200813438 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種測試用探針基板及其製造方法，尤其 涉及一種包括用於電性測試形成於半導體晶片上的半導^ 積體電路等裝置，是否有異常之探針的探針基板及其製造 5 方法。 【先前技術】 通常，積體電路等裝置是透過一系列半導體製造工序 製造而成，而在其製造過程中或製造完成後，透過電測試 10的方式篩選正品和次品。這種電測試過程，是利用從外部 傳輸各種電信號、檢測及分析半導體積體電路響應信號的 測試設備。而為了電連接測試設備和半導體積體電路，就 需要使用探針。液晶顯示裴置(Liquid Crystal Display)等平 面顯示器(Flat Panel Display)的製造過程中或製造完成後， I5仍需進行與上述類似的測試過程，而在此過程中同樣需要 使用負責電連接測試設備與元件的探針。 為使所述探針具有彈性，因而蝕刻支撐探針之支撐基 板的一部分，以形成彎曲空間。此時，為了使探針和支撐 基板電絕緣，因此在其之間形成氧化膜。然而，因探針的 2〇反覆彎曲動作，使應力集中在探針和支撐基板之間的鄰接 部位上，因此強度較弱的一些氧化膜容易受損❶在這種情 況下，探針和支撐基板之間的電絕緣就會被破壞而發生漏 電，進而產生不良基板，而降低探針基板的測試品質。 5 200813438 【發明内容】 本發明是#於上關題，其目的在於提供一種 即使進行反覆彎曲動作，探針和支撐基板之間的電絕緣也 不會被破壞的探針基板及其製造方法。 5 根據本發明一實施例，探針基板包括：探針，其包括 具有第一端部和第二端部的橫桿，及形成在所述橫桿第一 端部的接觸體；支撐基板，係支撐所述探針的第二端部， 且具有可以使所述探針的第-端部朝上下方向彎曲的彎曲 空間；溝道氧化膜，係形成於所述支撐基板的上部表面， 10所述溝道氧化膜，在所述支撐基板支撐探針的區域中，至 少形成於與所述彎曲空間鄰接的區域。 優選地，透過所述彎曲空間，所述橫桿與所述支撐基 板的一部分相隔預定距離。 優選地，在所述支撐基板上形成貫通孔，在所述貫通 15孔中填充連接部件。 優選地，所述溝道氧化膜為形成於所述支撐基板表面 的多個微細溝道上的熱氧化膜。 優選地，所述橫桿，係由選自鎳Wi)、銅(Cu)、鉑(pt)、 鈀(Pd)、铑(Rh)、金(Au)中的任一種金屬，或以所述之任一 2〇種金屬為主要成分的合金所構成。 優選地，於所述支撐基板的彎曲空間表面以外的所述 支樓基板表面上形成絕緣膜。 優選地，所述支撐基板與所述橫桿之間形成有絕緣 膜，所述連接部件與所述橫桿互相接觸。 6 200813438 炉崎溝道氧化膜的長度方向係垂直於所述橫 杯的長度方向。 優選地’所述連接部件關邊形成有辅助溝道氧化 膜’所_助溝道氧化_長度方向係垂直於 化膜的長度方向。 、乳
另外，根據本發明-實施例，探針基板的製造方 括下列步驟： 巴 在支撐基板上形成多個微細溝道； 1〇膜在所述微細溝道内部填充熱氧化膜，以形成溝道氧化 在所述支撐基板上形成多個貫通孔； 在所述支撐基板的整個表面形成絕緣膜； 在所述貫通孔内部形成連接部件； 在形成於所述支撐基板上的絕緣膜上，形成多個横桿； 在所述橫桿的一侧末端部上形成接觸體；以及 ， 蝕刻位於所述橫桿下方的支撐基板的一部分，以形 彎曲空間。 夕 其中，在形成所述溝道氧化膜的步驟中，使所述溝道 氧化膜在所述支撐基板支撐所述橫桿的區域中，至少位於 20鄰接於所述彎曲空間的區域。 ' 優選地’形成多個所述橫桿的步驟包括： 對形成於所述支撐基板上的絕緣膜製作圖案，而曝露 對應於所述彎曲空間的支撐基板的一部分； 在已曝露的所述支撐基板上面形成金屬犧牲膜； 7 200813438 在所述金屬犧牲膜及絕緣膜上形成種子層； 在所述種子層上形成第一光阻圖案，以曝露所述種子 層的一部分；以及 使用電鍍法，在經由第一光阻圖案被曝露的部分上填 5充金屬，以形成多個橫桿。 優選地，所述第一光阻圖案的形狀，為多個長桿狀圖 案橫向排列的形狀。 優選地，所述第一光阻圖案的長桿狀圖案的一侧端部 與所述連接部件相對應。 10 優選地，將已製作圖案的所述絕緣膜覆蓋所述溝道氧 化膜及連接部件。 優選地，所述金屬犧牲膜不覆蓋所述溝道氧化膜。 優選地，本發明之探針基板的製造方法進一步包括， 在所述貫通孔的周邊形成辅助溝道氧化膜的步驟，並且所 is述辅助溝道氧化膜的長度方向係垂直於所述溝道氧化膜的 長度方向。 優選地，蝕刻所述支撐基板的一部分，以形成彎曲空 間的步驟包括：餘刻所述金屬犧牲膜，以在所述橫桿和所 述支撐基板之間形成空間的步驟；以及蝕刻經由所述空間 20而曝露的支撐基板，以形成彎曲空間的步驟。 優選地’所述接觸體係使用電鍍法，形成於所述橫桿 上。 優選地，所述橫桿係由選自鎳(Ni)、銅(Cu)、鉑(pt)、 鈀(Pd)、铑(Rh)、金(Au)中的任一種金屬，或以所述之任一 8 200813438 種金屬為主要成分的合金所構成。 根據本發明，探針基板及其製造方法，由於是在橫桿 和支撐基板之間的鄰接部形成溝道氧化膜，因而可防止因 橫桿的反覆彎曲動作，使應力集中在橫桿和支撐基板的鄰 5接立，4成鄰接部位損傷。由此，本發明能夠使横桿和 支撐基板之間保持電絕緣以防止漏電，從而提高探針基板 的品質，並確保測試品質的穩定性。 【圖式簡單說明】 0 第一圖A是本發明一實施例的探針基板的俯視圖。 第一圖B是第一圖A沿著Ib-Ib剖線之探針基板的剖 視圖。 第二圖A是本發明一實施例之探針基板的製造方法 中，完成第一步驟後所得之探針基板的俯視圖。 15 第二圖B是第二圖A沿著Ilb-IIb剖線之探針基板的剖 視圖。 第三圖是第二圖B進行下一步驟後，所得之探針基板 的剖視圖。 第四圖A是第三圖進行下一步驟後，所得之探針基板 2〇的俯視圖。 第四圖B是第四圖A沿著IVb_IVb剖線之探針基板的 剖視圖。 第五圖是第四圖B進行下一步驟後，所得之探針基板 的剖視圖。 9 200813438 第六圖A是第五圖進行下一步驟後，所得之探針基板 的俯視圖。 第六圖B是第六圖A沿著VIb-VIb剖線之探針基板的 剖視圖。 5 第七圖至第十一圖依序為第六圖B進行後續步驟後， 所得之探針基板的剖視圖。 第十二圖A是第十一圖進行下一步驟後，所得之探針 基板的俯視圖。 弟十二圖B是第十二圖A沿著Xllb-XIIb剖線之探針 10 基板的剖視圖。 第十三圖A是第十二圖A進行下一步驟後，所得之探 針基板的俯視圖。 第十三圖B是第十三圖A沿著XIIIb_XIIIb剖線之探針 基板的剖視圖。 第十四圖至第十八圖依序為第十三圖B進行後續步驟 後，所得之探針基板的剖視圖。 【實施方式】 下面，參照附圖詳細說明本發明的較佳實施例。其中， 附圖係顯示出本發明的較佳實施例。然而，本發明可具有 各種不同的實施方式，並不偈限於在此顯示出的實施例。 附圖中，為清楚起見，放大了各層和各區域的厚度。 此外，整篇說明書中，相同的標號係指相同的元件。 下面，參照附圖更詳細說明根據本發明的探針基板及 200813438 其製造方法。 第一圖A是根據本發明一實施例的探針基板的俯視 圖，第一圖B是第一圖A沿著Ib-Ib剖線之探針基板的剖 視圖。 