TWI409215B - 微機電系統互連引腳及其形成方法 - Google Patents

Description

微機電系統互連引腳及其形成方法

本發明係關於一種微機電系統(Micro-Electro-Mechanical-System；MEMS)，特別係關於MEMS互連引腳的製作。

微機電系統(MEMS)是藉由微製造技術將機械元件、感測器、致動器及電子器件整合到共用基板上，例如矽基板上。電子器件是利用積體電路(integrated circuit；IC)製程步驟(例如，CMOS、Bipolar或BICMOS製程)進行製作，而微機械元件則是利用相容的“微機械加工”製程進行製作，這些相容的“微機械加工”製程選擇性地蝕刻掉矽晶片的某些部分或增加新的結構層以形成機械及機電裝置。

MEMS裝置包含具有微米(一米的百萬分之一)級尺寸的小結構。MEMS技術的很重要的部分是採納自積體電路(IC)技術。例如，與IC相似，MEMS結構一般是在材料薄膜中實現並藉由光微影法進行圖案化。此外，與IC相似，MEMS結構一般是藉由一系列沉積、微影及蝕刻步驟製作於晶片上。

隨著MEMS結構複雜度的增加，MEMS裝置的製作製程也變得日趨複雜。例如，可將MEMS探針陣列及/或MEMS互連引腳陣列裝配到探針卡上。探針卡是電子測試系統與受試半導體晶片之間的介面。探針卡在測試系統與晶片上的電路之間提供電性路徑，從而能夠在對晶片上的晶片進行切割和包裝之前，在晶片級上對電路進行測試及驗證。探針裝配在探針陣列平臺的正面上。在測試過程中，探針與受試電路形成電性接觸以進行測量。測量結果藉由內置於探針平臺中的導電路徑發送至探針陣列平臺的背面。互連引腳將探針陣列平臺的背面電性地連接到印刷電路板(printed circuit board；PCB)，印刷電路板又連接到用於分析測量結果的測試系統。

傳統上，在整個晶片上利用一連串的沉積步驟，在單一基板上製作探針及互連引腳，該單一基板在深的垂直方向(相對於基板表面而言)上具有多個層。傳統方法的問題在於，在任何沉積步驟及在任何單獨探針中出現的缺陷或污染均可導致整個晶片失效。此外，探針形狀的設計通常受限於傳統製程，因為傳統製程是沿探針彈簧的縱向軸線方向沉積探針材料層。這些傳統製程利用多個微影步驟來堆疊和連接每一層探針材料，從而形成探針的垂直的多維結構。因此，最終結構(例如，探針彈簧及引腳彈簧)往往具有鋸齒形和不均勻的輪廓且在各層之間不存在平滑過渡。因此，需要改良傳統的製作製程以增加良率、縮短交付週期、降低成本以及改良探針的設計。

本文描述一種用於製作電性地連接兩個導電表面的微機電系統(MEMS)互連引腳的技術。這些MEMS互連引腳(也稱為“引腳”)是在基板上製作，然後用於另一平臺(例如探針卡的導引板)。在一實施例中，各引腳包括引腳基座、一個或多個彈簧以及一個或多個尖端部。引腳形成于“平躺(lying)”位置，意即引腳平躺於與基板表面平行的平面上。藉由在引腳下方形成底切並自基板上的錨固結構(“框架”)折斷引腳基座而將引腳自基板分離。然後，將引腳附連到探針卡的應用平臺(“導引板”)。在附連工序中，將引腳提起至“站立”位置以便只使引腳基座附連到導引板。當引腳進入導引板的槽中後，引腳的一側接觸探針基板的背面，而另一側接觸探針卡印刷電路板(PCB)。

本文所述的互連引腳可用於連接帶、連接器、測試插座及半導體測試設備、以及探針卡。製造互連引腳(也被稱為“彈簧針”)的傳統製程通常受累於均勻性問題、良率問題、較長的批量生產交付週期以及高成本。MEMS製程則能夠實現批量生產、高生產量、低成本及短的交付週期。

