專(zhuān)利名稱(chēng)：探針板以及制造該探針板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在電子器件檢測(cè)設(shè)備中使用的探針板以及制造該探針板的 方法。
背景技術(shù)：
探針板是用于檢測(cè)微電子器件(例如，半導(dǎo)體器件)的電特性的裝置， 每個(gè)探針板包括基底和布置在基底上的探針。在該領(lǐng)域中眾所周知的是，半 導(dǎo)體器件包括在它們的表面上形成的用于與外部電子系統(tǒng)交換信號(hào)的焊盤(pán) (pad)。半導(dǎo)體器件使用通過(guò)焊盤(pán)輸入的電信號(hào)進(jìn)行預(yù)設(shè)操作，然后通 過(guò)焊盤(pán)將操作結(jié)果傳輸?shù)酵獠侩娮酉到y(tǒng)。在此期間，探針板提供了半導(dǎo)體 器件與外部電子系統(tǒng)(例如，檢測(cè)器)之間的電通道，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)半導(dǎo)體 器件的電檢測(cè)。
同時(shí)，隨著半導(dǎo)體器件中的集成密度越高，那些焊盤(pán)的尺寸也越微型 化，甚至它們的間距也會(huì)減小。因此，需要將探針板制造成更精細(xì)的結(jié)構(gòu)以 適應(yīng)半導(dǎo)體器件中的這種高集成密度的需要，然而關(guān)于微型化的這些要求使 探針板的制造過(guò)程更加困難。尤其是，隨著半導(dǎo)體器件的更高集成密度， 用于使探針(這些探針被布置成與半導(dǎo)體器件的焊盤(pán)接觸)附著在探針板基 底上的結(jié)合過(guò)程通常會(huì)遇到各種技術(shù)難題。
有很多技術(shù)可用于上述結(jié)合過(guò)程，例如手動(dòng)焊接、使用倒裝接合器 (flip-chip bonder)的技術(shù)以及使用激光的技術(shù)。手動(dòng)焊接需要花費(fèi)較長(zhǎng)的 時(shí)間，而且產(chǎn)品質(zhì)量嚴(yán)重依賴(lài)于工人的技能。另外，根據(jù)半導(dǎo)體器件的微型 化趨勢(shì)，焊接不足以實(shí)現(xiàn)所需要的對(duì)齊精確度。
使用倒裝接合器的技術(shù)如今被廣泛采用，然而它不利于提高產(chǎn)量，因?yàn)?只要有一根探針出問(wèn)題，就可能導(dǎo)致整體缺陷。此外，由于倒裝接合技術(shù)需 要昂貴的設(shè)備，因此增加了產(chǎn)品的制造成本。使用激光的結(jié)合技術(shù)包括個(gè)別地加熱和接合探針的步驟，因此和焊接一 樣會(huì)花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間。并且，由于激光結(jié)合技術(shù)伴隨有對(duì)探針的快速冷卻和 快速加熱，因此可能會(huì)由于急劇的溫度變化而導(dǎo)致產(chǎn)品損壞。
而且，當(dāng)使用粘合劑將探針安放在探針板的基底上時(shí)，那些技術(shù)難以根 據(jù)需要來(lái)精確控制粘合劑的結(jié)構(gòu)和體積。這種控制粘合劑的圖案和體積的難 題可能會(huì)導(dǎo)致探針高度不統(tǒng)一并使探針板的質(zhì)量下降。具體地，依照那些用 于探針板的技術(shù)途徑，由于用來(lái)固定探針的粘合劑很難在整個(gè)探針板基底上 被形成得具有預(yù)設(shè)的圖案和體積，因此難以克服探針高度不統(tǒng)一的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有統(tǒng)一高度的探針的探針板。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制造具有統(tǒng)一高度的探針的探針板的 方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制造探針板的方法，防止由溫度變化引 起的損壞并同時(shí)縮短用于制造探針板的時(shí)間。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制造探針板的方法，包括以預(yù)設(shè)圖案和 尺寸形成粘合劑的步驟，所述粘合劑用來(lái)將探針板安放在基底上。
