行曝光和显影过程，从而为通过使用金属材料的后续填充过程形成倾斜梁提供空间。也就是说，通过将第一钝化图案曝光和显影，使倾斜梁的空间基于消耗性基底2的顶面倾斜一角度α°并与用于形成尖端的一个沟槽连接。这样，为通过使用金属材料的后续填充过程形成倾斜梁提供空间。

如图17(e)所示，形成了与倾斜梁10隔开的另一倾斜梁10′。当消耗性基底2倾斜从而使倾斜梁基于消耗性基底2的顶面成一角度180-α°时，执行曝光和显影过程，从而为通过使用金属材料的后续填充过程形成倾斜梁提供空间。

如图18(f)所示，借助于电镀过程用导电材料填充用于形成由第一钝化图案22露出的区域(即倾斜梁10和10′)的空间以及用于形成尖端10a的沟槽，从而形成倾斜梁10和10′。倾斜梁10和10′分别成一角度α°和180-α°且彼此隔开。倾斜梁10与尖端10a之间以及倾斜梁10′与尖端10a之间的连接部位弯曲，以使每个尖端10a的端部垂直地接触测试目标的表面。

如图18(g)所示，在消耗性基底2上形成第二钝化图案26。第二钝化图案26具有空心主体截面形状，即.使倾斜梁10和10′的顶面露出。这样，提供用于形成空心主体的空间。

如图18(h)所示，借助于电镀过程用导电材料填充由第二钝化图案26提供的空间。此后，执行平面化过程，形成空心主体30。前面已经描述过平面化过程，因此不再赘述。根据制造商，空心主体30可以为各种中空柱形状，例如方柱形状，圆柱形状和三角柱形状。可选择的是，可以形成具有内填充柱形状的主体来代替空心主体30。

如图18(i)所示，去除用于形成倾斜梁的第一钝化图案22和第二钝化图案26之后，空心主体30与在MPH 40上形成的隆起块18联接。

如图18(j)所示，借助于湿蚀刻过程去除消耗性基底2，从而制造出具有露出的尖端10a以及倾斜梁10和10′的电接触元件100。

如图19(a)和图20所示，由图17和图18所示方法制造的立式电接触元件100包括尖端10a，彼此连接的倾斜梁10和10′以及具有方柱形状的空心主体30。尖端10a相距固定间隔且在一条直线上对齐。倾斜梁10和10′与尖端10a结合且分别弯曲α°和180-α°。空心主体30与弯曲的梁10和10′中的至少一个连接。

倾斜梁10起到的一个作用是分配由于施加给尖端10a的外力而导致的、在倾斜梁10与空心主体30之间以及倾斜梁10′与该空心主体之间的连接部位处存在的应力集中。此外，倾斜梁10还增强了弹力。因此，可以容易地获得过驱动(OD)。

如图19(b)所示，当立式电接触元件受到预定外力的压迫时，至少一个尖端10a在从测试垫的内侧向其外侧移动的同时，刮擦测试垫的顶面，从而去除氧化物层。这样就能容易地进行测试。当没有施加外力时，尖端10a恢复到原始位置。

实施例5

下面参照图21和图22说明本发明第五实施例的具有空心主体的立式电接触元件的制造方法。用与第一实施例相同的附图标记表示的相同元件具有相同的功能和操作，因此不再赘述。

如图21(a)-(f)所示，其中形成有第一倾斜梁10和10′的空间由图17(a)至图18(e)所示的相同步骤来形成，因此不再赘述。

如图21(g)所示，在提供了用于形成第一倾斜梁10和10′的空间的消耗性基底2上形成第一钝化图案31。第一钝化图案31具有倾斜梁截面图案。将消耗性基底2装载到典型的倾斜式曝光装置的基片卡盘上。当装载的消耗性基底2倾斜以使倾斜梁基于消耗性基底2的顶面成一角度β°时，执行曝光和显影过程，从而为通过使用金属材料的后续填充过程形成第二倾斜梁10b提供空间。设置第一钝化图案31，从而形成基于消耗性基底2的顶面成一角度β°的第二倾斜梁10b以及成一角度240-β°的另一第二倾斜梁10b′。

如图22(h)所示，形成与第二倾斜梁隔开的另一第二倾斜梁。当消耗性基底2倾斜以使倾斜梁成一角度180-β°时，执行曝光和显影过程，从而为通过使用金属材料的后续填充过程形成第二倾斜梁提供空间。

如图22(i)所示，借助于电镀过程用导电材料填充用于形成倾斜梁10，10′，10b和10b′、由第一钝化图案22和第二钝化图案31露出的空间以及用于形成尖端10a的沟槽，从而形成分别成一角度α°，180-α°，β°和180-β°的倾斜梁10，10′，10b和10b′。倾斜梁10，10′，10b和10b′弯曲以与各个尖端10a连接。

