專利名稱：探針的制造方法及探測卡的制造方法
技術領域：
本發明是關于一種探針的制造方法及探測卡的制造方法。特別本發明是關于由非晶質(amorphous)合金所形成的探針。并且本申請案是與下述的日本專利申請案有關聯。對于認定可將參照文獻編入有所指定的國定，參照下述的申請案所述內容編入本申請案為本申請案的所述的一部分。
日本專利特愿2001-159629申請日期2001年5月28日。
背景技術：
從來，在硅基板形有所定形狀的金屬層后借由去除該硅基板，可得具有若干個探針(probe pin)的探測卡(probe card)。
從來的探測卡是在其制程使硅基板堆積金屬層時，該金屬層具有內部應力。因而，去除硅基板時，由該內部應力無法保持在硅基板形成時的形狀，要獲得所期望的形狀的探針極為困難。
因此本發明是提供，可解決上述問題點的一種探針的制造方法及探測卡的制造方法為目的。此目的可借由在申請專利范圍的獨立項所述的特征的組合加以達成。又依附項是規定本發明的更有利的具體例。
發明內容
茲為解決上述課題，依照本發明的第一實施例，提供一種探測卡的制造方法，是以電氣接連于設在被試驗電路上的接連端子，以使被試驗電路、該被試驗電路和試驗的試驗裝置之間實行訊號傳送的具有若干個探針的探測卡的制造方法，其特征在于包括為形成若干個探針的探針形成基板的準備階段(step)。在探針形成基板的若干個領域，形成持有過冷卻液體溫度域，具有所定形狀的非晶質合金層的形成階段。使非晶質合金層加熱至過冷卻液體溫度域的加熱階段。使非晶質合金層冷卻至比過冷卻液體溫度域較低溫度的冷卻階段。準備具有傳送訊號的傳送線路，保持非晶質合金層的保持基板的準備階段。使非晶質合金層的一部分與傳送線路接合的階段。以及在此過冷卻溫度域較低溫的冷卻狀態，使探針形成基板的最少一部分去除的階段等。
并且，探針形成基板的準備階段是包括具有底面與傾斜面的探針形成溝部的形成階段。其中，底面是設成對探針形成基板的所定的面大略平行。傾斜面是對該底面有所定的角度，其一段設成從該底面延長，另一端設成從所定的面延長。非晶質合金層的形成階段是可使非晶質合金層從底面至傾斜面及所定的面加以堆積。
又，探針形成溝部的形成階段是可借由使探針形成基板以各方異性蝕刻，使探針形成溝部形成于探針形成基板。
又，探針形成基板的準備階段，更再具有突起部形成溝部的形成階段，以使在底面形成非晶質合金層的領域，形成非晶質合金層的突起部，非晶質合金層的形成階段，可更再使非晶質合金層形成于突起部形成溝部。
并且，關于第一實施例的探測卡的制造方法，可更再包括在非晶質合金層的表面形成導電層的形成階段。
又，接合的階段，可使非晶質合金層的一部分與傳送線路，在加熱至過冷卻液體溫度域的狀態接合。
并且，關于第一實施例的探測卡的制造方法，更再包括接合構件的形成階段，以便在非晶質合金層及傳送線路的最少一方形成接合構件，使非晶質合金層與傳送線路接合，接合的階段，可經接合構件使非晶質合金層與傳送線路接合。
又，關于第一實施例的探測卡的制造方法，更再包括，使探針形成基板，以按每一探針加以分割的階段。接合的階段可使設在分割的探針形成基板的非晶質合金層與傳送線路接合。
依照本發明的第二實施例，提供一種探針的制造方法，是以電氣的接連于設在被試驗電路上的接連端子，使訊號供給被試驗電路的探針的制造方法，其特征在于，包括在形成探針的探針形成基板，使具有過冷卻液體溫度域的非晶質合金以所定形狀加以形成的階段，使非晶質合金加熱至過冷卻液體溫度域的階段，使非晶質合金冷卻的階段，以及在使非晶質合金冷卻至比過冷卻液體溫度域較低溫度的狀態，將探針形成基板的最少部分去除的階段。
尚且，上述的發明概要并非列舉本發明的必要特征的全部，此等特征群的副次組合也為一種發明。
為讓本發明的上述原理和其它目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉一個較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。
圖1是表示關于本發明的一個實施例的探測卡10。
圖2a～i是表示關于本發明的一個實施例的探測卡的制造方法。