5 如第一圖A及第一圖B所示，根據本發明一實施例， 探針基板包括支撐基板100,以及形成在支撐基板100上的 探針200。 支撐基板100較佳為使用單晶矽晶片，支撐基板100 表面的一部分形成有絕緣膜120。 10 支撐基板100的上部表面附近形成有溝道氧化膜ill， 與溝道氧化膜111相隔預定距離的位置上形成有貫通孔 103，其内部填充有連接部件130。溝道氧化膜m由熱氧 化膜構成，其電絕緣性及硬度極佳。 探針200包括：橫桿150，係與支撐基板100的連接部 15件130電連接；接觸體160，其形成於橫桿15〇的一侧末端 $，且以垂直方向附著在橫桿150上。所述橫桿150，係由 選自鎳(Ki)、銅(Cu)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、铑(Rh)、金(Au)中的 任一種金屬或以所述之任一種金屬為主要成分的合金所構 成。所述接觸體160可以微細接觸，且為了防止在反覆接 2〇觸過程中污染物質的沉積，因此接觸體160的端部係呈圓 形(rounding)。 所述接觸體160,在電測試過程中，係使檢測設備的探 針基板與半導體積體電路電連接。 除去位於橫桿150下方的支撐基板1〇()的一部分，以 200813438 /成可使轶彳干15〇朝上下方向彎曲的彎曲空間(bending ΓΓϋ藉由所述彎曲空間A，橫桿150和支樓基板觸 、卩刀相隔預疋距離，使橫桿150在彎曲空間a中且有 一定彈並可以上下方向微動。… 5山，時，彎曲空間A的侧壁106呈傾斜狀，侧壁1〇6的 上^°卩與杨桿150相接觸，使彎曲空間A的侧壁1〇6與橫 桿150呈預定角度θ。 …、 溝道氧化膜111位於橫桿丨50與彎曲空間Α之侧壁106 的郝接部’即位於橫桿15()和支撐基板1〇()之間的鄰接部 10 B。即，溝道氧化膜111形成在鄰接於彎曲空間A之側壁 106的位置上。由此，溝道氧化膜111可防止因橫桿150的 反覆彎曲動作，使應力集中在橫桿150和支撐基板1〇〇的 鄰接部B ’而使鄰接部B損傷，並可使橫桿15〇和支撐基 板100之間保持電絕緣性而防止漏電。 15 如第一圖Α所示，所述溝道氧化膜111係朝向與橫桿 150的長度方向X垂直的方向Y延伸。 連接部件130的周邊形成有輔助溝道氧化膜112,辅助 溝道氧化膜112朝向與溝道氧化膜111的長度方向Y垂直 的方向X延伸。辅助溝道氧化膜112朝向X方向延伸是為 20 了防止支撐基板100透過溝道氧化膜111朝Y方向彎曲， 而使連接部件130損壞。 彎曲空間A的表面未形成有絕緣膜120,而為了絕緣， 支撐基板100和橫桿15〇之間形成有絕緣膜120,且連接部 件130和橫桿150相接觸。 12 200813438 横桿150的另一侧末端部，透過連接部件130,與形成 在支撐基板100下方的電路部17〇相連接。電路部17〇下 方形成有阻焊層（solderresist)181、焊墊(solderpad) 182。並 且焊墊182上附著有焊球(s〇lderball)183。 5 第二圖至第十八圖依序為根據本發明一實施例之探針 基板的製造方法。 第二圖A是本發明一實施例之探針基板的製造方法 =，完成第一步驟後所得之探針基板的俯視圖；第二圖B ，，二圖A沿著lib-lib剖線之探針基板的剖視圖。第三圖 ⑽f第二目B進行下-步驟後，所得之探針基板的剖視圖。 第四圖^是第三圖進行下一步驟後，所得之探針基板的俯 視圖；第四圖B是第四圖A沿著勵_勵剖線之探針基板 的剖視圖。