如图22(j)所示，在消耗性基底2上形成第三钝化图案26。第三钝化图案26具有空心主体截面形状，即，使第二倾斜梁10b和10b′的端部顶面露出。这样，提供用于形成空心主体的空间。

如图22(k)所示，借助于电镀过程用导电材料填充由第三钝化图案26提供的空间。此后，执行平面化过程从而形成空心主体30。在前面已经描述过平面化过程，因此不再赘述。此外，前面已经描述了空心主体30的另一种制造方法，因此也不再赘述。根据制造商，空心主体30可以为各种中空柱形状，例如方柱形状，圆柱形状和三角柱形状。可选择的是，可以形成具有内填充柱形状的主体来代替空心主体16。

如图22(1)所示，去除用于形成倾斜梁的第一、第二和第三钝化图案之后，空心主体30与在MPH 40上形成的隆起块18联接。

如图22(m)所示，借助于湿蚀刻过程去除包括与隆起块18联接的空心主体30的消耗性基底2，从而使尖端10a露出。这样，制造出包括尖端10a以及倾斜梁10，10′，10b和10b′的电接触元件。

角度α°和β°具有如下关系：

0°<α°<β°<90°。

如图23(a)和图24所示，由图21和图22所示方法制造的立式电接触元件包括：彼此隔开并在一条直线上对齐的一个或多个尖端10a；第一倾斜梁10，10′和一个或多个第二倾斜梁10b，10b′；以及具有方柱形状的空心主体30。第一倾斜梁10和10′彼此连接并分别弯曲成基于尖端10a的顶面成一角度α°。第二倾斜梁10b和10b′彼此连接并分别弯曲成基于第一倾斜梁10和10′的顶面成一角度β°。第二倾斜梁10b和10b′设置在空心主体30处。

倾斜梁10，10′，10b和10b′构成弯曲梁。该弯曲梁分配由于施加给尖端10a的外力而导致的应力集中，并增强了弹力。因此，可以延长电接触元件的使用寿命，且可以容易地获得过驱动(OD)。

如图23(b)所示，当包括上述的一个或多个倾斜梁的立式电接触元件受到预定外力的压迫时，至少一个尖端10a在从测试垫的内侧向其外侧移动的同时，刮擦测试垫的顶面，从而去除氧化物层。这样就能容易地进行测试。当没有施加外力时，尖端10a恢复到原始位置。

前面对本发明特定实施例的描述是为了解释和说明的目的。这些实施例不是排他性的，也不是将本发明限制为所披露的精确形式，显然，根据上述教导可以作出多种改进和变化。选择并描述这些实施例是为了最佳地解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域技术人员能最好地利用本发明以及适于所预期的特定用途的各种改进。本发明的保护范围由所附的权利要求及其等同物限定。

工业实用性

本发明的电接触元件可以应用于对半导体器件进行电测试的探针板。

Claims (24)

1.一种立式电接触元件制造方法，所述方法包括：

(a)在用于形成至少一个尖端的消耗性基底上形成第一钝化图案；

(b)使用所述第一钝化图案作为蚀刻掩模，执行蚀刻过程，从而在所述消耗性基底中形成沟槽；

(c)去除所述第一钝化图案并在所述消耗性基底上形成第二钝化图案，从而提供用于形成支撑梁的空间，其中所述尖端与所述支撑梁的一端结合；

(d)用导电材料填充所述沟槽和所述空间，从而形成尖端和支撑梁；

(e)在包括所述尖端和所述支撑梁的消耗性基底上形成第三钝化图案，从而提供用于形成空心主体的空间；

(f)用导电材料填充由所述第三钝化图案提供的空间，从而形成空心主体；

(g)将所述空心主体与在微探针头(MPH)上形成的隆起块联接；以及

(h)去除所述消耗性基底，从而使电接触元件的尖端露出。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述沟槽形成在所述消耗性基底中，从而在一条直线上限定间隔预定距离的尖端。

3.如权利要求1所述的方法，在步骤(c)和步骤(d)之间还包括：

(c-1)在所述消耗性基底上形成第四钝化图案，从而提供用于形成与所述支撑梁垂直连接的连接梁的空间；以及

(c-2)用导电材料填充由所述第四钝化图案提供的空间，从而形成所述连接梁。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述支撑梁以及所述尖端间隔预定距离并彼此面对，并且所述支撑梁的各个尖端延伸至相面对的支撑梁的那一端。