為了實(shí)現(xiàn)各個(gè)技術(shù)目的，本發(fā)明提供了一種制造探針板的方法，所述方 法包括通過(guò)光刻過(guò)程形成焊接緩沖件的步驟。所述方法包括如下步驟在包 括多個(gè)導(dǎo)電圖案的基底上形成焊接緩沖件，所述焊接緩沖件與所述導(dǎo)電圖案 電連接；布置探針，所述探針由所述焊接緩沖件支撐并與所述導(dǎo)電圖案連接; 以及熔化所述焊接緩沖件并將所述探針固定在所述基底上。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，形成所述焊接緩沖件的步驟包括在所述基底上 形成包括開(kāi)口的掩模圖案；通過(guò)使用所述掩模圖案作為模子，形成與所述導(dǎo) 電圖案電連接的所述焊接緩沖件；以及去除所述掩模圖案。各個(gè)所述開(kāi)口可 以在所述導(dǎo)電圖案的上方以相同的圖案和尺寸形成。所述焊接緩沖件優(yōu)選由 使用所述掩模圖案作為模子的電鍍過(guò)程形成。根據(jù)本發(fā)明，所述焊接緩沖件由選自Sn-Pb系、Sn-Bi系、Sn-Bi系和 Sn-Zn系中的至少一種材料制成。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述方法在形成所述焊接緩沖件之前還包 括形成支撐緩沖件，所述支撐緩沖件物理地支撐所述探針并且與所述導(dǎo)電 圖案電連接。各個(gè)所述支撐緩沖件優(yōu)選通過(guò)光刻過(guò)程以相同的尺寸和圖案形 成。更詳細(xì)地，形成所述支撐緩沖件的步驟包括在所述基底上形成使所述 導(dǎo)電圖案的頂面露出的支撐緩沖件掩模圖案；以及借助于使用所述支撐緩沖 件掩模圖案作為模子的電鍍過(guò)程，形成與所述導(dǎo)電圖案電連接的所述支撐緩 沖件。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述探針至少包括引導(dǎo)支撐件和插頭中的一個(gè)， 其中所述引導(dǎo)支撐件的形狀對(duì)應(yīng)于所述支撐緩沖件和/或所述焊接緩沖件的 圖案，并且所述寸爵頭的形狀對(duì)應(yīng)于所述支撐緩沖件和所述基底的圖案。所述 基底包括在形狀上與所述插頭對(duì)應(yīng)的凹槽。所述凹槽的底部低于所述支撐緩 沖件和/或所述焊接緩沖件的底部。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的另一個(gè)目的，本發(fā)明提供了一種探針板，其具有經(jīng)過(guò) 熔化處理的個(gè)體焊接緩沖件。所述探針板包括基底，在其中形成有多個(gè)導(dǎo) 電圖案；探針，其在所述基底上并與所述導(dǎo)電圖案電連接；以及經(jīng)過(guò)熔化的 焊接緩沖件，用于將所述探針固定在所述基底上。每個(gè)所述探針包括引導(dǎo)支 撐件，并且所述經(jīng)過(guò)熔化的焊接緩沖件被所述引導(dǎo)支撐件分隔成多個(gè)個(gè)體焊 接緩沖件。
所述經(jīng)過(guò)熔化的焊接緩沖件由選自Sn-Pb系、Sn-Bi系、Sn-Bi系和Sn-Zn
系中的至少一種材料制成。所述探針板還可以包括支撐緩沖件，所述支撐緩 沖件與所述導(dǎo)電圖案電連接，并且布置在所述經(jīng)過(guò)熔化的焊接緩沖件和所述 導(dǎo)電圖案之間，從而物理地支撐所述探針。
所述探針還可以包括插頭，所述插頭在形狀上對(duì)應(yīng)于所述支撐緩沖件或 所述基底。所述引導(dǎo)支撐件的形狀對(duì)應(yīng)于所述支撐緩沖件或所述焊接緩沖件 的形狀。
根據(jù)權(quán)利要求13所述的探針板，其中所述基底包括在形狀上對(duì)應(yīng)于所 述插頭的凹槽，所述凹槽的底部低于所述支撐緩沖件或所述焊接緩沖件的底部。在這種情況下，所述凹槽形成在所述導(dǎo)電圖案的中心下方，其中所述導(dǎo) 電圖案在其中心處具有使所述凹槽露出的空心部。
根據(jù)本發(fā)明，將預(yù)設(shè)的掩模圖案用作模子從而形成焊接緩沖件。由于掩 模圖案可以通過(guò)光刻過(guò)程來(lái)制成，因此能夠在整個(gè)基底上以期望的圖案均勻 地形成焊接緩沖件。因而，與用于連接探針的結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的各個(gè)焊接緩沖件以 相同的圖案和體積形成在整個(gè)基底上。結(jié)果，探針可以在整個(gè)基底上被布置 成統(tǒng)一的高度。
