TW201534925A - 微機電系統（ｍｅｍｓ）為主之探針 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種用於探測一半導體晶圓上之一半導體裝置之探針總成。該探針總成包含各具有一平面片材結構且界定其之一片材尖端之一平面片材堆疊體。該等平面片材經對準及堆疊以形成一層疊結構，其中該等片材尖端經堆疊以形成一探測尖端陣列。一介電質層佈置於相鄰平面片材之間以提供機械間隔及其間之電隔離。

Description

微機電系統(MEMS)為主之探針

本發明大體上係關於半導體測試設備。更特定言之，本發明係關於包含形成用於探測一半導體裝置之一層疊結構之一平面片材堆疊體之一探測卡。

用於探測一半導體晶圓上之一半導體裝置之現存探測卡包含形成一導電元件(例如一探針)之用於接觸該半導體裝置之圓形探測導線。當一探針探測一接合墊時，其洗滌該接合墊之表面以改良該探針之一探測尖端與該接合墊之間之接觸。

本發明之實施例大體上係關於一探針總成。該探針總成包含經堆疊以形成一層疊結構之平面片材。該探針總成可用於測量半導體裝置(諸如但不限於一半導體晶圓上之電子裝置)中之電信號。該探針總成可(例如)係一探測卡或一探測卡之一部分。

本發明提供包含一平面片材堆疊體之探針總成。該等平面片材各具有一平面片材結構且界定其之一片材尖端。該等平面片材經對準及堆疊以形成其中該等片材尖端經堆疊以形成一探測尖端陣列之一層疊結構。在一些實施例中，一介電質層可佈置於各自相鄰平面片材之間以提供機械間隔及各自相鄰平面片材之間之電隔離。

本文所描述之探針總成可由(例如)一微機電系統(MEMS)程序形成。可經由一光成像程序來調整探針總成之一平面片材之一形狀或圖案以最佳化探針總成之效能。此可以一種具有成本效益之方式來提供生產探針總成之優異幾何靈活性。

隨著半導體裝置之尺寸持續減小，生產之諸多態樣變得更加困難。相較於當接合墊之尺寸縮小至(例如)低於大約50微米之一範圍時具有用於探測一半導體裝置上之該接合墊之一圓形探測導線之習知探測卡，本文所描述之實施例提供可具有改良之效能之探測卡。

在一實施例中，一平面片材包含一平面框。該平面框包含在各自接合點處彼此連接之連桿。一彈性元件沿該平面框之一對角方向延伸且連接該等接合點之一上接合點及一下接合點。一片材尖端經界定處於不同於該上及下接合點之該平面框之接合點之一者處。平面框具有相對端且片材尖端位於該等相對端之一者處。一平面支撐件連接至平面框之另一相對端。

在另一實施例中，一平面片材包含一平面框及一彈性元件。該彈性元件可(例如)係經由一懸臂部件而從該平面框經懸臂支撐之一環狀結構。一片材尖端位於懸臂部件與彈性元件之接合點處。彈性元件可藉由調整其之一幾何形狀而展現一特定勁度(stiffness)以控制(例如)片材尖端可加在一晶圓墊上之一接觸壓力。應瞭解，調整彈性元件之幾何形狀可包含改變該材料之厚度，環狀結構之尺寸，改變懸臂部件或類似者之尺寸。

在另一實施例中，其提供一種用於探測一半導體晶圓上之一接合墊之探針總成。根據上述實施例之平面片材經堆疊以形成一層疊結構。一介電質層佈置於各自相鄰之平面片材之間以提供機械間隔及各自相鄰平面片材之間之電隔離。第一及第二端板可夾置平面片材。至少一安裝管可延伸通過平面片材之對準開口以對準及支撐該等平面片 材。對準開口可包含一或多個剛性及一或多個靈活特徵以提供探針總成之一動態基座。在一些實施例中，該等對準開口包含一或多個接觸表面。

在另一實施例中，產生一探針總成之一方法包含：經由一光成像程序形成用於平面片材之一經成像之圖案，經由該經成像之圖案形成平面片材，提供平面片材之一表面上之至少一介電質層以提供機械間隔及相鄰導電平面片材之間之電隔離，對準且封裝平面片材以形成一層疊結構，經由端板而夾置該層疊結構，按壓端板以擠壓介電質層，且膨脹安裝管以微對準且緊固平面片材以提供一機械間隔及各自相鄰平面片材之間之一電隔離。

在另一實施例中，其揭示一平面片材。該平面片材包含一平面框；一懸臂部件，其具有第一及第二端，該第二端從該平面框延伸；一彈性元件，其具有第一及第二端且在該第一端處連接至該懸臂部件且在該第二端處連接至該平面框；及一片材尖端，其經界定位於懸臂部件之第一端與彈性元件之第一端之連接處。

