CN116819142A - 一种晶圆测试探针及其制备方法 - Google Patents
一种晶圆测试探针及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116819142A CN116819142A CN202310804797.XA CN202310804797A CN116819142A CN 116819142 A CN116819142 A CN 116819142A CN 202310804797 A CN202310804797 A CN 202310804797A CN 116819142 A CN116819142 A CN 116819142A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- metal
- probe
- metal layer
- conductive layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000523 sample Substances 0.000 title claims abstract description 155
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 167
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 167
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 337
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 claims description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 29
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 22
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 19
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 12
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 12
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910000629 Rh alloy Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 11
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 9
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 7
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 6
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 5
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 claims description 4
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 3
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract description 5
- 239000010408 film Substances 0.000 description 21
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 6
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 5
- QXZUUHYBWMWJHK-UHFFFAOYSA-N [Co].[Ni] Chemical compound [Co].[Ni] QXZUUHYBWMWJHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
- G01R1/02—General constructional details
- G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
- G01R1/067—Measuring probes
- G01R1/06711—Probe needles; Cantilever beams; "Bump" contacts; Replaceable probe pins
- G01R1/06755—Material aspects
- G01R1/06761—Material aspects related to layers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/10—Electroplating with more than one layer of the same or of different metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/48—After-treatment of electroplated surfaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/54—Electroplating of non-metallic surfaces
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
- G01R1/02—General constructional details
- G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
- G01R1/067—Measuring probes
- G01R1/06711—Probe needles; Cantilever beams; "Bump" contacts; Replaceable probe pins
- G01R1/06733—Geometry aspects
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of measuring instruments, e.g. of probe tips
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/282—Testing of electronic circuits specially adapted for particular applications not provided for elsewhere
- G01R31/2831—Testing of materials or semi-finished products, e.g. semiconductor wafers or substrates
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/2851—Testing of integrated circuits [IC]
- G01R31/2886—Features relating to contacting the IC under test, e.g. probe heads; chucks
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Geometry (AREA)
- Measuring Leads Or Probes (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
本发明实施例公开了一种晶圆测试探针及其制备方法。探针包括探针主体,探针主体包括至少一层金属复合结构,金属复合结构包括第一金属层、中间导电层和第二金属层,中间导电层位于第一金属层和第二金属层形成的外壳内部,第一金属层的硬度和第二金属层的硬度大于中间导电层的硬度;探针主体的第一端设置有针尖,针尖的部分区域延伸至探针主体内部且与中间导电层连接;探针主体的第二端设置有连接端子,连接端子位于第一金属层背离第二金属层的表面和/或第二金属层背离第一金属层的表面,连接端子与中间导电层连接,连接端子用于连接至外部测试电路。本发明实施例的技术方案,提高了探针的硬度及耐磨性,可以延长探针的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及晶圆测试技术领域,尤其涉及一种晶圆测试探针及其制备方法。
背景技术
随着芯片制造技术的不断发展,作为芯片制造中至关重要的测试过程也面临着越来越多的高要求。现在一般采用探针对芯片进行测试,现在市面上使用的探针多采用冲压工艺制造而成。但受传统冲压工艺的限制,探针只能选择硬度较低的材料来制作,导致生产出来的探针耐磨性及硬度较差,不能满足长时间使用的需求。
发明内容
本发明实施例提供了一种晶圆测试探针及其制备方法,该晶圆测试探针提高了探针的硬度及耐磨性,可以延长探针的使用寿命。