在一實施例中，描述一種取放製程(pick-and-place process)。在取放製程中，將各MEMS互連引腳(或“引腳”)分別與基板分離(“取”)，然後附連(“放”)到處於未包裝狀態的應用平臺。此“取放”技術不僅可提高探針的良率，而且可極大地提高在如何製作及利用引腳方面的靈活性。例如，可將引腳陣列同時地或每次一個或多個部分地自基板分離。各引腳可附連到相同或不同的應用平臺。此外，附連到相同應用平臺上的引腳可以第一排列方式製作於基板上，然後以第二排列方式附連到應用平臺上，其中第一排列方式及第二排列方式可具有不同的引腳間距、不同的引腳取向、或兩者的組合。

因引腳是製作於與用於最終應用的平臺不同的基板上，單獨引腳的良率不會直接影響最終產品的良率。在引腳裝配於探針卡上之前，可選擇可接受的引腳。有缺陷的引腳可在附連工序之前丟棄或留在基板上。

術語“MEMS互連引腳”或“引腳”在本文中是指由MEMS技術製作的引腳。應理解，本文所述的技術可應用於其他MEMS部件(例如，機械部件、光學部件、電性部件或類似部件)。通常，MEMS部件的尺寸介於10×10×10 μm至5000×5000×5000 μm之間。MEMS部件的實例包括：探針、互連引腳、鐳射模組、光學透鏡、微型齒輪、微電阻器、微電容器、微電感器、微型隔膜、微型繼電器、微型彈簧、波導、微型槽及類似部件。

術語“基板”在本文中是指僅用於製作製程而不參與探針、互連引腳及探針卡等運作的基板。基板的形狀可為圓形或矩形的。用於製作MEMS互連引腳的基板的實例包括：陶瓷、玻璃、金屬板、塑膠板、任何電介質及半導體(例如矽(Si))晶片，但不在此限。與矽基基板相比，非矽基板提供更多數量的標準尺寸並且可供用作更厚且非圓形的標準基板。此外，一些非矽基板對在製作製程中所用的大多數化學品呈惰性。包括矽基基板在內的大多數基板均可在其上面加工MEMS部件。基板上的已加工材料可在不損壞基板的情況下被後續移除或溶解。因此，除非另外指明，本文所述的用於製作引腳的基板是“可重複使用的基板”。可重複使用的基板可在引腳自其分離且移除殘留物質後重複使用於下一批引腳的製作。

術語“應用平臺”在本文中是指探針卡的部件，其提供用於將所製作的產品(例如，探針或引腳)附連到上面的平臺。應用平臺可電性地連接到作為電子測試系統媒介的印刷電路板(PCB)。應用平臺可包括：半導體、玻璃、陶瓷(例如，低溫共燒陶瓷(low-temperature co-fired ceramics；LTCC)、高溫共燒陶瓷(high-temperature co-fired ceramics；HTCC))、金屬、其他介電材料、有機材料、或上述材料的任何組合，但不在此限。除探針或引腳之外，應用平臺可包括例如以下這些元件：電性連接元件、電性接觸元件、電性隔離元件、電性接地元件、積體電路(IC)模組、應用專用積體電路(application specific IC；ASIC)模組、介電圖案化元件、導電開口界定元件、機械支撐元件、機械保護元件、熱傳導元件、靜電放電(electrostatic discharge；ESD)保護元件、部件限制元件及打線接合焊盤(wire bonding pad)。

應理解，用於探針卡中的引腳可自一個或多個可重複使用的基板製作。用於探針卡中的引腳可為不同的取向、形狀、尺寸和材料。可定制引腳在探針卡中的位置。

為讓上述目的、技術特徵何優點能更明顯易懂，下文系以較佳實施例配合所附圖示進行詳細說明。

在以下描述中，述及了許多細節。然而，對於所屬領域的技術人員而言顯而易見的是，無需這些具體細節也可實施本發明。在一些實例中，以方塊圖形式顯示眾所周知的結構及裝置而不對其進行詳細顯示，以避免使本發明模糊不清。

參見第1A-7B圖，圖中顯示用於在基板上製作MEMS互連引腳(也稱作“引腳”)的製程的實施例。該製程以透視圖及剖視圖兩種形式顯示。所有標注有“A”的圖均為透視圖，所有標注有“B”的圖均為剖視圖。一些標準或常規的製程操作與本發明的主題不直接相關、但容易被所屬領域的一般技術人員所理解，因而在下文說明中可被省略。儘管在第1A-7B圖中顯示雙側引腳，但下述製程也可應用于單側引腳的製作。

