[发明专利]在可重复使用的基板上制造探针卡的微机电探针

说明书

技术领域

本发明是关于微机电(micro-electro-mechanical system；MEMS)，且更具体 而言，是关于微机电探针的形成。

背景技术

微机电(MEMS)是通过微制造(microfabrication)技术整合机械元件、传感 器、致动器及电子器件于一共享基板(例如一硅基板)上。电子器件是利用集成电 路(integrated circuit；IC)工艺序列(例如，CMOS工艺、双极工艺、或BICMO 工艺)加以制造，而微机械组件则利用兼容的“微加工(micromachining)”工艺 加以制造，这些“微加工”工艺通过有选择地蚀刻掉硅晶片的某些部分或者添加新 结构层而形成机械及机电装置。

一微机电装置包含具有微米规模(百万分之一米)尺寸的微小结构。微机电技 术的各重要部分是采纳自集成电路(IC)技术。举例而言，类似于集成电路，微机 电结构一般是达成于薄膜材料中并以光刻(photolithographic)方法予以图案化。而 且，类似于集成电路，微机电结构一般是通过一系列沉积、光刻印刷及蚀刻步骤而 制造于一晶片上。

随着微机电结构的复杂度的增加，微机电装置的制造工艺亦变得日趋复杂。举 例而言，一微机电探针阵列可组装成一探针卡(probe card)。探针卡是一电子测 试系统与一待测半导体晶片之间的界面。探针卡于测试系统与晶片上电路之间提供 一电性路径，藉此于切割及封装晶片上的芯片之前达成晶片规模的电路测试及验 证。

传统上，通过于整个晶片上采用一系列沉积步骤，于在垂直方向(相对于基板 表面而言)具有多个层深的一单个基板上制造探针。现有方法的一问题在于，任一 沉积步骤及任一单个探针出现瑕疵或污染皆可导致整个晶片报废。此外，探针形状 的设计通常受到现有工艺的限制，这是因现有工艺是于沿探针弹簧纵向轴线的方向 沉积探针材料层。这些现有工艺通过利用多个光刻印刷步骤堆叠及连接每一探针材 料层而形成一探针的垂直多维结构。因此，最终探针结构，包括探针弹簧在内，趋 于具有参差不齐且不平坦的外廓，且于各层之间缺乏平滑过渡。因此，需要改良现 有制造工艺，藉以提高微机电探针的良率、缩短交付周期(lead time)、降低成本、 并改良探针的设计。

发明内容

本发明提供一种于一基板上制造一微机电(micro-electro-mechanical system； MEMS)探针以供用于另一平台(例如探针卡)的技术。于一实施例中，利用微机 电工艺技术于一基板上制造一个或多个探针。每一探针皆包含一接触尖端及一探针 本体。该探针本体还包含一尖端部位、一弹簧部位及一基底部位。该探针是形成于 一“平躺(lying)”位置，此意味着探针本体平躺于与基板表面平行的一平面上。 通过于探针下面形成一底切(undercut)并将基底部位自基板上一锚定结构断开， 将探针自基板分离。然后，将探针附着至一探针卡的一应用平台。于附着过程中， 将探针提升至一“直立(standing)”位置，使得仅探针本体的基底部位附着至应 用平台。

于一实施例中，提供一种取放工艺(pick-and-place process)。于一取放工艺 中，将微机电探针(或“探针”)分别自基板分离(“取”)，随后以未封装状态 附着(“放”)至一应用平台。此“取放”技术不仅可提高探针的良率，且亦可大 幅提高微机电探针的制造及使用方式的灵活性。举例而言，微机电探针阵列可同时 自基板分离，或每次一个或多个零件地自基板分离。各该微机电探针可附着至同一 或不同应用平台。此外，附着至同一应用平台的微机电探针可以一第一排列形式制 造于该基板上，然后以一第二排列形式附着至应用平台上，其中第一排列形式及第 二排列形式可具有不同的微机电探针间距、不同的微机电探针取向、或二者之一组 合。

因微机电探针是制造于与最终应用所用基板不同的一基板上，故单个微机电探 针的良率不直接影响最终产品的良率。于微机电探针被组装于探针卡之前，可实施 一选择可接受微机电探针的程序。具有瑕疵的微机电探针可于进行该附着工序之前 被丢弃或者留在基板上。

附图说明

附图中以举例而非限定方式图解说明本发明的一个或多个实施例，其中相同标 号表示相同的元件，附图中：

图1A-图1B例示一上面形成有一导电层的基板的一立体图及一剖视图；