TW200540425A - Test probe and manufacturing method of same - Google Patents

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Description

200540425 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種探針，其於實行晶圓等被檢查體之電 氣特性檢查時得以使用，更詳細的是關於一種可降低檢查 時之針壓的探針。 【先前技術】 於實行晶圓等被檢查體之電氣特性檢查之情形時，使用 例如探針裝置等檢查裝置。檢查裝置包含與被檢查體電性
接觸之探針卡，其可使安裝於探針卡之複數個探針電性接 觸於形成於被檢查體的1(：(積體電路）晶片之電極墊，實行ic 晶片之電氣特性檢查。 然而，由於電極墊藉由例如鋁等導電金屬而形成，故若 僅使探針接觸於電極墊，則形成於電㈣之表面的氧化膜 成為絕緣體，而無法實現電性導通。因此，施加特定之接 觸負載（針旬於探針，於電極塾上使探針劃線，削去氧化 =’或错由探針前端突破氧化膜等，從而實現探針與電極 塾之間之電性導通。 例如於專利文獻1中提 n 兩大破電極墊之氧化膜的探 針。忒捸針係藉由複數個突部 ^Φ^^ , 木針之前端部，藉由該 專大邛擴大與電極墊之接觸面 膜，f if π# , 進而错由突部突破氧化 膜貫現仏針與電極墊之電性 端#铹自- & 1下4大部，提出有前 知係銳角二角狀之剖面形狀 二角狀之判于狀大部，或前端係銳角 一用狀之面形狀的錘狀突部等。 又’於相文獻2巾提丨有探針卡 <IW方法，其於作為 100154.doc 200540425 半導體曰曰片之檢查用電極而連接之凸塊之前端面形成凹 凸。進而’於專利文獻3亦提出有與專利文獻2同種之接觸 $及接觸H之形成方法。於該等專利文獻中所提出之凸塊 亦與專利文獻1之情形同樣，藉由凸塊前端面之凹凸突破電 極墊之氧化膜的技術。 專利文獻1·曰本專利特開平11-〇5197〇號公報 專利文獻2 ·日本專利特開平〇8_3〇6749號公報 專利文獻3·日本專利特開平1〇_132854號公報 [發明所欲解決之問題] 然而，近年來，隨著積體電路之高功能化及高速化，配 線結構之微細化、薄膜化急速發展，配線層亦變得極其薄， 故當施加針壓於先前之專利文獻！中揭示之探針並實行檢 查時，探針不僅貫通氧化膜，亦貫通配線層，X，藉由來 自探針之集中應力，有可能會損傷配線層或絕緣層。相反 地二當降低針麼時’探針與電極墊之導通有可能會變得不 t疋。又’於專利文獻2、3中揭示之凸塊，雖可藉由凹凸 ，實地破壞電極墊之氧化膜’但與專利文⑴之情形相同， 藉由針壓有可能會損傷配線層或絕緣層。 本發明係#於上述問題開發而成者，其目的在於提供一 種採針及探針之製造方法，其可以低針壓突破氧化膜，確 貫且穩定地檢查被檢查體。 【發明内容】 本發明係-種探針’其特徵在於：其係於實行被檢查體 之電氣特性檢查時，與上述被檢查體電性接觸者，且包含： 100154.doc 200540425 铋針本體，其形成有與上述被檢查體之接觸部，以及複數 個導電性材料，其具有自該探針本體之接觸部突出之前端 述接觸部亦可係具有與上述被檢查體之接觸面者。 上述導電性材料亦可係埋設於上述接觸部且包含比上述 接觸部硬之材料者。 又，上述導電材料亦可係包含導電性金剛石或者奈米級 金屬者。 τ…、、 其他觀點中的本發明係一種探針之製造方法，其特徵在 於其係製造於實行被檢查體之電氣特性檢查時，與上述 被檢查體電性接觸之探針者，且包含：於基板上形成^ 述：檢查體之接觸部之模具的步驟，於上述模具内投入具 有前端部之複數個導電性材料的步驟，於上述模具内填^ 導電性金屬而形成上述接觸部的步驟，形成包含上 部之探針本體的步驟，以及使上述導電性材料之前端部自 由上述模具脫模之上述接觸部突出的步驟。 [發明之效果] 、根據=發明’可提供一種探針及其製造方法，該探針可 以低針壓突破氧化臈，確實且穩定地檢查被檢查體。 【實施方式】 以下’依據圖1〜圖3所示之各實施形態說明本發明 圖1 (a)、（b)係表示本發明夕γ 不务明之採針之一實施形態的圖， )係表示適用探針之探針卡的剖面圖，_表示探針 口Ρ的剖面圖，圖2係表示圖— 要 、圖所不之探針與電極塾電性接觸 100154.doc 200540425 之狀心的。J面@，圖3⑷〜⑷係表示圖1所示之探針之製造 步驟之要部的剖面圖。 