第1A及1B圖顯示形成於基板11上的覆蓋金屬層12(例如，金或其他導電材料)。在一實施例中，為提高對基板11的粘附力，覆蓋金屬層12的底部可塗覆有薄膜(例如，小於1微米，圖未示出)，也稱作種子層(seed layer)，該薄膜由不同於覆蓋金屬層12的材料的導電材料(例如，鉻與金的組合)製成。在一實施例中，覆蓋金屬層12藉由電性成形製程(也稱作電沉積)沉積而成，例如藉由電極電鍍形成。種子層藉由薄膜沉積製程形成，該薄膜沉積製程可為熱蒸鍍(thermal evaporation)、電子束蒸鍍(e-beam evaporation)、濺射沉積(sputtering deposition)或類似製程。

在第2A及2B圖中，在覆蓋金屬層12形成於基板11上之後，利用光阻劑圖案形成具有開口28的第一犧牲層23。第一犧牲層23由一層金屬(例如銅)或合金製成，該層金屬和合金是一種不同於覆蓋金屬層12及將形成於基板11上的引腳的材料。第一犧牲層23可藉由電性成形或其他方法形成。在下文所將描述的後續製程操作中，第一犧牲層23將自引腳下方被移除。在一些實施例中，可在進行進一步處理操作之前將第一犧牲層23平坦化。平坦化可利用機器進行，例如拋光機(lapping machine)、金剛石高速切削刀具(diamond fly-cutter)或類似機器。

在形成第一犧牲層23後，剝除光阻劑，以藉由開口28暴露出覆蓋金屬層12或種子層(圖未示出)。然後，可利用第一微影圖案化模具(例如，光阻劑模具，圖未示出)界定尖端基座34的底部及框架38的形狀(第3A及3B圖)。第一微影圖案化模具放置在第一犧牲層23上並藉由電性成形而被填充以金屬(例如鎳)或合金材料。第一微影圖案化模具在尖端基座34的底部形成之後被移除。另一選擇為，第一微影圖案化模具可在下一處理操作中被移除，例如，在接觸尖端形成後或在引腳形成後被移除。

框架38直接與覆蓋金屬層12或種子層(如果是用種子層)接觸。在一實施例中，在同一時間內，藉由電性成形使框架38及尖端基座34的底部成形。因此，尖端基座34的底部與框架38的厚度實質相同。因框架38的側區域形成於第一犧牲層23的頂部且框架38的中心區域形成於覆蓋金屬層12或種子層的頂部，所以框架38的中心區域具有凹槽39。在一些實施例中，可藉由平坦化來填充凹槽39。根據客戶的規範而定，可進行平坦化操作以使尖端基座34變平。

第4A及4B圖顯示在尖端基座34的相應底部的頂上形成接觸尖端45，各接觸尖端45的一部分自尖端基座34的相應底部突伸出。在一實施例中，接觸尖端45是藉由利用第二微影圖案化模具(例如，光阻劑模具，圖未示出)限定接觸尖端45的形狀而形成。第二微影圖案化模具藉由電性成形而填充有不同於尖端基座34的材料的金屬(例如銠)或合金材料。第二微影圖案化模具將在接觸尖端45形成後被移除。另一選擇為，第二微影圖案化模具可在下一處理操作中例如在引腳形成後被移除。

如第5A-5B圖及第6A-6B圖所示，在尖端基座34的底部及接觸尖端45形成後，在基板11上形成引腳及框架38的其餘部分。在其中尖端基座34(的底部)及引腳51(除接觸尖端45外)二者由相同材料(例如鎳)形成的一實施例中，尖端基座34的底部變為引腳51的一部分且在以下各圖中未明確地示出。

第5A及5B圖顯示附連到框架38的雙側引腳51。可使用第三微影圖案化模具(圖未示出)形成引腳51及框架38的其餘部分。第三微影圖案化模具藉由電性成形而填充有導電材料，例如金屬(例如鎳)或合金。在一些實施例中，第一、第二及第三微影圖案化模具可由相同的材料(例如光阻劑)或不同的材料製成。

第三微影圖案化模具還界定引腳基座58與框架38之間的錨固接合部52的形狀。引腳基座58位於引腳51的兩側之間。錨固接合部52被成形為在連接引腳基座58與框架38的接合段的兩側上具有深V形切口。錨固接合部52的橫截面(由藉由引腳基座58與框架38的接合段進行切割的平面界定)是細且狹窄的區域。例如，錨固接合部52被成形為在兩側上具有深V形切口，使得其橫截面實質具有沿探針層的厚度延伸的直線形狀。錨固接合部52的形狀有利於藉由外力使引腳51自框架38分離。

