金属探针结构及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种金属探针结构及其制造方法。所述金属探针结构包括一多层基板、一第一软性介电层、一第二软性介电层以及复数个第一金属元件。所述第一软性介电层位于所述多层基板之上，其上形成有一导电层。所述第二软性介电层位于所述第一软性介电层上，覆盖所述导电层。所述多个第一金属元件分别设置于所述导电层上且部分位于所述第二软性介电层中以作为一金属探针。为一金属探针。为一金属探针。

【技术实现步骤摘要】
金属探针结构及其制造方法


[0001]本专利技术系关于积体电路测试器件，且特别是关于积体电路测试的探针卡的一种金属探针结构及其制造方法。

技术介绍

[0002]随着积体电路(Integrated Circuit)技术的发展的积集度飞快发展，封装技术亦达到前所未有、创新的技术水准。
[0003]而于封装后积体电路的电性测试主要藉由探针卡所达成。以传统技术而言，探针卡的测试探针在量测寿命上会受到环境温度、机械作动与耐电流的影响，单一结构的测试探针并无法克服上述影响所造成的量测误差。
[0004]另外，传统的测试探针在做晶片测试时，探针本身由于有顺应性(compliance)与所能承受的位移量需求，本身须具备弹性，也就是须具备自身变形的能力，来适应待测点本身的高低差。由于有这个需求，针径必须做细。如此一来，探针可以承受电流的能力势必受到限制，此承受大电流的能力在应用到高频产品时，如5G高频芯片，更是关键因素。探针数目多，可能会造成测试探针在作动时出现短路现象而影响量测甚至损坏电路功能，进而对探针卡功能与测试结果造成负面的影响。
[0005]除此之外，具有自身变形能力的探针处于现代半导体工艺所制造出裸晶的接触点愈多及接触点间的距离愈小的趋势下，有间距无法缩小及成本升高的问题
[0006]因此，便需要一种能缩短针距，提升可靠性、耐电流特性、散热性及/或机械强度的探针结构，以克服上述的缺陷。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术提供了一种金属探针结构及其制造方法，以提供用于探针卡的具有较佳可靠性、耐电流特性、散热性及/或机械强度的探针结构。搭配本金属探针结构所拥有的多层软性基板，产生顺应性的效果(compliance)，可使刚性强，耐电流高的金属探针，能适应待测点本身的高低差。
[0008]依据一实施例，本专利技术的金属探针结构包括一多层基板、一第一软性介电层、一第二软性介电层、以及复数个第一金属元件。所述第一软性介电层位于所述多层基板之上，其上形成有一导电层。所述第二软性介电层位于所述第一软性介电层上，覆盖所述导电层。所述多个第一金属元件分别设置于所述导电层上且部分位于所述第二软性介电层中以作为一金属探针。
[0009]依据另一实施例，本专利技术的金属探针结构包括一多层基板、第一软性介电层、第二软性介电层、以及复数个金属堆叠物。所述第一软性介电层位于所述多层基板之上，其上形成有一导电层。所述第二软性介电层位于所述第一软性介电层上，覆盖所述导电层。所述多个金属堆叠物，分别设置于所述导电层之上且部分位于所述第二软性绝缘层中，其中所述多个金属堆叠物分别包括由下往上交错堆叠的复数个第一金属元件与复数个第二金属元
件。
[0010]依据一实施例，本专利技术的金属探针结构的制造方法，包括下述步骤：提供一多层基板，其上依序形成有一第一软性介电层及一导电层；形成一第二软性介电层于所述第一软性介电层上，覆盖所述导电层；形成复数个第一开口于所述第二软性介电层内，所述多个第一开口分别露出所述导电层之一部分；形成一图案化光阻层于所述第二软性介电层上，其中所述图案化光阻层具有复数个第二开口，分别位于所述多个第一开口上且分别露出所述多个第一开口全部或部份及为形成所述多个第一开口时所露出之所述导电层之所述部分；于所述多个第一开口内分别形成一第一金属元件，其中所述此第一金属元件分别填入所述多个第一开口并实体接触所述导电层；.移除所述图案化光阻层；以及施行一蚀刻工艺，移除部分之所述第二软性介电层以及在所述第二软性介电层之上之所有软性介电层，露出所述多个第一金属元件的一部分以形成一金属探针。
[0011]依据另一实施例，本专利技术的金属探针结构的制造方法，包括下述步骤：(a).提供一多层基板，其上依序形成有一第一软性介电层及一导电层；(b).形成一第二软性介电层于所述第一软性介电层上，并覆盖所述导电层；(c).形成复数个第一开口于所述第二软性介电层上，所述多个第一开口分别露出所述导电层之一部分；(d).形成一第一金属元件于所述多个第一开口内，所述第一金属元件填入所述多个第一开口内并实体接触所述导电层；(e).形成一图案化光阻层于所述第二软性介电层上，其中所述图案化光阻层具有复数个第二开口，分别露出位于所述多个第一开口内之所述第一金属元件；(f).分别形成一第二金属元件于所述多个第二开口内；(g).移除所述图案化光阻层；(h).形成一图案化第三软性介电层于所述第二软性介电层上并覆盖所述多个第二金属元件，其中所述图案化第三软性介电层具有复数个第三开口，分别露出所述多个第二金属元件；(i).形成另一第一金属元件于所述多个第三开口内，所述另一第一金属元件填满所述多个第三开口并实体接触所述第二金属元件；(j).重复步骤(e)至步骤(i)的步骤至少一次，依序形成另一第二金属元件及另一第一金属元件于所述第一金属元件上；(k)重复步骤(e)至步骤(g)的步骤，至少形成另一第二金属元件于所述第一金属元件上，以形成包括依序交互堆叠之复数层第一金属元件与第二金属元件之复数个金属堆叠物；(l).施行一蚀刻工艺，移除所述第三软性介电层，露出所述多个金属堆叠物的一部分。