圖3a～f是表示形成探針階段的其它例。
圖4a～d是表示圖2a～i所示探測卡10的制造方法的其它例的流程圖。
符號說明10 探測卡12 探針基板14 探針18 自由端22 突起部24 保持端部26 傾斜部28 自由端部40 第一基板
42第一平面部44傾斜面部50第二基板52第二平面部54突起部形成溝部60非晶質合金層62接合構件64傳送線路66導電層70、76粘附層74金屬層78阻障層96第一傾斜面部98第二傾斜面部具體實施方式
以下，經發明的實施例說明本發明，以下的實施例并非限定申請專利范圍的發明，又實施例中所標明的特征組合的全部也非限定為發明的解決手段所必須的。
圖1是表示關于本發明的一個實施例的探測卡10。探測卡10包括若干個探針14、探針基板12及接合構件62。其中，若干個的探針14是由持有過冷卻液體溫度域的非晶質合金所形成。探針基板12是具有傳送探針14向其接觸端子供給訊號的傳送電路，并保持若干個的探針14。接合構件62是使探針14與該傳送線路接合。依照本實施例的探測卡10適合于例如在使試驗半導體組件等所設電路的試驗裝置，該半導體組件的接觸端子以電氣的接連時加以使用。
在本實施例的探針14是具有保持端部24、傾斜部26與自由端部28。其中，保持端部24是保持于探針基板12。傾斜部26是從該保持端部24延長，對該保持端部24設成傾斜所定角度。自由端部28是設成對保持端部24大略平行。然而保持端部24與設在探針基板12的傳送線路以電氣的接連。借由自由端部28對保持端部24以大略平行，即，對探針基板12及接連端子設成大略平行，可使自由端部28與接連端子的接觸面積加大。由此能使探針14與接連端子的接觸電阻低減，能以良好效率使試驗訊號供給于被試驗電路。并且，傾斜部26是在探針14的自由端部28接觸于接連端子時，對該自由端部28按壓接連端子具有彈性部的機能。
自由端部28是例如與設在半導體組件等的接連端子以電氣的接觸。自由端部28是以具有與該接連端子接觸的突起部為宜。此種場合的突起部是例如以電鍍或噴射印刷(jet printing)形成于自由端部為宜。借由自由端部28有突起部可更確實使探針14以電氣的接連于接連端子。
又若干個的探針14所含的自由端部28是可從探針基板12設成在相異高度。借由使自由端部28設在相異高度，當自由端部28接觸于接連端子時，可使各自由端部28以所期望的力按壓于接連端子。又，在接連端子各設在相異高度的場合，可以所期望的力使自由端部28按壓于接連端子。并且，在其它例，也可借由使若干個的探針14的傾斜部26設成相異長度，使各自由端部28以所期望的力按壓于接連端子。
圖2a～i是表示關于本發明的一個實施例的探測卡的制造方法。首先如圖2a所示，準備具有形成探針14的保持端部24的第一平面部42，和設成對第一平面42有所定角度θ，一端延長于第一平面42的傾斜面部44的第一基板40。第一基板40是例如以硅基板等的單結晶基板為所期望的。角度θ是以30度至60度為宜，并且，以54.7度為更好。又，第一基板40是在基板表面的若干個領域，以各有傾斜面部44為宜。此種場合，若干個傾斜面部44是可設成各配置在略同一面。
然而，如圖2b所示，使第一基板40貼合于具有形成探針14的自由端18的第二平面部52的第二基板50。第二基板50是例如為硅基板。第一基板40及第二基板50是以貼合設成第二平面部52延長于傾斜面44的他端為宜。又，第二平面部52是以平行于第一平面部42為宜。然而借由第一基板40及第二基板50的貼合，以得有第二平面部52為底面，及傾斜面部44為側面，在后述階段為構成探針的形成非晶質合金層的探針形成溝部。
在其它實施例也可在一個基板，設有傾斜面44及底面的第二平面部52的探針形成溝部。此種場合，探針形成溝部是使該一個基板以各方異性蝕刻加以形成為宜。并且，也可使側壁全體成為對第一平面部42有所定角度的傾斜面部44，以設探針形成溝部。
接著，如圖2c所示，在第一基板40及第二基板50形成持有過冷卻液體溫度域的非晶質合金層60。非晶質合金層60是以濺鍍(sputter)法加以形成為宜。并且，非晶質合金層60是形成在從第二基板的第二平面部52至第一基板40的傾面部44及第一平面部42為宜。