在一實施例中，其揭示一探針之一導電平面片材。該平面片材包含一平面框，其包含：在各自接合點處彼此連接之連桿；連接至平面框之一彈性元件；及連接至平面框之一片材尖端。該平面框包含相對端，位於該等相對端之一者處之片材尖端及經結構設計以修改片材尖端之一接觸壓力之彈性元件。

在一實施例中，形成平面框之連桿之一者包含一懸臂部件。在此一實施例中，該懸臂部件可連接至彈性元件。

在一實施例中，彈性元件經結構設計以具有修改性，使得片材尖端之一接觸壓力基於彈性元件之一設計而具有可變性。

6a1‧‧‧相鄰接觸件

6b1‧‧‧相鄰接觸件

6c1‧‧‧相鄰接觸件

20‧‧‧平面片材

21‧‧‧連桿

22‧‧‧連桿

23‧‧‧連桿

24‧‧‧連桿

25‧‧‧彈性元件

25'‧‧‧開口

26‧‧‧片材尖端

30‧‧‧平面片材

50‧‧‧探針

60‧‧‧探針總成

100‧‧‧探測卡

110‧‧‧探針

110a‧‧‧探針

110b‧‧‧探針

110c‧‧‧探針

110d‧‧‧探針

112‧‧‧探測尖端

112a‧‧‧探測尖端

112b‧‧‧探測尖端

112c‧‧‧探測尖端

112d‧‧‧探測尖端

114‧‧‧接觸件

120‧‧‧探測塊

122‧‧‧中心開口

130‧‧‧電路卡

140‧‧‧探測卡介面

141‧‧‧連接導線

144‧‧‧導線導向件

160a‧‧‧對準管

160b‧‧‧對準管

210‧‧‧平面框

212‧‧‧上接合點

214‧‧‧接合點

220‧‧‧平面支撐件

223‧‧‧接合點

234‧‧‧下接合點

240‧‧‧對準開口

250‧‧‧接觸件

301‧‧‧第一側

302‧‧‧第二側

310‧‧‧平面框

320‧‧‧平面支撐件

325‧‧‧彈性元件

326‧‧‧片材尖端

330‧‧‧薄介電質層

340‧‧‧對準開口

350‧‧‧可壓碎介電質層

510‧‧‧平面片材

512‧‧‧探測尖端陣列

514‧‧‧接觸件

520‧‧‧安裝管

522‧‧‧安裝開口

530‧‧‧端板

532‧‧‧探測防護罩

610‧‧‧平面片材

612‧‧‧探測尖端陣列

614‧‧‧接觸件

614a-614d‧‧‧接觸件群組

615‧‧‧彈性元件

620‧‧‧安裝管

630‧‧‧端板

632‧‧‧探測防護罩

634‧‧‧開口

800‧‧‧探針總成

801‧‧‧平面片材

802‧‧‧介電質層

803‧‧‧平面框

803a‧‧‧連桿

803b‧‧‧連桿

803c‧‧‧連桿

803d‧‧‧連桿

804‧‧‧對準開口

804a‧‧‧表面

804b‧‧‧表面

805‧‧‧平面支撐件

806‧‧‧對準開口

806a-806c‧‧‧表面

808‧‧‧彈性元件

808a‧‧‧部分

808b‧‧‧部分

809‧‧‧懸臂部件

810‧‧‧片材尖端

812‧‧‧空間

814‧‧‧部分

902‧‧‧探測尖端樣板

A‧‧‧空間

a1‧‧‧箭頭

a2‧‧‧箭頭

B‧‧‧空間

d1‧‧‧偏移

d2‧‧‧偏移

R‧‧‧方向

α‧‧‧角度

參考形成此發明之一部分且繪示其中可實踐本說明書中描述之 系統及方法之實施例之附圖。

圖1繪示根據一實施例之具有包含平面片材之一探針總成之一探測卡之一截面透視圖。

圖2繪示根據一實施例之一平面片材之一側視透視圖。

圖3繪示根據一實施例之一平面片材之一右側視透視圖。

圖4繪示圖3之平面片材之一左側視透視圖。

圖5繪示根據一實施例之一探針總成之一側視透視圖。

圖6A繪示根據另一實施例之一探針總成之一側視透視圖。

圖6B繪示圖6A之探針總成之一放大部分圖式。

圖6C繪示圖6A之探針總成之一側視分解圖。

圖7繪示根據另一實施例之具有包含平面片材之一探針總成之一探測卡之一截面透視圖。

圖8繪示根據一實施例之圖7之探針總成之一組裝透視圖。

圖9A繪示根據一實施例之圖7之探測卡之一側視透視圖。

圖9B繪示圖9A之探測卡之圖式之一放大部分。

相同參考元件符號代表全文之相同部分。

本文所描述之實施例大體上係關於一探針總成。該探針總成包含經堆疊以形成一層疊結構之平面片材。該探針總成可用於測量半導體裝置(例如一半導體晶圓上之電子裝置)中之電信號。該探針總成可係(例如)一探測卡，或一探測卡之一部分。

