TWI411783B - 微機電探針及其製作方法 - Google Patents

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Description

微機電探針及其製作方法
本發明之至少一實施例係關於微機電(micro-electro-mechanical system；MEMS)，且更具體而言，係關於微機電探針之形成。
微機電(MEMS)係為透過微製造(microfabrication)技術整合機械元件、感測器、致動器及電子器件於一共用基板(例如一矽基板)上。電子器件係利用積體電路(integrated circuit；IC)製程序列(例如，CMOS製程、雙極製程、或BICMO製程)加以製造，而微機械組件則利用相容之「微加工(micromachining)」製程加以製造，該等「微加工」製程藉由有選擇地蝕刻掉矽晶圓之某些部分或者添加新結構層而形成機械及機電裝置。
一微機電裝置包含具有微米規模(百萬分之一米)尺寸之微小結構。微機電技術之各重要部分係採納自積體電路(IC)技術。舉例而言，類似於積體電路，微機電結構一般係達成於薄膜材料中並以光刻(photolithographic)方法予以圖案化。而且，類似於積體電路，微機電結構一般係藉由一系列沉積、微影印刷及蝕刻步驟而製造於一晶圓上。
隨著微機電結構之複雜度之增加，微機電裝置之製造製程亦變得日趨複雜。舉例而言，一微機電探針陣列可組裝成一探針卡(probe card)。探針卡係為一電子測試系統與一待測半導體晶圓之間的介面。探針卡於測試系統與晶圓上電路之間提供一電性路徑，藉此於切割及封裝晶圓上之晶片之前達成晶圓規模之電路測試及驗證。
傳統上，藉由於整個晶圓上採用一系列沉積步驟，於在垂直方向(相對於基板表面而言)具有多個層深之一單個基板上製造探針。習知方法之一問題在於，任一沉積步驟及任一單個探針出現瑕疵或污染皆可導致整個晶圓報廢。此外，探針形狀之設計通常受到習知製程之限制，乃因習知製程係於沿探針彈簧縱向軸線之方向沉積探針材料層。該等習知製程藉由利用多個微影印刷步驟堆疊及連接每一探針材料層而形成一探針之垂直多維結構。因此，最終探針結構，包括探針彈簧在內，趨於具有參差不齊且不平坦之外廓，且於各層之間缺乏平滑過渡。因此，需要改良習知製造製程，藉以提高微機電探針之良率、縮短交付週期(lead time)、降低成本、並改良探針之設計。
本發明闡述一種於一基板上製造一微機電(micro-electro-mechanical system；MEMS)探針以供用於另一平台(例如探針卡)之技術。於一實施例中，利用微機電製程技術於一基板上製造一或多個探針。每一探針皆包含一接觸尖端及一探針本體。該探針本體更包含一尖端部位、一彈簧部位及一基底部位。該探針係形成於一「平躺(lying)」位置，此意味著探針本體平躺於與基板表面平行之一平面上。藉由於探針下面形成一底切(undercut)並將基底部位自基板上一錨定結構斷開，將探針自基板分離。然後，將探針附著至一探針卡之一應用平台。於附著過程中，將探針提升至一「直立(standing)」位置，使得僅探針本體之基底部位附著至應用平台。
於一實施例中，闡述一種取放製程(pick-and-place process)。於一取放製程中，將微機電探針(或「探針」)分別自基板分離(「取」)，隨後以未封裝狀態附著(「放」)至一應用平台。此「取放」技術不僅可提高探針之良率，且亦可大幅提高微機電探針之製造及使用方式之靈活性。舉例而言，微機電探針陣列可同時自基板分離，或每次一或多個零件地自基板分離。各該微機電探針可附著至同一或不同應用平台。此外，附著至同一應用平台之微機電探針可以一第一排列形式製造於該基板上，然後以一第二排列形式附著至應用平台上，其中第一排列形式及第二排列形式可具有不同之微機電探針間距、不同之微機電探針取向、或二者之一組合。
