具有成角度探针的MEMS探针卡制造技术

一种探针芯片，由集成在单个基板上的多个探针组成。探针的布局可以被设计为与关于被测设备的特定特征相匹配。探针是弹簧加载的，以允许在与被测设备接触期间发生可逆地变形。探针芯片用于集成电路(IC)的详细电气和机械测试。试。试。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有成角度探针的MEMS探针卡
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2019年6月17日提交的美国临时专利申请序列号62/862,163的优先权，该申请通过引用全部并入本申请。


[0003]本公开一般涉及用于测试半导体集成电路的探针卡。

技术介绍

[0004]本专利技术涉及一种用于测试集成电路(IC)的细间距探针卡。随着5G技术的出现，晶片上的焊盘和焊料凸点数量增加。此外，为了最小化焊盘和凸点引入的寄生电容，其尺寸和间距已减小。细间距探针卡是为测试具有纳米或微米级的焊盘或凸点尺寸的IC而专利技术的。

技术实现思路

[0005]本公开一般涉及用于测试IC的细间距探针卡。探针卡由安装在板上的细间距探针芯片组成。探针芯片是通过使用MEMS加工技术在单个基板上构建多个探针来实现的。
[0006]根据一个方面，是细间距探针芯片。该探针芯片包括：基板；由导电材料制成的多个探针；第一介电层；并且其中，多个探针的一部分与基板的上表面成一角度。
[0007]根据一个实施例，基板包括硅、碳化硅、锗、玻璃、派热克斯玻璃、熔融氧化硅、陶瓷、塑料、印刷电路板或石英。
[0008]根据一个实施例，每个探针长度的一部分与基板的上表面成125.3度角。
[0009]根据一个实施例，导电材料是一种垫状材料，其被配置为当被推靠在被测设备上时可逆地变形。
[0010]根据一个实施例，导电材料包括聚合物、金属、金属合金、碳纳米管、2D材料、石墨烯、二硫化钼和/或纳米线。
[0011]根据一个方面，是一种用于制造细间距探针芯片的方法。该方法包括选择性沉积导电材料以形成探针的步骤。
[0012]根据一个实施例，选择性沉积导电材料的步骤包括电镀、蒸发、溅射、等离子体增强化学气相沉积和/或原子层沉积。
[0013]根据一个实施例，选择性沉积导电材料的步骤包括导电材料的3D打印。
[0014]根据一个实施例，双光子聚合用于沉积导电材料。
[0015]根据一个方面，是细间距探针芯片。该探针芯片包括：基板；种子层；由导电材料制成的多个探针；第一介电层；并且其中，多个探针的一部分与基板的上表面成一角度。
[0016]根据一个实施例，种子层是聚合物。
[0017]根据一个实施例，种子层是一种垫状材料，其被配置为当被推靠在被测设备上时可逆地变形。
[0018]本专利技术的这些和其他方面将从下面描述的实施例中显而易见。
附图说明
[0019]通过结合附图阅读以下详细说明，将更充分地理解和明白本专利技术，在附图中：
[0020]图1是细间距探针卡的图像。
[0021]图2A是说明了根据实施例制造细间距探针卡的渐进加工阶段的结果的一系列示意图中的第一个。
[0022]图2B是根据实施例的细间距探针卡装置的制造阶段的示意表示。
[0023]图2C是根据实施例的细间距探针卡装置的制造阶段的示意表示。
[0024]图2D是根据实施例的细间距探针卡装置的制造阶段的示意表示。
[0025]图2E是根据实施例的细间距探针卡装置的制造阶段的示意表示。
[0026]图2F是根据实施例的细间距探针卡装置的制造阶段的示意表示。
[0027]图2G是根据实施例的细间距探针卡装置的制造阶段的示意表示。
[0028]图2H是根据实施例的细间距探针卡装置的制造阶段的示意表示。
[0029]图3是细间距探针芯片的图像。
[0030]图4是细间距探针芯片的图像。
[0031]图5是细间距探针芯片的图像。
[0032]图6是细间距探针芯片的图像。
[0033]图7A是说明了根据实施例制造细间距探针芯片的渐进加工阶段的结果的一系列示意图中的第一个。
[0034]图7B是根据实施例的细间距探针芯片装置的制造阶段的示意表示。
[0035]图7C是根据实施例的细间距探针芯片装置的制造阶段的示意表示。