本發明提供包含一平面片材堆疊體之探針總成。平面片材各具有一平面片材結構且界定其之一片材尖端。平面片材經對準及堆疊以形成一層疊結構。在一些實施例中，一介電質層可佈置於各自相鄰平面片材之間以提供機械間隔及相鄰平面片材之間之電隔離。

本文所描述之探針總成可由(例如)一微機電系統(MEMS)程序形 成。可經由一光成像程序來調整探針總成之一平面片材之一形狀或圖案以最佳化探針總成之效能。此可以一種具有成本效益之方式來提供生產探針總成之優異幾何靈活性。

在一實施例中，平面片材可包含一平面框，其包含：在各自接合點處彼此連接之連桿；連接至平面框之一彈性元件；及連接至平面框之一片材尖端。該平面框包含相對端，位於該等相對端之一者處之片材尖端。

圖1繪示根據一實施例之一探測卡100。探測卡100包含一探測塊120，及安裝至探測塊120之探針110a，110b。探針110a，110b包含經(例如)並排配置之各自探測尖端112a，112b。可藉由經由各自對準管160a，160b而對準及堆疊平面片材以形成探針110a，110b從而形成一層疊結構，且藉由經由端板(諸如(例如)圖5中所展示之端板530)而夾置該層疊結構。在一實施例中，探針110a，110b可各係圖5中展示且在下文中另外詳細討論之一探針50。應瞭解，其他數目之探針可安裝至探測塊120。

探測塊120具有一中心開口122且探針110a，110b之探測尖端112a，112b延伸超出中心開口122以(例如)與一半導體晶圓上之一接合墊有一實體接觸。探針110a，110b各包含電連接至各自探測尖端112a，112b之接觸件114。接觸件114可係(例如)信號接觸件。

探測卡100包含連接至探測塊120且經結構設計以將探針110a，110b連接至一探測卡介面140之一電路卡130。探測卡介面140包含由一導線導向件144支撐之連接導線141。連接導線141之一端處經由電路卡130而電連接至探針110a，110b之接觸件114，而另一端處則連接至一偵測裝置(圖中未顯示)。在一些實施例中，連接導線141可直接連接至探針110a，110b。

圖2繪示根據一實施例之一平面片材20。平面片材20具有沿一X- Y平面延伸之一平面片材結構。在一些實施例中，平面片材20在X-Y平面中可具有數毫米乘以數毫米之尺寸，及大約0.005毫米至大約0.05毫米之一厚度。在一實施例中，平面片材20在X-Y平面中可具有大約7.8mm之一長度及大約3.7mm之一寬度，及大約0.012mm至大約0.02mm或小於大約0.012mm之一厚度。

在一實施例中，平面片材20可包含一平面框210，其包含：在接合點處彼此連接之連桿21、22、23及24；連接至平面框210之一彈性元件25；及連接至平面框210之一片材尖端26。平面框210包含相對端，片材尖端26係位於該等相對端之一者處。

平面片材20包含平面框210及彼此連接之一平面支撐件220。

平面框210係由連接連桿21、22、23及24形成。連桿21、22、23及24可係(例如)平面連桿，且平面框210可藉由連接諸平面連桿而形成一四連桿機構。平面框210之連桿21、22、23及24界定一開口25’。彈性元件25跨開口25’而沿平面框210之一對角方向延伸且連接一上接合點212(連接連桿21及22)及一下接合點234(連接連桿23及24)。彈性元件25可係(例如)一彈簧元件。片材尖端26經界定位於連接連桿21及24之一接合點214處且沿一X軸延伸。在圖2所展示之實施例中，片材尖端26位於不連接至彈性元件25之接合點214處。應瞭解，片材尖端26可位於連接至一彈性元件之一接合點處。彈性元件25可藉由調整其之一幾何形狀而展現一特定勁度以控制(例如)片材尖端26可加至一晶圓墊上之一接觸壓力。

平面支撐件220沿Y軸之一方向延伸且在鄰近連接連桿22及23之一接合點223處連接至平面框210之連桿23。接合點223及214沿平面框210之一對角方向經配置。在一些實施例中，連桿22經對角而朝向片材尖端26且相對於Y軸而形成一角度α。

對準開口240經界定位於連桿23上且沿X軸而經配置。一接觸件 250連接至平面支撐件220且沿(例如)相對於沿X軸之探測尖端26之方向之一方向延伸。接觸件250可係(例如)一信號接觸件。應瞭解，對準開口240可位於平面支撐件220上。在一些實施例中，對準開口240可沿Y軸或其他方向而經對準。對準開口240可係(例如)貫穿孔。

平面片材20可由一導電材料製成，例如一金屬片材。該金屬片材可係(例如)一鈹銅或鎢片材。應瞭解，只要接觸件250及探測尖端26經電連接，平面片材20之一部分可係非導電的。

在一些實施例中，平面片材20可由一微機電系統(MEMS)程序形成而作為一單一單元。該MEMS程序可經由一光成像程序而形成用於一平面片材(諸如(例如)平面片材20)之一經成像之圖案之一幾何形狀。光成像程序在技術中係已知的且可提供具有高程度重複性之大規模生產。可藉由調整經成像之圖案之幾何形狀而最佳化一平面片材之效能。吾人已知使用微影來產生小尺寸(例如，微米至毫米)結構之一MEMS程序。

圖3及圖4繪示根據另一實施例之一平面片材30。平面片材30具有沿一X-Y平面延伸之一平面片材結構且包含一第一側301及一第二相對側302。平面片材30可由一導電材料製成，例如一鈹銅或鎢片材。在一些實施例中，平面片材30可由上文討論之一MEMS程序形成。平面片材30包含一平面框310及彼此連接之一平面支撐件320。平面框310包含一彈性元件325及一片材尖端326。

在一些實施例中，一薄介電質層330佈置於平面片材30之側301上以提供一電隔離。薄介電質層330可具有(例如)大約10微米至大約30微米之一厚度。對準開口340經界定位於平面支撐件320上且沿Y軸經配置。如圖3中所展示，薄介電質層330佈置於框310之大部分上且圍繞平面支撐件320上之對準開口340間隔。

在一些實施例中，一可壓碎介電質層350沿對準開口340之一周 邊而佈置於側302上以提供間隔及電隔離。可壓碎介電質層350之厚度可比薄介電質層330之厚度更厚。可壓碎介電質層350可沿其之一厚度方向而經擠壓。在一些實施例中，可壓碎介電質層350可經擠壓以從一第一厚度減少至一第二厚度。

在一些實施例中，薄介電質層330及可壓碎介電質層350可藉由一MEMS程序而直接經圖案化於側301及302上。應瞭解，薄介電質層330及可壓碎介電質層350可以類似於形成於平面片材30上之一方式而各自形成於平面片材20之相對端上。應瞭解，薄介電質層330及可壓碎介電質層350可係當兩個或兩個以上平面片材沿垂直於X-Y平面之一Z軸經堆疊時而藉由相鄰平面片材經夾置之分離層。

圖5繪示包含平面片材510之一堆疊體之一探針總成50。可(例如)藉由沿垂直於一X-Y平面之一Z軸堆疊兩個或兩個以上平面片材(諸如(例如)圖2至圖4之平面片材20或30)而形成平面片材510之堆疊體。藉由將安裝管520沿Z軸延伸通過平面片材510之各自對準開口(諸如(例如)圖2至圖4中所展示之對準開口240及340)而對準平面片材510。藉由一介電質層(諸如(例如)圖3至圖4中所展示之薄介電質層330及/或可壓碎介電質層350)而分離及電隔離各自相鄰平面片材510。

平面片材510可各包含如圖2至圖4中所展示之片材尖端26及326之一片材尖端。當平面片材510經對準及堆疊以形成一層疊結構時，平面片材510之片材尖端經堆疊以形成一探測尖端陣列512之一層疊結構。

由平面片材510之相對側處之端板530來夾置及容納平面片材510之堆疊體。端板530沿X-Y平面延伸且可具有(例如)大約0.5mm至大約1mm之一厚度。端板530各具有對應於平面片材510之對準開口之各自安裝開口522。安裝管520延伸通過安裝開口522及平面片材510之對準開口以對準且安裝具有端板530之平面片材510。端板530可由可為探 針總成50提供橫向勁度且可防止平面片材510之實際損害之一剛性材料製成。

在一些實施例中，端板530包含夾置平面片材510之探測尖端陣列512之探測防護罩532。探測尖端陣列512可沿X軸之一方向延伸超出探測防護罩532大約100微米之一距離d。在一些實施例中，距離d可係(例如)大約50微米至大約200微米，且在一些情況中超過200微米。當探測尖端陣列512接觸諸如(例如)一半導體晶圓上之一接合墊之一物體時，可偏轉探測尖端陣列512。當探測尖端陣列512偏轉距離d時，探測保護罩532可靜置在該物體上且保護探測尖端陣列512不過度偏轉。依此方式，當過度驅使探測尖端陣列512時，可透過端板530及安裝管520而解決探測尖端陣列512上之額外偏轉裝載，使得可保護探測尖端陣列512。

在一些實施例中，平面片材510之接觸件514延伸超出端板530。接觸件514經如圖5中所展示之交錯及扇形展開而連接至一電路卡，諸如(例如)圖1之電路卡130。接觸件514可由電路卡130或藉由在其間增加一絕緣套筒而彼此分離。

在探針總成50之組裝期間，一壓力(由箭頭a1及a2展示)可在沿Z軸之相對方向處施加至端板530。該壓力可擠壓諸如(例如)相鄰平面片材510之間之可壓碎介電質層350之一介電質層以獲取一預期厚度。如圖3及圖4所展示，各自相鄰平面片材之第一側301及第二側302可面對彼此且經擠壓以彼此連接。在一些實施例中，各自相鄰平面片材之可壓碎介電質層350及薄介電質層330可不彼此重疊。組裝之後，可壓碎介電質層350可比薄介電質層330更厚，使得平面片材510之堆疊體之整體厚度由可壓碎介電質層350之厚度來決定。可壓碎介電質層350可提供機械間隔及各自相鄰平面片材510之間之電隔離。薄介電質層330可防止各自相鄰平面片材510之間之可能之實體接觸。同時，可提 供相鄰平面片材之間之一間隙以允許平面片材510之各者獨立繞曲。

安裝管520係可膨脹的。在一實施例中，安裝管520可由一非導電性材料製成，諸如(例如)玻璃或其他可膨脹材料。延伸通過平面片材510之對準開口之安裝管520之一或多者可經膨脹以進一步對準平面片材510，使得可維持各自相鄰平面片材510之間之間隔。在一些實施例中，可由(例如)安置於安裝管520之中心之一電阻導線加熱安裝管520。接著，可施加一氣壓以膨脹安裝管520。冷卻安裝管520之後，可在安裝管520上固定及緊固平面片材510。

諸如(例如)相鄰平面片材之間之可壓碎介電質層350及/或薄介電質層330之一介電質層可由具有遠低於安裝管520之拉伸屈服值之一擠壓屈服值之一介電材料製成。此允許安裝管520之材料之一可能熱膨脹主導一熱失誤。在一些實施例中，安裝管520之材料可具有比介電層之介電材料之膨脹係數更低之一膨脹係數。

在一些實施例中，由一探針總成(諸如(例如)探針總成50)探測之一晶圓可具有(例如)大約百萬分之4(PPM)/℃之一膨脹係數。當探針總成50位於該晶圓之上時，探針總成50可處於一較低溫度，例如比晶圓溫度更低之大約50℃。探針總成50可具有比晶圓之膨脹係數略大之一膨脹係數。探針總成50之膨脹係數可係(例如)大約6PPM/℃。探針總成50之較高之膨脹係數可補償其之較低之溫度以產生可匹配該晶圓之探針總成之一總膨脹。

圖6A至圖6C繪示根據另一實施例之一探針總成60。探針總成60包含平面片材610之一堆疊體，由端板630在平面片材610之相對端處夾置及容納平面片材610之一堆疊體以形成一層疊結構。安裝管620延伸通過端板630與平面片材610之各自對準開口以對準及緊固端板630及平面片材610。端板630各具有一開口634，可通過該開口634觀察平面片材610之一部分，例如經對準為一層疊結構之彈性元件615。開口 634可係允許彈性元件615之可視檢測之一接入孔。在一些實施例中，當平面片材610之一者太剛勁(stiff)或不在其之位置上時，各自之彈性元件可經處理以調整平面片材之形狀或位置。

端板630包含夾置平面片材610之堆疊體之一探測尖端陣列612以防止其經過度驅使之探測防護罩632。探測尖端陣列612可延伸超出探測防護罩632之一邊緣(例如)大約100微米之一距離。

平面片材610包含接觸件614，其經交錯及扇形展開而作為群組614a-614d，如圖6C中所展示。各自相鄰接觸件(諸如(例如)a1、b1及c1)經定位具有一偏移d1或d2。依此方式，接觸件614可經各自對準且組群為群組614a-614d。

圖7繪示根據另一實施例之具有包含平面片材之一探針總成之一探測卡100之一截面透視圖。圖7之態樣可相同於或類似於圖1至圖6之態樣。為本說明書之簡潔起見，之前已描述過之態樣將不會另外詳細描述。

探測卡100包含一探測塊120及堆疊於探測塊120上之探針110c，110d。探針110c，110d包含經(例如)並排配置之各自探測尖端112c，112d。可藉由經由各自對準管160a，160b而對準及堆疊平面片材探針110c，110d以形成探針110c，110d，從而形成一層疊結構。在一實施例中，可經由端板而夾置該層疊結構。在一實施例中，探針110c，110d可各係圖8中所展示且在下文中額外詳細討論之一探針總成800。應瞭解，其他數目之探針可安裝至探測塊120。在一實施例中，探測卡100可包含一或多個額外特徵，諸如但不限於一電路卡(例如，圖1中所展示之電路卡130)、一探測卡介面(例如，如圖1中所展示之包含連接導線141及導線導向件144之探測卡介面140)或類似者。

圖8繪示根據一實施例之圖7之探針總成800之一組裝透視圖。探針總成800包含複數個平面片材801。平面片材801具有沿一X-Y平面 延伸之一平面片材結構。在一些實施例中，平面片材801具有與平面片材20(圖2)相同或類似之尺寸。