接著，使堆積的非晶質合金層60加熱，非晶質合金層60是以加熱至比其所用材料的非晶質合金的玻璃轉移溫度較高的溫度為宜。在本實施，非晶質合金層60是加熱至非晶質合金的玻璃轉移溫度以上，結晶化開始溫度以下的過冷卻液體域。其后，使非晶質合金層60例如借由自然冷卻，冷卻至該玻璃轉移溫度以下。
在從構成探針形成基板的第一基板40及第二基板50剝離前，使構成探針14的非晶質合金層60，借由加熱至過冷卻液體溫度域，可緩和在非晶質合金層60所生的內部應力。從而，可使堆積于探針形成基板的非晶質合金層60順應于探針形成基板的關系，在使非晶質合金層60從探針形成基板剝離后，也可獲得具有與在探針形成基板上形成時大略同一形狀的探針14。
并且，在使探針形成基板去除前，借由使非晶質合金層60加熱，可緩和在探針14所生的內部應力的關系，由非晶質合金層60與其它金屬層以累層形成探針的場合，因可緩和非晶質合金層60與該其它金屬層之間所生的應力。以致容易獲得有所期望的形狀的探針14。
其后，如圖2d所示，使非晶質合金層60的不必要部分以蝕刻等加以去除，以形成具有保持探針基板的保持端部24，有探針的彈性部機能的傾斜部26及接觸于端子的自由端部28。又，在其它例探針14是在第一基板40的第一平面部42及傾斜面部44及第二基板50的第二平面部52的所定領域，也可依剝離(lift-off)法由堆積加以形成。
接著，如圖2e所示，在探針14的保持端部24形成接合構件62。接合構件62是以例如金(Au)凸出(bump)、金與錫的合金(AuSn)等的Au合金、錫焊、銀與錫的合金(AgSn)等的不含鉛(Pb)的金屬材料為宜。又，接合構件62是以電鍍或起立突出(stand bump)加以形成為宜。在本實施例接合構體雖形成于探針14，在其它實施例，也可形成在設在探針基板12的傳送線路，或者，也可形成在該傳送線路及探針14的雙方。
接著，如圖2f所示，準備已形成包含導電性材料的傳送線路64的探針基板12。然而，使探針14的保持端部24經接合構件62接合于探針基板12。首先，使保持端部24位置對照于探針基板12。然后，使保持端部24貼合于探針基板12。其后，使保持端部24以熱壓附于探針基板12。保持端部24的對探針基板12的接合是以用倒裝焊接器(flip-chip bonder)一連的動作進行為宜。又，熱壓附是以非晶質合金層未至過冷卻液體溫度域的加熱程度的溫度進行為宜。
在其它實施例，也可不形成接合構件62，直接使保持端部24與傳送線路64接合。并且，也可借由加熱至過冷卻液體溫度域以進行熱壓附，使非晶質合金層加熱至過冷卻液體溫度域同時，使保持端部24與傳送線路64進行熱壓附。并且，也可使探針形成基板按每一個探針分割，再將設在分割探針形成基板的探針14，逐次，接合于傳送線路64。
其次，如圖2g所示，使構成探針形成基板的第一基板40及第二基板50去除，第一基板40及第二基板50是例如以用氫氧化鉀水溶液的濕式蝕刻或用XeF2的干式蝕刻等去除為宜。
在本實施例的探針是使形成該探針的非晶質合金加熱至過冷卻液體溫度域，冷卻至比該過冷卻液體溫度域較低溫度后，再使探針形成基板去除的關系，探針本身幾乎不發生內部應力。即，在使探針形成基板去除后，可保持在探針形成基板所形成具有所期望形狀的探針的該形狀。
而且，如圖2h所示，也可在非晶質合金層之上形成導電層66。導電層66是例如以金等比非晶質合金低電阻率的材料形成為所期望。借由在非晶質合金層上形成導電層66，可使供給探針的接觸電路的訊號，以更加有效率的供給。
其它例是在圖2c及2d說明的形成非晶質合金層的階段，也可在探針形成基板所堆積的非晶質合金層再堆積導電層。此種場合，在圖2e所說明的接合構件62的形成階段，接合構件62是形成在該導電層上。然而，在圖2f所說明的接合階段，傳送線路64與構成探針14的導電層經接合構件62加以接合。