在此點處，框架38錨固至覆蓋金屬層12或種子層。在基板11上，引腳51被形成于“平躺”位置，此意味著引腳51平放在與基板11的表面平行的平面上。第5B圖顯示引腳51沿軸線(I)及軸線(II)的剖視圖。在“平躺”位置上，顯示引腳51的厚度尺寸t垂直於基板11的表面。軸線(I)延伸穿過兩個尖端基座34，軸線(II)則沿框架38、錨固接合部52及引腳基座58延伸。軸線(II)可以90度角度或其他角度與軸線(I)相交。軸線(I)及軸線(II)二者皆平行於基板11的表面。“平躺”位置與當引腳51附連到應用平臺時的“站立”位置相反。在“站立”位置上，引腳51被提起而使得軸線(I)(連接兩個尖端基座34的直線)垂直地穿過應用平臺。

在形成引腳51後，可將引腳51的表面平坦化以控制引腳51的厚度(圖6A及圖6B)。引腳51可被平坦化至在平行於基板11的表面的平面上實質具有相同的厚度，以滿足客戶的規範。為在平坦化操作過程中牢固地固定引腳51，預先在整個引腳51上應用第二犧牲層62。在第一實施例中，第二犧牲層62由與第一犧牲層23相同的材料製成。在剝除或溶解掉預先應用的微影圖案化模具後，進行電性成形操作以生長覆蓋引腳51的第二犧牲層62(與第一犧牲層23為相同的材料)。在一替代實施例中，第二犧牲層62可由光阻劑或由與任何先前應用的微影圖案化模具相同的材料製成。在平坦化後，首先剝除或溶解任何存留的成型材料或光阻劑。接著，例如藉由化學蝕刻或溶解而移除存留的犧牲材料(例如，第一犧牲層23以及第一實施例中的第二犧牲層62)(第7A及7B圖)。蝕刻或溶解可一直進行到所有的犧牲材料均被蝕刻或溶解掉。無需設定用於停止蝕刻或溶解的臨界時間。因框架38錨固在覆蓋金屬層12或種子層上，第一犧牲層23的完全移除並不會將引腳51完全自基板11分離。第一犧牲層23移除後在引腳51下方形成底切37。

可藉由在錨固接合部52處或附近由人工或由機器施加物理力而使引腳51自框架38分離。基板11可在框架38被蝕刻或溶解後重新使用。

引腳51的分離可藉由在錨固接合部52處或附近相對於基板11的表面施加外力來進行。該外力，無論是橫向的力還是向上的力，抑或是藉由鐳射切割，均使狹窄的連接在錨固接合部52處物理性地斷裂。在狹窄的連接斷裂後，在引腳基座58的遠端(其為引腳基座58的此前連接至框架38的一側)形成“斷裂”表面。此斷裂表面可與由不使用外力將探針自基板分離的傳統探針形成方法所界定的表面作為區分。一般來說，由傳統方法形成的表面平滑且形狀規則。而藉由強制斷裂所形成的表面(例如引腳基座58的斷裂表面)一般粗糙且實質上不規則。所屬領域的一般技術人員將能藉由檢查表面的平滑度及形狀來辨別由斷裂表面所體現的“標誌”。在引腳51由金屬製成的情形中，斷裂金屬表面的粗糙度及不規則性可藉由視覺辨識出且可與藉由光阻劑或其他犧牲材料界定的鍍覆金屬表面作為區別。

應理解，上文在第1A-7B圖中所述的製程操作可用於同時製作多個引腳。在一替代實施例中，用於製作雙側引腳的相同製程操作也可用于製作單側引腳。單側引腳僅在其引腳基座的一側具有彈簧。單側引腳的引腳基座藉由錨固接合部52連接至框架38，且可利用上述操作自框架38分離。

參見圖8，雙側引腳80的基本結構包括：引腳基座85、位於引腳基座85的各側(如圖8所示的左側與右側)上的彈簧82、以及位於各彈簧82的端部的尖端部83。引腳80的所有部分均可定制，以滿足不同應用的需要。如上文結合第1A-7B圖所述，本文所述的引腳結構可藉由至少三個單獨的微影工序形成，這至少三個單獨的微影工序形成尖端基座84的底部、接觸尖端86、及引腳80的其餘部分。