因微機電探針係製造於與最終應用所用基板不同之一基板上，故單個微機電探針之良率不直接影響最終產品之良率。於微機電探針被組裝於探針卡之前，可實施一選擇可接受微機電探針之程序。具瑕疵之微機電探針可於進行該附著製程之前被丟棄或者留在基板上。
於下文說明中，將闡述諸多細節。然而，熟習此項技術者將容易理解，無需該等具體細節亦可實施本發明。於某些情形中，為避免使本發明模糊不清，以方塊圖而非具體細節形式顯示眾所習知之結構及裝置。
本文之術語「微機電探針」係指藉由微機電技術製成之探針。應理解，本文所述技術亦可應用於其他微機電零件(例如機械零件、光學零件、電性零件等等)。通常，微機電零件之尺寸介於10×10×10微米至5000×5000×5000微米之間。微機電零件之實例包括一探針、一雷射模組、光學透鏡、微齒輪、微電阻器、微電容器、微電感器、微隔膜、微繼電器、微彈簧、波導、微凹槽等等。
本文之術語「基板」係指如下基板：其僅用於探針製造製程，而不參與探針及探針卡之運作。用於製造微機電探針之基板之實例包括但不限於陶瓷、玻璃、金屬板、塑膠板及半導體(例如矽(Si))晶圓。與矽基基板相比，非矽基板提供更多數量之標準尺寸且可用作一更厚且非圓形之標準基板。此外，某些非矽基板對製造製程中所用之大多數化學品呈惰性。包括矽基基板在內之大多數基板上皆可加工有微機電零件。加工於基板上之材料可於不損壞基板之情況下後續被移除或溶解。因此，除非另外指明，本文所述用於製造微機電探針之基板皆係為「可重複使用之基板」。於微機電探針自其分離且殘留物質被移除後，可重複使用之基板可被重複用於下一批次微機電探針之製造。
本文之術語「應用平台」係指一探針卡之一零件，其提供一用以附著探針之平台並電性連接該等探針其中之一或多者至一介接一電子測試系統之印刷電路板(printed circuit board；PCB)。應用平台可包括但不限於半導體、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、或上述材料之任一組合。除微機電探針外，應用平台亦可包含例如以下等組件：電性連接、電性接觸、電性隔離、電性接地、積體電路(integrated circuit；IC)模組、應用專用積體電路(application specific IC；ASIC)模組、介電圖案化、導電開口界定、機械支撐、機械保護、熱傳導、靜電放電(electrostatic discharge；ESD)保護、零件封閉、以及打線接合焊墊(wire bonding pads)。
應理解，一探針卡可包含自一或多個可重複使用基板製成之一或多個微機電探針。附著至一探針卡之微機電探針可係為不同之定向、形狀、尺寸及材料。可定製探針卡上探針之位置。
參見第1-7圖，其顯示一種於一基板上製造一微機電探針之方法之一實施例之立體圖及剖視圖。所有被標記為「A」之圖式皆顯示立體圖，而所有被標記為「B」之圖式皆顯示剖視圖。儘管圖中僅顯示一個微機電探針，然應理解，同一方法亦可應用於製造一微機電探針陣列。於下文說明中，與本發明之標的物不直接相關、但容易被此項技術中之通常技術者理解之某些標準或常規處理操作可被省略。
