同轴晶圆探针及对应的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种用于半导体装置的晶圆上测试的测量探针(6)，该测量探针包括位于远端端部处的用于接触晶圆的着陆焊盘的多个接触指状部。测量探针(6)包括：中央导电导线，中央导电导线连接至测量探针(6)的第一接触指状部；在中央导电导线的纵向部分上的渐缩玻璃层；以及覆盖玻璃层的导电外层，导电外层连接至测量探针的至少一个第二接触指状部。为了制造这种测量探针，对中央导电导线上的玻璃毛细管进行加热和牵拉。本发明专利技术还涉及一种包括这种测量探针(6)的探针保持件(3)。测量探针(6)的探针保持件(3)。测量探针(6)的探针保持件(3)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】同轴晶圆探针及对应的制造方法


[0001]本专利技术涉及用于半导体装置的晶圆上测试(on
‑
wafer testing)的测量探针。

技术介绍

[0002]US6078184公开了一种用于接触平面微波电路的测量探针并且包括壳体中的具有共面线的基板，在该壳体中构造有同轴线端子并且至少两个接触指状部从该壳体延伸。共面线的一个端部与同轴线端子连接并且另一端部与接触指状部连接。接触指状部构造为由弹簧钢材料制成的彼此并排布置的细针。
[0003]在US20030132759、US20020163349和US6118287中还公开了其他形式的测量探针。
[0004]这种测量探针将从用于探针的机械紧固和标准化电接触的近端端部至构造成用于接触晶圆的着陆焊盘的远端端部的距离桥接。远端端部包括多个接触指状部，例如以用于接触晶圆的被测RF电路的接地
‑
信号
‑
接地焊盘。
[0005]接触指状部的尺寸以及接触指状部的间隔应当与被测装置的着陆焊盘的尺寸和间隔(间距)相对应。由于可制造性的原因，在已知的测量探针中，接触指状部的尺寸大于25微米并且接触指状部的间隔大于25微米至100微米。
[0006]为了匹配半导体特征的尺寸减小并且提供改进的RF性能(更少的电容效应)，布置具有下述接触指状部的测量探针总体上将是有利的：所述接触指状部的尺寸和间隔相比于现有技术的尺寸和间隔得以减小。
[0007]有利地，这种测量探针应当容易地制造以使得可以以合理的成本提供这种测量探针。
[0008]专利技术目的
[0009]本专利技术旨在至少部分地解决这些问题。更具体地，本专利技术旨在提出一种测量探针以及一种包括这种测量探针的探针保持件，这种测量探针易于制造，但可以具有非常小的尺寸和间隔——每一者降至25微米以下——的接触指状部。

