[發明專利]具有可移動針體的電阻率探針

在審

• 申請號: 202110457220.7
• 申請日: 2017-08-18
• 公開（公告）號: CN113189378A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 崔健力;沃爾特·H·約翰遜;劉相華;施斌;石建鷗;游海洋;俞露;張帆;張卓賢;朱南昌
• 申請（專利權）人: 科磊股份有限公司
• 主分類號: G01R1/067
• 分類號: G01R1/067;G01R31/28;G01R1/073
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 劉麗楠

本申請實施例涉及具有可移動針體的電阻率探針。電阻率探針可以用于測試集成電路。在一個實例中，電阻率探針具有帶多個通孔的襯底和多個金屬引腳。所述金屬引腳中的每一者安置于所述通孔中的一者中。所述金屬引腳延伸出所述襯底。互連件提供到所述金屬引腳的電連接。在另一實例中，一種電阻率探針具有帶頂表面的襯底和從所述襯底延伸的多個元件。所述元件中的每一者從所述襯底開始彎曲到所述元件的尖端，使得所述元件中的每一者均不與所述襯底的所述頂表面平行。

分案申請信息

本申請是申請日為2017年8月18日、申請號為201780050977.6、發明名稱為“具有可移動針體的電阻率探針”的發明專利申請的分案申請。

相關申請的交叉引用

本申請要求2016年8月22日提交的且分配第62/378,161號美國申請的臨時專利申請的優先權，所述申請的公開內容以引用的方式并入本文中。

技術領域

本公開涉及電阻率探針。

背景技術

半導體制造業的發展對良率管理、特別是對計量和檢查系統提出了更高的要求。臨界尺寸正在縮小，而晶片大小不斷增大。經濟正在推動行業縮短實現高良率、高價值生產的時間。因此，最小化從檢測良率問題到解決問題的總時間決定了半導體制造商的投資回報。

作為制造過程的一部分有必要對集成電路進行測試。通過在一或多個測試探針與集成電路上或被測核查用樣本上的選定點之間形成臨時電觸點來執行測試。然后利用施加到電路并通過探針從其導出的信號進行預定編程測試。由于電路的復雜性和小尺寸，特別是極其緊湊的集成電路，針對適當測試必須與電路形成的觸點數目要求嚴格控制接觸式探針的定位。此外，探針相對于預定電路焊盤或點放置的力可具重要性。控制探針的精確定位以及每個探針上的力要求探針系統制造的準確性。

此類探針系統通常使用正常為細針形式的探針。通過將探針直接焊接到印刷電路板或將探針焊接到固持裝置而固持裝置又焊接到印刷電路板來將探針個別地附接到印刷電路板。探針通常以懸臂方式從安裝位置(例如刀片)延伸，伸出差不多幾百密耳到待測試集成電路上的點。要改變探針上的力，需要改變探針直徑以使探針更硬或更軟，或改變探針長度或懸臂長度。此外，此類探針的使用不能提供用于實現受控阻抗傳輸線的方便手段。

在一個示例中，可以使用四點探針通過產生經處理半導體晶片表面的電阻率或載流子濃度分布來測試集成電路的電特性。傳統的四點探針技術通常將點定位在直線配置中。通過向兩個外圍點施加電流，可以在四點探針的兩個內側點之間測量電壓。因此，測試樣本的電阻率ρ可以通過等式ρ＝c(V/I)來確定，其中V是在內側點之間測得的電壓，其中I是施加到外圍點的電流，并且其中c是取決于表面觸點間隔d和測試樣本的尺寸的幾何因子。

通常，探針尖端由平面微機電系統(MEMS)制造過程制成。探針懸臂平行于支撐主體表面延伸出來，這被稱為平面性，以便于制造以及同時著落在平坦晶片表面上。當懸臂與晶片表面接觸時，其會彎曲且與晶片表面擦拭并形成大小合適的觸點。觸點大小與接觸力和探針磨損有關。此設計最終會損耗導電材料、損耗通過電流的能力，從而限制了測量的精度并縮短了探針的壽命。由于探針尖端與支撐芯片表面的共面性，以及懸臂探針與晶片表面之間約為30°的角度，觸點大小隨探針尖端磨損而變化，并且導電涂層可在著落和測量期間容易地去除。觸點大小的改變和導電涂層的去除將使測量準確性降低，從而顯著縮短探針使用壽命。

現有探針上的金屬涂層變形并快速磨損，從而導致大約100-500次觸摸或測量的使用壽命。脆弱的SiO₂懸臂也很容易折斷。因此，需要改進的電阻率探針設計。

發明內容