根据本发明的一方面,提供了一种晶圆测试探针,包括探针主体,所述探针主体包括至少一层金属复合结构,所述金属复合结构包括第一金属层、中间导电层和第二金属层,所述中间导电层位于所述第一金属层和所述第二金属层形成的外壳内部,所述第一金属层的硬度大于所述中间导电层的硬度,所述第二金属层的硬度大于所述中间导电层的硬度;
所述探针主体的第一端设置有针尖,所述针尖的部分区域延伸至所述探针主体内部且与所述中间导电层连接;
所述探针主体的第二端设置有连接端子,所述连接端子位于所述第一金属层背离所述第二金属层的表面和/或所述第二金属层背离所述第一金属层的表面,所述连接端子与所述中间导电层连接,所述连接端子用于连接至外部测试电路。
可选的,所述探针主体包括至少一个镂空区,以使所述针尖与待测晶圆接触,且所述探针主体的第二端受到压力时,所述探针主体产生弹性形变。
可选的,所述针尖与所述探针主体的第二端沿相反的方向延伸。
可选的,所述探针主体包括自下而上依次层叠的至少两层所述金属复合结构,位于下层的所述金属复合结构中的第二金属层复用为位于上层的所述金属复合结构中的第一金属层。
可选的,所述第一金属层包括钴、铑、钴合金或者铑合金,所述第二金属层包括钴、铑、钴合金或者铑合金,所述中间导电层包括金、银或铜,所述针尖包括钴、铑、钴合金或者铑合金。
可选的,所述针尖包括单层或多层结构。
根据本发明的另一方面,提供了一种晶圆测试探针的制备方法,用于制备上述的晶圆测试探针,所述制备方法包括:
提供陶瓷基片作为载体,并在所述陶瓷基片一侧电镀第一牺牲层;
利用电镀工艺,在所述第一牺牲层上形成探针主体;
利用化学腐蚀方法去掉所述第一牺牲层,将所述探针主体从所述陶瓷基片上剥离;
其中,所述探针主体包括至少一层金属复合结构,所述金属复合结构包括第一金属层、中间导电层和第二金属层,所述中间导电层位于所述第一金属层和所述第二金属层形成的外壳内部,所述第一金属层的硬度大于所述中间导电层的硬度,所述第二金属层的硬度大于所述中间导电层的硬度;所述探针主体的第一端设置有针尖,所述针尖的部分区域延伸至所述探针主体内部且与所述中间导电层连接;所述探针主体的第二端设置有连接端子,所述连接端子位于所述第一金属层背离所述第二金属层的表面和/或所述第二金属层背离所述第一金属层的表面,所述连接端子与所述中间导电层连接,所述连接端子用于连接至外部测试电路。
可选的,利用电镀工艺,在所述第一牺牲层上形成探针主体,包括:
在所述探针主体的第二端对应位置电镀第一电镀层,形成所述连接端子;
在所述第一牺牲层和所述第一电镀层上电镀所述第一金属层,所述第一金属层的面积小于所述第一牺牲层的面积;
在所述第一牺牲层上避开所述第一金属层的其他区域电镀第二牺牲层,所述第二牺牲层与所述第一金属层的厚度相同;
在所述第二牺牲层和所述第一金属层上对应所述探针主体的第一端的位置电镀针尖层,在所述第一金属层上和所述针尖层部分区域上电镀所述中间导电层;
在所述第一金属层上、所述针尖层的部分区域上和所述中间导电层上电镀第二金属层。
可选的,在形成所述探针主体时,还包括:在所述探针主体上形成至少一个镂空区。
可选的,在所述陶瓷基片一侧电镀第一牺牲层之前,还包括:
在所述陶瓷基片一侧沉积一层种子层。
本发明实施例提供的晶圆测试探针,包括探针主体,探针主体包括至少一层金属复合结构,金属复合结构包括第一金属层、中间导电层和第二金属层,中间导电层位于第一金属层和第二金属层形成的外壳内部,第一金属层的硬度大于中间导电层的硬度,第二金属层的硬度大于中间导电层的硬度;探针主体的第一端设置有针尖,针尖的部分区域延伸至探针主体内部且与中间导电层连接;探针主体的第二端设置有连接端子,连接端子位于第一金属层背离第二金属层的表面和/或第二金属层背离第一金属层的表面,连接端子与中间导电层连接,连接端子用于连接至外部测试电路。晶圆测试探针在使用时针尖与待测晶圆接触,测试信号经过针尖、中间导电层和连接端子流出至外部测试电路,通过设置硬度高、耐磨性好的第一金属层和第二金属层形成保护壳,提高探针的硬度及耐磨性,可以延长探针的使用寿命。
应当理解,本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征,也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种晶圆测试探针的整体结构示意图;
图2为本发明实施例提供的一种晶圆测试探针的侧面结构示意图;
图3为本发明实施例提供的一种晶圆测试探针的膜层结构示意图;
图4为本发明实施例提供的一种探针主体的部分膜层结构示意图;
图5为本发明实施例提供的一种晶圆测试探针的爆炸图;
图6为本发明实施例提供的一种晶圆测试探针的制备方法的流程示意图;
图7为本发明实施例提供的一种晶圆测试探针制备过程中的膜层示意图;