第1A圖及第1B圖顯示一毯覆金屬層(blanket metal layer)12(例如金或其他導電材料)形成於一基板11上。為提高對基板11之黏附力，於一實施例中，毯覆金屬層12之底部可被塗覆以一薄膜(例如小於1微米，圖未顯示)，該薄膜亦被稱為一種子層(seed layer)，係由不同於毯覆金屬層12之一導電材料(例如，鉻與金之一組合)製成。於一實施例中，毯覆金屬層12係藉由一電性成型製程(亦稱為電沉積)沉積而成，例如藉由電鍍形成。該種子層則係藉由一薄膜沉積製程形成，該薄膜沉積製程可係為熱蒸鍍(thermal evaporation)、電子束蒸鍍(e-beam evaporation)、濺射沉積(sputtering deposition)等等。
於毯覆金屬層12形成之後，形成一第一犧牲層23於毯覆金屬層12上(第2A圖及第2B圖)。第一犧牲層23係為一層金屬(例如銅)或合金，該金屬或合金不同於毯覆金屬層12及欲形成於基板11上之探針。一種用以形成第一犧牲層23之方式係電性成型。於下文所將說明之後續處理操作中，將自探針下面移除第一犧牲層23。於某些實施例中，於實施進一步之處理操作之前，可將第一犧牲層23平坦化。平坦化可藉由例如研磨機(lapping machine)、鑽石飛刀(diamond fly-cutter)等機器實施。
第3A圖及第3B圖顯示一尖端基底34形成於第一犧牲層23頂上。於一實施例中，藉由利用一第一微影印刷模具(例如一光阻劑模具)(圖未顯示)界定尖端基底34之形狀，形成尖端基底34。第一微影印刷圖案化模具被置於第一犧牲層23上並藉由電性成型而被填充以一金屬(例如鎳)或合金材料。第一微影印刷圖案化模具將於一後續處理操作中被移除，例如於形成尖端基底34、探針之接觸尖端、或探針後。
第4A圖及第4B圖顯示一接觸尖端45形成於尖端基底34上，其中接觸尖端45之一部分自尖端基底34突出。於一實施例中，藉由利用一第二微影印刷模具(例如一光阻劑模具)(圖未顯示)界定接觸尖端45之形狀，形成接觸尖端45。第二微影印刷圖案化模具藉由電性成型被填充以不同於尖端基底34之材料之一金屬(例如銠)或合金材料。第二微影印刷圖案化模具亦於一後續處理操作中被移除，例如於形成接觸尖端45或探針後。
參見第5A圖，尖端基底34及接觸尖端45係為形成於基板11上之一探針51之一部分。於形成尖端基底34及接觸尖端45後，於基板11上形成探針51之其餘部分以及一附著至探針51之框架57。於其中尖端基底34與探針51之其餘部分(除接觸尖端45外)二者由同一材料(例如鎳)形成之一實施例中，尖端基底34變成探針51之一部分，此未明確顯示於第5A圖中。
於基板11上，探針51形成於一「平躺」位置，此意味著探針51平躺於與基板11之表面平行之一平面中。第5B圖顯示探針51沿軸線(I)及軸線(II)之剖視圖。於「平躺」位置上，顯示探針51之一厚度尺寸t垂直於基板11之表面。軸線(I)沿探針51之一細長區段(被稱為探針基底58)之縱向延伸。探針基底58之一表面(被稱作一接合面59)位於沿厚度尺寸之一平面上並垂直於基板11之表面。軸線(II)自探針基底58延伸至接觸尖端45並平行於基板11之表面。該「平躺」位置係與當探針51被附著至一探針卡之應用平台時之「直立」位置相對而言。於「直立」位置上，接合面59被附裝至應用平台之表面，而接觸尖端45被抬起，使得軸線(II)穿過應用平台表面。
於一實施例中，為提高探針基底58對應用平台表面之黏附力，此時可於接合面59上沉積一金屬薄膜(例如金)。