此外，根據(jù)本發(fā)明，使用能夠逐漸升溫或降溫的加熱裝置來(lái)使焊接緩沖 件熔化。因而，可以將本發(fā)明的探針板制造出來(lái)而不會(huì)被熱應(yīng)力損壞。另外， 上述加熱裝置使整個(gè)基底上的各焊接緩沖件熔化或冷卻，因此與將探針?lè)謩e 附著在基底上的技術(shù)相比，能夠顯著縮短工作時(shí)間。這種工作時(shí)間的縮短提 高了生產(chǎn)效率并節(jié)省了探針板產(chǎn)品的制造成本。
根據(jù)本發(fā)明，支撐緩沖件和/或焊接緩沖件是通過(guò)平整化過(guò)程來(lái)形成的。 因而，即使在不平整的基底上，也能非常平整地形成本發(fā)明的探針。


圖l、圖3、圖5、圖7、圖9和圖ll是描述本發(fā)明第一實(shí)施例的探針 板制造方法的處理特征的俯視圖。
圖2、圖4、圖6、圖8、圖9、圖IO和圖12是描述本發(fā)明第一實(shí)施例 的探針板制造方法的處理特征的截面圖。
圖13是描述本發(fā)明第一實(shí)施例的探針板結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖14~圖16是描述本發(fā)明其它實(shí)施例的探針板的立體圖。
圖17是描述本發(fā)明修改實(shí)施例的探針板制造方法的特征的截面圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例作更詳細(xì)地描述。然而，本 發(fā)明可以用不同的形式實(shí)施，而不應(yīng)當(dāng)被理解為受此處描述的實(shí)施例的 限制。提供這些實(shí)施例是為了使本發(fā)明的公開(kāi)徹底和完整，并且向本領(lǐng)域技術(shù)人員全面地表達(dá)本發(fā)明的范圍。
在附圖中，為了描述清楚而擴(kuò)大了各層和各區(qū)域的尺寸。還應(yīng)當(dāng)理解， 當(dāng)一個(gè)層(或膜)被稱(chēng)為在另一層或基底"上"時(shí)，它可以直接位于該另一 層或基底上，或者也可以存在中間層。另外，應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)一個(gè)層被稱(chēng)為在 另一層"下"時(shí)，它可以直接位于下面，也可以存在一個(gè)或多個(gè)中間層。此 外，還應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)一個(gè)層被稱(chēng)為在兩個(gè)層"之間"時(shí)，它可以是這兩個(gè)層 之間唯一的層，或者也可以存在一個(gè)或多個(gè)中間層。在附圖中，同樣的附圖 標(biāo)記始終表示同樣的元件。
圖l、圖3、圖5、圖7、圖9和圖11是描述本發(fā)明第一實(shí)施例的探針 板制造方法的處理特征的俯視圖。圖2、圖4、圖6、圖8、圖9、圖10和 圖12是描述本發(fā)明第一實(shí)施例的探針板制造方法的處理特征的截面圖，示 出了沿圖1~圖11中的虛線(xiàn)I-I'的截面。
參照?qǐng)D1和圖2，首先制備用于制造本發(fā)明探針板的具有焊盤(pán)20的基 底10。焊盤(pán)10布置在基底10的一側(cè)上，并與在基底10中形成的導(dǎo)電圖案 15電連接。導(dǎo)電圖案15與諸如檢測(cè)器等外部電子系統(tǒng)連接。焊盤(pán)20可以 位于與安放在待測(cè)目標(biāo)中的終端配置(例如，在半導(dǎo)體器件中形成的輸入/ 輸出焊盤(pán))對(duì)應(yīng)的位置上。根據(jù)本發(fā)明，多層印刷電路板可以用作基底10。
焊盤(pán)20由選自銅(Cu)、鎳(Ni)、鎢(W)、金(Au)以及它們的 合成物中的至少一種材料制成。然而，本發(fā)明的焊盤(pán)20可以形成得含有其 它金屬材料及其合金中的至少一種材料。
參照?qǐng)D3和圖4，在包括多個(gè)焊盤(pán)20的基底10上布置第一掩模圖案30， 第一掩模圖案30包括使焊盤(pán)20的頂面局部露出的第一開(kāi)口 35。第一開(kāi)口 35通過(guò)后續(xù)的處理步驟限定出支撐緩沖件(圖5和圖6中的40)的圖案。 也就是說(shuō)，第一掩模圖案30用作支撐緩沖件40的模子。