图8为本发明实施例提供的一种形成探针主体的流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图1为本发明实施例提供的一种晶圆测试探针的整体结构示意图,图2为本发明实施例提供的一种晶圆测试探针的侧面结构示意图,图3为本发明实施例提供的一种晶圆测试探针的膜层结构示意图。参考图1~图3,本实施例提供的晶圆测试探针包括探针主体11,探针主体11包括至少一层金属复合结构(图1~图3中以一层为例,并不是对本发明实施例的限定),金属复合结构包括第一金属层4、中间导电层8和第二金属层9,中间导电层8位于第一金属层4和第二金属层9形成的外壳内部,第一金属层4的硬度大于中间导电层8的硬度,第二金属层9的硬度大于中间导电层4的硬度;探针主体11的第一端设置有针尖12,针尖12的部分区域延伸至探针主体内部且与中间导电层8连接;探针主体11的第二端(图1中14)设置有连接端子16,连接端子16位于第一金属层4背离第二金属层9的表面和/或第二金属层9背离第一金属层4的表面(图3中示意性示出位于第一金属层4背离第二金属层9的表面,并不是对本发明实施例的限定),连接端子16与中间导电层8连接(图3未示出),连接端子16用于连接至外部测试电路。
其中,第一金属层4和第二金属层9使用硬度较高、耐磨性较好的金属材料或金属合金,第一金属层4和第二金属层9可以使用相同的材料,针尖12在使用时与待测晶圆直接接触,因此也需要硬度较高的材料,具体实施时,可选的,针尖12可以包括单层或多层结构。中间导电层8、连接端子16选用导电性较好的金属材料。可选的,第一金属层4包括钴、铑、钴合金或者铑合金,第二金属层8包括钴、铑、钴合金或者铑合金,中间导电层8包括金、银或铜,针尖12包括钴、铑、钴合金或者铑合金,具体实施时可以根据实际情况选择。连接端子16也可以选用金、银、或铜,外部测试电路可以为印刷电路板,具体连接端子16的形状可以根据实际情况设计,本发明实施例不作限定。
本发明实施例提高的晶圆测试探针,在使用时针尖与待测晶圆接触,测试信号经过针尖、中间导电层和连接端子流出至外部测试电路,通过设置硬度高、耐磨性好的第一金属层和第二金属层形成保护壳,提高探针的硬度及耐磨性,可以延长探针的使用寿命。
由于探针针尖的硬度较高,在进行晶圆测试时需要给晶圆施加一定的压力,为了避免待测晶圆受力过大,可以设计晶圆测试探针具有一定的弹性。可选的,探针主体包括至少一个镂空区,以使针尖与待测晶圆接触,且探针主体的第二端受到压力时,探针主体产生弹性形变。
示例性的,继续参考图1,图1中示出探针主体11的中间区域设置有两个镂空区,从而形成弹性连接部15,弹性连接部15包括第一连接部151、第二连接部152及第三连接部153,第一连接部151、第二连接部152、第三连接部153之间分别设有间隙,第二连接部152、第三连接部153为弯曲的弧形结构。
可选的,继续参考图1,针尖12与探针主体11的第二端14沿相反的方向延伸。这样设计有利于外部测试电路的连接。
其中,在本实施例中,针尖12用来接触待测晶圆,可设置成各种形状,在此不做限定。针尖12选用机械性能好的材料,如钴或者钴的合金,铑或者铑的合金。中间导电层8选用导电好的材料,如金、银、铜等金属。第一金属层4及第二金属层9也选用机械性能好的材料,钴或者钴的合金、铑或者铑的合金,如镍钴合金。
进一步的,针头(第一端)13、针尾(第二端)14分别向弹性连接部15的相反的两侧凸出,针尾14通过焊接固定于PCB板上。弹性连接部15包括第一连接部151、第二连接部152及第三连接部153,第一连接部151、第二连接部152、第三连接部153之间分别设有间隙,第二连接部152、第三连接部153为弯曲的弧形结构。
探针在测试过程中,针尖12与待测晶圆接触,针尖12受压之后,弹性连接部15因变形产生弹力,从而保证探针与待测晶圆接触的可靠性。探针采用MEMS工艺实现批量生产,制造的探针尺寸公差一致性好,针尖12采用高硬度耐磨金属制造可提升探针的测试寿命。
本发明实施例中,探针主体不限于一层结构,可根据需求将探针主体设置为两层、四层、五层等多层结构。可选的,探针主体包括自下而上依次层叠的至少两层金属复合结构,位于下层的金属复合结构中的第二金属层复用为位于上层的金属复合结构中的第一金属层。
以两层金属复合结构为例,示例性的,图4为本发明实施例提供的一种探针主体的部分膜层结构示意图,参考图4,探针主体包括下层金属复合结构110和上层金属复合结构111,其中下层金属复合结构110中的第二金属层9复用为上层金属复合结构111中的第一金属层4,在其他实施例中,探针主体包括的金属复合结构层数可以根据实际情况设计,本发明实施例对此不作限定。
图5为本发明实施例提供的一种晶圆测试探针的爆炸图,参考图5,弹性连接部15的形状可以根据实际情况设计,图5中示意性示出弹性连接部15的形状与图1中不同,具体实施使可以根据实际情况设计。
图6为本发明实施例提供的一种晶圆测试探针的制备方法的流程示意图,该制备方法用于制备上述实施例提供的晶圆测试探针,图7为本发明实施例提供的一种晶圆测试探针制备过程中的膜层示意图,其中图7示出了制备过程中的所有膜层,并不是晶圆探针的实际结构。参考图6和图7,该制备方法包括:
S110、提供陶瓷基片作为载体,并在陶瓷基片一侧电镀第一牺牲层。
可选的,在陶瓷基片1一侧电镀第一牺牲层3之前,还包括:在陶瓷基片1一侧沉积一层种子层2。
其中,在作业前需要对陶瓷基片1进行清洗操作,去除陶瓷基片1表面的杂质和油污,提高溅射薄膜与陶瓷基片1的结合力。
清洗完成后,在陶瓷基片1上真空沉积一层0.2μm厚的钛薄膜以及0.5μm厚的金薄膜作为种子层2,然后在种子层2上电镀一层3μm厚的铜薄膜作为第一牺牲层3。种子层2可以提高第一牺牲层3的电镀效率。接着对第一牺牲层3进行化学机械平坦化操作,提高第一牺牲层3的平整度及粗糙度,化学机械平坦化的厚度为1μm,剩余牺牲层的厚度为2μm。
S120、利用电镀工艺,在第一牺牲层上形成探针主体。
其中,探针主体包括至少一层金属复合结构,金属复合结构包括第一金属层、中间导电层和第二金属层,中间导电层位于第一金属层和第二金属层形成的外壳内部,第一金属层的硬度大于中间导电层的硬度,第二金属层的硬度大于中间导电层的硬度;探针主体的第一端设置有针尖,针尖的部分区域延伸至探针主体内部且与中间导电层连接;探针主体的第二端设置有连接端子,连接端子位于第一金属层背离第二金属层的表面和/或第二金属层背离第一金属层的表面,连接端子与中间导电层连接,连接端子用于连接至外部测试电路。
图8为本发明实施例提供的一种形成探针主体的流程示意图,参考图8,可选的,利用电镀工艺,在第一牺牲层上形成探针主体,包括:
S121、在探针主体的第二端对应位置电镀第一电镀层,形成连接端子。
具体的,在电镀第一金属层4之前,需要先在第一牺牲层3上电镀一层第一电镀层5,第一电镀层5的电镀包括以下步骤:
在第一牺牲层3上光刻出第一电镀层5需要的图案,其中第一电镀层5需要的图案包括连接端子的形状和位置;
在第一电镀层5需要的图案区域通过电镀沉积一层1μm厚的金薄膜,形成第一电镀层5;
通过有机溶剂去除制备第一电镀层5产生的光刻胶薄膜。
S122、在第一牺牲层和第一电镀层上电镀第一金属层,第一金属层的面积小于第一牺牲层的面积。
第一电镀层5电镀完成后,接着电镀第一金属层4,第一金属层4的电镀具体包括以下步骤:
在第一牺牲层3及第一电镀层5上的预定区域光刻出第一金属层4的图案,其中预定区域为探针主体除针尖外的整体形状;
在第一金属层4的图案区域通过电镀沉积一层2μm的镍钴合金薄膜,作为第一金属层4;
通过有机溶剂去除制备第一金属层4产生的光刻胶薄膜。
其中,在本发明实施例中,电镀完成后的第一金属层4位于第一牺牲层3及第一电镀层5的上方,第一金属层4将第一电镀层5完全覆盖。
S123、在第一牺牲层上避开第一金属层的其他区域电镀第二牺牲层,第二牺牲层与第一金属层的厚度相同。
在第一金属层4电镀完成后,接着执行以下步骤:在第一牺牲层3上避开第一金属层4的其他区域电镀第二牺牲层6。电镀第二牺牲层6的过程具体包括:在第一牺牲层3上避开第一金属层4的其他区域电镀一层3μm的铜作为第二牺牲层6,接着对第二牺牲层6进行化学机械平坦化操作,从而提高第二牺牲层6的平整度及粗糙度。化学机械平坦化的厚度为1μm,剩余的第二牺牲层6的厚度为2μm。
S124、在第二牺牲层和第一金属层上对应探针主体的第一端的位置电镀针尖层,在第一金属层上和针尖层部分区域上电镀中间导电层。
在电镀完第二牺牲层6之后,接着需要制备针尖层7,具体包括以下步骤:
在第二牺牲层6及第一金属层4上的预定区域光刻出针尖层7需要的图案;
在针尖层7需要的图案区域通过电镀沉积一层1μm的铑薄膜,形成针尖层7。针尖层7覆盖部分第一金属层4及部分第二牺牲层6。在针尖层7制备完成后,通过有机溶剂去除制备针尖层7时产生的光刻胶薄膜。
进一步的,电镀中间导电层8具体包括:
在第一金属层4及针尖层7上的预定区域光刻出中间导电层8需要的图案;
在中间导电层8需要的图案区域通过电镀沉积一层1μm的铜薄膜作为中间导电层8。
通过有机溶剂去除制备中间导电层8时产生的光刻胶薄膜。
S125、在第一金属层上、针尖层的部分区域上和中间导电层上电镀第二金属层。
电镀第二金属层具体包括:
在中间导电层8、针尖层7及第一金属层4的预定区域光刻出第二金属层9需要的图案;
在第二金属层9需要的图案区域通过电镀沉积一层2μm的镍钴合金薄膜作为第二金属层9;
接着对制备第二金属层9时产生的光刻胶薄膜及第二金属层9进行化学机械平坦化处理,提高第二金属层9的平整度。化学机械平坦化操作的厚度为1μm,剩余第二金属层9的厚度为1μm。
进一步的,在电镀第二金属层之后还包括:
在第二金属层9上的预定区域光刻出第二电镀层10需要的图案;
在第二电镀层10需要的图案区域通过电镀沉积一层1μm的锡薄膜,形成第二电镀层10;
通过有机溶剂去除制备第二金属层9及第二电镀层10时产生的所有的光刻胶薄膜。其中第二电镀层10可以为连接端子的一部分。
S130、利用化学腐蚀方法去掉第一牺牲层,将探针主体从陶瓷基片上剥离。
