[发明专利]制作探针针尖的方法

说明书

技术领域

本公开内容涉及一种制作探针针尖的方法；并且更具体而言涉及一 种制作用于测试半导体设备的探针板的探针针尖的方法。

背景技术

通常，探针板是用于在半导体设备(诸如半导体存储器、显示器等) 制造工艺期间或之后对其进行测试的装置。特别是，探针板将晶片和半 导体测试装置电连接以从半导体测试装置向形成在晶片上的半导体设备 传输电信号，并且也从半导体设备向半导体测试装置传输响应信号，以 便能够测试半导体设备。

探针板包括多个探针针尖。近来，因为半导体设备的尺寸越来越小， 所以晶片芯片上的垫的尺寸和垫之间的距离(间距)也越来越小。因此， 积极地进行了各种研究和开发以使要接触晶片芯片的探针针尖小型化。

图1至9是用于描述制作探针针尖的传统工序的剖视图。

首先，如图1所示，氮化硅膜105形成在硅晶片100上。

其次，如图2所示，有图案的光致抗蚀剂层110形成在氮化硅膜105 上。这时，通过使用具有用于形成探针针尖的预定图案的掩模层(未示 出)、借助于紫外线曝光设备等曝光光致抗蚀剂层110，然后在该曝光的 光致抗蚀剂层上执行显影工艺，以使光致抗蚀剂层110能根据掩模的图 案而形成图案。

然后，如图3所示，通过使用等离子体设备蚀刻氮化硅膜105的通 过光致抗蚀剂层110的图案曝光的部分。

然后，如图4所示，执行灰化工艺或湿剥离工艺以除去有图案的光 致抗蚀剂层110。可替换地，也能执行氧等离子体工艺或使用硫磺酸和过 氧化氢混合溶液的工艺，以除去光致抗蚀剂层110。

随后，如图5所示，在其上形成有氮化硅膜105的硅晶片100浸泡 在能够在硅上执行各向异性刻蚀工艺的溶液(诸如KOH、TMAH等)中， 由此当硅晶片100被刻蚀时形成沟120。

之后，如图6所示，通过使用磷酸等而除去形成在硅晶片100上的 氮化硅膜105。

然后，如图7所示，光致抗蚀剂层130形成在除形成沟120的部分 之外的硅晶片100的整个表面上。此时，光致抗蚀剂层130的厚度决定 待形成的探针针尖的主体的厚度。

然后，如图8所示，将沟120和光致抗蚀剂层130的开口部分涂覆 上Ni或Ni合金(诸如NiCo、NiFe、Niw)等，以形成探针针尖140。 在涂覆工艺后，能另外执行化学机械抛光(CMP)工艺以使探针针尖的 表面平坦化。

最后，如图9所示，通过执行灰化工艺或湿剥离工艺而除去光致抗 蚀剂层130，并且通过湿蚀刻工艺除去围绕探针针尖140的剩余的硅晶片 100，以完成探针针尖的形成。

这时，由于用于制作探针针尖的硅晶片通常是{100}硅晶片，所以假 如根据传统方法制造探针针尖，则探针针尖的前端会因为结晶的原因而 仅具有54.7度的角度。

结果，如图10和11所示，假定ΔL是在磨损前探针针尖140的前端 的初始高度L1和磨损的探针针尖140’的前端的高度L2之间的差，并且 ΔD是探针针尖140的前端的初始表面尺寸d1和磨损的探针针尖140’的 前端的表面尺寸d2之间的差，则ΔD/ΔL迅速增大。即，探针针尖的前 端表面尺寸当探针针尖磨损时迅速增大，使得难以适当地跟上晶片上的 垫和它们之间间距的小型化。换句话说，假如探针针尖的前端不足够锐 利，则涉及探针针尖的磨损的问题将变得严重。

同时，为了将探针针尖的前端表面尺寸减小到预定尺寸，可以在探 针针尖的前端部上执行砂纸打磨工艺或其他机械工艺。

图12是示出在探针针尖被机械装置进行机械加工处理之前和之后 的、探针针尖的前端的形状的平面视图。如图12所示，探针针尖的矩形 端面形状能通过诸如砂磨工艺的机械工艺而变成方形端面形状。

然而，在这种情况下，虽然能减小探针针尖的前端的表面尺寸，但 是通过砂磨工艺或其他机械工艺的制造精确性显著下降。

因此，强烈需要开发能够不必执行诸如砂磨工艺等的机械工艺而形 成用于探针板的具有十分锐利的前端的探针针尖的技术。

发明内容

技术问题

鉴于前述，本公开内容提供一种用于制作具有前端的探针针尖而不 必执行附加的机械加工工艺的方法，所述前端具有小的表面尺寸，其中 能自由地调节所述探针针尖的所述前端的角度，以防止由所述探针针尖 的磨损而引起的所述探针针尖的所述前端的所述表面尺寸的迅速增大。