第五圖是第四圖B進行下一步驟後，所得之探 針基板的剖視圖。 15 第六圖A是第五圖進行下一步驟後，所得之探針基板 的俯視圖’第六圖B是第六圖人沿著VI1>VIb剖線之探針 基板的剖視圖。第七圖至第十一圖依序為第六圖B進行後 續步驟後，所得之探針基板的剖視圖。第十二圖A是第十 一圖進行下一步驟後，所得之探針基板的俯視圖；第十二 2〇圖B是第十二圖A沿著xiib-xnb剖線之探針基板的剖視 圖。第十二圖A是第十二圖a進行下一步驟後，所得之探 針基板的俯視圖；第十三圖B是第十三圖A沿著xnib_xinb 剖線之探針基板的剖視圖。第十四圖至第十八圖依序為第 十二圖B進行後續步驟後，所得之探針基板的剖視圖。 13 200813438 首先，如第二圖A及第二圖b所示，在支撐基板ι〇〇 上形成光阻，並進行曝光、顯影，以形成第一光阻圖案1。 所述光阻可以是正型光阻（p〇sitiveresist:光照射部分被顯 影而消失的光阻）或負型光阻（negative resist ••受光部分 5被硬化，顯影之後仍然殘留的光阻）。然後，以第一光阻圖 ‘ 案1作為敍刻掩膜的乾式蝕刻法，使用例如臭氧電漿(ozone - Plasma)等的反應性離子蝕刻法(reactive ion etch，RIE)，在支 鲁 撐基板觸的表面形成多個微細溝道(micro trench)l〇l及輔 助微細溝道102。所述微細溝道1〇ι的深度為大於3〇 μιη、 10小於50卿為較佳。微細溝道101的深度，若小於30 μιη， 則無法提高橫桿150和支撐基板1〇〇之間鄰接部β的硬 度；若大於50 μιη，則因為受到後續氧化膜形成工序中的體 積膨脹的影響，易使支撐基板1〇〇發生變形，從而降低支 撐基板100的平整度，而且支撐基板100可能被損壞。如 15第二圖Α所示，微細溝道1〇1朝γ方向延伸，而辅助微細 • 溝道102則朝X方向延伸。 此後，如第三圖所示，除去第一光阻圖案1，並使用電 漿(plasma)及清洗藥劑(cleaning chemical)，清洗支撐基板 100，以除去經乾式蝕刻工序所產生的蝕刻氣體(C4F8)而形 20成的聚合物(polymer)，和乾式蝕刻工序以外之其它情況下 可能產生的微小顆粒(particle)。 接著，如第四圖A及第四圖B所示，在支撐基板100 上面、微細溝道101内部及輔助微細溝道1〇2内部形成熱 氧化膜（二氧化矽）110、111、112。前述之熱氧化膜110、 200813438 111、112的形成過程如下，在1100°C以上的高溫及高純淨 氣體(PN2)與水分條件下，支撐基板100的组成成分矽被氧 化，並膨脹至矽體積的約1.4倍左右。特別是，在微細溝道 101内部表面形成的熱氧化族111，將填充微細溝道101内 5部。如上所述，填充微細溝道101内部的熱氧化膜，即溝 道氧化膜111 ’其電絕緣性及硬度極佳。藉此，使溝道氧化 膜111位於橫桿150和支撐基板100的鄰接部B，以防止因 橫桿150的連續彎曲動作，使應力集中在橫桿15〇和支撐 基板100的鄰接部B上，而使鄰接部B損傷，進而可使橫 10桿150和支撐基板1〇〇之間保持電絕緣性而防止漏電。而 所述溝道氧化膜111是朝Y方向延伸。 形成在辅助微細溝道102内部表面的熱氧化膜112係 填充辅助微細溝道102内部。如上所述，填充辅助微細溝 道102内部的熱氧化膜，即輔助溝道氧化膜112係朝向與 15溝道氧化膜的長度方向（Y方向）垂直的方向X延伸， 以防止支撐基板100透過朝γ方向延伸的溝道氧化膜U1， 而被彎曲的現象。 