具体的,将整个陶瓷基片1连同其上的第一金属层4、中间导电层8、第二金属层9、第一电镀层5、针尖层7及第二电镀层10全部浸泡在铜蚀刻液中,通过化学腐蚀的方法,蚀刻掉陶瓷基片1上的第一牺牲层3及第二牺牲层6,从而将探针主体从陶瓷基片1上剥离出来。
在探针主体上,第一电镀层5、第二电镀层10位于探针主体11的同一端,针尖层7位于探针主体11的另一端,针尖层7与中间导电层8相连。具体的,针尖层7为探针主体的针尖,第一电镀层5及第二电镀层10位于探针主体11的针尾14处,形成连接端子,探针主体通过针尖与待测晶圆接触,连接端子则焊接在PCB板上固定。
采用本实施例的制备方法可以实现多层复杂结构的探针制作,提高探针的兼容性,还可增加制作规模,降低成本。晶圆测试探针的第一金属层4、中间导电层8及第二金属层9均采用电镀制作而成,其中,第一金属层4、第二金属层9可选用硬度高、耐磨性好的金属材料。本实施例通过将探针制作成多层复合式结构,并通过第一金属层4、第二金属层9增强探针的硬度及耐磨性,延长探针的使用寿命。
可选的,在形成探针主体时,还包括:在探针主体上形成至少一个镂空区。
通过设置镂空区,可以使探针具有一定的弹性,从而保证探针与待测晶圆接触的可靠性。
上述具体实施方式,并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是,根据设计要求和其他因素,可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明保护范围之内。
Claims (10)
1.一种晶圆测试探针,其特征在于,包括探针主体,所述探针主体包括至少一层金属复合结构,所述金属复合结构包括第一金属层、中间导电层和第二金属层,所述中间导电层位于所述第一金属层和所述第二金属层形成的外壳内部,所述第一金属层的硬度大于所述中间导电层的硬度,所述第二金属层的硬度大于所述中间导电层的硬度;
所述探针主体的第一端设置有针尖,所述针尖的部分区域延伸至所述探针主体内部且与所述中间导电层连接;
所述探针主体的第二端设置有连接端子,所述连接端子位于所述第一金属层背离所述第二金属层的表面和/或所述第二金属层背离所述第一金属层的表面,所述连接端子与所述中间导电层连接,所述连接端子用于连接至外部测试电路。
2.根据权利要求1所述的晶圆测试探针,其特征在于,所述探针主体包括至少一个镂空区,以使所述针尖与待测晶圆接触,且所述探针主体的第二端受到压力时,所述探针主体产生弹性形变。
3.根据权利要求1所述的晶圆测试探针,其特征在于,所述针尖与所述探针主体的第二端沿相反的方向延伸。
4.根据权利要求1所述的晶圆测试探针,其特征在于,所述探针主体包括自下而上依次层叠的至少两层所述金属复合结构,位于下层的所述金属复合结构中的第二金属层复用为位于上层的所述金属复合结构中的第一金属层。
5.根据权利要求1所述的晶圆测试探针,其特征在于,所述第一金属层包括钴、铑、钴合金或者铑合金,所述第二金属层包括钴、铑、钴合金或者铑合金,所述中间导电层包括金、银或铜,所述针尖包括钴、铑、钴合金或者铑合金。
6.根据权利要求1所述的晶圆测试探针,其特征在于,所述针尖包括单层或多层结构。
7.一种晶圆测试探针的制备方法,其特征在于,用于制备权利要求1~6任一所述的晶圆测试探针,所述制备方法包括:
提供陶瓷基片作为载体,并在所述陶瓷基片一侧电镀第一牺牲层;
利用电镀工艺,在所述第一牺牲层上形成探针主体;
利用化学腐蚀方法去掉所述第一牺牲层,将所述探针主体从所述陶瓷基片上剥离;
其中,所述探针主体包括至少一层金属复合结构,所述金属复合结构包括第一金属层、中间导电层和第二金属层,所述中间导电层位于所述第一金属层和所述第二金属层形成的外壳内部,所述第一金属层的硬度大于所述中间导电层的硬度,所述第二金属层的硬度大于所述中间导电层的硬度;所述探针主体的第一端设置有针尖,所述针尖的部分区域延伸至所述探针主体内部且与所述中间导电层连接;所述探针主体的第二端设置有连接端子,所述连接端子位于所述第一金属层背离所述第二金属层的表面和/或所述第二金属层背离所述第一金属层的表面,所述连接端子与所述中间导电层连接,所述连接端子用于连接至外部测试电路。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,利用电镀工艺,在所述第一牺牲层上形成探针主体,包括:
在所述探针主体的第二端对应位置电镀第一电镀层,形成所述连接端子;
在所述第一牺牲层和所述第一电镀层上电镀所述第一金属层,所述第一金属层的面积小于所述第一牺牲层的面积;
在所述第一牺牲层上避开所述第一金属层的其他区域电镀第二牺牲层,所述第二牺牲层与所述第一金属层的厚度相同;
在所述第二牺牲层和所述第一金属层上对应所述探针主体的第一端的位置电镀针尖层,在所述第一金属层上和所述针尖层部分区域上电镀所述中间导电层;
