CN101113990A - 探针卡的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种探针卡的制造方法。在基板上依序形成第一钝化层、第一图案化光阻层与第一金属层。第一金属层具有多个第一贯孔，暴露出部分第一图案化光阻层。在第一金属层与第一图案化光阻层上依序形成第二钝化层与第二图案化光阻层。第二图案化光阻层具有多个第二贯孔，分别暴露出第一贯孔。在第一贯孔与第二贯孔内形成多个针体，并在第二图案化光阻层上形成第二金属层，且这些针体的一端与第二金属层连接。取出针体与第二金属层。提供具有多个第三贯孔的一线路载板，并将这些针体分别插入这些第三贯孔内。图案化第二金属层，以形成多个顶部。

Description

探针卡的制造方法

技术领域

本发明是有关于一种测试模组的制造方法，且特别是有关于一种探针卡的制造方法。

背景技术

集成电路晶片(integrated circuit chip，IC chip)的测试在半导体制程(semiconductor process)的不同阶段都是必要的。每一个IC晶片在晶圆(wafer)与封装(package)型态都必须接受测试以确保其电性功能(electrical function)。随着晶片功能的加强与复杂化，高速与精确的测试需求也就更加重要。

在晶圆型态测试个别晶片，其过程称为晶圆探测(wafer test)。晶圆探测是在晶片与自动测试设备之间建立暂时的电性接触。晶圆探测是IC设计与功能的重要测试，以便进行晶片分离与后续封装之前，筛选出良好的IC晶片。

此测试方式乃是以测试机台与探针卡(Probe Card)构成测试回路，将探针卡上的探针头(Probe Pin)直接与晶片上的焊垫(Pad)或凸块(Bump)直接接触，而利用探针探测晶圆上的各个晶片，从而引出晶片讯号，并将此晶片讯号资料送往测试机台作分析与判断，而使得在进入封装步骤前，可事先滤除电性与功能不良的晶片，以避免不良品的增加而提高封装制造成本。

然而，由于随着焊垫或凸块的间距(pitch)逐渐缩小，探针的间距也必须随之缩小。此外，随着焊垫或凸块面积的缩小，探针的直径也随之缩小。因此，一般的制造技术逐渐面临瓶颈。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种探针卡的制造方法，以增加探针位置与直径的精度。

此外，本发明的另一目的是提供一种探针卡的制造方法，以降低探针卡的制造成本。

为达上述或其他目的，本发明提出一种探针卡的制造方法，其包括下列步骤。首先，提供一基板，并在基板上形成一第一钝化层。在第一钝化层上形成一第一图案化光阻层。在第一钝化层与第一图案化光阻层上形成一第一金属层，其中第一金属层具有多个第一贯孔，其暴露出部分第一图案化光阻层，且各第一贯孔的孔径自第一金属层的下表面往第一金属层的上表面逐渐增加。在第一金属层与第一图案化光阻层上形成一第二钝化层。在第二钝化层上形成一第二图案化光阻层，其中第二图案化光阻层具有多个第二贯孔，分别暴露出第一贯孔。在这些第二贯孔与这些第一贯孔内形成多个针体，并在第二图案化光阻层上形成一第二金属层，且这些针体的一端与第二金属层连接。取出针体与第二金属层。然后，提供一线路载板，且线路载板具有多个第三贯孔，并将这些针体分别插入这些第三贯孔内。图案化第二金属层，以形成多个顶部，且各顶部与这些针体其中之一相连。

在本发明的一实施例中，第一钝化层的材质可以是铬、钛或不锈钢。

在本发明的一实施例中，第二钝化层的材质可以是铬或钛。

在本发明的一实施例中，取出这些针体与第二金属层的步骤包括分离第二钝化层与针体。然后，移除第二图案化光阻层。

在本发明的一实施例中，基板可以是硅晶圆、光学玻璃基板或不锈钢。

为达上述或是其他目的，本发明提出另一种探针卡的制造方法，其包括下列步骤。首先，提供一基板，并在基板上形成一钝化层。在钝化层上形成一第一图案化光阻层。在钝化层与第一图案化光阻层上形成一第一金属层，其中第一金属层具有多个第一贯孔，其暴露出部分第一图案化光阻层，且各第一贯孔的孔径自第一金属层的下表面往第一金属层的上表面逐渐增加。对于第一金属层与第一图案化光阻层进行一钝化处理。在第一金属层上形成一第二图案化光阻层，其中第二图案化光阻层具有多个第二贯孔，分别暴露出第一贯孔。在这些第二贯孔与这些第一贯孔内形成多个针体，并在第二图案化光阻层上形成一第二金属层，且这些针体的一端与第二金属层连接。取出针体与第二金属层。然后，提供一线路载板，且线路载板具有多个第三贯孔，并将这些针体分别插入这些第三贯孔内。图案化第二金属层，以形成多个顶部，且各顶部与这些针体其中之一相连。