如第五圖所示，研磨支撐基板100的表面，除去溝道 氧化膜111及輔助溝道氧化膜112以外的其它熱氧化膜 110 ’使支撐基板100的表面變得平整。即，由於在熱氧化 膜形成工序中，溝道氧化膜1U及輔助溝道氧化膜112的 上部膨脹而凸出，因此研磨其表面使之平整。 如第六圖A及第六圖B所示，在支撐基板100上面形 成蝕刻掩膜，並使用蝕刻掩膜對支撐基板100進行蝕刻， 200813438 並在支撐基板lOG的職位置上形❹個貫軌iq3。貫通 孔7與溝道氧化膜m相隔預定距離，且漏助溝道氧 化膜m所包圍。辅助溝道氧化膜112係用來防止貫通孔 1〇3受溝道氧倾m景彡_發生_。此時，侧掩膜可 5使用銘、鉻等金屬膜’或使用氮化石夕膜、氧化石夕膜等石夕化 合物，也可以只使用光阻。 _ 進行減化卫序或化學氣她紅序，在支縣板100 • ^個表面形成氧化石夕膜或氮化石夕膜等絕緣膜此時， 貫通孔103的内壁表面也形成絕緣膜12〇。 10 如第七圖所示，將可連接電信號的導電物質填充於貫 通孔103的内部而形成連接部件13〇。 如第八圖所示，在形成有絕緣膜120的支擇基板1〇〇 上面形成光阻，並對光阻進行曝光及顯影，而形成第二光 ，圖案2。第二光阻圖案2覆蓋溝道氧化膜⑴、辅助溝道 is氧化膜112及連接部件130,但並不覆蓋對應於彎曲空間a # 的部分。因此，在未被第二光阻圖案2覆蓋的部分的絕緣 膜120就會被曝露。 如第九圖所示，以第二光阻圖案2作為蝕刻掩膜，並 蝕刻曝露的絕緣膜120，以曝露支撐基板1〇〇的一部分。 2〇 如第十圖所示，除去第二光阻圖案2,並在曝露的支撐 基板100及絕緣膜120上用鋁等金屬形成金屬犧牲臈135。 然後，在金屬犧牲膜135上面形成第三光阻圖案3。第三光 $圖案3形成在第二雜圖案2沒有形成的位置上。即， 第三光阻圖案3不覆蓋溝道氧化膜11卜辅助溝道氧化膜 200813438 112及連接部件130，而未被第三光阻圖案3覆蓋的部分， 金屬犧牲膜135則被曝露。 如第十一圖所示，以第三光阻圖案3作為蝕刻掩膜， 蝕刻曝露的金屬犧牲膜135。因此，金屬犧牲膜135不覆蓋 5溝道氧化膜111、辅助溝道氧化膜112及連接部件130。
如第十二圖A及第十二圖β所示，除去第三光阻圖案 3，並在曝露的金屬犧牲膜135及絕緣膜12〇上面形成種子 層(Seedlayer)14〇。種子層14〇由浸潤層及導電層的雙層結 構構成為較佳。此時，上層為導電層，且該導電層係由選 1〇自鎳(Ni)、銅(Cu)、鉑奶）、鈀(Pd)、铑(Rh)、金(Au)中的任 一種金屬或以所述之任一種金屬為主要成分的合金所構 成；下層則為能夠使導電層易於蒸鍍在支撐基板1〇〇上的 浸潤層，由鈦等構成為較佳。 15 及如第十二圖A及第十三圖B所示，在種子層14〇上击 形成光阻，並進行曝光和顯影，形成第四光阻圖案4。第店 光阻圖案4的厚度為心m至ωο叫較佳。如第十三圖1 所第四光阻圖# 4為多個長桿狀圖案橫向排歹㈣形狀 而第四光阻圖案4的長桿狀_的—側末端部與連接部利 130相對應。種子層⑽係透過所述第四光_案4被曝露 如第十四圖所示，使用電鑛法在種子層140上面電韻 與種子層140相同的金屬（選自錄⑽、銅(cu)、銘、 =、離h)、金(Au)中的任一種金屬或以所述之任一箱 ΐ Λ主分的合金），以填充被第四光阻圖案4曝_ 心’形成夕個橫桿150。由於銅、金等金屬的延展性很好 20 200813438 而錄、銘、Ig、錢的機械性能優良，因此可根據接觸對象 物質的不同，選擇適當者使用。