本實施形態之探針10例如如，⑷所示，安裝於探針卡⑼ 而使用。探針卡2〇如該圖所示，包含接觸器Μ，其係由例 如陶竞基板所形成，以及印刷配線基板22,其電性連接於 接觸器21 ;其構成如下：與配置於例如探針裝置本體内之 載置台3〇上之被檢查體（晶圓）對向，藉由載置台30之水平方 肖及上下方向之移動’探針卡2G之探針與形成於晶圓^ 之複數個1C晶片（未圖示）之一部分接觸，或者一併與所有 晶片接觸，實行各1(:晶片之電氣特性檢查。 於接觸器21之下面，如圖1⑷所示，藉由特定之圖案形成 對應於積體電路之電極墊P的複數個凹部21A，並對應於該 $凹部21A ’將本實施形態之探針1G安裝於接觸器21之_^ 面。於接觸器21内遍及複數層形成有配線|，並介以該等 配線層，使探針10與印刷配線基板22電性連接。 • 探針1〇例如如圖叫、⑻所*，包含探針本體U，其形 成為細長形狀，與上述被檢查體接觸之接觸部UA，其形成 於該探針本體11之前端部’以及複數個導電材料（導電粒 子叩，其具有自該接觸部UA突出之前端部12a;接觸部 11A介以探針本體u，於接觸器21之凹部21A處可彈性出 ^導電粒子12之前端部12A如圖1(b)所*，形成為前端較 大的尖端部。因此，以下，將前端部12A作為尖端部12A加 以說明。 如針本體11藉由具有韌性及彈性之鎳等導電金屬而形 100154.doc 200540425 成。又，於本實施形態中，接觸部丨丨A藉由與探針本體U 相同之導電金屬而形成，但亦可藉由其他導電金屬而形 成。導電粒子12藉由硬於接觸部11A之材料或者具有優良耐 藥品性之材料，例如導電金剛石、奈米碳管或者納米級金 屬而形成’並埋設於接觸部11A内。又，晶圓臂之Ic晶片之 電極墊P藉由例如鋁或鋼等導電金屬而形成。再者，於圖i(b) 中，I係保護膜。 如圖1(b)所示，於接觸部11A，以與電極墊p之上面大致 平行之方式形成有下述與電極墊P接觸之接觸面UB。複數 個導電粒子12之尖端部12A以自接觸部1丨八之接觸面11B突 出特定尺寸，於檢查時突破電極墊P之氧化膜〇,與電極墊 P電性接觸，進而實現探針10與1(：晶片間之電性導通的方式 而形成。又，當將探針10之導電粒子12之尖端部12A刺入電 極墊P時，接觸面11B與電極墊P接觸並起到擋止臈之功能， 從而可避免尖端部12A超過特定深度而刺入。 於本實施形態中，例如探針本體丨丨之接觸面丨丨形成為大 致圓形，其直徑形成為約3〇 μ之大小，導電粒子Μ之尖端 部12Α自接觸面11Β突出約〇·3 μ。另一方面，電極墊ρ2例 如鋁金屬層之厚度為1 μ左右之方式形成，於其表面形成有 〇·1 μ左右之氧化膜〇。 於使用本實施形態之探針10實行晶圓貿之電氣特性檢查 之情形時，如圖1(a)所示，於載置台30上载置晶圓w，並將 載置台30於水平方向移動，如圖1(b)所示，達到晶圓w之檢 查位置之正下方。繼而，當載置台30上升時，探針1〇之導 100154.doc •10- 200540425 電粒子12之尖端部i2A與晶圓w内之電極墊p接觸之後，載 置台30過載，於探針10與電極墊？之間施加例如i gf/根之針 壓。 藉由載置台30之過載’如圖2所示，探針1〇之自接觸部^a 犬出之導電粒子12的尖端部12a突破電極墊p之氧化膜〇， 進入電極墊P内，從而使探針1〇與電極墊p電性連接。當導 電粒子12之尖端部12 A到達電極塾p内之特定深度時，接觸 部11A藉由接觸面11B與電極墊p面接觸，由此接觸部丨丨a無 法再進入電極墊P内。因此，由於薄膜化電極墊p並使接觸 部11A之接觸面11B起到擋止膜之功能，故可防止探針1〇損 傷電極墊P，並可確實且穩定地實行1(：晶片之電氣特性檢 查0 又，本實施形態之探針1 〇例如可藉由使用微影技術之微 電子機械系統（icroelectronicechanicalsyste : ES)製程等微細 加工技術而形成。因此，參照圖3(a)〜（e)，並就本發明之 探針之製造方法加以概括說明。於本發明之製造方法中， 除於探針10之接觸部11A内埋設導電粒子12以外，可使用先 前眾所周知之微細加工技術。 於製造探針之情形時，首先於矽基板之表面塗布光阻並 形成光阻膜，介以光罩曝光光阻膜後，顯像，於光阻膜之 製造探針本體11之接觸部11A之模具的部位形成開口部。其 後，如圖3(a)所示，將光阻膜作為掩模，對矽基板ι〇〇實施 蝕刻，形成用以形成接觸部11A之模具1 〇 1後，除去光阻膜。 