在本发明的一实施例中，钝化处理可以是浸泡钝化液。

在本发明的一实施例中，钝化层的材质可以是铬或钛。

在本发明的一实施例中，取出这些针体与第二金属层的步骤包括分离第一金属层与针体。然后，移除第二图案化光阻层。

在本发明的一实施例中，基板可以是硅晶圆、光学玻璃基板或不锈钢。

基于上述，本发明采用半导体制程定义出探针的位置与几何尺寸，然后利用针体与第二钝化层之间接合力不佳的现象，以取出探针阵列。因此，探针位置与几何尺寸的精度能够增加。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1A至图1H绘示为本发明一实施例的探针卡的制造方法的示意图。

110：基板

120：第一钝化层

130：第一图案化光阻层

140：第一金属层

140a：下表面

140b：上表面

142：第一贯孔

150：第二钝化层

160：第二图案化光阻层

162：第二贯孔

212：针体

214：顶部

214a：第二金属层

220：线路载板

220a：第三贯孔

具体实施方式

图1A至图1H绘示为本发明一实施例的探针卡的制造方法的示意图。请先参考图1A，本实施例的探针卡的制造方法包括下列步骤。首先，提供一基板110，并在基板110上形成一第一钝化层120。此外，形成第一钝化层120的方法例如是金属沉积制程。另外，第一钝化层120的材质可以是铬或钛。然而，在基板110上也可以事先形成第一钝化层120。再者，基板110例如是硅晶圆、光学玻璃基板或不锈钢。

请继续参考图1B，在第一钝化层120上形成一第一图案化光阻层130。此外，第一图案化光阻层130的形成方式例如是先在第一钝化层120上涂布一光阻材料层。接着，对于此光阻材料层进行曝光制程与显影制程，以形成第一图案化光阻层130。此外，第一图案化光阻层130的图案位置与预定形成探针的位置相同，也就是集成电路(integrated circuit，IC)上的待测点的位置。图案的大小可由几何技术得知，其详述如后。

请参考图1C，进行一电铸制程以在第一钝化层120与第一图案化光阻层130上形成一第一金属层140，而第一金属层140具有多个第一贯孔142，其中第一贯孔142暴露出部分第一图案化光阻层130。此外，第一金属层140的材质例如是镍。值得注意的是，在电铸制程中，当第一金属层140的厚度大于第一图案化光阻层130的厚度时，第一金属层140会横向扩增，亦即第一金属层140将逐渐覆盖第一图案化光阻层130的表面。因此，第一贯孔142的孔径自第一金属层140的下表面140a往第一金属层140的上表面140b逐渐增加。

更详细而言，若第一图案化光阻层130的厚度为h、第一贯孔142的孔径为d、第一金属层140的厚度为M，则第一图案化光阻层130的直径D可表示为：

D＝d+2(M-h)

请参考图1D，在第一金属层140与第一图案化光阻层130上形成一第二钝化层150。此外，形成第二钝化层150的方法例如是金属沉积制程。另外，第二钝化层150的材质可以是铬或钛。值得一提的是，在另一实施例中，若不形成第二钝化层150，则可以对于上述制程所形成的结构进行钝化处理。此外，钝化处理例如是将上述制程所形成的结构浸泡钝化液中，而此钝化液例如是磷酸溶液。

请参考图1E，在第二钝化层150上形成一第二图案化光阻层160，其中第二图案化光阻层160具有多个第二贯孔162，其分别暴露出第一贯孔142。在本实施例中，第二图案化光阻层160的厚度大于100微米(micron)。此外，第二图案化光阻层160与第一图案化光阻层130的形成方式相似。值得注意的是，若进行钝化处理，则直接在第一金属层140上形成第二图案化光阻层160。

请参考图1F，进行一电铸制程以在这些第二贯孔162与这些第一贯孔142内形成多个针体212，并在第二图案化光阻层160上形成一第二金属层214a，且这些针体212的一端与第二金属层214a连接。此时，这些针体212的最小直径与第一贯孔142的最小孔径相同。

更详细而言，当电铸制程开始时，先在这些第二贯孔162与这些第一贯孔142内形成金属材料，以形成针体212。然后，继续电铸制程以形成覆盖第二图案化光阻层160的第二金属层214a。此时，电铸制程大致完成。因此，各针体212便与第二金属层214a连接。

