專利名稱：一種微探針結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種探針結(jié)構(gòu)及其制造方法，尤其涉及一種適用于電子組件測試用的 探針卡組件的微探針結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
探針卡是應(yīng)用在集成電路IC尚未封裝前，對裸晶以探針(probe)做功能測試，藉 以篩選出不良品、再進(jìn)行之后的封裝工程。因此，是集成電路制造中對制造成本影響相當(dāng)大 的重要制程。簡言之，探針卡是一測試機(jī)臺(tái)與晶圓間的接口，每一種集成電路IC至少需一 片相對應(yīng)的探針卡，而測試的目的是使晶圓切割后，讓良品將進(jìn)入下一封裝制程、并避免對 不良品繼續(xù)加工而造成浪費(fèi)。因此，高可靠度是判斷探針卡制造商競爭力相當(dāng)重要的指標(biāo)。傳統(tǒng)上所采用的技術(shù)，如專利號(hào)為4，757，256的美國專利中所揭露的環(huán)氧樹脂環(huán) 式探針卡(epoxy ring probe card)，因這類具有少量、多樣及彈性制造的優(yōu)點(diǎn)，至今仍是 業(yè)界廣泛能接受的技術(shù)。此類探針卡的制造方式是以人工逐根擺放的方式來組裝探針，然， 此種方式將限制探針數(shù)不能再成長、也不適合應(yīng)用在多晶粒測試，例如，DARM測試，而僅適 用在低腳數(shù)、低針數(shù)測試，例如，邏輯IC(Logic IC)。又，探針線路太長約數(shù)毫米，頻寬限制 約200MHz，而此對未來工業(yè)界所需要的頻寬約IGHz而言，明顯無法予以適用。于專利號(hào)為6，072，190的美國專利中，揭露一種探針卡，其探針是以懸臂 梁(cantilever beam)式擺放，微接觸結(jié)構(gòu)位于懸臂梁前緣、呈金字塔結(jié)構(gòu)(pyramid structure)、且其探針材料為硅，電子訊號(hào)連接方式是在懸臂梁的一側(cè)沉積一導(dǎo)電薄膜以 連接待測組件與檢測器。然，眾所周知，硅是一脆性材料，且其在特定晶面的材料強(qiáng)度較弱、 接觸次數(shù)(touch-dowrmumber)將較低；又其電氣訊號(hào)僅靠一薄膜傳送而將致使阻抗提高， 負(fù)載很容易過高而短路。簡言之，這類探針卡可靠度將無法符合工業(yè)界的需求。于專利號(hào)為5，476，211的美國專利、以及專利號(hào)為5，926，951的美國專利中，揭示 一微電子組件彈簧互連組件的制造方法，然，這類探針卡較難承受側(cè)向應(yīng)力，且微彈簧互連 組件較長，因而，不適于高頻測試。又，于專利號(hào)為2007/0024298A1的美國專利中，提出一具扭力特性的微彈性探針 (torsion spring probe)，而每一探針設(shè)計(jì)一微扭力桿(torsionbar)藉以克服側(cè)向應(yīng)力， 然此將限制這類探針卡細(xì)間距發(fā)展能力。另，于中國臺(tái)灣專利公報(bào)的發(fā)明公告/公開號(hào)1279556中，提出一微彈性接觸器其 微階梯懸臂梁設(shè)計(jì)可強(qiáng)化微探針受力狀況，但其第二犧牲層金屬所占的面積相當(dāng)大時(shí)，必 須盡可能降低電鍍所造成的殘留應(yīng)力，否則容易使這類探針卡強(qiáng)度降低。所以如何尋求一種微探針結(jié)構(gòu)及其制造方法，可適用于電子組件測試用的探針卡 組件，能解決目前高性能電氣裝置(例如，VLSI、ULSI電路)于電路測試時(shí)，所需的高性能 的微探針(probe)課題；另，如何尋求利用一種微探針制造方法，以制造出微探針結(jié)構(gòu)而可 用以做為探針卡的測試頭，能適用于各類電子組件測試用的組件，如半導(dǎo)體組件的裸晶測 試(baretesting)、已封裝組件的燒機(jī)測試(burn-in)、印刷電路板的測試與燒機(jī)測試等測試組件，抑或，應(yīng)用在電子組件的連接裝置，如半導(dǎo)體組件的引線及封裝；且，做為探針卡的 測試頭用的該微探針結(jié)構(gòu)，可有效增加測試頻寬、縮小間距及提升并排測試能力，均是待解 決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的便是在于提供一種微探針結(jié)構(gòu)及其制造方法，適用于電子組件 測試用的探針卡組件，本發(fā)明的微探針結(jié)構(gòu)及其制造方法利用半導(dǎo)體制程的微影、電鍍、平 坦化、蝕刻技術(shù)，并以高分子來取代電鍍第二犧牲層金屬。本發(fā)明的又一目的便是在于提供一種微探針結(jié)構(gòu)及其制造方法，適用于電子組件 測試用的探針卡組件，利用本發(fā)明的微探針制造方法所做出的微探針結(jié)構(gòu)，具有強(qiáng)化懸臂 梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，適用于各類電子組件測試用的組件，可用以做為探針卡的測試頭。本發(fā)明的再一目的便是在于提供一種微探針結(jié)構(gòu)及其制造方法，適用于電子組件 測試用的探針卡組件，利用本發(fā)明的微探針制造方法所做出的微探針結(jié)構(gòu)，可有效增加測 試頻寬、縮小間距及提升并排測試能力。本發(fā)明的另一目的便是在于提供一種微探針結(jié)構(gòu)及其制造方法，適用于電子組件 測試用的探針卡組件，利用本發(fā)明的微探針制造方法所做出的微探針結(jié)構(gòu)，可適用于各類 電子組件測試用的組件，如半導(dǎo)體組件的裸晶測試(bare testing)、已封裝組件的燒機(jī)測 試(burn-in)、印刷電路板的測試與燒機(jī)測試等測試組件，抑或，應(yīng)用在電子組件的連接裝 置，如半導(dǎo)體組件的引線及封裝。本發(fā)明的另一目的便是在于提供一種微探針結(jié)構(gòu)及其制造方法，適用于電子組件 測試用的探針卡組件，利用本發(fā)明的微探針制造方法所做出的微探針結(jié)構(gòu)，可適用于半導(dǎo) 體組件裸晶測試用的探針卡(probe card)的微探針。根據(jù)以上所述之目的，本發(fā)明的微探針制造方法包含的步驟為，首先，準(zhǔn)備一具有 空間轉(zhuǎn)換(space transformer)的基板，以便于該基板上進(jìn)行后續(xù)的微探針結(jié)構(gòu)形成；接 著，利用半導(dǎo)體制程的微影、電鍍、平坦化、蝕刻技術(shù)，并以高分子來取代電鍍第二犧牲層金 屬，于該基板表面上，相繼形成具有二層以上之微金屬結(jié)構(gòu)，在此，每一層微金屬結(jié)構(gòu)由一 種材料所組成，而該二層以上的微金屬結(jié)構(gòu)可由相同材料及/或由不同的材料所組成；繼 而，以液體或干蝕刻去除該二層以上的微金屬結(jié)構(gòu)以外的其它材料，在此，該液體或干蝕刻 不會(huì)蝕刻該二層以上的微金屬結(jié)構(gòu)；最后，于基板上得到良好的具有該二層以上的微金屬 結(jié)構(gòu)的微探針結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還提供了一種微探針結(jié)構(gòu)，適用于電子組件測試用的探針卡組件，該微探 針結(jié)構(gòu)包含至少一個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)，該至少一個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)形成于一具有空間轉(zhuǎn) 換的基板的表面上；水平懸臂梁，于每一該至少一個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)之上形成一該水平懸臂梁；探針座，于每一該水平懸臂梁上形成一該探針座；以及微探針，于每一該探針座上形成一該微探針；其中，該至少一個(gè)以上的該柱狀微結(jié)構(gòu)、該水平懸臂梁、該探針座、該微探針于該 基板的該表面上相繼形成，且，以液體及/或干蝕刻來去除該至少一個(gè)以上的該柱狀微結(jié)構(gòu)、該水平懸臂梁、該探針座、該微探針以外的其它材料，該液體及/或該干蝕刻不會(huì)蝕刻 該微探針結(jié)構(gòu)。本發(fā)明又提供了一種微探針結(jié)構(gòu)，適用于電子組件測試用的探針卡組件，該微探 針結(jié)構(gòu)包含至少一個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)，該至少一個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)形成于一具有空間轉(zhuǎn) 換的基板的表面上；至少一個(gè)以上的水平梁，于每一該至少一個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)之上形成每一該至 少一個(gè)以上的水平梁；水平懸臂梁，于每一該至少一個(gè)以上的水平梁之上形成一該水平懸臂梁；探針座，于每一該水平懸臂梁上形成一該探針座；以及微探針，于每一該探針座上形成一該微探針；其中，該至少一個(gè)以上的該柱狀微結(jié)構(gòu)、該至少一個(gè)以上的水平梁、該水平懸臂 梁、該探針座、該微探針于該基板的該表面上相繼形成，且，以液體及/或干蝕刻來去除該 至少一個(gè)以上的該柱狀微結(jié)構(gòu)、該至少一個(gè)以上的水平梁、該水平懸臂梁、該探針座、該微 探針以外的其它材料，該液體及/或該干蝕刻不會(huì)蝕刻該微探針結(jié)構(gòu)。本發(fā)明再提供一種微探針結(jié)構(gòu)，適用于電子組件測試用的探針卡組件，該微探針 結(jié)構(gòu)包含至少一個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)，該至少一個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)形成于一具有空間轉(zhuǎn) 換的基板的表面上；水平懸臂梁，于每一該至少一個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)之上形成一該水平懸臂梁；至少一個(gè)以上的水平梁，于每一該水平懸臂梁之上形成每一該至少一個(gè)以上的水 平梁；探針座，于每一該水平懸臂梁上形成一該探針座；以及微探針，于每一該探針座上形成一該微探針；其中，該至少一個(gè)以上的該柱狀微結(jié)構(gòu)、該水平懸臂梁、該至少一個(gè)以上的水平 梁、該探針座、該微探針于該基板的該表面上相繼形成，且，以液體及/或干蝕刻來去除該 至少一個(gè)以上的該柱狀微結(jié)構(gòu)、該水平懸臂梁、該至少一個(gè)以上的水平梁、該探針座、該微 探針以外的其它材料，該液體及/或該干蝕刻不會(huì)蝕刻該微探針結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的微探針結(jié)構(gòu)及其制造方法利用半導(dǎo)體制程的微影、電鍍、平坦化、蝕刻技 術(shù)，并以高分子來取代電鍍第二犧牲層金屬，于一具有空間轉(zhuǎn)換的基板表面上，相繼形成具 有二層以上的微金屬結(jié)構(gòu)，藉以得到具有該二層以上的微金屬結(jié)構(gòu)的微探針結(jié)構(gòu)，且利用 本發(fā)明的微探針制造方法所做出的微探針結(jié)構(gòu)，具有強(qiáng)化懸臂梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，適用于各類 電子組件測試用的組件，可用以做為探針卡的測試頭。


圖1為一流程圖，用以顯示說明本發(fā)明的微探針結(jié)構(gòu)制造方法的流程步驟；圖2為一流程圖，用以顯示說明于圖1中的準(zhǔn)備一基板的步驟的詳細(xì)流程程序；圖3為一流程圖，用以顯示說明于圖1中的于該基板的表面上相繼形成二層以上 的微探針結(jié)構(gòu)的步驟的詳細(xì)流程程序；
圖4為一流程圖，用以顯示說明于圖1中的以液體或干蝕刻去除該二層以上的微 探針結(jié)構(gòu)以外的其它材料的步驟的詳細(xì)流程程序；圖5為一流程圖，用以顯示說明利用本發(fā)明的微探針制造方法的一實(shí)施例，以制 造出本發(fā)明的一微探針結(jié)構(gòu)的流程步驟； 圖6-a至圖6-g為示意圖，用以顯示說明于圖5中的利用本發(fā)明的微探針制造方 法的一實(shí)施例，以制造出本發(fā)明的一微探針結(jié)構(gòu)的流程步驟的制程情形；圖7為一流程圖，用以顯示說明利用本發(fā)明的微探針制造方法的另一實(shí)施例，以 制造出本發(fā)明的另一微探針結(jié)構(gòu)的流程步驟；圖8-a至圖8-h為示意圖，用以顯示說明于圖7中的利用本發(fā)明的微探針制造方 法的另一實(shí)施例，以制造出本發(fā)明的另一微探針結(jié)構(gòu)的流程步驟的制程情形；圖9_a為一示意圖，用以顯示說明利用本發(fā)明的微探針結(jié)構(gòu)制造方法所形成的又 一微探針結(jié)構(gòu)；圖9_b為一示意圖，用以顯示說明利用本發(fā)明的微探針結(jié)構(gòu)制造方法所形成的再 一微探針結(jié)構(gòu)；圖9-c為一示意圖，用以顯示說明利用本發(fā)明的微探針結(jié)構(gòu)制造方法所形成的又 一微探針結(jié)構(gòu)；圖9_d為一示意圖，用以顯示說明利用本發(fā)明的微探針結(jié)構(gòu)制造方法所形成的另 一微探針結(jié)構(gòu)；圖10為一示意圖，用以顯示說明利用本發(fā)明的微探針結(jié)構(gòu)制造方法所形成的再 一微探針結(jié)構(gòu)；圖11-a為一示意圖，用以顯示說明利用本發(fā)明的微探針結(jié)構(gòu)制造方法所形成的 另一微探針結(jié)構(gòu)；圖11-b為一示意圖，用以顯示說明利用本發(fā)明的微探針結(jié)構(gòu)制造方法所形成的 又一微探針結(jié)構(gòu)；以及圖Il-C為一示意圖，用以顯示說明利用本發(fā)明的微探針結(jié)構(gòu)制造方法所形成的
再一微探針結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式以下配合說明書附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式做更詳細(xì)的說明，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員 在研讀本說明書后能據(jù)以實(shí)施。圖1為一流程圖，用以顯示說明本發(fā)明的微探針結(jié)構(gòu)制造方法的流程步驟。如圖1 中所示的為本發(fā)明的微探針結(jié)構(gòu)制造方法，首先，于步驟11，準(zhǔn)備一具有空間轉(zhuǎn)換的基板， 以便于該基板上進(jìn)行后續(xù)之微探針結(jié)構(gòu)形成，并進(jìn)到步驟12。于步驟12，利用半導(dǎo)體制程的微影、電鍍、平坦化、蝕刻技術(shù)，并以高分子來取代電 鍍第二犧牲層金屬，于該基板的表面上相繼形成二層以上的微金屬結(jié)構(gòu)，在此，每一層微金 屬結(jié)構(gòu)是由一種材料所組成，而該二層以上的微金屬結(jié)構(gòu)可由相同材料及/或由不同的材 料所組成，并進(jìn)到步驟13。于步驟13，以液體或干蝕刻去除該二層以上的微金屬結(jié)構(gòu)以外的其它材料，在此， 該液體或干蝕刻不會(huì)蝕刻該二層以上的微金屬結(jié)構(gòu)，并進(jìn)到步驟14。
于步驟14，于基板上得到良好的具有二層以上的微金屬結(jié)構(gòu)的微探針結(jié)構(gòu)。圖2為一流程圖，用以顯示說明于圖1中的準(zhǔn)備一基板的步驟的詳細(xì)流程 程序。如圖2中所示，首先，于步驟111，選取一具有空間轉(zhuǎn)換(spacetransformer) 的基板，該基板具備有將接觸墊(contact pad)重布(distribution)、間距放大及 提供很好共平面度(co-plarmer)的功能，并可在相反表面形成相應(yīng)接觸墊，該基板 選取自陶瓷基板、硅基板、玻璃基板或FR-4基板等，在此，陶瓷基板可為多層陶瓷基 板(multi-layer ceramicssubstrate, MLC)、低溫共燒陶瓷基板(low temperature co-fired ceramicssubstrate, LTCC)或1 共燒陶瓷基板(high temperature co-fired ceramicssubstrate, HTCC)，并進(jìn)到步驟 112。于步驟112，于該基板上沉積種子層(seed layer)，在此，該種子層為電鍍起始 層，需要有良好的導(dǎo)電性及與基板間的附著性，一般可選取自Cr/Au(Cr under Au)、Ti/ Au (Ti under Au)、Ti/Cu(Ti under Cu)或 Ti—W/Au (Ti_W under Au)，以 Cr/Au or Ti/Au 為例，Cr約100-200A，Au約1000-2000A，另，沉積的技術(shù)選取自蒸鍍(evaporation)、濺鍍 (Sputtering)、無電鍍(electroless)等；于步驟112完成后，并進(jìn)到步驟12。圖3為一流程圖，用以顯示說明于圖1中的于該基板的表面上相繼形成二層以上 的微金屬結(jié)構(gòu)的步驟的詳細(xì)流程程序。由圖3中的步驟可知，本發(fā)明的微探針結(jié)構(gòu)制造 方法利用半導(dǎo)體制程的微影、電鍍、平坦化、蝕刻技術(shù)，并以高分子來取代電鍍第二犧牲層 金屬。如圖3中所示，首先，于步驟121，于該基板上批覆光阻及/或硬質(zhì)蠟及/或高分子 聚合物，端視實(shí)際施行情形而定，在此，批覆光阻可依光阻特性而采用適宜的技術(shù)，有spin coating、spray coating、lamination、casting等，光阻可為正型、如 Clariant AZ4620、T0K LA900、PMMA,以及，光阻可為負(fù)型、如JSR THB-126N、MicroChem SU-8等；于步驟121完成 后，并進(jìn)到步驟122。于步驟122，進(jìn)行光阻烘烤，光阻經(jīng)烘烤后，將其中溶劑蒸發(fā)使光阻變硬，之后進(jìn) 行曝光、顯影，以成形所需的微結(jié)構(gòu)圖案(pattern)，其中，烘烤方法有加熱板直接加熱 (direct backing by hot plate)、烘箱(Oven)或紅外線加熱(IR backing)等，曝光方式 有 X-ray lithography、UV lithography、direct write e-beam 等；于步驟 122 完成后，并 進(jìn)到步驟123。于步驟123，在微結(jié)構(gòu)圖案凹洞內(nèi)電鍍所需的金屬結(jié)構(gòu)，一般可電鍍的金屬可選取 自 Au、Cu、Ni、Ni-Mn alloy、Ni-Fe alloy、Ni-Co alloy、Sn-Pb 等；于步驟 123 完成后，并 進(jìn)到步驟124。于步驟124，進(jìn)行平坦化，研磨加工將使得光阻厚度與電鍍金屬厚度一致，其 中，研磨加工方式選取自機(jī)化學(xué)加工(Chemical mechanicalpolishing, CMP)、機(jī)械研磨 (mechanical lapping)、拋光(polishing)等，并進(jìn)到步驟 125。于步驟125，重復(fù)步驟121至步驟124，用以于該基板的表面上形成二層以上的微
金屬結(jié)構(gòu)。圖4為一流程圖，用以顯示說明于圖1中的以液體或干蝕刻去除該二層以上的微 金屬結(jié)構(gòu)以外的其它材料的步驟的詳細(xì)流程程序。如圖4中所示，于步驟131，以溶劑或干 蝕刻去除光阻及/或硬質(zhì)蠟及/或高分子聚合物，用以釋出該二層以上的微金屬結(jié)構(gòu)，并進(jìn) 到步驟132。
于步驟132，以蝕刻液移除種子層，并進(jìn)到步驟14。圖5為一流程圖，用以顯示說明利用本發(fā)明的微探針結(jié)構(gòu)制造方法的一實(shí)施例， 以制造出本發(fā)明的一微探針結(jié)構(gòu)的流程步驟。由圖5中的步驟可知，本發(fā)明的微探針結(jié) 構(gòu)制造方法利用半導(dǎo)體制程的微影、電鍍、平坦化、蝕刻技術(shù)，并以高分子來取代電鍍第二 犧牲層金屬。如圖5中所示、并請參閱圖6-a至圖6-g的示意圖，首先，于步驟21，選取一 具有空間轉(zhuǎn)換(space transformer)的基板200，該基板200具備有將接觸墊(contact pad)重布(distribution)、間距放大及提供很好共平面度(co-plarmer)的功能，并可在 相反表面形成相應(yīng)接觸墊，該基板200選取自陶瓷基板、硅基板、玻璃基板或FR-4基板等， 在此，陶瓷基板可為多層陶瓷基板(multi-layer ceramics substrate，MLC)、低溫共燒 陶瓷基板(lowtemperature co-fired ceramics substrate, LTCC)或高溫共燒陶瓷基板 (hightemperature co-fired ceramics substrate, HTCC)；于該基板 200 上沉禾只禾中子層 (seed layer) 201，在此，該種子層201為電鍍起始層，需要有良好的導(dǎo)電性及與基板200間 的附著性，一般可選取自 Cr/Au (Cr under Au) ,Ti/Au (Ti under Au) ,Ti/Cu (Ti under Cu) 或 Ti-W/Au(Ti-W under Au)，以 Cr/Au or Ti/Au 為例，Cr 約 100_200A，Au 約 1000-2000A， 另，沉積的技術(shù)選取自蒸鍍(evaporation)、濺鍍(Sputtering)、無電鍍(electroless)等， 本實(shí)施例以濺鍍?yōu)槔?，步驟21的制程如圖6-a中所示，并進(jìn)到步驟22。于步驟22，先于該基板上批覆光阻202，所批覆的光阻可依光阻特性所采用的適 宜技術(shù)選取自 spin coating、spray coating、lamination、casting 等；光阻可為IE型、如 Clariant AZ4620、T0K LA900、PMMA，以及，光阻可為負(fù)型如 JSR THB_126N、MicroChem SU-8 等，可依產(chǎn)品特性選擇合適的光阻，因本發(fā)明的后續(xù)須進(jìn)行研磨加工制程，因而，于本實(shí)施 例，采用結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較高的epoxy-base photoresist/Su-8并以旋轉(zhuǎn)涂布(spincoating) 來批覆光阻202，以有利于后續(xù)制程展開；繼而，進(jìn)行第一層光阻202烘烤，經(jīng)烘烤后，將 其中溶劑蒸發(fā)使第一層光阻202變硬，之后進(jìn)行曝光、顯影，以成形所需的第一層光阻 微結(jié)構(gòu)204，其中，烘烤方法有加熱板直接加熱、烘箱或紅外線加熱等，曝光方式有X-ray lithography、UVlithography、direct write e-beam 等，本實(shí)施例以 hot plate backing/ UVexposure為例，步驟22的制程如圖6_b中所示，于步驟22完成后，并進(jìn)到步驟23。于步驟23，在第一層光阻微結(jié)構(gòu)204圖案凹洞內(nèi)電鍍所需的金屬205結(jié)構(gòu)，一般可 電鍍的金屬 205 可選取自 Au、Cu、Ni、Ni-Mn alloy,Ni-Fealloy,Ni-Co alloy,Sn-Pb 等，步 驟23的制程如圖6-c中所示，并進(jìn)到步驟M。于步驟對，進(jìn)行平坦化，研磨加工以得到第一層金屬微結(jié)構(gòu)206，研磨加工將使得 光阻202與電鍍金屬205厚度一致，其中，研磨加工方式選取自機(jī)化學(xué)加工(CMP)、機(jī)械研 磨、拋光等；另，光阻應(yīng)采用具高機(jī)械強(qiáng)度印oxy-base photoresist如MicroChem Su_8，步 驟M的制程如圖6-d中所示，并進(jìn)到步驟25。于步驟25，重復(fù)步驟22至步驟24，于光阻結(jié)構(gòu)203內(nèi)、以及于該基板200的表面 上，將形成包含至少1個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)101、水平懸臂梁102、103探針座、以及微探針 104的微探針結(jié)構(gòu)218，在此，微探針結(jié)構(gòu)218為微探針數(shù)組(micro probe array)型式； 微探針結(jié)構(gòu)218包含至少1個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)101、水平懸臂梁102、探針座103、以及微 探針104，其中，該至少1個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)101于其下連通基板200的接觸墊(contact pad)(未圖示出)，該水平懸臂梁102用以提供足夠的上、下變形量，以補(bǔ)償探針卡(未圖示出)、測試機(jī)臺(tái)(未圖示出)間的平面誤差，但該柱狀微結(jié)構(gòu)101較水平懸臂梁102的結(jié)構(gòu) 圖案的寬度、長度小，因此，在電鍍微水平懸臂梁102前，應(yīng)再沉積一層電鍍起始層(未圖示 出)；步驟25的制程如圖6-e中所示，并進(jìn)到步驟26。于步驟沈，以溶劑(未圖示出)或干蝕刻(未圖示出)去除光阻結(jié)構(gòu)203，用以釋 出包含至少1個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)101、水平懸臂梁102、探針座103、以及微探針104的微 探針結(jié)構(gòu)218，步驟沈的制程如圖6-f中所示，并進(jìn)到步驟27。于步驟27，以蝕刻液(未圖示出)移除未被至少1個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)101、水平 懸臂梁102、探針座103、以及微探針104所覆蓋的種子層部份219，以于基板200上得到良 好的微探針結(jié)構(gòu)218，步驟27的制程如圖6-g中所示。圖6-a至圖6-g為示意圖，用以顯示說明于圖5中的利用本發(fā)明的微探針制造方 法的一實(shí)施例，以制造出本發(fā)明的一微探針結(jié)構(gòu)的流程步驟的制程情形。圖7為一流程圖，用以顯示說明利用本發(fā)明的微探針制造方法的另一實(shí)施例，以 制造出本發(fā)明的另一微探針結(jié)構(gòu)的流程步驟。由圖7中的步驟可知，本發(fā)明的微探針結(jié) 構(gòu)制造方法利用半導(dǎo)體制程的微影、電鍍、平坦化、蝕刻技術(shù)，并以高分子來取代電鍍第二 犧牲層金屬。如圖7中所示、并請參閱圖8-a至圖8-h的示意圖，首先，于步驟31，選取一 具有空間轉(zhuǎn)換(space transformer)的基板300，該基板300具備有將接觸墊(contact pad)重布(distribution)、間距放大及提供很好共平面度(co-plarmer)的功能，并可在 相反表面形成相應(yīng)接觸墊，該基板300選取自陶瓷基板、硅基板、玻璃基板或FR-4基板等， 在此，陶瓷基板可為多層陶瓷基板(multi-layer ceramics substrate，MLC)、低溫共燒 陶瓷基板(lowtemperature co-fired ceramics substrate, LTCC)或高溫共燒陶瓷基板 (hightemperature co-fired ceramics substrate, HTCC)；于該基板 300 上沉禾只禾中子層 (seed layer) 301，在此，該種子層301為電鍍起始層，需要有良好的導(dǎo)電性及與基板300間 的附著性，一般可選取自 Cr/Au (Cr under Au) ,Ti/Au (Ti under Au) ,Ti/Cu (Ti under Cu) 或 Ti-W/Au(Ti-W under Au)，以 Cr/Au or Ti/Au 為例，Cr 約 100_200A，Au 約 1000-2000A， 另，沉積的技術(shù)選取自蒸鍍(evaporation)、濺鍍(Sputtering)、無電鍍(electroless)等， 本實(shí)施例以濺鍍?yōu)槔?，步驟31的制程如圖8-a中所示，并進(jìn)到步驟32。于步驟32，先于該基板上批覆光阻302，所批覆的光阻可依光阻特性所采用 的適宜技術(shù)選取自 spin coating、spray coating、lamination、casting 等；光阻可 為正型、如 Clariant AZ4620、TOK LA900、PMMA，以及，光阻可為負(fù)型如 JSR THB-126N, M i c r ο Ch e m S U - 8等，可依產(chǎn)品特性選擇合適的光阻，于本實(shí)施例，采用結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較高的 印oxy-bas印hotoresist/Su-8并以旋轉(zhuǎn)涂布(spin coating)來批覆光阻302，以有利于后 續(xù)制程展開；繼而，進(jìn)行第一層光阻302烘烤，經(jīng)烘烤后，將其中溶劑蒸發(fā)使第一層光阻302 變硬，之后進(jìn)行曝光、顯影，以成形所需的第一層光阻微結(jié)構(gòu)304，其中，烘烤方法有加熱板 直接加熱、烘箱或紅外線加熱等，曝光方式有X-ray lithography,UV lithography,direct write e-beam等，本實(shí)施例以hot plate backing/UV exposure為例，步驟32的制程如圖 8-b中所示，于步驟32完成后，并進(jìn)到步驟33。于步驟33，在第一層光阻微結(jié)構(gòu)304圖案凹洞內(nèi)電鍍所需的金屬305結(jié)構(gòu)，一般可 電鍍的金屬 305 可選取自 Au、Cu、Ni、Ni-Mn alloy,Ni-Fealloy,Ni-Co alloy,Sn-Pb 等，步 驟33的制程如圖8-c中所示，并進(jìn)到步驟34。
于步驟34，先以溶劑(未圖示出)或干蝕刻(未圖示出)將第一層光阻微結(jié)構(gòu) 304予以去除，再涂覆易溶解的硬質(zhì)蠟或高分子聚合物以形成第一硬質(zhì)層307，此第一硬質(zhì) 層307材料可承受研磨加工的機(jī)械力，同時(shí)又可改善光阻選擇的限制，步驟34的制程如圖 8-d中所示，并進(jìn)到步驟35。于步驟35，進(jìn)行平坦化，研磨加工以得到第一層金屬微結(jié)構(gòu)306，研磨加工將使得 所涂覆的第一硬質(zhì)層307與電鍍金屬305厚度一致，其中，研磨加工方式選取自機(jī)化學(xué)加工 (CMP)、機(jī)械研磨、拋光等，步驟35的制程如圖8-e中所示，并進(jìn)到步驟36。于步驟36，重復(fù)步驟32至步驟35，所涂覆的易溶解的硬質(zhì)蠟或高分子聚合物將形 成第二硬質(zhì)層312，而于所涂覆之第一硬質(zhì)層307、以及第二硬質(zhì)層312內(nèi)、且于該基板300 的表面上，將形成包含至少1個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)401、水平懸臂梁402、403探針座、以及 微探針404的微探針結(jié)構(gòu)418，在此，微探針結(jié)構(gòu)418為微探針數(shù)組(micro probe array) 型式；微探針結(jié)構(gòu)418包含至少1個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)401、水平懸臂梁402、探針座403、 以及微探針404，其中，該至少1個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)401于其下連通基板300的接觸墊 (contact pad)(未圖示出)，該水平懸臂梁402用以提供足夠的上、下變形量，以補(bǔ)償探針 卡(未圖示出)、測試機(jī)臺(tái)(未圖示出)間的平面誤差，但該水平懸臂梁402較微探針404 的結(jié)構(gòu)圖案的寬度、長度小，因此，在電鍍形成微探針404之前，應(yīng)再沉積一層電鍍起始層 (未圖示出)；步驟36的制程如圖8-f中所示，并進(jìn)到步驟37。于步驟37，以溶劑(未圖示出)或干蝕刻(未圖示出)去除第一硬質(zhì)層307、以 及第二硬質(zhì)層312，用以釋出包含至少1個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)401、水平懸臂梁402、探針座 403、以及微探針404的微探針結(jié)構(gòu)418，步驟37的制程如圖8_g中所示，并進(jìn)到步驟38。于步驟38，以蝕刻液(未圖示出)移除未被至少1個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)401、水平 懸臂梁402、探針座403、以及微探針404所覆蓋的種子層部份319，以于基板300上得到良 好的微探針結(jié)構(gòu)418，步驟38的制程如圖8-h中所示。圖8-a至圖8-h為示意圖，用以顯示說明于圖7中的利用本發(fā)明的微探針結(jié)構(gòu)制 造方法的另一實(shí)施例，以制造出本發(fā)明的另一微探針結(jié)構(gòu)的流程步驟的制程情形。本發(fā)明的微探針結(jié)構(gòu)的其它實(shí)施例，可藉由本發(fā)明的微探針制造方法來予以施 行，而該些實(shí)施例的微探針結(jié)構(gòu)采用重復(fù)相同的微探針制程、并可具有不同的二層以上的 微金屬結(jié)構(gòu)，請參閱圖9-a至圖9-d、圖10、圖11-a至圖ll_c，為本發(fā)明的微探針結(jié)構(gòu)的其 它實(shí)施形式。圖9_a為一示意圖，用以顯示說明利用本發(fā)明的微探針結(jié)構(gòu)制造方法所形成的又 一微探針結(jié)構(gòu).如圖9-a中所示，微探針結(jié)構(gòu)518包含至少1個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)501、 水平懸臂梁502、水平梁503、探針座504、以及微探針505，其中，水平懸臂梁502與水平梁 503相互堆棧連接，該至少1個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)501于其下電性連通基板400的接觸墊 (contact pad)(未圖示出)，該水平懸臂梁502用以提供足夠的上、下變形量，以補(bǔ)償探針 卡(未圖示出)、測試機(jī)臺(tái)(未圖示出)間的平面誤差。圖9_b為一示意圖，用以顯示說明利用本發(fā)明的微探針結(jié)構(gòu)制造方法所形成的再 一微探針結(jié)構(gòu).如圖9-b所示，微探針結(jié)構(gòu)618包含至少1個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)601、水平懸 臂梁602、水平梁603、探針座604、以及微探針605，其中，水平懸臂梁602與水平梁603相互 堆棧連接，該至少1個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)601于其下電性連通基板500的接觸墊(contactpad)(未圖示出)，該水平懸臂梁602用以提供足夠的上、下變形量，以補(bǔ)償探針卡(未圖示 出)、測試機(jī)臺(tái)(未圖示出)間的平面誤差。依據(jù)力學(xué)分析，圖6-g、圖8-h中的微探針104、404于受力時(shí)，其最大應(yīng)力位在水平 懸臂梁102與至少1個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)101的接合接口、以及位在水平懸臂梁402與至 少1個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)401的接合接口，在此，最有效增加強(qiáng)度的方式就是在水平懸臂梁 102,402的尾端上或下增加至少1個(gè)水平梁。因而，于圖9-a中，于水平懸臂梁502的尾端 下增加一水平梁503，而于圖9-b中，則于水平懸臂梁602的尾端上增加一水平梁603.圖9-c為一示意圖，用以顯示說明利用本發(fā)明的微探針結(jié)構(gòu)制造方法所形成的又 一微探針結(jié)構(gòu).如圖9-c所示，微探針結(jié)構(gòu)718包含至少1個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)701、水平 懸臂梁702、水平梁703、水平梁704、探針座705、以及微探針706，其中，水平梁703與其上 的水平梁704堆棧連接，而水平梁704與其上的水平懸臂梁702堆棧連接，該至少1個(gè)以上 的柱狀微結(jié)構(gòu)701于其下電性連通基板600的接觸墊(contact pad)(未圖示出)，該水平 懸臂梁702用以提供足夠的上、下變形量，以補(bǔ)償探針卡(未圖示出)、測試機(jī)臺(tái)(未圖示 出)間的平面誤差。圖9-d為一示意圖，用以顯示說明利用本發(fā)明的微探針結(jié)構(gòu)制造方法所形成的另 一微探針結(jié)構(gòu).如圖9-d所示，微探針結(jié)構(gòu)818包含至少1個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)801、水平 懸臂梁802、水平梁803、水平梁804、探針座805、以及微探針806，其中，水平懸臂梁802與 其上的水平梁803堆棧連接，而水平梁803與其上的水平梁704堆棧連接，該至少1個(gè)以上 的柱狀微結(jié)構(gòu)801于其下電性連通基板600的接觸墊(contactpad)(未圖示出)，該水平懸 臂梁802用以提供足夠的上、下變形量，以補(bǔ)償探針卡(未圖示出)、測試機(jī)臺(tái)(未圖示出) 間的平面誤差。依據(jù)力學(xué)分析，圖6-g、圖8-h中的微探針104、404于受力時(shí)，其最大應(yīng)力位在水平 懸臂梁102與至少1個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)101的接合接口、以及位在水平懸臂梁402與至 少1個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)401的接合接口，在此，最有效增加強(qiáng)度的方式就是在水平懸臂梁 102,402的尾端上或下增加至少1個(gè)水平梁。因而，于圖9-c中，于水平懸臂梁702的尾端 下增加水平梁703、以及水平梁704，而于圖9-d中，則于水平懸臂梁802的尾端上增加水平 梁803、以及水平梁804。圖10為一示意圖，用以顯示說明利用本發(fā)明的微探針結(jié)構(gòu)制造方法所形成的再 一微探針結(jié)構(gòu).如圖10中所示，微探針結(jié)構(gòu)918包含至少1個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)901、水 平懸臂梁902、水平梁903、水平梁904、探針座905、以及微探針906，其中，探針座905由微 金屬結(jié)構(gòu)9051、以及微金屬結(jié)構(gòu)9052所組成，該至少1個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)901于其下電 性連通基板700的接觸墊(contact pad)(未圖示出)，該水平懸臂梁902用以提供足夠的 上、下變形量，以補(bǔ)償探針卡(未圖示出)、測試機(jī)臺(tái)(未圖示出)間的平面誤差。當(dāng)探針卡垂直方向的撓曲約為75 μ m，若探針座為如圖6_g、圖8_h中探針座103、 403的細(xì)長結(jié)構(gòu)時(shí)，則將較難予以制造，因而，于圖10中，探針座905將由微金屬結(jié)構(gòu)9051、 以及微金屬結(jié)構(gòu)9052所組成。圖11-a為一示意圖，用以顯示說明利用本發(fā)明的微探針結(jié)構(gòu)制造方法所形成的 另一微探針結(jié)構(gòu).如圖11-a所示，微探針結(jié)構(gòu)7 包含柱狀微結(jié)構(gòu)711、水平懸臂梁712、 探針座713、以及微探針714，其中，柱狀微結(jié)構(gòu)711于其下電性連通基板720的接觸墊(contact pad)(未圖示出)，該水平懸臂梁712用以提供足夠的上、下變形量，以補(bǔ)償探針 卡(未圖示出)、測試機(jī)臺(tái)(未圖示出)間的平面誤差，在此，為增加柱狀微結(jié)構(gòu)與基板間的 附著力，因而加大柱狀微結(jié)構(gòu)與基板的接觸面積。圖11-b為一示意圖，用以顯示說明利用本發(fā)明的微探針結(jié)構(gòu)制造方法所形成的 又一微探針結(jié)構(gòu).如圖11-b所示，微探針結(jié)構(gòu)擬8包含至少1個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)811、 水平懸臂梁812、水平梁813、水平梁814、探針座815、以及微探針816，其中，水平梁813與 其上的水平梁814堆棧連接，而水平梁814與其上的水平懸臂梁812堆棧連接，柱狀微結(jié)構(gòu) 811于其下電性連通基板820的接觸墊(contact pad)(未圖示出)，該水平懸臂梁812用 以提供足夠的上、下變形量，以補(bǔ)償探針卡(未圖示出)、測試機(jī)臺(tái)(未圖示出)間的平面誤 差，在此，為增加柱狀微結(jié)構(gòu)與基板間的附著力，因而加大柱狀微結(jié)構(gòu)與基板的接觸面積。圖Il-C為一示意圖，用以顯示說明利用本發(fā)明的微探針結(jié)構(gòu)制造方法所形成的 再一微探針結(jié)構(gòu).如圖11-c所示，微探針結(jié)構(gòu)擬8包含至少1個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)911、水 平懸臂梁912、水平梁913、水平梁914、探針座915、以及微探針916，其中，水平懸臂梁912 與其上的水平梁913堆棧連接，而水平梁913與其上的水平梁914堆棧連接，柱狀微結(jié)構(gòu) 911于其下電性連通基板920的接觸墊(contact pad)(未圖示出)，該水平懸臂梁912用 以提供足夠的上、下變形量，以補(bǔ)償探針卡(未圖示出)、測試機(jī)臺(tái)(未圖示出)間的平面誤 差，在此，為增加柱狀微結(jié)構(gòu)與基板間的附著力，因而加大柱狀微結(jié)構(gòu)與基板的接觸面積。依據(jù)力學(xué)分析，圖6-g、圖8-h中的微探針104、404于受力時(shí)，其最大應(yīng)力位在水 平懸臂梁102與至少1個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)101的接合接口、以及位在水平懸臂梁402與 至少1個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)401的接合接口，在此，最有效增加強(qiáng)度的方式就是在水平懸臂 梁102、402的尾端上或下增加至少1個(gè)水平梁。因而，于圖11-b中，于水平懸臂梁812的 尾端下增加水平梁813、以及水平梁814，而于圖11-c圖中，則于水平懸臂梁912的尾端上 增加水平梁913、以及水平梁914。于以上的本發(fā)明的微探針結(jié)構(gòu)的實(shí)施例中，依據(jù)力學(xué)分析，例如，于圖6_g、圖8_h 中的微探針104、404于受力時(shí)，其最大應(yīng)力位在水平懸臂梁102與至少1個(gè)以上的柱狀微 結(jié)構(gòu)101的接合接口、以及位在水平懸臂梁402與至少1個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)401的接合 接口，在此，增加強(qiáng)度的方式亦可將水平懸臂梁102、水平懸臂梁402的尾端寬度放大，而尾 端寬度放大的水平懸臂梁的實(shí)施例的施行情況，其原理相同、類似于以上的實(shí)施例所述，在 此不再贅述。于以上利用本發(fā)明的微探針制造方法以制造出微探針結(jié)構(gòu)的實(shí)施例中，為以高分 子取代電鍍第二犧牲層金屬；且，無論是于圖6-g中所示的微探針結(jié)構(gòu)218、于圖8-h中所 示的微探針結(jié)構(gòu)418，及/或于圖9-a至圖9-d、圖10、圖ll_a至圖ll_c中的各微探針結(jié) 構(gòu)，該些微探針結(jié)構(gòu)均具有強(qiáng)化懸臂梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，適用于各類電子組件測試用的組件， 可用以做為探針卡的測試頭；該些微探針結(jié)構(gòu)有效增加測試頻寬(bandwidth)、縮小間距 (pitch)及提升并排(parallel)測試能力。另，雖于圖6-g中所示的微探針結(jié)構(gòu)218、于圖8-h中所示的微探針結(jié)構(gòu)418，及/ 或于圖9-a至圖9-d、圖10、圖11-a至圖ll_c中所示的各微探針結(jié)構(gòu)，為適用于半導(dǎo)體組 件裸晶測試用的探針卡(probe card)的微探針，然，本發(fā)明的微探針制造方法亦可適用于 制造出可適用于各類電子組件測試用的組件，如半導(dǎo)體組件的裸晶測試、已封裝組件的燒機(jī)測試、印刷電路板的測試與燒機(jī)測試等測試組件，抑或，應(yīng)用在電子組件的連接裝置，如 半導(dǎo)體組件的引線及封裝，而其理均相同、類似于以上所述的實(shí)施例，是故，在此不再贅述。綜合以上之實(shí)施例，我們可得到本發(fā)明的一種微探針結(jié)構(gòu)及其制造方法，適用于 電子組件測試用的探針卡組件，本發(fā)明的微探針結(jié)構(gòu)及其制造方法利用半導(dǎo)體制程的微 影、電鍍、平坦化、蝕刻技術(shù)，并以高分子來取代電鍍第二犧牲層金屬，于一具有空間轉(zhuǎn)換的 基板表面上，相繼形成具有二層以上的微金屬結(jié)構(gòu)，藉以得到具有該二層以上的微金屬結(jié) 構(gòu)的微探針結(jié)構(gòu)，在此，每一層微金屬結(jié)構(gòu)由一種材料所組成，而該二層以上的微金屬結(jié)構(gòu) 可由相同材料及/或由不同的材料所組成。利用本發(fā)明的微探針結(jié)構(gòu)制造方法所做出的微 探針結(jié)構(gòu)，具有強(qiáng)化懸臂梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，適用于各類電子組件測試用的組件，可用以做為探 針卡的測試頭，而有效增加測試頻寬、縮小間距及提升并排測試能力。本發(fā)明的微探針制造 方法及其結(jié)構(gòu)包含以下優(yōu)點(diǎn)提供一種微探針結(jié)構(gòu)及其制造方法，適用于電子組件測試用的探針卡組件，本發(fā) 明的微探針結(jié)構(gòu)及其制造方法制造方法為以高分子取代電鍍第二犧牲層金屬，利用本發(fā)明 的微探針結(jié)構(gòu)制造方法所做出的微探針結(jié)構(gòu)，具有強(qiáng)化懸臂梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，適用于各類電 子組件測試用的組件，可用以做為探針卡的測試頭(testing head)。利用本發(fā)明的微探針結(jié)構(gòu)制造方法所做出的微探針結(jié)構(gòu)，可有效增加測試頻寬 (bandwidth)、縮小間距(pitch)及提升并排(parallel)測試能力。利用本發(fā)明的微探針結(jié)構(gòu)制造方法所做出的微探針結(jié)構(gòu)，可適用于各類電子 組件測試用的組件，如半導(dǎo)體組件的裸晶測試(bare testing)、已封裝組件的燒機(jī)測試 (burn-in)、印刷電路板的測試與燒機(jī)測試等測試組件，抑或，應(yīng)用在電子組件的連接裝置， 如半導(dǎo)體組件的引線及封裝。利用本發(fā)明的微探針結(jié)構(gòu)制造方法所做出的微探針結(jié)構(gòu)，可適用于半導(dǎo)體組件裸 晶測試用的探針卡((probe card)的微探針。以上所述僅為用以解釋本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非企圖據(jù)以對本發(fā)明做任何形式 上的限制，因此，凡有在相同的創(chuàng)作精神下所作有關(guān)本發(fā)明的任何修飾或變更，皆仍應(yīng)包括 在本發(fā)明意圖保護(hù)的范疇。
權(quán)利要求
1.一種微探針結(jié)構(gòu)制造方法，適用于電子組件測試用的探針卡組件，其特征在于，該微 探針結(jié)構(gòu)制造方法包含以下程序準(zhǔn)備一具有空間轉(zhuǎn)換的基板；于該基板的表面上相繼形成二層以上的微金屬結(jié)構(gòu)；以液體及/或干蝕來去除該二層以上的微金屬結(jié)構(gòu)以外的其它材料，該液體不會(huì)蝕刻 該二層以上的微金屬結(jié)構(gòu)；以及于該基板上得到具有該二層以上的微金屬結(jié)構(gòu)的微探針結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的微探針結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于，該準(zhǔn)備一具有空間轉(zhuǎn)換的 基板的程序包含以下步驟選取一具有空間轉(zhuǎn)換的基板；以及于該基板上沉積種子層，該種子層具導(dǎo)電性、并具與該基板間的附著性，可選取自Cr under Au、Ti under Au、Ti under Cu^Ti-W underAu。
3.如權(quán)利要求1所述的微探針結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于，于該基板的表面上相繼形 成該二層以上的微金屬結(jié)構(gòu)的程序包含以下步驟(a)批覆光阻及/或硬質(zhì)蠟及/或高分子聚合物；(b)對所批覆的該光阻進(jìn)行烘烤，該光阻經(jīng)烘烤后，將其中溶劑蒸發(fā)使該光阻變硬，之 后進(jìn)行曝光、顯影，以成形所需的微結(jié)構(gòu)圖案；(c)在該微結(jié)構(gòu)圖案凹洞內(nèi)電鍍所需的金屬結(jié)構(gòu)；(d)進(jìn)行研磨加工，研磨加工將使得 該光阻與電鍍金屬厚度一致；以及選取、并利用以上步驟(a)至(d)，于該基板的表面上形 成二層以上的微金屬結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的微探針結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于，該液體為溶劑，用以去除光 阻及/或硬質(zhì)蠟及/或高分子聚合物，該溶劑不會(huì)蝕刻該二層以上的微金屬結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求2所述的微探針結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于，該液體包含溶劑、以及蝕刻 液，該溶劑用以去除光阻及/或硬質(zhì)蠟及/或高分子聚合物，該溶劑不會(huì)蝕刻該二層以上的 微金屬結(jié)構(gòu)，且，以該蝕刻液移除該種子層。
6.如權(quán)利要求1或2所述的微探針結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于，該基板選取自硅基板、 玻璃基板、陶瓷基板。
7.如權(quán)利要求6所述的微探針結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于，該陶瓷基板選取自多層陶 瓷基板、低溫共燒陶瓷基板、高溫共燒陶瓷基板。
8.如權(quán)利要求2所述的微探針結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于，該沉積方式為蒸鍍、濺鍍、 無電鍍。
9.如權(quán)利要求3所述的微探針結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于，該二層以上的微金屬結(jié)構(gòu) 用以形成該微探針結(jié)構(gòu)的至少1個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)、水平懸臂梁、探針座、以及微探針。
10.如權(quán)利要求3所述的微探針結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于，該二層以上的微金屬結(jié)構(gòu) 用以形成該微探針結(jié)構(gòu)的至少1個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)、水平懸臂梁、水平梁、探針座、以及 微探針，其中，該水平懸臂梁與該水平梁相互堆棧連接，該至少1個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)于其 下電性連通該具有空間轉(zhuǎn)換的基板的接觸墊，該水平懸臂梁用以提供足夠的上、下變形量， 以補(bǔ)償探針卡、測試機(jī)臺(tái)間的平面誤差。
11.如權(quán)利要求3所述的微探針結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于，該二層以上的微金屬結(jié)構(gòu)用以形成該微探針結(jié)構(gòu)的至少1個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)、水平懸臂梁、一水平梁、另一水平 梁、探針座、以及微探針，其中，該一水平梁與其上的該另一水平梁堆棧連接，而該另一水平 梁與其上的該水平懸臂梁堆棧連接，該至少1個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)于其下電性連通該具有 空間轉(zhuǎn)換的基板的接觸墊，該水平懸臂梁用以提供足夠的上、下變形量，以補(bǔ)償探針卡、測 試機(jī)臺(tái)間的平面誤差。
12.如權(quán)利要求3所述的微探針結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于，該二層以上的微金屬結(jié) 構(gòu)用以形成該微探針結(jié)構(gòu)的至少1個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)、水平懸臂梁、一水平梁、另一水平 梁、探針座、以及微探針，其中，該水平懸臂梁與其上的該一水平梁堆棧連接，而該一水平梁 與其上的該另一水平梁堆棧連接，該至少1個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)于其下電性連通該具有空 間轉(zhuǎn)換的基板的接觸墊。
13.如權(quán)利要求9或10或11或12所述的微探針結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于，加大該至 少一個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)與該具有空間轉(zhuǎn)換的基板的接觸面積，藉以增加該至少一個(gè)以上 的柱狀微結(jié)構(gòu)與該具有空間轉(zhuǎn)換的基板間的附著力。
14.如權(quán)利要求11或12所述的微探針結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于，該探針座由一微金 屬結(jié)構(gòu)、以及另一微金屬結(jié)構(gòu)所組成。
15.如權(quán)利要求3所述的微探針結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于，該批覆光阻的技術(shù)選取自 spin coating、spray coating、lamination、casting。
16.如權(quán)利要求3所述的微探針結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于，該批覆光阻為正型。
17.如權(quán)利要求3所述的微探針結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于，該批覆光阻為負(fù)型。
18.如權(quán)利要求3所述的微探針結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于，該烘烤的方式選取 自加熱板直接加熱、烘箱、紅外線加熱，該曝光的方式選取自X-ray lithography, UV lithography、direct write e_beam0
19.如權(quán)利要求3所述的微探針結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于，該研磨加工的方式選取自 機(jī)化學(xué)加工、機(jī)械研磨、拋光。
20.如權(quán)利要求1或2或3所述的微探針結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于，該二層以上的微 探針結(jié)構(gòu)選取自 Au、Cu、Ni、Ni-Mn alloy, Ni-Fe alloy, Ni-Co alloy, Sn-Pb0
21.一種微探針結(jié)構(gòu)，適用于電子組件測試用的探針卡組件，其特征在于，該微探針結(jié) 構(gòu)包含至少一個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)，該至少一個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)形成于一具有空間轉(zhuǎn)換的 基板的表面上；水平懸臂梁，于每一該至少一個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)之上形成一該水平懸臂梁；探針座，于每一該水平懸臂梁上形成一該探針座；以及微探針，于每一該探針座上形成一該微探針；其中，該至少一個(gè)以上的該柱狀微結(jié)構(gòu)、該水平懸臂梁、該探針座、該微探針于該基板 的該表面上相繼形成，且，以液體及/或干蝕刻來去除該至少一個(gè)以上的該柱狀微結(jié)構(gòu)、該 水平懸臂梁、該探針座、該微探針以外的其它材料，該液體及/或該干蝕刻不會(huì)蝕刻該微探 針結(jié)構(gòu)。