在一實施例中，平面片材801可包含一平面框803，其包含：在結合處彼此連接之連桿803a、803b、803c、803d；連接至平面框之一彈性元件808；及連接至平面框之一片材尖端810。平面框803包含相對端，片材尖端810係位於該等相對端之一者處。平面片材801包含一平面框803及彼此連接之一平面支撐件805。藉由連接連桿803a、803b、803c及803d而形成平面框803。連桿803a、803b、803c及803d可係(例如)平面連桿，且平面框803可藉由連接該等平面連桿而形成一四連桿機構。在一實施例中，一懸臂部件809係連桿803c或803d之一者之部分。在一實施例中，懸臂部件809可連接至平面支撐件805之一部分。在一實施例中，參考從平面支撐件805之延伸部分，懸臂部件809具有比平面框803相對更長之一長度。連桿803c包含維持於連桿803c之懸臂部件809與連接至其他連桿(例如，803b及803d)之連桿803c之部分之間之一空間A，其中空間A基於懸臂部件809及彈性元件808之一預期勁度而經結構設計。

平面片材801包含彈性元件808及一片材尖端810。彈性元件808可係(例如)一彈簧。彈性元件808可包含一部分808a及一部分808b。一空間813可安置於部分808a與部分808b之間，其中部分808b經安置相對更靠近平面框803而非部分808a。在一實施例中，彈性元件808可係經由懸臂部件809而從平面框803經懸臂支撐之一環狀結構。在一實施例中，可使用有限元素分析來最佳化彈性元件之一構形。片材尖端810位於懸臂部件809及彈性元件808之接合點處。彈性元件808可藉由調整其之一幾何形狀而展現一特定勁度以控制(例如)片材尖端810可加在一晶圓墊上之一接觸壓力。懸臂部件809與彈性元件808之接合點處之一部分814可比彈性元件808及/或懸臂部件809更大。例如，在所 繪示之實施例中，大約，部分814具有比在彈性元件808及懸臂部件809與部分814之接合點處之平面區域更大之一平面區域。此可經修改(例如)以改變片材尖端810可加在一晶圓墊上之接觸壓力。應瞭解，調整彈性元件808之幾何形狀可包含改變該材料之厚度、環狀結構之尺寸；改變懸臂部件809或類似者之尺寸。一空間812可維持於彈性元件808與平面框803之間，使得彈性元件808回應於一施加力而變得可偏轉。可基於彈性元件808之部分808b之幾何形狀而選擇空間812之構形。例如，空間812可經選擇使得當一力施加至片材尖端810且彈性元件808沿一方向R偏轉時，彈性元件808之部分808b不與平面框803接觸。在另一實施例中，空間812可經選擇使得當一力施加至片材尖端810且彈性元件808沿方向R偏轉時，彈性元件808之部分808b與平面框803接觸，且平面框803用於限制彈性元件808之移動。彈性元件808之部分808a與部分808b之間之一空間B可基於彈性元件808之一預期勁度而經結構設計。

平面片材801由一導電材料製成，例如一金屬片材。該金屬片材可係(例如)一鈹銅或鎢片材。應瞭解，只要接觸件114與片材尖端810電連接，平面片材801之一部分即可係非導電性的。

在一些實施例中，平面片材801可由一微機電系統(MEMS)程序形成而作為一單一單元。該MEMS程序可經由一光成像程序而形成用於一平面片材(諸如(例如)平面片材801)之一經成像之圖案之一幾何形狀。光成像程序在技術中係已知的且可提供具有高程度重複性之大規模生產。可藉由調整經成像之圖案之幾何形狀而最佳化一平面片材之效能。吾人已知使用微影來產生小尺寸(例如，微米至毫米)結構之一MEMS程序。

探針總成800包含平面片材801及一介電質層802之一交替資訊。在一實施例中，介電質層802可相同於或類似於可壓碎介電質層 350(圖3)及/或薄介電質層330(圖3)。介電質層802可沿著其之一厚度方向而經擠壓。在一些實施例中，介電質層802可經擠壓以從一第一厚度減少至一第二厚度。一般而言，介電質層802可提供間隔及平面片材801之間之電隔離。

平面片材801包含經結構設計以接收對準管160a或160b之對準開口804及806。對準開口804及806大體上係環形的。對準開口804包含接觸表面804a，804b且對準開口806包含接觸表面806a-806c。接觸表面804a-804b及806a-806c經結構設計以提供用於對準管160a/160b之一接觸表面。接觸表面804a-804b及806a-806c在探測卡120(圖7)中及/或測試期間安裝時約束平面片材801以防止探針總成800之不需要的移動。接觸表面804a-804b及806a-806c提供用於探針總成800之一動態基座。

