[發明專利]微機電探針的制造方法

在審

• 申請號: 202210027627.0
• 申請日: 2022-01-11
• 公開（公告）號: CN116462154A
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 蔡明聰;吳坤育
• 申請（專利權）人: 旭臻科技有限公司
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B05D7/00;B05D7/24;B23K26/362;C25D1/00;C25D1/20;G01R3/00;G03F7/00
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨

本發明公開一種微機電探針的制造方法，包括步驟a)在一基板表面涂布一黏著層；步驟b)在黏著層上涂布一晶種層；步驟c)在晶種層上涂布一厚度達15～35微米的光刻膠層；步驟d)通過光罩的光刻方法使光刻膠層形成具有復數探針排列圖案的模穴；步驟e)使用電鍍方法使一具導電性的材料沉積以形成探針形狀的金屬層；步驟f)應用激光蝕刻以除去金屬層周圍的光刻膠；步驟g)使用一具黏性的定位件固定金屬層(探針)；步驟h)應用激光蝕刻以氣化黏著層；以及步驟i)自定位件上分離探針。由于本發明應用激光蝕刻的方式，先除去光刻膠再氣化黏著層，制造過程既不會耗費時程與電力，探針表面也無殘屑積聚；因此本發明所產制的微機電探針具有質量與成本效益。

技術領域

本發明有關一種探針的制造方法，尤指通過微機電制程及激光蝕刻加工的一種微機電探針的制造方法。

背景技術

一般半導體制程中，在完成晶圓加工但尚未進行切割封裝之前，必須先以探針卡對晶圓階段的IC進行電氣特性測試，該測試報告除了可以將結果回饋給前段制程進行微調，以確保晶圓加工的合格率；同時，也可以先將不合格品淘汰，避免后段封裝制程的浪費，進而達到降低成本與增加產能的成效。進行測試時，是經由探針卡上的探針與IC芯片上的焊墊(Pad)或凸塊(Bump)接觸，以構成測試回路；且測試機發出的信號通過探針的傳遞送入芯片，再將芯片回饋數據傳送回測試機進行分析與判斷，據以檢測晶圓上每一顆晶粒的功能是否正常。

近年來隨著半導體芯片的高集成化，芯片上的焊墊變得更細且間距也越加微小，由于測試裝置中其探針卡上的探針必須隨之縮小，因此，應用微機電制程所制作的探針乃因應而生。其次，微機電系統(Microelectro?mechanical?Systems，縮寫為MEMS)是將微電子技術與機械工程融合到一起的一種工業技術，它的操作范圍在微米尺度內，而一般微機電裝置的尺寸則在20微米到一毫米之間。

再者，中國臺灣發明專利編號202009496“利用激光的半導體檢查用MEMS探針的制造方法”，即應用微機電的制程來制作探針；其作法包括：1.在基板上沉積犧牲層；2.在犧牲層上面涂布光致抗蝕劑；3.形成光致抗蝕劑圖案；4.形成金屬層；5.去除光致抗蝕劑；6.進行蝕刻去除犧牲層但保留支持部；7.利用黏接部件固定探針；8.利用激光切斷支持部；9.從黏接部件分離探針。其中圖1A所示為基板910，而基板上先沉積一犧牲層920，再涂布光致抗蝕劑930；圖1B～1C所示為在基板上使用光刻方式形成光致抗蝕劑圖案940，再使導電性材料沉積形成金屬層950后，去除光致抗蝕劑形成簍空穴960；再以蝕刻去除犧牲層920但保留支持部970，使金屬層950得到支撐；最后利用黏接部件980固定探針的金屬層950。圖2A～2B所示為利用激光切斷支持部970，最后再從黏接部件980分離探針990。上述步驟中必須分割兩階段，先后采以蝕刻方式去除犧牲層920與支持部970，由于犧牲層920與支持部970都是導電性材料，該項蝕刻作業需耗費冗長時程與大量電力，況且支持部970在進行蝕刻過程中，常有殘屑留存使探針表面失去平滑，進而影響后續晶圓檢測的準確性；因此該如何提升探針制作的質量及生產效益，便成為本發明人積極思考的課題。

發明內容

緣是，本發明的主要目的，在通過微機電制程及應用激光蝕刻的方法，以提升探針的生產速度及增進探針的質量，進而確保晶圓檢測過程的可靠度及其效益。

為達上述目的，本發明包括步驟a)在一基板表面涂布一黏著層；步驟b)在黏著層上涂布一晶種層；步驟c)在晶種層上涂布一厚度達15～35微米的光刻膠層；步驟d)通過光罩的光刻方法使光刻膠層形成具有復數探針排列圖案的模穴；步驟e)使用電鍍方法使一具導電性的材料沉積以形成探針形狀的金屬層；步驟f)應用激光蝕刻以除去金屬層周圍的光刻膠；步驟g)使用一具黏性的定位件固定金屬層(探針)；步驟h)應用激光蝕刻以氣化黏著層；以及步驟i)自定位件上分離探針。