接著，如圖2i所示，在探針14的自由端部28，形成與接連端子接觸的突起部22。突起部22是在自由端部28形成若干個為宜。突起部22是以電鍍或噴射印刷(jet printing)加以形成為宜。借由自由端部28具有突起部22，在探針14接觸于接連端子時，因突起部22可擦洗(scrub)接連端子的表面的關系，可使探針14與接連端子能以更確實的電氣的接連。并且，借由第一基板40具有若干個的傾斜面部44，可生成如圖1所示具有若干個探針14的探測卡10。
圖3(a～f)是表示探針的形成階段的其它例。如圖3a所示，探針形成基板是可為單一基板。此種場合，在探針形成基板的第一平面部42，形成包含為底面的第二平面部52及在該第二平面部52與第一平面部42之間所形成的傾斜面44的探針形成溝部。然而如圖3b所示，從第一平面部42至傾斜面44及第二平面部52形成非晶質合金層60。
又，如圖3c所示，也可在探針形成基板所設的探針形成溝部的底面的第二平面部52，形成突起部形成溝部54，以便在探針形突起部。然而如圖3d所示，在第一平面部42、傾斜面部44、第二平面部52、及突起部形成溝部54形成非晶質合金層60。
并且，如圖3e所示，也可形成包含第一傾斜面部96與第二傾斜面部98，斷面為V字形狀的探針形成溝部。其中第一傾斜面部是形成對第一平面部42傾斜第一角度，第二傾斜面部98是對第一平面部42傾斜第二角度，形成在從第一平面部42至第一傾斜面部96。此種場合，第一角度與第二角度是大略為相同角度。即，第一傾斜面部96及第二傾斜面部98是可形成為對第一平面部42所成的角度大小相等，且角度的符號為相逆。然而如圖3f所示，在從第一平面部42至第一傾斜面部96及第二傾斜面部98的最少一部分，形成非晶質合金層60。借由使探針形成溝部成為V字形狀，可省略突起部的形成階段。
圖4a～4d是表示圖2所示探測卡10的制造方法的其它例的流程圖。在本實施例中，在圖2c所示非晶質合金層60的形成階段，可包含以下制程。
如圖4a所示，在第一基板40的第一平面部42及傾斜面部44及第二基板50的第二平面部52，形成使非晶質合金層與第一基板40及第二基板50粘附的粘附層70。非晶質合金以鈀(Pd)為主成分的場合，粘附層70是以包含組成比約為1∶1的鈦(Ti)鎳(Ni)合金為宜。非晶質合金以鈀為主成含有銅(Cu)的場合，粘附層70是可具有含鉻(Cr)或鈦的第一粘附層與含銅的第二粘附層。第一粘附層是以形成在第一基板40及第二基板50上，使第二粘附層形成于第一粘附層之上為宜。
接著，如圖4b所示，在粘附層70上，為以后制程使第一基板40及第二基板50容易從探針14去除起見，形剝離犧牲層72。剝離犧牲層72是以可耐在以后制程的非晶質合金層的加熱，蝕刻等的藥品處理等的材料加以形成為宜。剝離犧牲層72是例如以金屬薄膜為宜。在本實施例，剝離犧牲層72是含鉻，形成約100nm的厚度。
在本實施例，在圖2g所示使非晶質合金層60從第一基板40及第二基板50脫離的階段，借由使剝離犧牲層62以蝕刻去除，以使非晶質合金層60從第一基板40及第二基板50脫離。
如圖4c所示，在剝離犧牲層72之上形成非晶質合金層60。其次，如圖4d所示，在非晶質合金層60上形成金屬層74。而且，也可在非晶質合金層60上形成使非晶質合金層60與金屬層74粘附的粘附層76。粘附層76是與粘附層70同樣，非晶質合金以鈀為主成分的場合，以含組成比為1∶1的鈦鎳合金為宜。非晶質合金以鈀為主成分含有銅的場合，粘附層76是可具有含鉻或鈦的第一粘附層與含銅的第二粘附層。
并且，也可在非晶質合金層60與金屬層74之間形成阻障(barrier)層78，以防止金屬層74所含的金屬擴散至非晶質合金層60。在本實施例，阻障層78也可設在粘附層76與金屬層74之間。阻障層78是以鉑為宜。阻障層78是以100nm程度為宜。借由在非晶質合金層60與金屬層74之間形成阻障層78，在使非晶質合金層60加熱的場合，金屬層74所含的金屬不致擴散至非晶質合金層60。在粘附層76上形成鉑的阻障層78的場合，粘附層是可僅用含銅的第二粘附層。
而且，在阻障層78與金屬層74之間也可形成使阻障層78與金屬層74粘附的粘附層。又，探針14是可具有在圖2h所示的導電層66與圖4d所示的金屬層74的兩方，也可具有任何一方。