[0036]图8A是说明了根据实施例制造细间距探针卡的渐进加工阶段的结果的一系列示意图中的第一个。
[0037]图8B是根据实施例的细间距探针卡装置的制造阶段的示意表示。
[0038]图8C是根据实施例的细间距探针卡装置的制造阶段的示意表示。
[0039]图8D是根据实施例的细间距探针卡装置的制造阶段的示意表示。
具体实施方式
[0040]本公开描述了用于测试半导体IC的细间距探针芯片和探针卡的各种实施例。探针芯片或探针卡用于详细研究IC的电响应。
[0041]细间距探针卡
[0042]图1示出了通过下文关于图2A
‑
2H说明和描述的过程生产的细间距探针卡100的一个示例。
[0043]参考图2A到图2H，根据实施例，是一种用于制造细间距探针芯片和探针卡组件的方法。
[0044]在图2A中，示出了在其上构建探针的基板202。基板包括硅、碳化硅、锗、玻璃、派热克斯玻璃、熔融氧化硅、陶瓷、塑料、印刷电路板或石英。
[0045]在图2B中，蚀刻掩模204沉积在基板202的上表面上，并且标准光刻和蚀刻步骤用于对掩模层204进行图案化。蚀刻掩模可以包括氮化硅、二氧化硅、金属、聚合物、光刻胶或介电层。
[0046]在图2C中，使用层204作为蚀刻掩模，用溶液或离子干法蚀刻来蚀刻基板202。如果基板为<100>取向硅晶片，则可使用氢氧化钾(KOH)优先蚀刻硅平面。{111}平面侧壁202
‑
B与上表面202
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C成54.7度角，且与下表面202
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A成125.3度角。根据基板材料和蚀刻工艺，下表面202
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A和侧壁202
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B之间的侧壁角度的范围可以在0度到180度之间。反应离子蚀刻、深度反应离子蚀刻或离子研磨可用于产生图2C所示的侧壁轮廓。蚀刻掩模204在蚀刻工艺之后被去除。
[0047]在图2D中，第一介电层206首先沉积在基板202的上表面上。然后导电种子层208沉积在介电层206的顶部。介电层可以包括硅、氮化硅或二氧化硅。种子层可以包括镍、铜、钯、铂、钨、导电聚合物或多种金属合金。如果导电聚合物被用作种子层，则它可以为探针提供一种垫状效果，当被推靠在被测设备上时可逆地变形。种子层的厚度可以调整，以提供探针的最佳机械稳定性。种子层还可以表现出光学特性，其中光/激光束可以直接耦合到其中。
[0048]在图2E中，在种子层208上旋涂光刻胶210，并使用标准光刻工艺将光刻胶图案化到抗蚀模具中。在抗蚀模具上生长或沉积第二导电材料以形成探针电极212。导电材料可以是聚合物、金属、金属合金、碳纳米管、2D材料、石墨烯、二硫化钼和/或纳米线。导电材料可以像垫子一样，在外力作用下它可以可逆地伸展或收缩。选择性沉积第二导电材料的步骤包括电镀、蒸发、溅射、等离子体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种细间距的探针芯片，所述探针芯片包括：基板；由导电材料制成的多个探针；第一介电层；其中，所述多个探针中的每个探针的一部分被布置为相对于所述基板的上表面成一个角度。2.根据权利要求1所述的探针芯片，其中，所述基板包括硅、碳化硅、锗、玻璃、派热克斯玻璃、熔融氧化硅、陶瓷、塑料、印刷电路板或石英。3.根据权利要求1所述的探针芯片，其中，每个探针的成角度部分相对于所述基板的上表面成125.3度角。4.根据权利要求1所述的探针芯片，其中，所述导电材料是一种垫状材料，其被配置为当被推靠在被测设备上时可逆地变形。5.根据权利要求1所述的探针芯片，其中，所述导电材料包括聚合物、金属、金属合金、碳纳米管、2D材料、石墨烯、二硫化钼和/或纳米线。6.一种用于制造根据权利要求1所述的探针芯片的方法，所述方...

【专利技术属性】
技术研发人员：夸梅，
申请(专利权)人：沙朗特有限责任公司，
类型：发明
国别省市：