根據(jù)本發(fā)明，第一掩模圖案30優(yōu)選由對(duì)焊盤(pán)20、基底10和支撐緩沖 件40具有蝕刻選擇性的材料形成。例如，第一掩模圖案30可以由通過(guò)普通 光刻過(guò)程所形成的光刻膠圖案形成。在這種情況下，第一掩模圖案30的形 成包括如下步驟在布置有焊盤(pán)20的基底上沉積光刻膠膜，然后借助于光掩模使光刻膠膜曝光，從而限定出第一開(kāi)口 35的位置。然后，使經(jīng)過(guò)曝光 的光刻膠膜顯影，從而得到作為第一掩模圖案30的光刻膠圖案。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，在沉積光刻膠膜之前，可以在包括焊盤(pán) 20的基底10上形成將要作為第一掩模圖案30的掩模膜。在這種情況下， 通過(guò)使用光刻膠圖案作為掩模，使掩模膜形成圖案，從而得到第一掩模圖案 30。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將第一掩模圖案30形成得覆蓋焊盤(pán)20的頂部中 心部分并覆蓋圍繞著焊盤(pán)20的基底。也就是說(shuō)，如圖3和圖4所示，第一 開(kāi)口 35可以形成得位于焊盤(pán)20的頂部邊緣上方。本發(fā)明的開(kāi)口 35的圖案 并不受此處描述的限制，而是可以修改為各種結(jié)構(gòu)。
參照?qǐng)D5和圖6，形成支撐緩沖件40使其與焊盤(pán)20接觸，并填充第一 開(kāi)口 35。支撐緩沖件40的形成可以包括如下步驟在第一掩模圖案30上 沉積得到填充第一開(kāi)口 35的支撐緩沖件膜，然后進(jìn)行蝕刻使所述支撐緩沖 件膜平整，直到第一掩模圖案30的頂部露出。就像這樣，由于支撐緩沖件 40是通過(guò)使用第一掩模圖案40作為模子而形成的，因此就能以相同的結(jié)構(gòu) 和體積布置在整個(gè)基底10上。本發(fā)明的這個(gè)特點(diǎn)能夠使各探針以相同的高 度安放在整個(gè)基底上。
支撐緩沖件優(yōu)選由對(duì)焊盤(pán)20具有強(qiáng)附著性的導(dǎo)電材料制成。例如，支 撐緩沖件可以由選自銅(Cu)、鎳(Ni)、鎢(W)以及它們的合金中的至 少一種材料形成。然而，本發(fā)明的支撐緩沖件40可以形成得含有其它金屬 材料及其合金中的至少一種材料。
另外，支撐緩沖件40可以借助于電鍍技術(shù)來(lái)形成。更詳細(xì)地，在基底 10上形成與焊盤(pán)20接觸的種子層(圖未示)以后，就實(shí)施使用上述種子層 作為電極的電鍍過(guò)程，從而形成填充第一開(kāi)口 35的支撐緩沖件40。在此期 間，種子層是借助于可沉積任何源材料的濺射技術(shù)而生成的。種子層優(yōu)選被 形成為銅膜。
蝕刻支撐緩沖件膜的步驟優(yōu)選利用對(duì)第一掩模圖案30的蝕刻選擇性。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，蝕刻支撐緩沖件膜的步驟可以通過(guò)使用化學(xué)機(jī)械拋光 (CMP)、機(jī)械拋光、濕式回蝕(wet etch-back)和干式回蝕(wet etch-back)中的一種方法來(lái)實(shí)施。尤其是，即使基底10的頂面不平整，也可以通過(guò)利
用CMP來(lái)蝕刻支撐緩沖件膜從而使支撐緩沖件40的頂面變得平整。因此， 不管基底10的平整度如何，通過(guò)后續(xù)處理步驟布置的探針總可以彼此齊平。
參照?qǐng)D7和圖8，在所得到的包括支撐緩沖件40的結(jié)構(gòu)上形成第二掩 模圖案50。第二掩模圖案50被布置得用于限定使支撐緩沖件40的頂部露 出的第二開(kāi)口 55。第二開(kāi)口 55在后續(xù)處理步驟中限定出焊接緩沖件60的 圖案。第二掩模圖案50用作焊接緩沖件60的模子。因而，以同一圖案在整 個(gè)基底10上形成各焊接緩沖件60。
根據(jù)本發(fā)明，第二掩模圖案50優(yōu)選由對(duì)焊盤(pán)20、基底10、支撐緩沖件 40和焊接緩沖件60具有蝕刻選擇性的材料形成。例如，第二掩模圖案40 可以由通過(guò)普通光刻過(guò)程所形成的光刻膠圖案形成。在這種情況下，第二掩 模圖案50的形成包括如下步驟在布置有支撐緩沖件40的基底上沉積光刻 膠膜，然后借助于光掩模使光刻膠膜曝光，從而限定第二開(kāi)口 55的位置。 然后，使經(jīng)過(guò)曝光的光刻膠膜顯影，從而得到用作第二掩模圖案50的光刻 膠圖案。
第二開(kāi)口 55被形成得使支撐緩沖件40的頂面局部地露出。根據(jù)本發(fā)明 的實(shí)施例，支撐緩沖件40通過(guò)多個(gè)彼此分離的第二開(kāi)口 55而露出。例如， 如圖所示，第二開(kāi)口 55使支撐緩沖件40在第一開(kāi)口 35的四個(gè)角部局部地 露出。因此，在焊盤(pán)20和支撐緩沖件40的上方，第二掩模圖案50形成得 具有十字形狀。