圖9A繪示根據一實施例之圖7之探測卡120之一側視透視圖。圖9B繪示圖9A之探測卡之圖式之一放大部分。探測卡120包含探針110及探測尖端112。所繪示之實施例亦包含一探測尖端樣板902。探測尖端樣板902可將探測尖端112維持在一預期位置。在一實施例中，此可(例如)將探測尖端維持在相對於測試下之一裝置之一預期位置。探測尖端樣板可係(例如)一非導電層，其選擇性地經結構設計以承受半導體測試之熱條件。在一實施例中，探測尖端樣板902係聚醯亞胺膜。

態樣：

應瞭解，態樣1-5之任何者可與態樣6-8、9-13、14-15、16或17之任何者組合。態樣6-8之任何者可與態樣9-13、14-15、16或17之任何者組合。態樣9-13之任何者可與態樣14-15、16或17之任何者組合。態樣4-15之任何者可與態樣16或17之任何者組合。態樣16可與態樣17組合。

態樣1.一種平面片材，其包括： 一平面框，其包含在各自接合點處彼此連接之連桿；一彈性元件，其沿該平面框之一對角方向延伸且連接該等接合點之一上接合點及一下接合點；一片材尖端，其經界定位於平面框之不同於該上接合點及該下接合點之接合點之一者處，該平面框具有相對端且該片材尖端位於該等相對端之一者處；及一平面支撐件，其連接至該平面框之另一相對端。

態樣2.根據態樣1之平面片材，其進一步包括電連接至該片材尖端之一或多個接觸件。

態樣3.根據態樣1-2之任何者之平面片材，其在該平面框及/或該平面支撐件上進一步包括至少一對準開口。

態樣4.根據態樣1-3之任何者之平面片材，其中該平面支撐件連接至該平面框之各自與片材尖端所處之接合點成對角線放置之接合點。

態樣5.根據態樣1-4之任何者之平面片材，其中該平面片材由一導電材料製成。

態樣6.一種用於探測一半導體晶圓上之一接合墊之探針總成，其包括：根據態樣3之複數個平面片材，其經堆疊以形成一層疊結構，該等片材尖端經堆疊以形成一探測尖端陣列；一介電質層，其佈置於各自相鄰平面片材之間以提供其間之電隔離；第一及第二端板，其經結構設計以夾置複數個平面片材；及至少一安裝管，其延伸通過該等平面片材之各自對準開口以對準該等平面片材。

態樣7.根據態樣5之探針總成，其中該等第一及第二端板各包含經結構設計以夾置該等平面片材之探測尖端陣列之一探測防護罩，該 探測尖端陣列延伸超出該等探測防護罩，且該等探測防護罩經結構設計以當過度驅使該探測尖端陣列時保護該探測尖端陣列。

態樣8.根據態樣5之一種產生探針總成之方法，其包括：經由一光成像程序形成用於該等平面片材之一經成像之圖案；經由該經成像之圖案形成該等平面片材；提供該等平面片材之一表面上之介電質層以提供相鄰導電平面片材之間之電隔離；對準且封裝該等平面片材以形成層疊結構；經由該等端板夾置該層疊結構；按壓該等端板以擠壓該介電質層；且膨脹安裝管以進一步對準且緊固該等平面片材以提供一機械間隔及該等各自相鄰平面片材之間之一電隔離。

態樣9.一種平面片材，其包括：一平面框；一懸臂部件，其具有第一及第二端，該第二端從該平面框延伸；一彈性元件，其具有第一及第二端且在該第一端處連接至該懸臂部件及在該第二端處連接至該平面框；及一片材尖端，其經界定位於在該懸臂部件之該第一端與該彈性元件之該第一端之連接處。

態樣10.根據態樣9之平面片材，其進一步包括電連接至該片材尖端之一或多個接觸件。

態樣11.根據態樣9-10之任何者之平面片材，其在該平面框中進一步包括至少一對準開口。

態樣12.根據態樣9-11之任何者之平面片材，其中該彈性元件具有一環狀構形。

態樣13.根據態樣9-12之任何者之平面片材，其中該平面片材由一導電材料製成。

態樣14.一種用於探測一半導體晶圓上之一接觸墊之探針總成，其包括：根據態樣9之複數個平面片材，其經堆疊以形成一層疊結構，經堆疊以形成一探測尖端陣列之片材尖端；一介電質層，其佈置與各自相鄰平面片材之間以提供其間之電隔離；第一端板及第二端板，其經結構設計以夾置複數個平面片材；及至少一安裝管，其延伸通過該等平面片材之各自對準開口以對準該等平面片材。

態樣15.根據態樣13之探針總成，其進一步包括：一探測尖端樣板，其經結構設計以維持該等探測尖端之一對準。

態樣16.根據態樣13之一種產生探針總成之方法，其包括：經由一光成像程序形成用於該等平面片材之一經成像之圖案；經由該經成像之圖案形成該等平面片材；提供該等平面片材之一表面上之介電質層以提供相鄰導電平面片材之間之電隔離；對準且封裝該等平面片材以形成層疊結構；經由該等端板夾置該層疊結構；按壓該等端板以擠壓該介電質層；且膨脹安裝管以進一步對準且緊固該等平面片材以提供一機械間隔及該等各自相鄰平面片材之間之一電隔離。