技术实现思路

[0010]为此，本专利技术的一个方面涉及一种用于半导体装置的晶圆上测试的测量探针，测量探针具有用于连接至探针保持件的近端端部和位于远端端部处的用于接触晶圆的着陆焊盘的多个接触指状部。
[0011]根据本专利技术，测量探针包括：
[0012]‑
中央导电导线，中央导电导线在测量探针的近端端部与远端端部之间延伸并且包括纵向部分，中央导电导线在远端端部处电连接至测量探针的第一接触指状部；
[0013]‑
渐缩玻璃护套，渐缩玻璃护套在中央导电导线的纵向部分上；
[0014]‑
导电外层，导电外层覆盖渐缩玻璃护套，导电外层在远端端部处电连接至测量探针的至少一个第二接触指状部。
[0015]根据本专利技术的其他非限制性特征，单独采用或以任何技术上可行的组合采用：
[0016]‑
中央导电导线由铂铱合金材料制成；
[0017]‑
导电外层由铂制成；
[0018]‑
测量探针包括近端端部与远端端部之间的弯曲部分以便于接触指状部与着陆焊盘的接触；
[0019]‑
第一接触指状部与第二接触指状部相隔25微米或更小的距离，优选地相隔5微米或更小的距离；
[0020]‑
第一接触指状部和第二接触指状部通过中央导电导线中的切口、导电外层中的切口以及玻璃护套中的切口形成；
[0021]‑
第一接触指状部和第二接触指状部的横向长度小于20微米，并且优选地小于5微米；
[0022]‑
中央导电导线在近端端部处具有50微米或更小的直径，并且优选地具有30微米或更小的直径；
[0023]‑
中央导电导线在远端端部处具有1微米或更小的直径；
[0024]‑
渐缩玻璃护套呈现400微米或更小的最大直径；
[0025]‑
导电外层呈现包括在20nm与1000nm之间、优选地在100nm与200nm之间的厚度；
[0026]‑
接触指状部分别包括接触梢部。
[0027]本专利技术还涉及一种包括这种测量探针的测量探针保持件。探针保持件可以包括音叉，该音叉与测量探针接触以用于提供力信号。
[0028]本专利技术的另一方面涉及一种制造用于半导体装置的晶圆上测试的测量探针的方法，该方法包括：
[0029]‑
将导电导线插入到玻璃毛细管的中央孔中，导电导线延伸超出玻璃毛细管的两个端部；
[0030]‑
对导电导线上的玻璃毛细管进行加热和牵拉，通过将两个端部拉开以在导电导线上形成渐缩玻璃护套；
[0031]‑
使导电导线和玻璃层在分离区域处分离以提供两个分离部分，渐缩玻璃护套覆盖每个分离部分的中央导电导线的纵向部分；
[0032]‑
使导电外层形成在分离部分中的至少一个分离部分上以形成测量探针。
[0033]根据本专利技术的其他非限制性特征，单独采用或以任何技术上可行的组合采用：
[0034]‑
加热和牵拉步骤还包括对导电导线进行加热和牵拉，通过将两个端部拉开以形成渐缩导电导线；
[0035]‑
该方法还包括对至少一个分离部分的远端端部进行处理以切除中央导电导线的一部分、导电外层的一部分以及玻璃护套的一部分从而分别限定第一接触指状部和至少一个第二接触指状部；
[0036]‑
该方法还包括在给定位置处对测量探针进行加热以通过重力使探针弯曲。
附图说明
[0037]在结合附图考虑时，本专利技术的许多其他特征和优点将从阅读以下详细描述中变得明显，在附图中：
[0038]‑
图1表示可以从根据本专利技术的测量探针和探针保持件受益的测试系统；
[0039]‑
图2表示根据本专利技术的探针保持件的详细视图；
[0040]‑
图3表示根据本专利技术的测量探针；
[0041]‑
图4表示根据本专利技术的测量探针的远端端部6b的放大图；
[0042]‑
图5a至图5d表示根据本专利技术的测量探针的制造方法。
具体实施方式
[0043]图1表示可以从根据本专利技术的测量探针和探针保持件受益的测试系统1。
[0044]在该图上，晶圆W布置在可移动工作台2上。工作台2可以在平面中沿着x方向和y方向移动以将晶圆W的选定的着陆焊盘定位成紧邻测量探针的接触指状部。通常，工作台2可以以大约1微米至5微米的精度进行移动。
[0045]在图1的示例中，测试系统1为双端口系统并且包括紧固在两个可移动臂(图1上未示出)的末端处的两个探针保持件3、3
’
。每个探针保持件3、3
’
可以沿着x、y、z方向移动，通常在大约100微米至数百微米的距离上以小于一微米直至10nm的高精度进行移动。每个可移动臂可以包括一个或多个压电致动器以用于每个探针保持件3、3
’
的非常精确的移位。
[0046]每个探针保持件3、3
’
例如通过同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于半导体装置的晶圆上测试的测量探针(6)，所述测量探针(6)具有用于连接至探针保持件(3、3
’
)的近端端部(6a)以及位于远端端部(6b)处的用于接触所述晶圆(W)的着陆焊盘的多个接触指状部(11、12)，所述测量探针(6)的特征在于所述测量探针(6)包括：
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中央导电导线(8)，所述中央导电导线(8)在所述测量探针(6)的所述近端端部(6a)与所述远端端部(6b)之间延伸，并且所述中央导电导线(8)包括纵向部分，所述中央导电导线(8)在所述远端端部(6b)处电连接至所述测量探针(6)的第一接触指状部(11)；
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渐缩玻璃护套(9)，所述渐缩玻璃护套(9)在所述中央导电导线(8)的所述纵向部分上；
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导电外层(10)，所述导电外层(10)覆盖所述渐缩玻璃护套(9)，所述导电外层(10)在所述远端端部(6b)处电连接至所述测量探针(6)的至少一个第二接触指状部(12)。2.根据权利要求1所述的测量探针(6)，其中，所述中央导电导线(8)由铂铱合金材料制成。3.根据任一前述权利要求所述的测量探针(6)，其中，所述导电外层(10)由铂制成。4.根据任一前述权利要求所述的测量探针(6)，还包括位于所述近端端部(6a)与所述远端端部(6b)之间的弯曲部分(6c)，以便于所述接触指状部(11、12)与所述着陆焊盘的接触。5.根据任一前述权利要求所述的测量探针(6)，其中，所述第一接触指状部(11)与所述第二接触指状部(12)相隔25微米或更小的距离，优选地相隔5微米或更小的距离。6.根据任一前述权利要求所述的测量探针(6)，其中，所述第一接触指状部(11)和所述第二接触指状部(12)通过所述中央导电导线(8)中的切口、所述导电外层(10)中的切口和所述玻璃护套(9)中的切口形成。7.根据任一前述权利要求所述的测量探针(6)，其中，所述第一接触指状部和所述第二接触指状部的横向长度小于20微米，并且优选地小于5微米。8.根据任一前述权利要求所述的测量探针(6)，其中，所述中央导电导线(8)在所述近端端部处具有50微米或更小的直径，并且优选地具有30微米或更小的直径。9.根据任一前述权利要求所述的测量探针(6)，其中，所述中央导电导线(8)在所述远端端部处具有1微米或更小的直径。10.根据任一前述权利要求所述的测量探针(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰内斯，
申请(专利权)人：联邦计量指标研究所，
类型：发明
国别省市：