同時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的修改實(shí)施例，第二掩模圖案50可以被布置成與第 一掩模圖案30重疊。也就是說(shuō)，第二掩模圖案50是在焊盤(pán)20的頂部中心 和圍繞著焊盤(pán)20的基底10上形成的。換句話(huà)說(shuō)，第二開(kāi)口 55被形成得使 支撐緩沖件40的頂面露出。露出的支撐緩沖件40頂面未被第二掩模圖案 50隔開(kāi)。在這點(diǎn)上，第一掩模圖案40和第二掩模圖案50可以由使用同一 光掩模的光刻過(guò)程形成。在此期間，為了防止出現(xiàn)第二開(kāi)口 55偏離支撐緩 沖件40的未對(duì)齊情況，第二開(kāi)口 55的寬度優(yōu)選小于第一開(kāi)口 35的寬度。 為此，第二掩模圖案50可以通過(guò)光刻膠回流過(guò)程來(lái)形成。為了使第二掩模 圖案50的寬度延展，光刻膠回流過(guò)程包括將第二掩模圖案50加熱至預(yù)設(shè)溫度的步驟。與第一開(kāi)口35類(lèi)似，第二開(kāi)口 55可以修改成各種位置和圖案，
而不受前述實(shí)施例的限制。
參照?qǐng)D9和圖10，形成焊接緩沖件60使其與支撐緩沖件40接觸，并 填充第二開(kāi)口55。焊接緩沖件60的形成可以包括如下步驟在第二掩模圖 案50上沉積得到填充第二開(kāi)口 55的焊接緩沖件膜，然后蝕刻所述焊接緩沖 件膜直到第二掩模圖案50的頂部露出。就像這樣，由于焊接緩沖件60是通 過(guò)使用第二掩模圖案50作為模子而形成的，因此它們以相同的結(jié)構(gòu)和體積 布置在整個(gè)基底10上。本發(fā)明的這個(gè)特點(diǎn)能使各探針以相同的高度安放在 整個(gè)基底上。
根據(jù)本發(fā)明的前述實(shí)施例，由于第二開(kāi)口 55使支撐緩沖件40在第一開(kāi) 口 35的四個(gè)角部處露出，因此以第二掩模圖案50作為模子而形成的焊接緩 沖件60在第一開(kāi)口 35的四個(gè)角落處與支撐緩沖件40接觸。焊接緩沖件60 可以由被第二掩模圖案50分隔開(kāi)的個(gè)體焊接緩沖件構(gòu)成。另外，根據(jù)本發(fā) 明的修改實(shí)施例，當(dāng)?shù)诙谀D案50被布置在與第一掩模圖案30重疊的位 置上時(shí)，以第二掩模圖案50作為模子而形成的焊接緩沖件60可以形成得具 有與支撐緩沖件40相同的圖案。
焊接緩沖件膜優(yōu)選由對(duì)支撐緩沖件40具有較高附著力而且具有較低熔 點(diǎn)的導(dǎo)電材料制成。此處，焊接緩沖件膜的熔點(diǎn)優(yōu)選設(shè)定在如下的溫度范圍 內(nèi)(例如，130。C 230。C)，該溫度范圍不會(huì)改變支撐緩沖件40、焊盤(pán)20、 基底IO和導(dǎo)電圖案15的物理性質(zhì)和結(jié)構(gòu)。為此，焊接緩沖件膜可以由如下 材料中的至少一種材料制成這些材料屬于Sn-Pb系、Sn-Bi系、Sn-Ag系 和Sn-Zn系(它們的熔點(diǎn)依次分別約為183°C、 141。C、 223。C和198。C)。
焊接緩沖件膜還可以通過(guò)電鍍技術(shù)來(lái)形成。更詳細(xì)地，在基底10上形 成與支撐緩沖件40接觸的種子層以后，實(shí)施使用該種子層作為電極的電鍍 過(guò)程，從而形成填充第二開(kāi)口 55的焊接緩沖件60。在此期間，種子層是通 過(guò)濺射技術(shù)而生成的。
此外，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，使用支撐緩沖件40作為種子層來(lái) 實(shí)施形成焊接緩沖件60的步驟。更詳細(xì)地說(shuō)，將支撐緩沖件40這個(gè)種子層作為用來(lái)生成悍接緩沖件膜的電極。在這種情況下，由于不需要形成額外種 子層的步驟，因此能夠簡(jiǎn)化制造過(guò)程并降低制造成本。
蝕刻焊接緩沖件膜的步驟優(yōu)選利用對(duì)第二掩模圖案50的蝕刻選擇性。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，蝕刻焊接緩沖件膜的步驟可以通過(guò)使用化學(xué)機(jī)械拋光 (CMP)、機(jī)械拋光、濕式回蝕和干式回蝕中的一種方法來(lái)實(shí)施。
參照?qǐng)D11和圖12，依次去除第二掩模圖案50和第一掩模圖案30，從 而使圍繞著焊盤(pán)20的基底10露出。就這樣，支撐緩沖件40被布置在焊盤(pán) 20上，并且焊接緩沖件60被設(shè)置在支撐緩沖件60上。