粘附層70的形成階段，剝離犧牲層72的形成階段、非晶質合金層60的形成階段、粘附層76的形成階段，阻障層78的形成階段、金屬層74的形成階段等是以濺鍍法在同一裝置內進行為宜。
以上，雖以實施例說明本發明，本發明的技術范圍并非限定于上述實施例所述的范圍。當事者可明了上述實施例可能加上各種變更或改良。加上各種變更或改良的實施例也要包含在本發明的技術范圍，對此可從申請專利范圍所述的內容加以了解。
產業上的利用可能性從上述說明可明白，依照本發明可提供以良好精度形成所期望形狀的探針及探測卡。
權利要求
1.一種探測卡的制造方法，是具有若干個探針以電氣的接連于設在一個被試驗電路上的接連端子，在該被試驗電路與試驗該被試驗電路的一個試驗裝置之間，實行訊號傳送的探測卡的制造方法，其特征在于，包括為形成這些若干個探針的一個探針形成基板的準備階段；在該探針形成基板的若干個領域，形成持有一個過冷卻液體溫度域，具有所定形狀的非晶質合金層的階段；使該非晶質合金層加熱至該過冷卻液體溫度域的階段；使該非晶質合金層冷卻至比該過冷卻液體溫度較低溫度的階段；具有傳送該訊號的傳送線路，保持該非晶質合金層的一個保持基板的準備階段；使該非晶質合金層的一部分與該傳送線路接合的階段；以及該非晶質合金層在比該過冷卻液體溫度域較低溫度的狀態，使該探針形成基板的最少部分去除的階段。
2.如權利要求1所述的一種探測卡的制造方法，其特征在于，該探針形成基板的準備階段，包括具有對該探針形成基板的所定面設成大略平行的一個底面，對該底面以有所定角度，一端設成從該底面延長，他端設成從該所定面延長的一個傾斜面的探針形成溝部的形成階段；該非晶質合金層的形成階段是使該非晶質合金層，從該底面至該傾斜面及該所定面加以堆積。
3.如權利要求2所述的一種探測卡的制造方法，其特征在于，該探針形成溝部的形成階段是借由使該探針形成基板以各方異性蝕刻使該探針形溝部形成于該探針形成基板。
4.如權利要求2所述的一種探測卡的制造方法，其特征在于該探針形成基板的準備階段是在該底面形成該非晶質合金層的領域，為形成該非晶質合金層的突起部，更在具有突起部形成溝部的形成階段；該非晶質合金層的形成階段是使該非晶質合金層更在形成于該突起部形成溝部。
5.如權利要求1或2所述的一種探測卡的制造方法，其特征在于，更包括在該非晶質合金層的表面使導電層加以形成的階段。
6.如權利要求1或2所述的一種探測卡的制造方法，其特征在于，該接合的階段是使該非晶質合金層的一部分與該傳送線路，以加熱至該過冷卻液體溫度域的狀態，加以接合。
7.如權利要求1或2所述的一種探測卡的制造方法，其特征在于在該非晶質合金層及該傳送線路的最少一方，為使該非晶質合金層與該傳送線路接合，更具備一個接合構件的形成階段；該接合的階段是經該接合構件使該非晶質合金層與該傳送線路接合。
8.如權利要求1至7中任何一項所述的一種探測卡的制造方法，其特征在于更再包括使該探針形成基板，按每該探針分割的階段；該接合的階段是使設在分割的該探針形成基板的該非晶質合金層與該傳送線路接合。
9.一種探針的制造方法，是以電氣的接連于設在一個被試驗電路上的接連端子，以供給訊號于該被試驗電路的探針的制造方法，其特征在于，包括在形成該探針的一個探針形成基板，以一定形狀形成具有一個過冷卻液體溫度域的一個非晶質合金的階段；使該非晶質合金加熱至該過冷卻液體域的階段；使該非晶質合金冷卻的階段；在該非晶質合金冷卻至比該過冷卻液體溫度域較低溫度的狀態，使該探針形成基板的最少部分去除的階段。
全文摘要
一種探測卡的制造方法，其特征在于，包括使特有過冷卻液體溫度域，具有所定形狀的若干個非晶質合金層形成于所定基板的階段，使非晶質合金層加熱至過冷卻液體溫度域的階段、使非晶質合金層冷卻至比過冷卻液體溫度域較低溫度的階段，以及在使非晶質合金層冷卻至比過冷卻液體溫度域較低溫度的狀態，將所定基板的最少部分去除的階段。
文檔編號H01L21/66GK1514938SQ02809900
公開日2004年7月21日 申請日期2002年5月27日 優先權日2001年5月28日
發明者蛸島武尚, 奈良崎亙, 秦誠一, 下河邊明, 亙, 明 申請人:愛德萬測試株式會社