框架57(亦稱作「島」或「錨定結構」)用於將探針51錨定至基板11上一固定位置。於移除探針51下面第一犧牲層23之後續操作中，框架57成為使探針51留存於基板11上之唯一支撐。於一實施例中，框架57之表面積大於探針51之表面積。典型地，框架57與探針51之表面積之比介於25:1(或以上)與2:1(或以下)之間。理論上，該表面積之比不存在上限。然而，表面積之比較大意味著基板11上之框架57較大，因此用於探針之空間較小。此外，表面積之比可相依於框架57與探針51之相對形狀。舉例而言，若框架57具有一實質圓形形狀、而探針51具有一狹長形狀，則表面積之比可大幅減小(例如5:1、2:1、1:1或更小)。於某些實施例中，一圓形框架57所具有之表面積可小於一狹長探針51。若框架57與探針51二者皆具有實質相同之形狀，則表面積之比可增大(例如大於1:1、5:1、7:1、10:1或更大)。(框架57及探針51)之表面積之比及相對形狀使得探針51下面之第一犧牲層23與框架57下面之第一犧牲層23具有不同之蝕刻速率，此特徵有利於分離探針51，此將於下文參照第7A圖及第7B圖予以更詳細說明。
可藉由利用一第三微影印刷圖案化模具(圖未顯示)界定探針51及框架57之形狀，形成探針51(尖端基底34及接觸尖端45除外)及框架57。該第三微影印刷圖案化模具可藉由電性成型被填充以一導電材料，例如一金屬(例如鎳)或合金。於某些實施例中，第一、第二及第三微影印刷圖案化模具可由相同材料(例如光阻劑)製成，或由不同材料製成。
第三微影印刷圖案化模具亦界定探針基底58與框架57之間一錨定接合部52之形狀。錨定接合部52被造型成在用以連接探針基底58與框架57之接合段之二側具有深V形切口。錨定接合部52之橫截面(由一切割探針基底58及框架57之接合段之平面界定)係為一薄且窄之區域。舉例而言，錨定接合部52被造型成於二側具有深V形切口，使其橫截面實質呈一條線之形狀，該條線沿探針層之厚度延伸。如下文將參照第7A圖及第7B圖所更詳細說明，錨定接合部52之形狀有利於以外力自框架57分離探針51。
於探針51形成後，對探針51實施一平坦化操作，以控制探針51之厚度(第6A圖及第6B圖)。框架57可同時隨探針51一起被平坦化。當基板11上同時製造多個探針時，可實施平坦化以使基板11上所有探針形成實質相等之厚度(在設計規格以內)。平坦化可於探針51上形成一剪切力(shear force)而導致損壞探針51。為防止潛在損壞，第三微影印刷圖案化模具可在平坦化過程中保持於基板11上，並於平坦化完成後被剝除或溶解。另一選擇為，第三微影印刷圖案化模具於探針51形成後被移除，且於探針51及基板11之外露表面上塗覆一第二犧牲層62作為一毯覆層。第二犧牲層62可由與任一先前所塗覆之微影印刷圖案化模具相同之材料、與第一犧牲層23相同之導電材料(例如銅或合金)、或光阻劑製成。於第6A圖及第6B圖所示實施例中，第二犧牲層62係為與第一犧牲層23相同之材料。
於平坦化操作完成後，剝除或溶解第二犧牲層62。於其中第二犧牲層62由與第一犧牲層23相同之材料製成之一實施例中，可自探針51下面選擇性地蝕刻或溶解掉第一犧牲層23及第二犧牲層62二者。此種選擇性移除於探針51下面形成一底切73(第7A圖及第7B圖)。如上所述，框架57及探針51之表面積及/或形狀(如第5A圖所示)使探針51下面之第一犧牲層23較框架57下面之第一犧牲層23蝕刻得更快。當第一犧牲層23被從探針51下面完全移除時，於框架57下面仍留存相當數量之第一犧牲層23，用以將框架57固定於基板11上。此時，探針51僅藉由框架57在錨定接合部52處固定於定位上。
如上所述，為提高探針基底58對應用平台表面之黏附力，可於平坦化操作之前沉積一金屬薄膜(例如金)於接合面59上。於一替代實施例中，可在此時，而非在平坦化操作之前，沉積該金屬表面。
於形成底切73之後，探針51即準備以人工方式或藉由機器自框架57分離。於錨定接合部52附近施加一側向力(相對於基板11之表面)至探針51即可使探針51恰好於錨定接合部52處自框架57分離。另一選擇為，可施加一向上之擺動力(swing force)至錨定接合部52或其附近而使探針51自框架57分離。將探針51自框架57分離之再一方式係以雷射切割錨定接合部52。於所有探針51皆被分離之後，基板11上留下框架57。藉由繼續蝕刻或溶解第一犧牲層23直到框架57自基板11分離，基板11可被重複用於製造下一批次之探針。然後，基板11可與留存於基板11上之毯覆金屬層12或毯覆金屬層12底部之薄膜一起被重複使用。