在所述第一金属层上、所述针尖层的部分区域上和所述中间导电层上电镀第二金属层。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,在形成所述探针主体时,还包括:在所述探针主体上形成至少一个镂空区。
10.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,在所述陶瓷基片一侧电镀第一牺牲层之前,还包括:
在所述陶瓷基片一侧沉积一层种子层。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310804797.XA CN116819142A (zh) | 2023-07-03 | 2023-07-03 | 一种晶圆测试探针及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310804797.XA CN116819142A (zh) | 2023-07-03 | 2023-07-03 | 一种晶圆测试探针及其制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116819142A true CN116819142A (zh) | 2023-09-29 |
Family
ID=88118201
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310804797.XA Pending CN116819142A (zh) | 2023-07-03 | 2023-07-03 | 一种晶圆测试探针及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116819142A (zh) |
-
2023
- 2023-07-03 CN CN202310804797.XA patent/CN116819142A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7875804B1 (en) | Plated ground features for integrated lead suspensions | |
CN100511853C (zh) | 具有精确工作范围的小型阵列接触 | |
KR101766261B1 (ko) | 프로브 핀 및 그의 제조 방법 | |
US7504839B2 (en) | Flexible circuit with micro-sized probe tips and a method of making the same | |
JP2024059935A (ja) | プローブの製造方法 | |
CN114924102A (zh) | 一种多层复合式探针及其制作方法 | |
CN116819142A (zh) | 一种晶圆测试探针及其制备方法 | |
US7316065B2 (en) | Method for fabricating a plurality of elastic probes in a row | |
JP5643477B2 (ja) | コンタクトプローブ | |
JP2010038803A (ja) | コンタクトプローブ及びコンタクトプローブの製造方法 | |
JP2010002391A (ja) | コンタクトプローブ及びその形成方法 | |
JP4624372B2 (ja) | 多層電気プローブ | |
KR100977166B1 (ko) | 니들형 탐침 제조 방법 | |
KR100655154B1 (ko) | 프로브 및 그의 제조방법 | |
JP5058032B2 (ja) | コンタクトプローブの製造方法 | |
JP5351453B2 (ja) | コンタクトプローブ複合体 | |
JP2008241595A (ja) | プローブカード・アセンブリ用基板およびそれを用いたプローブカード | |
KR102519285B1 (ko) | 전기 전도성 접촉핀 및 이의 제조방법 | |
JP5228207B2 (ja) | 検査用プローブ | |
US6317974B1 (en) | Methods for creating wear resistant contact edges | |
KR200395268Y1 (ko) | 프로브 및 그의 제조방법 | |
KR101334458B1 (ko) | 프로브 구조물과 형성 방법 | |
JP5203136B2 (ja) | コンタクトプローブの製造方法 | |
KR100842395B1 (ko) | 무전해도금법을 이용한 프로브카드용 탐침구조물 제조 방법 | |
JP2014016371A (ja) | コンタクトプローブ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |