悬臂式探针以及制造该悬臂式探针的方法技术

本发明专利技术公开了一种悬臂式探针以及制造该悬臂式探针的方法。该悬臂式探针包括悬臂和尖端，该悬臂的长度大于它的宽度和高度，该尖端从悬臂的底部延伸并且形成在悬臂的一端。与悬臂底部平行的尖端的剖面是矩形，具有四个相对于悬臂的长度方向倾斜的侧边。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电子器件检测系统的探针以及制造该探针的方法，具体地 说，涉及用于通过接触微电子器件的焊盘来检测电特性的悬臂式探针，以及 制造这种悬臂式探针的方法。
技术介绍
探针是用于测量微电子器件(例如，半导体器件)的电特性的机械工具。 众所周知，半导体器件具有多个用于与外部电子系统进行信号通信的悍盘(pad)。半导体器件可以处理通过焊盘输入的电信号，然后通过焊盘将处 理结果传输到外部电子系统。探针布置在探针板的印刷电路板上并与上述焊 盘物理接触，因此它们形成与外部电子系统进行信号传输的电通道。众所周知，探针板可以根据探针的类型而分类为针式、立式和悬臂式。 第2001-0064603号或第2004-7021434号韩国专利申请中公开了探针板。针 式探针板的缺点是，因为探针针体没有足够的恢复力，因此探针针体可能由 于重复使用而在水平和对准方向上变形。另外，由于针式探针板的探针针体 自身的尺寸很大，因此不适合用于检测高度集成的半导体器件。相反，由于 立式探针板较小而且探针以较窄的间距布置，因此立式探针板适合用于检测 高度集成的半导体器件。但是，因为使探针与焊盘接触的力是沿着探针长度 方向的，因此立式探针板也存在由于恢复力不足而变形的问题。根据图1中所示的典型悬臂式探针板，与焊盘3接触的尖端2联接在悬 臂1的一端，并且悬臂1平行于焊盘3的顶面而固定在印刷电路板(未示出) 上。因此，在这种悬臂式探针板中，使探针(具体地说为尖端2)与焊盘3 接触的力作用在与悬臂1的长度方向垂直的方向上。这种悬臂式探针板的结 构能够提供足够的恢复力。
技术实现思路
[技术问题]然而，根据传统技术，如图2所示，与焊盘3接触的尖端2的端部是矩形的，并且尖端2的四个侧面中的两个侧面与悬臂1的长度方向平 行。尖端2的四个侧面中的其余两个侧面垂直于悬臂1的长度方向。因而，如图3和图4所示，传统悬臂式探针板产生了长而深的刮痕。该长而深的刮痕将会产生传导性副产物，导致检测结果差、探针板寿命縮短 或者微电子器件损坏。[技术方案]本专利技术的目的是提供一种能防止形成较深刮痕的悬臂式探针。本专利技术还涉及一种制造能防止形成较深刮痕的悬臂式探针的方法。在一些实施例中，本专利技术提供了一种悬臂式探针，其中，四边形尖 端的两个相对角部之间的对角线与悬臂的长度方向平行。该探针包括沿 长度方向而不是宽度和高度方向延伸的悬臂，以及形成在悬臂的一端并 从悬臂底部延伸的尖端。平行于悬臂底面的尖端的剖面是四边形，具有 四个相对于悬臂长度方向倾斜的侧壁。当远离悬臂时，尖端的端部的剖面变小。与悬臂底面平行的四边形 剖面的对角线与悬臂的长度方向平行。在另一个实施例中，本专利技术提供了一种制造悬臂式探针的方法，其 中，四边形尖端的两个相对角部之间的对角线与悬臂的长度方向平行。该方法包括在基底上形成掩模图案，该掩模图案带有使该基底的顶面 露出的第一开口；使用该掩模图案作为蚀刻掩模而蚀刻该基底，并在该 第一开口下形成沟槽；去除该掩模图案，从而使该基底的顶面露出；在 包括该沟槽的基底上形成成型图案，该成型图案带有使该沟槽露出的第 二开口；形成填充该第二开口和该沟槽的导电膜；蚀刻该导电膜以进行 平整化直到露出该成型图案，并形成探针，该探针具有分别在该沟槽和 该第二开口中的尖端和悬臂；以及去除该成型图案和该基底，从而使探 针剥离。第一开口是形成在第二开口一端的六面体空间。第一开口的侧 壁相对于第二开口的长度方向倾斜。根据本专利技术的实施例，第一开口的侧壁相对于第二开口的长度方向 倾斜40° 50°。基底由对掩模图案、成型图案、导电膜具有蚀刻选择性的材料形成。基底优选由具有晶体结构的材料形成。例如，基底由单晶硅形成。掩模 图案由选自氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、光刻胶中的至少一种形成。成 型图案由选自氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、光刻胶中的至少一种形成。 优选地，基底在法向方向上具有<100>晶向。沟槽的形成包括使用选自氢氧化钾(KOH)、四甲基氢氧化铵、乙二胺邻苯二酚(EDP)中的一种蚀刻剂来蚀刻沟槽的步骤。在这种情况下，当从沟槽的入口靠近沟槽底部时，沟槽下部的宽度可以变窄。 [有益效果]根据本专利技术，由于四边形尖端的两个相对角部之间的对角线与悬臂 的长度方向平行，因此当使探针过驱动以进行检测时，由尖端的角部产 生刮痕。由于通过尖端角部进行的刮擦操作能够减小刮痕的长度和深度， 因此本专利技术的探针就能提供针对于检测结果差、探针板寿命縮短、测量 目标损坏等问题的改进。而且，本专利技术的探针能够容易地划破形成在测 量目标的焊盘上的自然氧化膜。并且，由于所产生的刮擦副产物较小， 因此就能使探针的清洁周期变长。附图说明图1和图2描述了传统悬臂式探针。图3和图4示出了由传统悬臂式探针产生的关于刮痕的照片和模拟 结果。图5是描述本专利技术的悬臂式探针的平面图。图6~图18中那些编号为双号的图是沿图5中虚线I-I'的剖面图，示 出了本专利技术的悬臂式探针制造方法的处理步骤。图7~图19中那些编号为单号的图是沿图5中虚线n-n'的剖面图， 示出了本专利技术的悬臂式探针制造方法的处理步骤。图20和图21是描述本专利技术的悬臂式探针的立体图。图22和图23示出了由本专利技术悬臂式探针产生的关于刮痕的照片和 模拟结果。具体实施方式下面将对本专利技术的优选实施例进行详细描述，在附图中显示了这些优选实施例的例子。但是，本专利技术并不被本文随后描述的实施例所限制，并且 对这些实施例的描述是为了更容易和完整地理解本专利技术的范围和精神。应当理解，当一个层被称为在其他层或基底上时，它可以直接在该 其他层或基底上，或者也可以存在中间层。同样，在附图中，为清楚起见而 扩大了各区域和各层的厚度。还应当理解，虽然术语第一、第二、 第三等可以用在这里以便描述各元件、组成、区域、层和/或段，但这 些元件、组成、区域、层和/或段应当不限于这些术语。这些术语只用于将 一个元件、组成、区域、层或段与另一个元件、组成、区域、层或段区分开。 因此，可以将第一元件、组成、区域、层或段称为第二元件、组成、区域、 层或段，而不背离本专利技术的指导。此处说明和描述的每个实施例也包括它的 补充实施例。图5是描述本专利技术的悬臂式探针的平面图。图6~图18和图7 图19分别是沿图5中虚线i-r和虚线n-n'的剖面图，示出了本专利技术的悬臂式探针制造方法的处理步骤。参照图5、图6和图7，在基底10上形成掩模图案20。为了在后续 的湿法蚀刻过程中能够允许各向异性蚀刻，基底10优选由晶体材料制成。 根据本专利技术的实施例，基底10由在法向方向上为<100>晶向的单晶硅形 成。掩模图案20的形成包括如下步骤在基底10上沉积掩模膜之后， 使该掩模膜形成图案，从而形成使基底10的预定顶面露出的第一开口 22。此处，掩模图案20由对基底IO具有蚀刻选择性的材料形成。例如， 掩模图案20可以由选自氧化硅、氮化硅、氮氧化硅和光刻胶中的至少一 种制成。根据本专利技术的实施例，掩模图案20由氧化硅制成。用氧化硅形 成掩模图案20可以通过将基底10热氧化或通过化学气相沉积(CVD) 来实现。可以将第一开口 22构造成具有四个侧壁的长方体形状，优选为 规则正方体形状。接着，使用掩模图案20作为蚀刻掩模，将基底10各向异性地蚀刻 预本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造探针的方法，包括：在基底上形成带有第一开口的掩模图案，所述第一开口使所述基底的顶面的预定区域露出；使用所述掩模图案作为蚀刻掩模而蚀刻所述基底，从而在所述第一开口下面形成沟槽；去除所述掩模图案，从而使所述基底的 顶面露出；在包括所述沟槽的基底上形成带有第二开口的成型图案，所述第二开口使所述沟槽露出；形成带有尖端和悬臂的探针，所述尖端和所述悬臂分别布置在所述沟槽和所述第二开口中；以及去除所述成型图案和所述基底，从而将所述探针剥 离，其中所述第一开口是形成在所述第二开口一端的六面体空间，并且所述第一开口的侧壁相对于所述第二开口的长度方向倾斜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】KR 2005-8-10 10-2005-00733191.一种制造探针的方法，包括在基底上形成带有第一开口的掩模图案，所述第一开口使所述基底的顶面的预定区域露出；使用所述掩模图案作为蚀刻掩模而蚀刻所述基底，从而在所述第一开口下面形成沟槽；去除所述掩模图案，从而使所述基底的顶面露出；在包括所述沟槽的基底上形成带有第二开口的成型图案，所述第二开口使所述沟槽露出；形成带有尖端和悬臂的探针，所述尖端和所述悬臂分别布置在所述沟槽和所述第二开口中；以及去除所述成型图案和所述基底，从而将所述探针剥离，其中所述第一开口是形成在所述第二开口一端的六面体空间，并且所述第一开口的侧壁相对于所述第二开口的长度方向倾斜。2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述第一开口的侧壁相对于所 述第二开口的长度方向倾斜40。 50。。3. 根据权利要求l所述的方法，其中所述基底由对所述掩模图案、 所述成型图案和导电膜具有蚀刻选择性的材料形成，并且所述基底由具有晶体结构的材料形成。4. 根据要求1或3所述的方法，其中所述基底由单晶硅形成， 并且所述基底在法向方向上具有<100>晶向。5. 根据权利要求1或3...

【专利技术属性】
技术研发人员：金基俊，曹容辉，
申请(专利权)人：飞而康公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]