根據(jù)上述實(shí)施例，焊盤(pán)20被形成得具有預(yù)設(shè)厚度的板的形狀，并且支 撐緩沖件40被形成得具有使焊盤(pán)20的中心露出的空心形狀。另外，各焊接 緩沖件60分別在每個(gè)支撐緩沖件40的四個(gè)角部上露出。因此，支撐緩沖件 40的頂面具有在四個(gè)角部處的焊接緩沖件60之間露出的部分(見(jiàn)圖13)。 此外，在前述本發(fā)明的修改實(shí)施例中，每個(gè)焊接緩沖件60可以形成得具有 與支撐緩沖件40相同的形狀。
去除第一掩模圖案30和第二掩模圖案50的步驟優(yōu)選使用對(duì)焊接緩沖件 60、支撐緩沖件40、焊盤(pán)20和基底IO具有選擇性的蝕刻配方。如前所述， 如果第一掩模圖案30和第二掩模圖案50是由光刻膠圖案形成的，則可以借 助于普通光刻膠剝離技術(shù)來(lái)進(jìn)行蝕刻過(guò)程。
然后，參照?qǐng)D13，由另外的過(guò)程制造出來(lái)的探針被附著在包括焊接緩 沖件60的基底10上。探針包括與半導(dǎo)體器件的焊盤(pán)直接接觸的尖端(圖未 示)以及與基底10上的焊盤(pán)20連接的連接件110。根據(jù)當(dāng)上述尖端與半導(dǎo) 體器件的輸入/輸出焊盤(pán)接觸時(shí)所施加的力的作用點(diǎn)，通常將探針劃分為立 式和懸臂式。立式探針的工作方式是力的作用點(diǎn)位于連接件110的Z軸上， 而懸臂式探針的工作方式是力的作用點(diǎn)不在連接件110的Z軸上。下面描述 與連接件110的結(jié)構(gòu)相關(guān)的本發(fā)明，但并不是將其限制于在每個(gè)探針都配備 有連接件110時(shí)尖端的結(jié)構(gòu)和位置。因此，本發(fā)明既適用于立式探針又適用 于懸臂式探針。
根據(jù)本發(fā)明，為了實(shí)現(xiàn)探針和基底IO之間的牢固結(jié)合和穩(wěn)定電連接， 可以將探針的連接件IIO變更或修改為各種結(jié)構(gòu)。例如，如圖13所示，連接件110包括朝著垂直于Z軸的方向突出的引導(dǎo)支撐件112和沿著連接件
IIO的軸線(xiàn)突出的插頭114。引導(dǎo)支撐件112插入焊接緩沖件60之間，并與 支撐緩沖件40的頂部接觸。也就是說(shuō)，引導(dǎo)支撐件112被布置在個(gè)體焊接 緩沖件之間。插頭114插入支撐緩沖件40的開(kāi)口 42中，上述開(kāi)口 42使焊 盤(pán)20的中心露出。插頭114優(yōu)選通過(guò)開(kāi)口 42直接與焊盤(pán)20接觸。
然后，將布置有探針的基底IO裝載到能逐漸升高或降低內(nèi)部溫度的加 熱裝置中。運(yùn)行加熱裝置從而將焊接緩沖件60加熱至熔點(diǎn)以上，然后將它 們冷卻。因而，連接件110(即，引導(dǎo)支撐件112)附著在支撐緩沖件40和 基底10上。
此外，逐漸的加熱和冷卻可以使本發(fā)明探針板的熱應(yīng)力最小，因此這有 助于減小由使用激光的過(guò)程引起的、因?yàn)闊釕?yīng)力而使產(chǎn)品損壞的可能性。另 外，由于上述加熱裝置使整個(gè)基底上的焊接緩沖件60熔化并冷卻，因此與 將每個(gè)探針個(gè)別地附著在探針板基底上的傳統(tǒng)技術(shù)相比，該加熱裝置能夠顯 著縮短工作時(shí)間。這種工作時(shí)間的縮短提高了探針板產(chǎn)品的制造效率并縮減 了探針板產(chǎn)品的制造成本。
根據(jù)本發(fā)明，可以根據(jù)探針的連接件110的結(jié)構(gòu)來(lái)改變支撐緩沖件40、 焊接緩沖件60、焊盤(pán)20和基底10。圖14 圖16是描述本發(fā)明其它實(shí)施例 的探針板的立體圖。為了描述的方便，將不再對(duì)與上述說(shuō)明重復(fù)的內(nèi)容作進(jìn) 一步描述。
參照?qǐng)D14，插頭114穿過(guò)支撐緩沖件40和焊盤(pán)20，與基底10直接接 觸。插頭114的長(zhǎng)度(Ll)優(yōu)選大于或等于支撐緩沖件40和焊盤(pán)20的厚度 之和(L21+L22)。當(dāng)插頭長(zhǎng)度L1大于上述厚度之和L21+L22時(shí)，插頭114 就能插入到基底10中。對(duì)于插頭114的這種插入操作，基底10包括凹槽 200，凹槽200被設(shè)置成具有一個(gè)深度L1-L21-L22，該深度對(duì)應(yīng)于插頭長(zhǎng)度 Ll與上述厚度之和L21+L22的差值。這種將插頭114插入基底10的凹槽200 中的操作能使插頭114在結(jié)構(gòu)上更加穩(wěn)定地固定在基底10上。
參照?qǐng)D15，探針板可以不設(shè)置支撐緩沖件40。在這種情況下，探針的 連接件110包括多個(gè)引導(dǎo)支撐件112。每個(gè)引導(dǎo)支撐件如圖13和圖14所示插入到焊接緩沖件60之間，并與焊盤(pán)20接觸。據(jù)此，探針在結(jié)構(gòu)上受到焊 接緩沖件60的支撐。
在此實(shí)施例中，由于焊接緩沖件60是通過(guò)將第二掩模圖案50作為模子 而形成的，因此焊接緩沖件60的圖案可以通過(guò)本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行改變。 也就是說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明，焊接緩沖件60可以被形成得具有如下圖案，該圖 案能夠在結(jié)構(gòu)上替代用于對(duì)齊和支撐探針的支撐緩沖件40?；谑峭ㄟ^(guò)將 第二掩模圖案50作為模子來(lái)形成焊接緩沖件60的這一特點(diǎn)，焊接緩沖件的 這種變形是允許的。根據(jù)此實(shí)施例，由于可以省略用于形成支撐緩沖件40 的處理步驟，因此能夠?qū)⑦^(guò)程簡(jiǎn)化從而獲得降低產(chǎn)品成本的效果。
同時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的修改實(shí)施例，可以在圍繞著焊盤(pán)20的基底10的頂 面上形成絕緣(或介電)膜12。絕緣膜12優(yōu)選為通過(guò)化學(xué)氣相沉積形成的 氧化硅膜。根據(jù)本發(fā)明，如前所述，焊接緩沖件60由選自Sn-Pb系、Sn-Bi 系、Sn-Ag系和Sn-Zn系合金中的至少一種材料制成。在這種情況下，焊接 緩沖件60被限制在預(yù)設(shè)區(qū)域中(即，在引導(dǎo)支撐件114之間的焊盤(pán)20的頂 面上)，而不會(huì)在熔化步驟中擴(kuò)散到焊盤(pán)20外面。由于焊接緩沖件60的材 料不是在絕緣膜12上形成的這一材料特性，因此上述限制性布置有助于防 止在熔化步驟期間由焊接緩沖件60的水平延展造成的與探針之間的電短 路。
參照?qǐng)D16，如前面結(jié)合圖14所述的那樣，探針的連接件110可以包括 要插入基底10中的插頭114。根據(jù)此實(shí)施例，插頭114的長(zhǎng)度L3大于或等 于焊盤(pán)20的厚度L4。當(dāng)插頭114的長(zhǎng)度L3大于焊盤(pán)20的厚度L4時(shí)，插 頭114就能插入基底10中。為此，在基底10中設(shè)置有深度為L(zhǎng)3-L4的凹槽 200，該深度對(duì)應(yīng)于插頭長(zhǎng)度L3與焊盤(pán)厚度L4之間的差值。這樣，插頭114 插入基底10的凹槽200中，可以更加穩(wěn)定地固定在基底10上。
此外，根據(jù)圖17所示的本發(fā)明另一個(gè)修改實(shí)施例，在形成支撐緩沖件 40以后，去除第一掩模圖案30，然后在所得到的結(jié)構(gòu)上進(jìn)一步布置第二掩 模圖案50。在此期間，第二掩模圖案50和第二開(kāi)口 55也可以通過(guò)與前述 實(shí)施例相同的方式形成。[工業(yè)應(yīng)用]
本發(fā)明適用于電子器件檢測(cè)系統(tǒng)的探針板以及制造該探針板的方法。例 如，本發(fā)明可以用于檢測(cè)半導(dǎo)體器件。
權(quán)利要求
1.一種制造探針板的方法，包括在包括多個(gè)導(dǎo)電圖案的基底上形成焊接緩沖件，所述焊接緩沖件與所述導(dǎo)電圖案電連接；布置探針，所述探針由所述焊接緩沖件支撐并與所述導(dǎo)電圖案連接；以及熔化所述焊接緩沖件，從而將所述探針固定在所述基底中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述焊接緩沖件的形成包括 在所述基底上形成具有開(kāi)口的掩模圖案；通過(guò)使用所述掩模圖案作為模子，形成與所述導(dǎo)電圖案電連接的所述焊 接緩沖件；以及去除所述掩模圖案，其中所述開(kāi)口在所述導(dǎo)電圖案的上方形成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述焊接緩沖件由使用所述掩模圖案作為模子的電鍍過(guò)程形成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述焊接緩沖件由選自Sn-Pb系、 