22.—種微探針結(jié)構(gòu)，適用于電子組件測試用的探針卡組件，其特征在于，該微探針結(jié) 構(gòu)包含至少一個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)，該至少一個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)形成于一具有空間轉(zhuǎn)換的 基板的表面上；至少一個(gè)以上的水平梁，于每一該至少一個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)之上形成每一該至少一 個(gè)以上的水平梁；水平懸臂梁，于每一該至少一個(gè)以上的水平梁之上形成一該水平懸臂梁；探針座，于每一該水平懸臂梁上形成一該探針座；以及微探針，于每一該探針座上形成一該微探針；其中，該至少一個(gè)以上的該柱狀微結(jié)構(gòu)、該至少一個(gè)以上的水平梁、該水平懸臂梁、該 探針座、該微探針于該基板的該表面上相繼形成，且，以液體及/或干蝕刻來去除該至少一 個(gè)以上的該柱狀微結(jié)構(gòu)、該至少一個(gè)以上的水平梁、該水平懸臂梁、該探針座、該微探針以 外的其它材料，該液體及/或該干蝕刻不會(huì)蝕刻該微探針結(jié)構(gòu)。
23.一種微探針結(jié)構(gòu)，適用于電子組件測試用的探針卡組件，其特征在于，該微探針結(jié) 構(gòu)包含至少一個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)，該至少一個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)形成于一具有空間轉(zhuǎn)換的 基板的表面上；水平懸臂梁，于每一該至少一個(gè)以上的柱狀微結(jié)構(gòu)之上形成一該水平懸臂梁；至少一個(gè)以上的水平梁，于每一該水平懸臂梁之上形成每一該至少一個(gè)以上的水平梁；探針座，于每一該水平懸臂梁上形成一該探針座；以及微探針，于每一該探針座上形成一該微探針；其中，該至少一個(gè)以上的該柱狀微結(jié)構(gòu)、該水平懸臂梁、該至少一個(gè)以上的水平梁、該 探針座、該微探針于該基板的該表面上相繼形成，且，以液體及/或干蝕刻來去除該至少一 個(gè)以上的該柱狀微結(jié)構(gòu)、該水平懸臂梁、該至少一個(gè)以上的水平梁、該探針座、該微探針以 外的其它材料，該液體及/或該干蝕刻不會(huì)蝕刻該微探針結(jié)構(gòu)。
24.如權(quán)利要求21或22或23所述的微探針結(jié)構(gòu)，其特征在于，加大該至少一個(gè)以上的 柱狀微結(jié)構(gòu)與該具有空間轉(zhuǎn)換的基板的表面的接觸面積，藉以增加該至少一個(gè)以上的柱狀 微結(jié)構(gòu)與該具有空間轉(zhuǎn)換的基板的表面間的附著力。
25.如權(quán)利要求22或23所述的微探針結(jié)構(gòu)，其特征在于，該探針座由一微金屬結(jié)構(gòu)、以 及另一微金屬結(jié)構(gòu)所組成。
26.如權(quán)利要求21或22或23所述的微探針結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述微探針結(jié)構(gòu)為微探 針數(shù)組型式。
27.如權(quán)利要求21或22或23所述的微探針結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述微探針結(jié)構(gòu)選取自 Au、Cu、Ni、Ni-Mn alloy、Ni-Fe alloy、Ni-Co alloy、Sn-Pb。
28.如權(quán)利要求21或22或23所述的微探針結(jié)構(gòu)，其特征在于，該至少一個(gè)以上的柱狀 微結(jié)構(gòu)于其下連通該基板的接觸墊。
29.如權(quán)利要求21或22或23所述的微探針結(jié)構(gòu)，其特征在于，該水平懸臂梁用以提供 足夠的上、下變形量，以補(bǔ)償探針卡、測試機(jī)臺(tái)間的平面誤差，且該水平懸臂梁較該微探針 的結(jié)構(gòu)圖案的寬度、長度為小。
30.如權(quán)利要求四所述的微探針結(jié)構(gòu)，其特征在于，該微探針以電鍍形成，于該電鍍形成該微探針之前，沉積一電鍍起始層。
31.如權(quán)利要求21或22或23所述的微探針結(jié)構(gòu)，其特征在于，先于該至少一個(gè)以上的 柱狀微結(jié)構(gòu)形成于具有空間轉(zhuǎn)換的該基板的該表面上之前，具有空間轉(zhuǎn)換的該基板的該表 面上先沉積種子層，該種子層具導(dǎo)電性、并具與該基板間的附著性，可選取自Cr under Au、 Ti under Au、Ti under Cu^Ti-W under Au。
32.如權(quán)利要求21或22或23所述的微探針結(jié)構(gòu)，其特征在于，該至少一個(gè)以上的該柱 狀微結(jié)構(gòu)、該水平懸臂梁、該探針座、該微探針于該基板的該表面上相繼形成，是選取、并利 用以下步驟來予以完成批覆光阻及/或硬質(zhì)蠟及/或高分子聚合物；對所批覆的該光阻進(jìn)行烘烤，該光阻經(jīng)烘烤后，將其中溶劑蒸發(fā)使該光阻變硬，之后進(jìn) 行曝光、顯影，以成形所需的微結(jié)構(gòu)圖案；在該微結(jié)構(gòu)圖案凹洞內(nèi)電鍍所需的金屬結(jié)構(gòu)；以及進(jìn)行研磨加工，研磨加工將使得該光阻與電鍍金屬厚度一致。
33.如權(quán)利要求21或22或23所述的微探針結(jié)構(gòu)，其特征在于，該液體為溶劑，用以去 除光阻及/或硬質(zhì)蠟及/或高分子聚合物，該溶劑不會(huì)蝕刻該微探針結(jié)構(gòu)。
34.如權(quán)利要求31所述的微探針結(jié)構(gòu)，其特征在于，該液體包含溶劑、以及蝕刻液，該 溶劑用以去除光阻及/或硬質(zhì)蠟及/或高分子聚合物，該溶劑不會(huì)蝕刻該微探針結(jié)構(gòu)，且， 以該蝕刻液移除該種子層。
35.如權(quán)利要求31或32或33所述的微探針結(jié)構(gòu)，其特征在于，該具有空間轉(zhuǎn)換的該基 板選取自硅基板、玻璃基板、陶瓷基板。
36.如權(quán)利要求35所述的微探針結(jié)構(gòu)，其特征在于，該陶瓷基板選取自多層陶瓷基板、 低溫共燒陶瓷基板、高溫共燒陶瓷基板。
37.如權(quán)利要求30所述的微探針結(jié)構(gòu)，其特征在于，該沉積的方式為自蒸鍍、濺鍍、或 無電鍍。
38.如權(quán)利要求32所述的微探針結(jié)構(gòu)，其特征在于，該批覆光阻的方式為spin coating、spray coating、lamination、casting。
39.如權(quán)利要求32所述的微探針結(jié)構(gòu)，其特征在于，該批覆光阻為正型。
40.如權(quán)利要求32所述的微探針結(jié)構(gòu)，其特征在于，該批覆光阻為負(fù)型。
41.如權(quán)利要求32所述的微探針結(jié)構(gòu)，其特征在于，該烘烤的方式為加熱板直接加熱、 烘箱、紅外線加熱，該曝光的方式為 X-raylithography、UV lithography、direct write e—beam。
42.如權(quán)利要求32所述的微探針結(jié)構(gòu)，其特征在于，該研磨加工的方式為機(jī)化學(xué)加工、 機(jī)械研磨、拋光。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微探針結(jié)構(gòu)及其制造方法，適用于電子組件測試用的探針卡組件，本發(fā)明的微探針結(jié)構(gòu)及其制造方法利用半導(dǎo)體制程的微影、電鍍、平坦化、蝕刻技術(shù)，并以高分子來取代電鍍第二犧牲層金屬，于一具有空間轉(zhuǎn)換的基板表面上，相繼形成具有二層以上的微金屬結(jié)構(gòu)，藉以得到具有該二層以上的微金屬結(jié)構(gòu)的微探針結(jié)構(gòu)，在此，每一層微金屬結(jié)構(gòu)是由一種材料所組成，而該二層以上的微金屬結(jié)構(gòu)可由相同材料及/或由不同的材料所組成。利用本發(fā)明的微探針結(jié)構(gòu)制造方法所做出的微探針結(jié)構(gòu)，具有強(qiáng)化懸臂梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，適用于各類電子組件測試用的組件，可用以做為探針卡的測試頭，而有效增加測試頻寬、縮小間距及提升并排測試能力。
文檔編號(hào)G01R1/073GK102121944SQ201010000429
公開日2011年7月13日 申請日期2010年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月8日
發(fā)明者王宏杰, 黃雅如 申請人:技鼎股份有限公司