探針51之分離可相對於基板11之表面藉由外力在錨定接合部52處或附近實施。該水平或向上之外力或雷射切割會使該狹窄連接在錨定接合部52處實體斷開。於該狹窄連接斷開後，於先前連接至框架57之探針基底58之側面形成一「破裂」表面。該破裂表面有別於由不利用外力使一探針自基板分離之習知探針形成方法所界定之表面。一般而言，習知方法所形成之表面係為光滑的且具有規則之形狀。而藉由強迫破裂所形成之表面(例如探針基底58之破裂表面)則一般係為粗糙且實質不規則的。此項技術中之通常技術者將能夠藉由檢查表面光滑度及形狀而辨別出破裂表面所代表之該「特徵」。於其中探針51係由金屬製成之情形中，一破裂金屬表面之粗糙度及不規則性係可藉由視覺鑒別並有別於由光阻劑或其他犧牲材料所界定之鍍覆金屬表面。
以下將參照第8-13圖來解釋第2-7圖所述方法之一替代方法。於第8A圖及第8B圖中，在形成毯覆金屬層12於基板11上之後、電性成型第一犧牲層23之前，形成一光阻劑開口圖案81。形成第一犧牲層23之後，剝除光阻劑以透過開口81暴露出毯覆金屬層12或毯覆金屬層12底部之一薄膜(亦稱為一種子層，圖未顯示)。利用一第一微影印刷圖案化模具(圖未顯示)界定尖端基底34及框架92之形狀(第9A圖及第9B圖)。框架92不同於框架57(第5A圖及第5B圖)之處在於，框架92與毯覆金屬層12或毯覆金屬層12底部之種子層存在直接接觸，而框架57係形成於第一犧牲層23上而不直接接觸毯覆金屬層12或種子層。於一實施例中，框架92及尖端基底34係藉由電性成型而形成於相同之時間期間。因此，尖端基底34及框架92之厚度實質相同。因框架92之側面區域係形成於第一犧牲層23頂上且框架92之中央區域係形成於毯覆金屬層12或毯覆金屬層12之種子層頂上，故框架92之中央區域形成一凹槽93。於某些實施例中，可藉由平坦化製程移除凹槽93。
第10A圖及第10B圖顯示接觸尖端45形成於探針基底34頂上。第11A圖及第11B圖顯示探針51之其餘部分係與附著至探針51之框架92形成於一起。如在第4圖及第5圖之方法中所述，可利用一第二微影印刷圖案化模具及一第三微影印刷圖案化模具(圖未顯示)形成接觸尖端45、探針51及框架92。框架92此時被錨定於毯覆金屬層12或毯覆金屬層12底部之種子層。為提高探針基底58與探針卡之平台表面間之黏附力，可實施其他製程來塗覆一金屬薄膜(例如金)至探針基底58之接合面59。
第12A圖及第12B圖顯示利用第二犧牲層62將探針表面平坦化，於本實施例中，第二犧牲層62係由與第一犧牲層23相同之材料製成。如上文參照第6A圖及第6B圖所述，第二犧牲層62亦可由光阻劑、或由與任一先前所塗覆微影印刷圖案化模具相同之材料製成。於平坦化之後，例如藉由化學蝕刻或溶解移除第一犧牲層23及第二犧牲層62(第13A圖及第13B圖)。蝕刻及溶解時間可遠長於在第7A圖及第7B圖中所述之製程，直到犧牲材料全部被蝕刻或溶解。不像在第7A圖及第7B圖中所述之製程一樣為防止自框架57下面完成移除第一犧牲層23而存在用以停止蝕刻或溶解之關鍵定時。於該替代製程中，框架92被錨定至毯覆金屬層12或毯覆金屬層12底部之種子層，因而完全移除第一犧牲層23不會造成問題。移除第一犧牲層23會於探針51下面形成一底切37。類似於在第7A圖及第7B圖中所述之製程，可藉由施加一物理力而使探針51自框架92分離。於框架92被蝕刻或溶解掉之後，基板11仍可重複使用。