此時，使模具101配合接觸器21之探針10的之排列圖案，形 100154.doc 200540425 成於矽基板100之複數處。 繼而，於矽基板之表面實施濺鍍處理形成金屬薄膜後， 如圖3(b)所示，於矽基板100之模具1〇1内投入複數個導電粒 子12。於此狀態中，如圖3(c)所示，對矽基板1〇〇實施電鍍 處理，於模具1〇1内填充鎳等金屬，形成探針本體^之接觸 部11A。此時，如該圖所示，可將探針本體丨丨與接觸部UA 一同形成。又，可根據需要於形成接觸部11A後，藉由與接 觸部11A相同之材料或者不同之材料形成探針本體丨i。 然後，如圖3(d)所示，自矽基板1〇〇剝離探針本體^及接 觸部11A作為探針。於該狀態中，由於導電粒子丨2仍埋沒於 接觸部11A内，因此如圖3(e)所示，可將接觸部ua浸潰於 餘刻液，除去接觸部11A之下端部並使導電粒子12之尖端部 12A突出，並且形成接觸面。尖端部12A之突出尺寸設定為 破壞電極墊之氧化膜之深度（例如約〇·3 μ)。於接觸部^ A形 成尖端部12A後，將探針轉印於陶瓷基板特定處，作為接觸 器21而完成。為使導電粒子12之尖端部12A自接觸部11A突 出，可削去接觸部11A之下部。 如以上所說明般，根據本實施形態之探針丨〇，由於其具 有探針本體11以及具有自該探針本體丨丨之接觸部丨丨A突出 之尖端部12A的複數個導電粒子12，故若於探針丨〇施加特定 之針壓，則複數個導電粒子12之尖端部12A於複數處突破電 極塾P之氧化膜〇，確實地使探針10與電極墊p電性連接， 從而可確實且穩定地實行晶圓貿之1(:晶片之檢查。此時， 於接觸部11A形成有接觸面11B，故接觸面丨丨B起到擋止膜 100154.doc -12- 200540425 之功能，並無因導電粒子12之尖端部12八而損傷電極墊p之 顧慮。又，由於藉由硬於探針本體丨丨及電極墊p之導電金剛 石形成導電粒子12，故可減少探針丨〇之磨損消耗。 又，於製造探針ίο時，由於藉由硬於接觸部11A之材料或 者具有優良耐藥品性之材料形成導電粒子丨2，故可藉由使 用蝕刻液僅溶化接觸部11A之下端部，而使導電粒子12之尖 端部以自接觸部11A簡單地突出，又，亦可無需使用㈣
液，僅削去接觸部11A之下部，而使導電粒子12之尖端部 i2A自接觸部11A簡單地突出。 再者，本發明並非僅限於上述實施形態者。例如，於上 述實施形態中就懸臂支架類型冑針加以說明，財發明之 探針亦可係具有垂直探針、或彎曲成2字形狀且具㈣性 類型的探針等形態者。&，於使用奈米碳管作為導電材料 之情形時，於探針之接觸部成長奈米碳管後，除去-部分 接觸部並使奈米碳管突㈣可。總之，若本發明之探針係 於捸針本體之與被檢查體接觸之接觸部設置導電材料，並 =電材料之前端部自接觸部突出之探針，則包含於本發 [產業上之可利用性] 本發明可作為例如檢查裝置之探針 【圖式簡單說明】 ㈣用 圖〗〇)、（b)係表示本發明 格本一令 不知月之如針之一貫施形態的圖， 係表不相探針之探針卡 ⑷ 的剖面圖。 （）係表不彳木針之要部 100154.doc 200540425 圖2係表示圖1所示之探針與電極墊電性接觸之狀態的剖 面圖。 圖3(a)〜（e)係表示圖1所示之探針之製造步驟之要部的 剖面圖。 【主要元件符號說明】 10 探針 11 探針本體 11A 接觸部 11B 接觸面 12 導電粒子 12A 尖端部 100154.doc -14-

Claims (1)

  1. 200540425 十、申請專利範圍·· 1 · 一種探斜，甘μ — 述被檢杳體：J貫行被檢查體之電氣特性檢查時，與上 双置體電性接觸，且包含.· 探針本I#，甘/ 、 m M m 一形成有與上述被檢查體之接觸部，以及 之前端部電性材料’其具有自該探針本體之接觸部突出 之=1】。之探針’其中上述接觸部具有與上述被檢查體 3 ·如請求項1之趂 部且勺入 ’，、中上述導電性材料埋設於上述接觸 包含比上述接觸部硬之材料。 石或^ m針’其中上述導電性材料包含導電性金剛 特性檢杳：製每方法’其係製造於實行被檢查體之電氣 含··欢―0、’與上述被檢查體電性接觸之探針者，且包 =反切成與上述被檢查體之接觸部之模 =牛=_具内投人具有前端部之複數個導電性材料 部的步驟，形成包含上述接觸上述接觸 及使上述導電性材料之前步驟，以 接觸部突出的步驟。p自由上述模具脫模之上述 W0154.doc
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