5.如权利要求1所述的方法，其中在步骤(e)中，所述第三钝化图案提供用于使所述支撑梁的两端与所述空心主体的内侧端连接的空间。

6.如权利要求1所述的方法，还包括：

在形成有所述尖端的消耗性基底上形成钝化图案之后，在所述消耗性基底倾斜成预定角度的同时执行曝光和显影过程，从而提供用于形成与所述尖端以一角度α°连接的第一倾斜梁的空间；以及

用导电材料填充所述空间，从而形成第一倾斜梁。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述角度α°为0°～90°(0°<α°<90°)。

8.如权利要求6所述的方法，还包括：

在形成有所述第一倾斜梁的消耗性基底上形成用于形成第二倾斜梁的钝化图案之后，在所述消耗性基底倾斜成预定角度的同时执行曝光和显影过程，从而提供用于形成与所述第一倾斜梁以一角度β°连接的第二倾斜梁的空间；以及

用导电材料填充所述空间，从而形成第二倾斜梁。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述角度β°为α°～90°(0°<α°<β°<90°)。

10.一种立式电接触元件制造方法，所述方法包括：

(a)在用于形成至少一个尖端的消耗性基底上形成第一钝化图案；

(b)使用所述第一钝化图案作为蚀刻掩模，执行蚀刻过程，从而在所述消耗性基底中形成沟槽；

(c)去除所述第一钝化图案并在所述消耗性基底上形成第二钝化图案，从而提供用于形成支撑梁的空间，其中所述尖端与所述支撑梁的一端结合；

(d)用导电材料填充所述沟槽和由所述第二钝化图案提供的空间，从而形成尖端和支撑梁；

(e)在微探针头(MPH)上形成第三钝化图案，从而提供用于形成隆起块的空间；

(f)用导电材料填充由所述第三钝化图案提供的空间，从而形成隆起块；

(g)在包括所述隆起块的MPH上形成第四钝化图案，从而提供用于形成空心主体的空间；

(h)用导电材料填充由所述第四钝化图案提供的空间，从而形成空心主体；

(i)将所述支撑梁与所述空心主体联接；以及

(j)去除所述消耗性基底，从而使电接触元件的尖端露出。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述沟槽形成在所述消耗性基底中，从而在一条直线上形成间隔预定距离的尖端。

12.如权利要求10所述的方法，在步骤(h)和步骤(i)之间还包括：

(h-1)在形成有所述空心主体的MPH上形成钝化图案，从而提供用于形成与所述空心主体垂直连接的连接梁的空间；

(h-2)用导电材料填充由所述钝化图案提供的空间，从而形成所述连接梁；以及

(h-3)使所述支撑梁与所述连接梁联接。

13.如权利要求12所述的方法，其中与所述支撑梁结合的尖端间隔预定距离并彼此面对，并且所述支撑梁的各个尖端延伸至相面对的支撑梁的那一端。

14.如权利要求10所述的方法，其中在步骤(i)中，联接所述支撑梁使其两端均与所述空心主体的内侧端连接。

15.一种立式电接触元件，包括：

微探针头(MPH)，其包括至少一个连接终端和用于接收外部信号的交互连接；

设置在微探针头的连接终端上的隆起块；

与所述隆起块垂直联接的柱形主体；

与所述主体底端的对面间隔开的至少一个支撑梁；以及

与所述支撑梁结合的尖端，

其中所述主体为空心主体。

16.如权利要求15所述的立式电接触元件，其中所述主体具有方柱形状，所述支撑梁设置在具有方柱形状的主体的角部处。

17.如权利要求15所述的立式电接触元件，其中所述一个或多个尖端间隔预定距离并在一条直线上对齐。

18.如权利要求15所述的立式电接触元件，还包括：设置在所述空心主体与所述支撑梁之间并与所述支撑梁垂直连接的连接梁。

19.如权利要求18所述的立式电接触元件，其中与所述支撑梁结合的尖端间隔预定距离并彼此面对，并且所述支撑梁的各个尖端延伸至相面对的支撑梁的那一端。

20.如权利要求15所述的立式电接触元件，其中所述支撑梁的两端与所述空心主体的内侧端连接。

21.如权利要求15所述的立式电接触元件，还包括：

第一倾斜梁，其一侧端与所述尖端以一角度α°连接，另一侧端与所述空心主体以一角度β°连接。

22.如权利要求21所述的立式电接触元件，其中所述角度α°为0°～90°(0°<α°<90°)。

23.如权利要求15所述的立式电接触元件，还包括：

第二倾斜梁，其一侧端弯曲从而与第一倾斜梁的一侧端连接，且另一侧端与所述空心主体以一角度β°连接，所述第一倾斜梁的另一侧端与所述尖端以一角度α°连接。

24.如权利要求23所述的立式电接触元件，其中所述角度β°为α°～90°(0°<α°<β°<90°)。

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