[0012]本专利技术实施例的金属探针结构的制造方法及其所形成的金属探针结构系为由多个金属元件堆叠形成之复数个金属元件及实体连结所述多个金属堆叠物之金属层所组成之复合金属探针结构。如此，金属探针结构可依照测试晶片的类型而设计与调整其内包含但不限于金属堆叠物与金属层的材料、层数、间距及高宽比等特性，从而提供具有较传统探针卡所使用的单一结构金属探针为佳的可靠性、导电性、散热性及/或机械强度等特性的金属探针。搭配本金属探针结构所拥有的多层软性基板，产生顺应性的效果(compliance)，可使刚性强，耐电流高的金属探针，能适应待测点本身的高低差。
附图说明
[0013]下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
[0014]图1-9显示了依据本专利技术一实施例的金属探针结构的制造方法的剖面示意图。
[0015]图10-19显示了依据本专利技术另一实施例的金属探针结构的制造方法的剖面示意图。
[0016]图20-22显示了依据本专利技术数个不同实施例的金属探针结构的上视示意图。
具体实施方式
[0017]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0018]请参照图1-9，显示了依据本专利技术一实施例的金属探针结构的制造方法的剖面示意图。
[0019]请参照图1，首先提供一多层基板10，其上依序形成有一第一软性介电层100及一导电层110，于多层基板10与软性介电层100之间则形成有一导电层30，其实体连结于导电层110。接着形成一第二软性介电层120于第一软性介电层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属探针结构，其特征在于，所述金属探针结构包括：一多层基板；一第一软性介电层，位于所述多层基板之上，其上形成有一导电层；一第二软性介电层，位于所述第一软性介电层上，覆盖所述导电层；以及复数个第一金属元件，分别设置于所述导电层上且部分位于所述第二软性介电层中以作为一金属探针。2.如权利要求1所述的金属探针结构，其特征在于，所述多个第一金属元件由下往上堆叠。3.如权利要求1所述的金属探针结构，其特征在于，更包括复数个金属层，所述多个金属层位于所述多个第一金属元件的侧面与顶面，以实体连接所述多个第一金属元件，并与之共同形成一金属探针。4.如权利要求1所述的金属探针结构，其特征在于，所述第一软性介电层及所述第二软性介电层包括聚酰亚胺。5.如权利要求1所述的金属探针结构，其特征在于，所述多个第一金属元件包括铜或铝。6.如权利要求1所述的金属探针结构，其特征在于，所述金属层包括镍、钯、金及其合金。7.一种金属探针结构，其特征在于，所述金属探针结构包括：一多层基板；一第一软性介电层，位于所述多层基板之上，其上形成有一导电层；一第二软性介电层，位于所述第一软性介电层上，覆盖所述导电层；以及复数个金属堆叠物，分别设置于所述导电层之上且部分位于所述第二软性绝缘层中，其中所述多个金属堆叠物分别包括由下往上交错堆叠的复数个第一金属元件与复数个第二金属元件。8.如权利要求7所述的金属探针结构，其特征在于，更包括一金属层，位于所述多个金属堆叠物侧面与顶面以实体连接所述多个金属堆叠物，并与所述多个金属堆叠物形成一金属探针。9.如权利要求7所述的金属探针结构，其特征在于，所述第一软性介电层及所述第二软性介电层包括聚酰亚胺。10.如权利要求7所述的金属探针结构，其特征在于，所述多个第一金属元件与所述第二金属元件包括不同材料。11.如权利要求10所述的金属探针结构，其特征在于，所述多个第一金属元件包括铜或铝，而所述多个第二金属元件包括镍、钯、金及其合金。12.如权利要求8所述的金属探针结构，其特征在于，所述金属层包括镍、钯、金及其合金。13.一种金属探针结构的制造方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：提供一多层基板，其上依序形成有一第一软性介电层及一导电层；形成一第二软性介电层于所述第一软性介电层上，并覆盖所述导电层；形成复数个第一开口于所述第二软性介电层内，所述多个第一开口分别露出所述导电
层之一部分；形成一图案化光阻层于所述第二软性介电层上，其中所述图案化光阻层具有复数个第二开口，分别位于所述多个第一开口上且分别露出所述多个第一开口及为形成所述多个第一开口时所露出之所述导电层之所述部分；于所述多个第一开口内分别形成一第一金属元件，其中所述第一金属元件分别填入所述多个第一开口并实体接触所述导电层；移除所述图案化光阻层；以及施行一蚀刻工艺，移除部分之所述第二软性介电层以及在所述第二软性介电层之上之所有软性介电层，露出所述多个第一金属元件的一部分，以形成一金属探针。14.如权利要求13所述的金属探针结构的制造方法，其特征在于，于施行所述蚀刻工艺之前，更包括下述步骤：形成一第三软性介电层于所述第二软性介电层上，并覆盖所述多个第一金属元件；以及形成另一第一金属元件于所述第一金属元件上，以形成包括依序堆叠之复数个第一金属元件之复数个金属堆叠物；其中于施行所述蚀刻工艺时，移除所述第三软性介电层及部分之所述第二软性介电层，露出所述多个金属堆叠物由下往上堆叠所述多个第一金属元件的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱亦麟，古鸿胜，
申请(专利权)人：巨擘科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：