专利名称：探针的制造方法及探测卡的制造方法
技术领域：
本发明是关于一种探针的制造方法及探测卡的制造方法。特别本发明是关于由非晶质(amorphous)合金所形成的探针。并且本申请案是与下述的日本专利申请案有关联。对于认定可将参照文献编入有所指定的国定，参照下述的申请案所述内容编入本申请案为本申请案的所述的一部分。
日本专利特愿2001-159629申请日期2001年5月28日。
背景技术：
从来，在硅基板形有所定形状的金属层后借由去除该硅基板，可得具有若干个探针(probe pin)的探测卡(probe card)。
从来的探测卡是在其制程使硅基板堆积金属层时，该金属层具有内部应力。因而，去除硅基板时，由该内部应力无法保持在硅基板形成时的形状，要获得所期望的形状的探针极为困难。
因此本发明是提供，可解决上述问题点的一种探针的制造方法及探测卡的制造方法为目的。此目的可借由在申请专利范围的独立项所述的特征的组合加以达成。又依附项是规定本发明的更有利的具体例。
发明内容
兹为解决上述课题，依照本发明的第一实施例，提供一种探测卡的制造方法，是以电气接连于设在被试验电路上的接连端子，以使被试验电路、该被试验电路和试验的试验装置之间实行讯号传送的具有若干个探针的探测卡的制造方法，其特征在于包括为形成若干个探针的探针形成基板的准备阶段(step)。在探针形成基板的若干个领域，形成持有过冷却液体温度域，具有所定形状的非晶质合金层的形成阶段。使非晶质合金层加热至过冷却液体温度域的加热阶段。使非晶质合金层冷却至比过冷却液体温度域较低温度的冷却阶段。准备具有传送讯号的传送线路，保持非晶质合金层的保持基板的准备阶段。使非晶质合金层的一部分与传送线路接合的阶段。以及在此过冷却温度域较低温的冷却状态，使探针形成基板的最少一部分去除的阶段等。
并且，探针形成基板的准备阶段是包括具有底面与倾斜面的探针形成沟部的形成阶段。其中，底面是设成对探针形成基板的所定的面大略平行。倾斜面是对该底面有所定的角度，其一段设成从该底面延长，另一端设成从所定的面延长。非晶质合金层的形成阶段是可使非晶质合金层从底面至倾斜面及所定的面加以堆积。
又，探针形成沟部的形成阶段是可借由使探针形成基板以各方异性蚀刻，使探针形成沟部形成于探针形成基板。
又，探针形成基板的准备阶段，更再具有突起部形成沟部的形成阶段，以使在底面形成非晶质合金层的领域，形成非晶质合金层的突起部，非晶质合金层的形成阶段，可更再使非晶质合金层形成于突起部形成沟部。
并且，关于第一实施例的探测卡的制造方法，可更再包括在非晶质合金层的表面形成导电层的形成阶段。
又，接合的阶段，可使非晶质合金层的一部分与传送线路，在加热至过冷却液体温度域的状态接合。
并且，关于第一实施例的探测卡的制造方法，更再包括接合构件的形成阶段，以便在非晶质合金层及传送线路的最少一方形成接合构件，使非晶质合金层与传送线路接合，接合的阶段，可经接合构件使非晶质合金层与传送线路接合。
又，关于第一实施例的探测卡的制造方法，更再包括，使探针形成基板，以按每一探针加以分割的阶段。接合的阶段可使设在分割的探针形成基板的非晶质合金层与传送线路接合。
依照本发明的第二实施例，提供一种探针的制造方法，是以电气的接连于设在被试验电路上的接连端子，使讯号供给被试验电路的探针的制造方法，其特征在于，包括在形成探针的探针形成基板，使具有过冷却液体温度域的非晶质合金以所定形状加以形成的阶段，使非晶质合金加热至过冷却液体温度域的阶段，使非晶质合金冷却的阶段，以及在使非晶质合金冷却至比过冷却液体温度域较低温度的状态，将探针形成基板的最少部分去除的阶段。
尚且，上述的发明概要并非列举本发明的必要特征的全部，此等特征群的副次组合也为一种发明。