引腳基座85在一端具有由於使引腳80自其框架38上斷裂而形成的斷裂表面88。引腳基座85機械地支撐引腳結構的其餘部分，且將引腳牢固地固定至用於特定應用的平臺。

各尖端部83包括尖端基座84及位於各尖端基座84處的一個或多個接觸尖端86。尖端基座84支撐接觸尖端86，以形成與導電物體的接觸。接觸尖端86被設計成被尖端基座84金屬“夾在中間”，其中其接觸區域外露。接觸尖端86的形狀可設計成使引腳80以特定的力與接觸材料形成良好的電性接觸。兩個尖端部83無需具有相同的形狀。引腳80中接觸尖端86的形狀及引腳80的各側的接觸尖端86的數量無需相同。一些應用需要引腳與不同材料的兩個表面形成電性接觸。可利用接觸尖端86不同的且最優化的尖端形狀及數量以及彈簧82不同的且最優化的彈簧常數來形成與對應表面的最佳接觸。

當引腳80電性接觸引腳80所連接到的物體的表面時，彈簧82提供順應力(compliance force)。彈簧82自引腳基座85的相對側延伸出以形成雙端引腳。這兩個彈簧82無需具有相同的形狀及/或彈簧常數。這兩個彈簧82可設計成具有適合於某一應用的不同形狀及/或彈簧常數。在一實施例中，彈簧82的形狀是圓形的一部分或變形的圓形(例如，半圓、半橢圓、四分之一橢圓或四分之一圓)。彈簧82也可設計成使其寬度(在第8圖中顯示為“W”)沿彈簧長度(顯示為“L”)變化。因彈簧82的形狀可由一個微影模具(如上述的第三微影圖案化模具)界定且在一個微影操作(例如上文參照第5A-5B圖所述的工序)中形成，所以其形狀可具有為任何曲率的平滑曲線或具有其他幾何形狀。可利用更多微影步驟提供形狀的變化。

作為實例，雙側引腳80可用于形成PCB(圖未示出)與探針卡中的探針陣列平臺(圖未示出)之間的接觸。引腳80的一端可接觸探針陣列平臺背面上的焊盤，且另一端接觸PCB焊盤。在第9圖所示的實施例中，引腳基座85可設計成在上側具有“唇部”95且在下側具有“扣合”端96。唇部95可為引腳基座的在兩端沿縱向延伸出的部分。可將多個引腳80嵌入並鎖入到在適當位置具有槽的導向板97，以形成引腳陣列(第10圖)。然後，將引腳80藉由“唇部”95及“扣合”端96鎖定就位。當PCB、導向板97(載入引腳80)及探針基板恰當地對準且對該對準施加適當的堆疊力時，可在每一焊盤上實現良好的電性接觸。

引腳的形狀可在設計上有所變化，以滿足不同應用的需求。在引腳為單側引腳的實施例中，引腳可藉由金屬結合到或藉由機械方式鎖定到插座中的焊盤上並用作測試插座中的引腳。

在另一實施例中，引腳可為雙側引腳110，具有由防護壁112加以保護的“蛇”形彈簧111(第11圖)。防護壁112用於保護彈簧111並將彈簧111約束在防護壁112內。在一實施例中，防護壁112 在結構上連接至引腳基座114，並自引腳基座114沿彈簧111的兩側朝尖端部115的兩側延伸。在第11圖所示的實施例中，各尖端部115包括緊位於接觸尖端119下面的頂部區域116及緊位於彈簧111上面的底部區域117。頂部區域116與底部區域117藉由細的頸部118相連接，頸部118為防護壁112的終止位置。因此，在此實施例中，防護壁112延伸至約束彈簧111並部分地約束尖端部115(例如，約束底部區域117)。防護壁112用於保護彈簧111並在彈簧壓縮過程中將彈簧約束在壁內。防護壁112在尖端處呈錐形，且尖端部被對應地設計成錐形，以便防止尖端部自壁中出來。當在測試過程中形成接觸時，接觸尖端有時可被卡在焊盤或焊錫球上。利用壁來約束尖端有利於將接觸尖端與焊盤或焊錫球分離。

