[發明專利]測試針頭和半導體測試夾具的形成方法

有效

• 申請號: 201410603672.1
• 申請日: 2014-10-30
• 公開（公告）號: CN104282585A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 石磊
• 申請（專利權）人: 南通富士通微電子股份有限公司
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 應戰;駱蘇華

技術領域

本發明涉及半導體測試技術領域，特別涉及一種測試針頭和半導體測試夾具的形成方法。

背景技術

測試制程乃是于IC封裝后，測試封裝完成的產品的電性功能，以保證出廠IC功能上的完整性，并對已測試的產品依其電性功能作分類，作為IC不同等級產品的評價依據，最后并對產品作外觀檢驗作業。

電性功能測試乃針對產品之各種電性參數進行測試以確定產品能正常運作。

傳統的同一被測端子上兩點接觸的測試如開爾文測試等，多采用雙頂針或雙金手指平行并列分布的方式，其主要存在以下不足：

1、制造精度較低：隨著半導體產品尺寸的不斷縮小，被測端子的尺寸以及不同被測端子間的間距也在不斷縮小，為了順應這一趨勢，傳統平行并列分布的雙頂針或雙金手指測試方式在其密間距的問題上瓶頸日益突出，精度要求越來越高，有些甚至已無法實現了。

2、結構強度較弱：為了在被測端子上有限的空間內實現兩點接觸測試，頂針或金手指相應越來越細，其機械結構強度也越來越弱。

3、使用壽命較短：傳統的頂針或金手指的測試接觸頭較易受磨損，尤其在精度提出更高要求、機械強度相對較低時，磨損程度更大，進而降低了測試夾具的使用壽命。

4、測試精度較低：為順應半導體輕薄短小的發展需求，越來越細的頂針或金手指所產生的電阻值不斷增大，同時在進行大電流測試時，會產生較大的壓降而影響測試數值的判斷；另一方面，平行并列分布的雙頂針或雙金手指的也容易因兩者間的位移偏差而產生測試數值的偏差；此外，傳統并列分布的雙頂針為了縮小兩針間的距離而采用兩個背對斜面的接觸方式，接觸頭容易因其整體結構中彈簧伸縮的扭力而旋轉出被測端子進而影響測試精度；再一方面，當被測試端子為球形時，難以進行電學性能的測試。

發明內容

本發明解決的問題是怎樣提高現有的電學性能測試的精度和穩定性。

為解決上述問題，本發明提供一種測試針頭的形成方法，包括：提供基底；在所述基底上形成第一測試針，所述第一測試針包括位于頂部的第一測試端和位于底部的第一連接端；在第一測試針的側壁上形成絕緣層；在絕緣層的表面形成第二測試針，所述第二測試針環繞所述第一測試針，所述第二測試針包括位于頂部的第二測試端和位于底部的第二連接端，所述第二測試針的第二測試端具有下凹的第一弧面。

可選的，所述第一測試針的第一測試端表面和絕緣層頂部表面低于第二測試針的第二測試端表面。

可選的，所述第一測試針的第一測試端表面和絕緣層的頂部表面為平面，且第一測試端表面與絕緣層頂部表面齊平，所述第一弧面的一端邊緣與絕緣層的邊緣接觸，第一弧面的另一端邊緣與第二測試針的頂部表面接觸。

可選的，所述第一測試針、絕緣層和第二測試針的形成過程為：在所述基底上形成第一測試針；形成覆蓋所述第一測試針側壁和頂部表面的絕緣薄膜層；無掩膜刻蝕工藝刻蝕所述絕緣薄膜層在第一測試針的側壁形成絕緣層；形成覆蓋所述絕緣層和第一測試針頂部表面的第二金屬層；無掩膜刻蝕所述第二金屬層，在絕緣層表面形成第二測試針；回刻蝕所述第一測試針和絕緣層，使得第一測試針和絕緣層的頂部表面低于第二測試針頂部表面，暴露出第二測試針的部分內側壁表面；對所述第二測試針的暴露的內側壁表面和頂部表面進行圓弧化處理，形成第一弧面。

可選的，所述第一測試針的第一測試端表面和絕緣層的頂部表面具有下凹的第二弧面，所述第一弧面的一端邊緣與第二弧面的邊緣接觸，第一弧面的另一端邊緣與的頂部表面接觸。

可選的，所述第一探測針、第二探測針和絕緣層的形成過程為：在所述基底上形成介質層，所述介質層中形成有第一通孔和環繞所述第一通孔的環形通孔，第一通孔和環形通孔之間通過部分介質層隔離；在第一通孔中填充金屬形成第一測試針，在環形通孔中填充第二金屬形成第二測試針；去除第二測試針外側的介質層，第一測試針和第二測試針之間的介質層作為絕緣層；對所述第一測試針的頂部表面、絕緣層頂部表面和第二測試針的頂部表面進行圓弧化處理，在第二測試針的頂部形成第一弧面，在第一測試針的頂部和絕緣層的頂部形成第二弧面。

可選的，所述圓弧化處理為激光刻蝕或等離子刻蝕。

本發明還提供了一種半導體測試夾具的形成方法，包括：提供基底；在所述基底上形成若干第一測試針，所述第一測試針包括位于頂部的第一測試端和位于底部的第一連接端；在每個第一測試針的側壁上形成絕緣層；在絕緣層的表面形成第二測試針，所述第二測試針環繞相應的第一測試針，所述第二測試針包括位于頂部的第二測試端和位于底部的第二連接端，所述第二測試針的第二測試端具有下凹的第一弧面。