为让本发明的上述原理和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一个较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
图1是表示关于本发明的一个实施例的探测卡10。
图2a～i是表示关于本发明的一个实施例的探测卡的制造方法。
图3a～f是表示形成探针阶段的其它例。
图4a～d是表示图2a～i所示探测卡10的制造方法的其它例的流程图。
符号说明10 探测卡12 探针基板14 探针18 自由端22 突起部24 保持端部26 倾斜部28 自由端部40 第一基板
42第一平面部44倾斜面部50第二基板52第二平面部54突起部形成沟部60非晶质合金层62接合构件64传送线路66导电层70、76粘附层74金属层78阻障层96第一倾斜面部98第二倾斜面部具体实施方式
以下，经发明的实施例说明本发明，以下的实施例并非限定申请专利范围的发明，又实施例中所标明的特征组合的全部也非限定为发明的解决手段所必须的。
图1是表示关于本发明的一个实施例的探测卡10。探测卡10包括若干个探针14、探针基板12及接合构件62。其中，若干个的探针14是由持有过冷却液体温度域的非晶质合金所形成。探针基板12是具有传送探针14向其接触端子供给讯号的传送电路，并保持若干个的探针14。接合构件62是使探针14与该传送线路接合。依照本实施例的探测卡10适合于例如在使试验半导体组件等所设电路的试验装置，该半导体组件的接触端子以电气的接连时加以使用。
在本实施例的探针14是具有保持端部24、倾斜部26与自由端部28。其中，保持端部24是保持于探针基板12。倾斜部26是从该保持端部24延长，对该保持端部24设成倾斜所定角度。自由端部28是设成对保持端部24大略平行。然而保持端部24与设在探针基板12的传送线路以电气的接连。借由自由端部28对保持端部24以大略平行，即，对探针基板12及接连端子设成大略平行，可使自由端部28与接连端子的接触面积加大。由此能使探针14与接连端子的接触电阻低减，能以良好效率使试验讯号供给于被试验电路。并且，倾斜部26是在探针14的自由端部28接触于接连端子时，对该自由端部28按压接连端子具有弹性部的机能。
自由端部28是例如与设在半导体组件等的接连端子以电气的接触。自由端部28是以具有与该接连端子接触的突起部为宜。此种场合的突起部是例如以电镀或喷射印刷(jet printing)形成于自由端部为宜。借由自由端部28有突起部可更确实使探针14以电气的接连于接连端子。
又若干个的探针14所含的自由端部28是可从探针基板12设成在相异高度。借由使自由端部28设在相异高度，当自由端部28接触于接连端子时，可使各自由端部28以所期望的力按压于接连端子。又，在接连端子各设在相异高度的场合，可以所期望的力使自由端部28按压于接连端子。并且，在其它例，也可借由使若干个的探针14的倾斜部26设成相异长度，使各自由端部28以所期望的力按压于接连端子。
图2a～i是表示关于本发明的一个实施例的探测卡的制造方法。首先如图2a所示，准备具有形成探针14的保持端部24的第一平面部42，和设成对第一平面42有所定角度θ，一端延长于第一平面42的倾斜面部44的第一基板40。第一基板40是例如以硅基板等的单结晶基板为所期望的。角度θ是以30度至60度为宜，并且，以54.7度为更好。又，第一基板40是在基板表面的若干个领域，以各有倾斜面部44为宜。此种场合，若干个倾斜面部44是可设成各配置在略同一面。
然而，如图2b所示，使第一基板40贴合于具有形成探针14的自由端18的第二平面部52的第二基板50。第二基板50是例如为硅基板。第一基板40及第二基板50是以贴合设成第二平面部52延长于倾斜面44的他端为宜。又，第二平面部52是以平行于第一平面部42为宜。然而借由第一基板40及第二基板50的贴合，以得有第二平面部52为底面，及倾斜面部44为侧面，在后述阶段为构成探针的形成非晶质合金层的探针形成沟部。