Sn-Bi系、Sn-Bi系和Sn-Zn系中的至少一種材料制成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，在形成所述焊接緩沖件之前還包括 形成支撐緩沖件，所述支撐緩沖件物理地支撐所述探針并且與所述導(dǎo)電圖案電連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述支撐緩沖件通過(guò)光刻和蝕刻 過(guò)程一次形成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述支撐緩沖件的形成包括在所述基底上形成使所述導(dǎo)電圖案的頂面露出的支撐緩沖件掩模圖案；以及借助于使用所述支撐緩沖件掩模圖案作為模子的電鍍過(guò)程，形成與所述 導(dǎo)電圖案電連接的所述支撐緩沖件。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述探針至少包括引導(dǎo)支撐件和 插頭中的一個(gè)，所述引導(dǎo)支撐件的形狀對(duì)應(yīng)于所述支撐緩沖件或所述焊接緩沖件的圖案，并且所述插頭的形狀對(duì)應(yīng)于所述支撐緩沖件或所述基底的圖案。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述基底包括凹槽，所述凹槽的形狀對(duì)應(yīng)于所述插頭的圖案，所述凹槽的底面低于所述支撐緩沖件或所述焊接緩沖件的底面。
10. —種探針板，包括 具有多個(gè)導(dǎo)電圖案的基底；布置在所述基底上的探針，所述探針與所述導(dǎo)電圖案電連接；以及 經(jīng)過(guò)熔化處理的焊接緩沖件，用于將所述探針固定在所述基底上， 其中每個(gè)所述探針包括引導(dǎo)支撐件，并且所述經(jīng)過(guò)熔化處理的焊接緩沖件包括多個(gè)由所述引導(dǎo)支撐件分隔開(kāi)的個(gè)體焊接緩沖件。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的探針板，其中所述經(jīng)過(guò)熔化處理的悍接緩 沖件由選自Sn-Pb系、Sn-Bi系、Sn-Bi系和Sn-Zn系中的至少一種材料制成。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的探針板，還包括支撐緩沖件，所述支撐緩 沖件布置在所述經(jīng)過(guò)熔化處理的焊接緩沖件和所述導(dǎo)電圖案之間，物理地支 撐所述探針并與所述導(dǎo)電圖案電連接。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的探針板，其中所述探針還包括插頭，所述 插頭的形狀對(duì)應(yīng)于所述支撐緩沖件或所述基底的圖案，所述引導(dǎo)支撐件的形狀對(duì)應(yīng)于所述支撐緩沖件或所述焊接緩沖件的圖案。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的探針板，其中所述基底包括凹槽，所述凹 槽的形狀對(duì)應(yīng)于所述插頭的圖案，所述凹槽的底部低于所述支撐緩沖件或所述焊接緩沖件的底部。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的探針板，其中所述凹槽形成在所述導(dǎo)電圖案的中心下方，所述導(dǎo)電圖案在其中心處具有使所述凹槽露出的空心部。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種探針板以及制造該探針板的方法。所述方法包括在基底上形成與導(dǎo)電圖案電連接的焊接緩沖件；形成與所述導(dǎo)電圖案連接并受所述焊接緩沖件支撐的探針；然后熔化所述焊接緩沖件，從而將所述探針固定在所述基底上。所述焊接緩沖件的形成包括如下步驟借助于光刻過(guò)程以相同的圖案和尺寸形成各焊接緩沖件。
文檔編號(hào)H01L21/66GK101310375SQ200680040203
公開(kāi)日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2006年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月28日
發(fā)明者李億基, 申圭賢, 鄭圣勛 申請(qǐng)人:飛而康公司