如上所述，由於使用金屬 來形成橫桿150，因此可提高橫桿150的強度。 透過鍍金工序所形成的橫桿150的上面比較粗糙，因 5此研磨橫桿150的上表面，使之平整，以形成厚度均勻的 ▲ 橫桿150。 , 如第十五圖所示，在第四光阻圖案4及橫桿150上形 # 成第五光阻圖案5。第五光阻圖案5曝露橫桿的一侧末端 部。 10 如第十六圖所示，使用電鍍法在橫桿150上面電鍍與 種子層140相同的金屬，以填充被第五光阻圖案5曝露的 部分，而形成接觸體160。並且，除去第四光阻圖案4及第 五光阻圖案5，以曝露橫桿15〇及種子層140的一部分。並 研磨接觸體160的端部，使其呈圓形。 15 如第十七圖所示，以橫桿150作為蝕刻掩膜，將種子 • 層140及金屬犧牲膜135製成圖案，並曝露金屬犧牲膜135 的侧壁及支撐基板100的一部分。 如第十八圖所示，蝕刻金屬犧牲膜135，以在支撐基板 100和橫桿150之間形成空間C。 20 最後，如第一圖所示，蝕刻藉由支撐基板100和橫桿 150之間的空間C而曝露的支撐基板励，以形成彎曲空間 A。此時，從支撐基板100的一端部開始進行蝕刻，蝕刻至 與溝道氧化膜111鄰接部分為止，以形成彎曲空間A。並 且，在支撐基板100下方形成電路部17〇，並連接連接部件 200813438 130和電路部170。並且，在電路部17〇下方形成阻焊層i8i 及焊墊，並在焊墊182上附著焊球183。 以上’對本發明的較佳實施例進行詳細說明，但所屬 =的夠以多種變化及相似的實施例來實施本 5盾H〜發，申請專利範圍並^限於此，當然， 所屬領域的技術人員，刺田
的概念，實施的多種變=了明7】專利範圍中所定義 範圍的範4。 W及改良，也屬於本㈣f請專利 200813438 【圖式簡單說明】 第一圖A是本發明一實施例的探針基板的俯視圖。 第一圖B是第一圖A沿著Ib-Ib剖線之探針基板的剖 視圖。 5 第二圖A是本發明一實施例之探針基板的製造方法 中，完成第一步驟後所得之探針基板的俯視圖。 第二圖B是第二圖A沿著nb-nb剖線之探針基板的剖 視圖。 第三圖是第二圖B進行下一步驟後，所得之探針基板 10 的剖視圖。 第四圖A疋第二圖進行下一步驟後，所得之探針基板 的俯視圖。 第四圖B是第四圖A沿著剖線之探針基板的 剖視圖。 Μ 第五圖是第四® B進行下-步碰，所得之探針基板 的剖視圖。 第六圖Α是第五圖進行下―步驟後’所得之探針基板 的俯視圖。 第六圖B是第六圖A沿著VIb_VIb剖線之探針基 20 剖視圖。 第七圖至第十-圖依序為第六圖B進行後續步驟後， 所付之探針基板的剖視圖。 第十二圖A是第十-圖進行下一步驟後，所得之 基板的俯視圖。 + 20 200813438 第十二圖B是第十二圖A沿著Xllb-XIIb剖線之探針 基板的剖視圖。 第十三圖A是第十二圖A進行下一步驟後，所得之探 針基板的俯視圖。 、第十三圖B是第十三圖A沿著XHIb-XIIIb剖線 基板的剖視圖。 之缺 第十四圖至第十八圖依序為第十三圖B進行後續并^ 後，所传之探針基板的剖視圖。 10 15
20 【主要元件符號說明】 1第一光阻圖案 3弟二光阻圖案 5第五光阻圖案 100支撐基板 102辅助微細溝道 106側壁 111溝道氧化膜 120絕緣膜 135金屬犧牲膜 150橫桿 170電路部 182焊墊 200探針 B鄰接部 2第二光阻圖案 4第四光阻圖案 101微細溝道 103貫通孔 110熱氧化膜 112辅助溝道氧化祺 130連接部件 140種子層 160接觸體 181阻痒層 183焊球 A彎曲空間 C空間 21