此外，在第11圖所示的實施例中，防護壁112的端部朝尖端部115的細的頸部118折轉而形成鈍角。也就是說，防護壁112在尖端部115處具有錐形的端部。在一實施例中，尖端部115的底部區域117具有形狀與防護壁112的端部相同的頂端。因此，底部區域117的頂端以與防護壁112的錐形端相同的方式呈錐形。當彈簧被拉伸至使尖端部115的底部區域117接觸防護壁112的內側的程度時，形狀的相同允許彈簧111以區域而非點的形式接觸防護壁112。在替代實施例中，防護壁112的端部可朝尖端部115的細的頸部118折轉而形成銳角或直角。底部區域117的頂端可以與防護壁112的端部相同的方式傾斜。應理解，引腳110可具有受壁保護的一側及不受壁保護的另一側。如果引腳110的兩側均受壁保護，各側上的壁無需具有相同的形狀。

在此實施例中，引腳110也具有唇部95及扣合端96以用於鎖定到導向板上。在替代實施例中，引腳110可設計成單側的，不具有防護壁及/或不具有唇部95與扣合端96。引腳110也可設計成在引腳基座114的一側上具有一種彈簧形狀、而在引腳基座114的另一側上具有另一種彈簧形狀。引腳110以及將在下文描述的所有引腳在其引腳基座114的一端均具有斷裂面88，斷裂面88是在製作過程中藉由分離引腳所形成的。

雙側引腳的其他實例包括：“正方形”蛇形引腳(第12A圖)、具有屈曲彈簧力的彎曲引腳(第12B圖)、具有以摩擦位移來約束接觸尖端的移動的導向單元121(引腳基座的延伸部)的彎曲引腳(第12C圖)、在引腳的各側具有位於同一平面上的兩個對稱彎曲的順應元件的平衡的雙彎曲部屈曲引腳(balanced two-curve buckling pin)(第12D圖)、具有導向單元122的平衡的雙彎曲部屈曲引腳(第12E圖)、堆疊式“矩形”引腳(第12F圖)、雙側內彎引腳(第12G圖)、及在各彈簧單元125中具有止擋件124的雙側外彎引腳(第12H圖)。在第12C及12E圖中，導向單元121及122自引腳基座延伸出並用於約束彈簧的運動。各導向單元121及122具有兩個導軌，這兩個導軌形成開口以接納對應的尖端基座的延伸部。本文所述的所有引腳均可設計為單側的、雙側的、具有防護壁/環繞壁、及/或具有唇部與扣合端。本文所述的所有引腳也可設計成具有以下組合：在引腳基座的一側上具有一種彈簧形狀，而在引腳基座的另一側上具有另一種彈簧形狀。

藉由在製作過程中進行更多的製程操作及利用更多個層，可產生更複雜的引腳結構。例如，引腳130可具有由環繞壁加以保護和約束的彈簧135，該環繞壁例如包括前壁131、後壁132及兩個側壁133(第13A及13B圖)。第13A圖顯示引腳130的各個層，第13B圖顯示引腳130的複合視圖。環繞壁131-133在結構上連接至引腳基座139。環繞壁131-133自引腳基座139沿彈簧135朝尖端部134延伸。環繞壁131-133用於保護彈簧135並在彈簧壓縮過程中將彈簧約束在壁內。環繞壁131-133可在端部呈錐形或傾斜，且尖端部134可設計成對應地呈錐形或傾斜，以便防止尖端部134的底部區域自壁中伸出。

在一實施例中，可在尖端基座形成之前利用一個外加工序層(例如在第2A-2B圖與第3A-3B圖的操作之間進行該外加工序)形成後壁132，且側壁133的後層可在後壁132形成之後利用一個另一工序層形成。側壁133的前層可在第6A-6B圖的平坦化操作之後形成(例如可在第6A-6B圖與第7A-7B圖的操作之間進行該工序)，且前壁131可在側壁133的前層形成之後形成。引腳130的底部的兩個層136包括後壁132及側壁133的後層。中間層137包括形成于部分地形成的壁內的彈簧135，且頂部的兩個層138包括前壁131及側壁133的前層。利用這四個外加工序層，彈簧135可在壁131-133的約束下沿所有方向移動。應理解，彈簧135可為第9-12圖中所示的任何彈簧，且可在各側上具有不同的形狀及/或彈簧係數。引腳130既可為單側的，也可為雙側的，既可具有也可不具有唇部及扣合端。環繞壁131-133是引腳基座139的一部分且是引腳基座139的延伸部。在一實施例中，前壁131及後壁132在壁上具有孔140，以用於在犧牲蝕刻過程中更快地形成底切(參見第7A-7B圖的操作)。藉由這些孔，在移除犧牲層以釋放引腳的過程中，蝕刻化學品可更快地經過引腳結構下方或進入引腳結構。