態樣17.一種平面片材，其包括： 一平面框，其包含在各自接合點處彼此連接之連桿；一彈性元件，其連接至該平面框；及一片材尖端，其連接至該平面框，該平面框具有相對端且該片材尖端位於該等相對端之一者處。

本申請案所揭示之實例在所有態樣中被視為繪示性的且非限制性的。由隨附申請專利範圍而非上述描述指示本發明之範疇；且本文意欲包含符合技術方案之等效物之意義及範圍之所有變化。

本說明書中使用之術語意欲描述特定實施例且不意欲限制。除非另有清楚地指出，術語「一」及「該」亦包含複數形式。術語「包括」使用於本說明書中時指定所陳述之特徵、整數、步驟、操作、元件、及/或組件之存在，但不排除一或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、及/或組件之增加或存在。

考慮到先前之描述，應瞭解，可在不違背本發明之範疇之情況下對部分之細節(尤其係在所採用之建構材料之方面)及形狀、尺寸及配置作出改變。所描述之說明書及實施例僅供例示，其中由隨後之申請專利範圍指出本發明之真實範疇及精神。

100‧‧‧探測卡

110a‧‧‧探針

110b‧‧‧探針

112a‧‧‧探測尖端

112b‧‧‧探測尖端

114‧‧‧接觸件

120‧‧‧探測塊

122‧‧‧中心開口

130‧‧‧電路卡

140‧‧‧探測卡介面

141‧‧‧連接導線

144‧‧‧導線導向件

160a‧‧‧對準管

160b‧‧‧對準管

Claims (12)

1. 一種用於一探針之導電平面片材，其包括：一平面框，其包含在各自接合點處彼此連接之連桿；一彈性元件，其連接至該平面框；及一片材尖端，其連接至該平面框，該平面框具有相對端且該片材尖端係位於該等相對端之一者處，且該彈性元件係經結構設計以修改該片材尖端之一接觸壓力。
2. 根據請求項1之導電平面片材，其進一步包括：一平面支撐件，其連接至該平面框之該等相對端之另一者處，該彈性元件沿該平面框之一對角方向延伸且連接該等接合點之一上接合點及一下接合點，該片材尖端係經界定位於該平面框之不同於該上接合點及下接合點之該等接合點之一者處。
3. 根據請求項1之導電平面片材，其進一步包括電連接至該片材尖端之一或多個接觸件。
4. 根據請求項1之導電平面片材，其進一步包括該平面框及/或該平面支撐件上之至少一對準開口。
5. 根據請求項1之導電平面片材，其中該平面支撐件連接至該平面框之與該片材尖端所處之該接合點成對角線放置之該各自接合點。
6. 根據請求項1之導電平面片材，其中：該等連桿之一者包含具有第一及第二端之一懸臂部件，該第二端從該平面框延伸；該彈性元件包含第一及第二端，該彈性元件在該第一端處係 連接至該懸臂部件且在該第二端處連接至該平面框；且該片材尖端係在該懸臂部件之該第一端與該彈性元件之該第一端之一連接處。
7. 根據請求項6之導電平面片材，其中該彈性元件具有一環狀構形。
8. 一種用於探測一半導體晶圓上之一接觸墊之探針總成，其包括：複數個根據請求項1之導電平面片材，其經堆疊以形成一層疊結構，該等片材尖端係經堆疊以形成一探測尖端陣列；一介電質層，其佈置於該等各自相鄰導電平面片材之間以提供其間之電隔離；第一及第二端板，其經結構設計以夾置該複數個平面片材；及至少一安裝管，其延伸通過該等導電平面片材之各自對準開口以對準該等平面片材。
9. 根據請求項8之探針總成，其中該第一及第二端板各包含經結構設計以夾置該等平面片材之該探測尖端陣列之一探測防護罩，該探測尖端陣列延伸超出該等探測防護罩，且該等探測防護罩經結構設計以當過度驅使該探測尖端陣列時保護該探測尖端陣列。
10. 根據請求項9之探針總成，其進一步包括：一探測尖端樣板，其經結構設計以維持該等探測尖端之一對準。
11. 一種產生根據請求項8之探針總成之方法，其包括：經由一光成像程序形成用於該等平面片材之一經成像之圖案； 經由該經成像之圖案形成該等導電平面片材；提供該等平面片材之一表面上之介電質層以提供相鄰導電平面片材之間之電隔離；對準且封裝該等平面片材以形成該層疊結構；經由該等端板夾置該層疊結構；且按壓該等端板以擠壓該介電質層。
12. 根據請求項11之方法，其進一步包括膨脹該安裝管以進一步對準及緊固該等導電平面片材以提供一機械間隔及該等各自相鄰導電平面片材之間之一電隔離。