请参考图1G，进行一脱模制程，以取出针体212与第二金属层214a。更详细而言，由于针体212与第二钝化层140之间接合力较弱，因此第二钝化层140与针体212可轻易地分离。就本实施例而言，第二钝化层140的材质可以是铬或钛，因此分离第二钝化层140与针体212的方式可以是使用敲击或剥离的方式。然后，移除第二图案化光阻层160。

值得一提的是，由于第一金属层140与第一钝化层120之间接合力较弱，因此第一金属层140与第一钝化层120可轻易地分离。换言之，基板110与第一钝化层120可以重复使用。

请参考图1H，提供一线路载板220，而此线路载板220例如是印刷电路板。此外，此线路载板220具有多个第三贯孔220a。然后，将这些针体212分别插入这些第三贯孔内220a。此时，这些针体212与第二金属层214a例如是经由焊锡固定于线路载板220上。

然后，图案化第二金属层214a，以形成多个顶部214，且各顶部214与这些针体212其中之一相连。换言之，经过图案化制程后，各个针体212之间也就电性绝缘。此外，图案化第二金属层214a的方法例如是采用雷射切割。至此，大致完成探针卡的制作。

由于这些针体212的几何尺寸可以藉由第一图案化光阻层130的厚度h、第一图案化光阻层130的直径D与第一金属层140的厚度M与第二贯孔162的直径所控制，因此本发明所制造出的探针卡在针体212的位置与直径上均有较大的精度。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种探针卡的制造方法，其特征在于其包括以下步骤：

提供一基板，并在该基板上形成一第一钝化层；

在该第一钝化层上形成一第一图案化光阻层；

在该第一钝化层与该第一图案化光阻层上形成一第一金属层，其中该第一金属层具有多数个第一贯孔，暴露出部分该第一图案化光阻层，且各该第一贯孔的孔径自该第一金属层的下表面往该第一金属层的上表面逐渐增加；

在该第一金属层与该第一图案化光阻层上形成一第二钝化层；

在该第二钝化层上形成一第二图案化光阻层，其中该第二图案化光阻层具有多数个第二贯孔，分别暴露出该些第一贯孔；

在该些第二贯孔与该些第一贯孔内形成多数个针体，并在该第二图案化光阻层上形成一第二金属层，且该些针体的一端与该第二金属层连接；

取出该些针体与该第二金属层；

提供一线路载板，且该线路载板具有多数个第三贯孔，并将该些针体分别插入该些第三贯孔内；以及

图案化该第二金属层，以形成多数个顶部，且各该顶部与该些针体其中的一相连。

2.根据权利要求1所述的探针卡的制造方法，其特征在于其中所述的第一钝化层的材质为铬、钛或不锈钢。

3.根据权利要求1所述的探针卡的制造方法，其特征在于其中所述的第二钝化层的材质为铬或钛。

4.根据权利要求1所述的探针卡的制造方法，其特征在于其中所述的取出该些针体与该第二金属层的步骤包括：

分离该第二钝化层与该些针体；及

移除该第二图案化光阻层。

5.根据权利要求1所述的探针卡的制造方法，其特征在于其中所述的基板为硅晶圆、光学玻璃基板或不锈钢。

6.一种探针卡的制造方法，其特征在于其包括以下步骤：

提供一基板，并在该基板上形成一钝化层；

在该钝化层上形成一第一图案化光阻层；

在该钝化层与该第一图案化光阻层上形成一第一金属层，其中该第一金属层具有多数个第一贯孔，暴露出部分该第一图案化光阻层，且各该第一贯孔的孔径自该第一金属层的下表面往该第一金属层的上表面逐渐增加；

对于该第一金属层与该第一图案化光阻层进行一钝化处理；

在该第一金属层上形成一第二图案化光阻层，其中该第二图案化光阻层具有多数个第二贯孔，分别暴露出该些第一贯孔；

在该些第二贯孔与该些第一贯孔内形成多数个针体，并在该第二图案化光阻层上形成一第二金属层，且该些针体的一端与该第二金属层连接；

取出该些针体与该第二金属层；

提供一线路载板，且该线路载板具有多数个第三贯孔，并将该些针体分别插入该些第三贯孔内；以及

图案化该第二金属层，以形成多数个顶部，且各该顶部与该些针体其中的一相连。

7.根据权利要求6所述的探针卡的制造方法，其特征在于其中所述的钝化处理为浸泡钝化液。

8.根据权利要求6所述的探针卡的制造方法，其特征在于其中所述的钝化层的材质为铬或钛。

9.根据权利要求6所述的探针卡的制造方法，其特征在于其中所述的取出该些针体与该第二金属层的步骤包括：

分离该第一金属层与该些针体；及

移除该第二图案化光阻层。

10.根据权利要求6所述的探针卡的制造方法，其特征在于其中所述的基板为硅晶圆、光学玻璃基板或不锈钢。

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