因此，已經描述一種用於在基板上製作MEMS互連引腳的技術。應理解，以上說明旨在作為例示性而非限制性說明。在閱讀並理解以上說明之後，許多其他實施例對於所屬領域的技術人員而言將變得顯而易見。因此，本發明的範圍應參照隨附權利要求及這些權利要求所應具有的整個等價範圍加以確定。

儘管已參照具體實例性實施例描述了本發明，但應認識到，本發明並不限於所述的實施例，而是可在附加權利要求的精神和範圍內以各種修改及改動形式加以實施。綜上所述，本說明書及附圖應被視為具有例示性意義而非限制性意義。

11．．．基板

12．．．覆蓋金屬層

23．．．第一犧牲層

28．．．開口

34．．．尖端基座

37．．．底切

38．．．框架

39．．．凹槽

45．．．接觸尖端

51．．．引腳

52．．．錨固接合部

58．．．引腳基座

62．．．第二犧牲層

80．．．雙側引腳

82．．．彈簧

83．．．尖端部

84．．．尖端基座

85．．．引腳基座

86．．．接觸尖端

88．．．斷裂表面

95．．．唇部

96．．．扣合端

97．．．導向板

110．．．雙側引腳

111．．．彈簧

112．．．防護壁

114．．．引腳基座

115．．．尖端部

116．．．頂部區域

117．．．底部區域

118．．．細的頸部

119．．．接觸尖端

121．．．導向單元

122．．．導向單元

124．．．止擋件

125．．．彈簧單元

130．．．引腳

131．．．前壁

132．．．後壁

133．．．側壁

134．．．尖端部

135．．．彈簧

136．．．底部兩個層

137．．．中間層

138．．．頂部兩個層

139．．．引腳基座

140．．．孔

在附圖中以舉例而非限定方式顯示本發明的一個或多個實施例，其中相同的標號表示相似的元件，附圖中：

第1A-1B圖係為例示形成有導電層的基板的透視圖及剖視圖；

第2A-2B圖係為例示應用於導電層的其中形成有開口的第一犧牲層；

第3A-3B圖係為例示尖端基座的底部及框架的形成；

第4A-4B圖係為例示接觸尖端的形成；

第5A-5B圖係為例示引腳的其餘部分的形成；

第6A-6B圖係為例示平坦化操作；

第7A-7B圖係為例示第一犧牲層的移除；

第8圖係為例示雙側引腳的結構；

第9圖係為例示在引腳基座中具有唇部及扣合端的雙側引腳；

第10圖係為例示鎖定到導向板中的圖9的雙側引腳；

第11圖係為例示沿彈簧的兩側具有防護壁的雙側引腳；

第12A-12H圖係為例示引腳設計的變化；以及

第13A-13B圖係為例示具有環繞壁的雙側引腳。

11．．．基板

12．．．覆蓋金屬層

34．．．尖端基座

38．．．框架

45．．．接觸尖端

51．．．引腳

52．．．錨固接合部

58．．．引腳基座

Claims (19)