參見第14圖，一探針140(例如探針51)之基本結構包含一接觸尖端145及一探針本體。探針本體更包含三主要部位：一基底部位141、一彈簧部位142及一尖端部位143。基底部位141對探針結構之其餘部分提供機械支撐，並於底部包含一用以附著至一探針卡之接合面144。彈簧部位142被設計成具有客戶要求所規定之一彈簧常數(spring constant)。尖端部位143支撐接觸尖端145，以形成與待測裝置(device-under-test；DUT)之接觸。所有該三部位(141、142及143)及接觸尖端145皆可被定製成滿足不同應用之要求。
彈簧部位142以一屈曲力(buckling force)反作用於施加於尖端部位143之一壓力。於一實施例中，彈簧部位142之形狀係為一圓或變形之圓之一部分(例如半圓、半橢圓、四分之一橢圓或四分之一圓)，其中一端延伸至尖端部位143、另一端則錨定至基底部位141。彈簧部位142亦可被設計成使其寬度(第14圖中顯示為「W」)沿彈簧長度(顯示為「L」)變化而得到一最佳化摩擦標記(scrubbing mark)。因彈簧部位142之形狀係由一個微影印刷模具(如上所述之第三微影印刷圖案化模具)界定並於一個微影印刷操作(例如上面第5圖及第11圖所述之製程)中形成，故彈簧部位142之形狀可被設計成於垂直方向(相對於探針卡表面)具有平滑曲線或其他幾何形狀。習知製程係相對於探針卡表面垂直地形成一彈簧。因此，需要多次微影印刷操作來堆疊並連接用以形成彈簧之每一個層。最終彈簧結構變得參差不齊且於各層之間不存在平滑過渡。
本文所述探針結構係由至少三個單獨微影印刷製程形成，該等微影印刷製程用以形成尖端基底、接觸尖端、及探針本體之其餘部分。該三個微影印刷製程使探針本體沿其橫截面存在厚度變化，其中厚度係沿垂直於基板11之表面之一方向量測。舉例而言，於尖端基底形成過程中，可沉積一金屬或合金材料於探針本體之一凹槽區段150中(第15A圖及第15B圖)。當對探針本體電性成型時，區段150被覆蓋以光阻劑。於剝除光阻劑後，區段150最終僅具有尖端基底層之一厚度。由此，可於基底部位中得到一「細」之區段以方便機械抓握(第15A圖)。類似地，第15B圖之凹槽區段151可被形成為當將探針接合至探針卡之應用平台時能限制接合材料。若有必要可引入更多微影印刷步驟以進一步增大沿探針之厚度變化。
可改變探針基底部位之設計以滿足不同應用之要求。舉例而言，於第16圖中，一探針160具有一「曲折狀(corrugated)」基底部位161，以增強與可具有一相應曲折狀設計之應用平台之配合及接合。於第17圖所示之一實施例中，一探針170具有一擋板171，以提供二個階段之屈曲反作用。首先，當下壓探針170之尖端時，探針170之整個彈簧以全部屈曲力進行反作用。若繼續下壓至使擋板171碰到探針170之彈簧部位，則僅彈簧部位之上部反作用於下壓壓力。該二階段之屈曲反作用會於探針170之尖端部位形成垂直運動與側向運動之不同組合。尖端部位之側向運動與垂直運動進而又於待測裝置(DUT)上形成一摩擦標記。
此項技術中之通常技術者將知，藉由調整例如探針高度、探針厚度、擋板位置及擋板間隙(其係為擋板171與探針170之彈簧部位間之間隙或距離)等設計因素，可產生一所期望之屈曲力。探針彈簧之其他實例包括屈曲式彈簧(buckling spring)(第18(a)圖)、蛇形彈簧(snake shape spring)(第18(b)圖)、方形彈簧(square spring)(第18(c)圖)、上彎彈簧(curve-up spring)(第18(d)圖)、下彎彈簧(curve-down spring)(第18(e)圖)、及雙彈簧探針(two-spring probe)(第18(f)圖)。第19(a)-(e)圖例示可由本文所述方法製成之更多彈簧形狀。
摩擦標記之特徵係由DUT上之標記之長度及深度大致表示。再次參見第14圖，為形成一所期望之摩擦標記，接觸尖端145之形狀可根據具體應用而被設計成使摩擦標記最佳化。接觸尖端145被設計成被探針本體之金屬層「夾持」，其中接觸區域外露。該接觸區域具有二平行之相對側(即第11A圖中基板11之表面之上側及下側)。該接觸區域之摩擦邊緣可具有適合形成一所期望摩擦標記之銳利尖角。於一實施例中，用於形成接觸尖端45之微影印刷模具(如在上文參照第4圖及第10圖所述之製程中)可被設計成使接觸尖端45之前摩擦邊緣具有可產生適合於探針卡應用之摩擦壓力之最佳曲率半徑。
由此，已闡述一種於一基板上製造一微機電探針之技術。應理解，以上說明旨在用於例示目的，而非用以限制本發明。熟習此項技術者於閱讀並理解以上說明後，將容易得出諸多其他實施例。因此，本發明之範疇應根據隨附申請專利範圍、以及此等申請專利範圍之等價內容之整個範疇加以確定。
儘管上文係參照具體實例性實施例來說明本發明，然應認識到，本發明並非僅限於上述實施例，而是亦可藉由於隨附申請專利範圍之精神及範疇內實施修改及改動加以實施。因此，本說明書及附圖應被視為具有例示性而非限定性。
11．．．基板
12．．．毯覆金屬層
23．．．第一犧牲層
34．．．尖端基底
37．．．底切
45．．．接觸尖端
51．．．探針
52．．．錨定接合部
57．．．框架
58．．．探針基底
59．．．接合面
62．．．第二犧牲層
73．．．底切
81．．．開口
92．．．框架
93．．．凹槽
140．．．探針
141．．．基底部位
142．．．彈簧部位
143．．．尖端部位
144．．．接合面
145．．．接觸尖端
150．．．凹槽區段
151．．．凹槽區段
160．．．探針
161．．．基底部位
170．．．探針
171．．．擋板
L．．．長度
W．．．寬度
附圖中以舉例而非限定方式圖解說明本發明之一或多個實施例，其中相同參考編號表示相同之元件，附圖中：
第1A-1B圖例示一上面形成有一導電層之基板之一立體圖及一剖視圖；
第2A-2B圖例示塗覆至該導電層之一第一犧牲層；
第3A-3B圖例示形成於該第一犧牲層上之一尖端基底；
第4A-4B圖例示形成於該尖端基底上之一接觸尖端；
第5A-5B圖例示一探針本體及一框架之形成；
第6A-6B圖例示在一平坦化製程中形成於探針上之一第二犧牲層；
第7A-7B圖例示該第一犧牲層之移除；
第8A-8B圖例示一替代製程，其中一開口形成於該第一犧牲層中；
第9A-9B圖例示在該替代製程中形成尖端基底及框架；
第10A-10B圖例示在該替代製程中形成接觸尖端；
第11A-11B圖例示在該替代製程中形成探針本體；
第12A-12B圖例示該替代製程中之一平坦化製程；
第13A-13B圖例示在該替代製程中移除第一犧牲層；
第14圖例示一探針之一結構；
第15A-15B圖例示在基底部位中存在厚度變化之探針；
第16圖例示具有一曲折狀基底之一探針；
第17圖例示具有二個彈簧反作用階段之一探針；
第18(a)-(f)圖例示探針設計之變化形式；以及
第19(a)-(e)圖例示探針設計之其他變化形式。
11．．．基板
12．．．毯覆金屬層
23．．．第一犧牲層
45．．．接觸尖端
51．．．探針
52．．．錨定接合部
57．．．框架
58．．．探針基底
59．．．接合面

Claims (15)

  1. 一種於基板上製作一探針的方法，包括：在一基板上利用微機電製程技術(MEMS processing techniques)來製作一探針，該探針具有一接合面(bonding surface)可以安裝在一探針卡(probe card)之一應用平台上，該接合面是形成在垂直於該基板之一表面之一平面上；以及在該探針下方形成一底切(undercut)使得該探針可以自該基板上分離。