1. 一種用於形成一微機電系統互連引腳之方法，該方法包含：在一基板上形成一導電層；在該導電層上形成一犧牲層；在該犧牲層上形成該微機電系統互連引腳，該微機電系統互連引腳具有附連到一框架上之一引腳基座，該框架直接接觸該導電層；以及至少部分地移除該犧牲層，以使該微機電系統互連引腳從該基板分離；其中，形成該微機電系統互連引腳之方法包含：在一第一微影操作中形成該引腳之一尖端基座之一底部；在一第二微影操作中在該尖端基座上形成一或多接觸尖端，使該一或多接觸尖端係由該尖端基座所夾持；以及在一第三微影操作中在該基板上形成該引腳之一其餘部分。
2. 如請求項1所述之方法，更包含：藉由折斷位於該引腳基座與該框架之間之一接合部，使該微機電系統互連引腳從該基板分離。
3. 如請求項1所述的方法，更包含：形成具有雙側彈簧連接到該引腳基座之該微機電系統互連引腳，其中該引腳包含一上唇部及一扣合端，該扣合端用於放置到一板之一槽中。
4. 如請求項1所述之方法，其中在該導電層上形成該犧牲層更 包含：在該導電層上形成該犧牲層，該犧牲層具有一開口以暴露出該導電層；以及在該犧牲層上形成該引腳及該框架，該框架藉由該開口直接接觸該導電層。
5. 如請求項1所述之方法，其中更包含：形成複數壁，該等壁在結構上連接到該尖端基座並沿該微機電系統互連引腳延伸。
6. 如請求項1所述之方法，其中該微機電系統互連引腳包含：兩彈簧，從該引腳基座之二相對的表面延伸出；以及兩尖端部，各附連到該等彈簧其中之一的一端。
7. 一種用於在二導電物體之間形成電性接觸之一微機電系統(MEMS)互連引腳，其中該微機電系統互連引腳包含：一引腳基座；二彈簧，從該引腳基座之二不同表面延伸出；以及二尖端部，各附連到該等彈簧其中之一的一端，各該尖端部包含一尖端基座及一或多接觸尖端，該一或多接觸尖端係由該尖端基座所夾持，且該一或多接觸尖端係用以接觸該等導電物體其中之一；其中，該引腳基座的一端具有一斷裂表面，該斷裂表面係藉由用力使該微機電系統互連引腳從上面製作有該微機電系統互連引腳之一基板上分離而形成。
8. 如請求項7所述之微機電系統互連引腳，其中該二彈簧具有不同的形狀或不同的彈簧常數。
9. 如請求項7所述之微機電系統互連引腳，其中該二尖端部具有不同數量之該等接觸尖端或不同形狀之該等接觸尖端。
10. 如請求項7所述之微機電系統互連引腳，其中該引腳基座包含複數唇部及用於鎖定到一平臺之一槽中的複數扣合端。
11. 如請求項7所述之微機電系統互連引腳，其中該等彈簧至少其中之一具有於同一平面上的二對稱彎曲的元件。
12. 如請求項7所述之微機電系統互連引腳，其中該引腳基座具有從該引腳基座延伸出的二導向單元，各用於接納一對應尖端部之一延伸部，以約束一對應彈簧的運動。
13. 如請求項7所述之微機電系統互連引腳，其中更包含：一防護壁，連接到該引腳基座並沿該等彈簧的二側從該引腳基座朝該等尖端部延伸。
14. 如請求項13所述之微機電系統互連引腳，其中該壁在該尖端處呈錐形並且該尖端部具有對應之一錐形部。
15. 如請求項7所述之微機電系統互連引腳，其中更包含：複數環繞壁，環繞該等彈簧並部分地環繞該等尖端部，用於進行保護及約束，該等環繞壁係該引腳基座之延伸以環繞該等彈簧及部分地環繞該等尖端部之一部分。
16. 如請求項15所述之微機電系統互連引腳，其中該等環繞壁包含複數孔。
17. 一種用於在二導電物體之間形成電性接觸之一微機電系統(MEMS)互連引腳，其中該微機電系統互連引腳包含：一引腳基座；一彈簧，從該引腳基座之一表面延伸出；以及 一尖端部，附連到該彈簧之一端，該尖端部包括一尖端基座及一或多接觸尖端，該一或多接觸尖端係由該尖端基座所夾持，且該一或多接觸尖端係用以接觸該等導電物體其中之一；其中，該引腳基座之一端具有一斷裂表面，該斷裂表面係藉由用力使該微機電系統互連引腳從上面製作有該微機電系統互連引腳之一基板上分離而形成。
18. 如請求項17所述之微機電系統互連引腳，其中更包含：一第二彈簧，從該引腳基座之一不同表面延伸出；以及一第二尖端部，附連到該第二彈簧之一端，該第二尖端部包含一尖端基座及一或多接觸尖端，該一或多接觸尖端係由該尖端基座所夾持，且該一或多接觸尖端係用以接觸該等導電物體其中之另一。
19. 如請求項17所述之微機電系統互連引腳，其中該引腳基座包含複數唇部及用於鎖定到一平臺之一槽中的複數扣合端。