  2. 如請求項1所述之方法，更包括：藉由拆離相連於該探針之一基底部位與該基板上之一支撐結構間之一接合點使該探針由該基板上分離。
  3. 如請求項2所述之方法，其中自該基板將該探針分離之方法更包括：在該基板上形成一犧牲層(sacrificial layer)；在該犧牲層上形成該探針與該支撐結構；以及去除該探針下方之該犧牲層，而不完全去除該支撐結構下方之該犧牲層。
  4. 如請求項2所述之方法，其中自該基板將該探針分離之方法更包括：在該基板上形成一導電層(conductive layer)；在該導電層上形成一犧牲層，且該犧牲層具有使該導電層裸露出來之一開口(opening)；在該犧牲層上形成該探針與該支撐結構，該支撐結構經由該開口與該導電層接觸；以及 去除該探針下方之該犧牲層。
  5. 如請求項1所述之方法，在該基板上形成一探針之方法更包括：在一第一微影印刷步驟中形成該探針之一接觸尖端(contact tip)之一尖端基底(tip base)；在一第二微影印刷步驟中在該尖端基底上形成一接觸尖端；以及在一第三微影印刷步驟中在該基板上，形成該探針之一遺留部分(remaining portion)。
  6. 如請求項2所述之方法，其中該支撐結構具有比該探針更大之一表面積區域。
  7. 如請求項2所述之方法，其中該支撐結構實質上具有一圓形之形狀而該探針實質上具有一狹長之形狀。
  8. 一種微機電探針，包括：一接觸尖端用以接觸一待測裝置(device-under-test)，該接觸尖端夾持於該微機電探針之二導電層間；一探針本體，包括：一尖端部位(tip portion)用以支撐該接觸尖端；一彈簧部位(spring portion)，其中該彈簧部位以一介於二階段間之擋板(stop)，提供具該二階段之一屈曲力(buckling force)；及一基底部位(base portion)用以支撐該尖端部位及該彈簧部位，該基底部位具有一裸露之破裂表面，該破裂表面是該 微機電探針由製造該微機電探針之一基板上施力拆卸下來時形成。
  9. 如請求項8所述之微機電探針，其中該探針本體之橫切面具有厚度變化，該厚度是沿垂直於該基板之一表面之一方向所測量。
  10. 如請求項8所述之微機電探針，其中該彈簧部位具有一以上之彎曲外廓及隨著彈簧部位之一長度變化之一厚度，該彈簧部位之一第一端延伸至該尖端部位及一第二端連接至該基底部位。
  11. 如請求項8所述之微機電探針，其中該彈簧部位包含一以上之彎曲彈簧，彼此相互平行並連接。
  12. 如請求項8所述之微機電探針，其中該基底部位呈曲折狀。
  13. 一種製作微機電探針之方法，該方法包括：在一基板上形成一犧牲層；在該犧牲層上形成一第一導電層，該第一導電層具有該微機電探針之一尖端基底之一形狀；在該第一導電層上形成一第二導電層，該第二導電層具有該微機電探針之一接觸尖端之一形狀；且在該第二導電層及該犧牲層上形成一第三導電層，該第三導電層具有該微機電探針之一探針本體與一支撐結構之一形狀。
  14. 如請求項13所述之方法，該支撐結構固定在該犧牲層上，該方法更包括： 去除該微機電探針下方之該犧牲層，而不完全去除該支撐結構下方之該犧牲層。
  15. 如請求項13所述之方法，其中該支撐結構固定在該犧牲層下方之一金屬層上，該方法更包括：移除該微機電探針下方之該犧牲層，保留該支撐結構固定在該金屬層上。
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