在其它实施例也可在一个基板，设有倾斜面44及底面的第二平面部52的探针形成沟部。此种场合，探针形成沟部是使该一个基板以各方异性蚀刻加以形成为宜。并且，也可使侧壁全体成为对第一平面部42有所定角度的倾斜面部44，以设探针形成沟部。
接着，如图2c所示，在第一基板40及第二基板50形成持有过冷却液体温度域的非晶质合金层60。非晶质合金层60是以溅镀(sputter)法加以形成为宜。并且，非晶质合金层60是形成在从第二基板的第二平面部52至第一基板40的倾面部44及第一平面部42为宜。
接着，使堆积的非晶质合金层60加热，非晶质合金层60是以加热至比其所用材料的非晶质合金的玻璃转移温度较高的温度为宜。在本实施，非晶质合金层60是加热至非晶质合金的玻璃转移温度以上，结晶化开始温度以下的过冷却液体域。其后，使非晶质合金层60例如借由自然冷却，冷却至该玻璃转移温度以下。
在从构成探针形成基板的第一基板40及第二基板50剥离前，使构成探针14的非晶质合金层60，借由加热至过冷却液体温度域，可缓和在非晶质合金层60所生的内部应力。从而，可使堆积于探针形成基板的非晶质合金层60顺应于探针形成基板的关系，在使非晶质合金层60从探针形成基板剥离后，也可获得具有与在探针形成基板上形成时大略同一形状的探针14。
并且，在使探针形成基板去除前，借由使非晶质合金层60加热，可缓和在探针14所生的内部应力的关系，由非晶质合金层60与其它金属层以累层形成探针的场合，因可缓和非晶质合金层60与该其它金属层之间所生的应力。以致容易获得有所期望的形状的探针14。
其后，如图2d所示，使非晶质合金层60的不必要部分以蚀刻等加以去除，以形成具有保持探针基板的保持端部24，有探针的弹性部机能的倾斜部26及接触于端子的自由端部28。又，在其它例探针14是在第一基板40的第一平面部42及倾斜面部44及第二基板50的第二平面部52的所定领域，也可依剥离(lift-off)法由堆积加以形成。
接着，如图2e所示，在探针14的保持端部24形成接合构件62。接合构件62是以例如金(Au)凸出(bump)、金与锡的合金(AuSn)等的Au合金、锡焊、银与锡的合金(AgSn)等的不含铅(Pb)的金属材料为宜。又，接合构件62是以电镀或起立突出(stand bump)加以形成为宜。在本实施例接合构体虽形成于探针14，在其它实施例，也可形成在设在探针基板12的传送线路，或者，也可形成在该传送线路及探针14的双方。
接着，如图2f所示，准备已形成包含导电性材料的传送线路64的探针基板12。然而，使探针14的保持端部24经接合构件62接合于探针基板12。首先，使保持端部24位置对照于探针基板12。然后，使保持端部24贴合于探针基板12。其后，使保持端部24以热压附于探针基板12。保持端部24的对探针基板12的接合是以用倒装焊接器(flip-chip bonder)一连的动作进行为宜。又，热压附是以非晶质合金层未至过冷却液体温度域的加热程度的温度进行为宜。
在其它实施例，也可不形成接合构件62，直接使保持端部24与传送线路64接合。并且，也可借由加热至过冷却液体温度域以进行热压附，使非晶质合金层加热至过冷却液体温度域同时，使保持端部24与传送线路64进行热压附。并且，也可使探针形成基板按每一个探针分割，再将设在分割探针形成基板的探针14，逐次，接合于传送线路64。
其次，如图2g所示，使构成探针形成基板的第一基板40及第二基板50去除，第一基板40及第二基板50是例如以用氢氧化钾水溶液的湿式蚀刻或用XeF2的干式蚀刻等去除为宜。
在本实施例的探针是使形成该探针的非晶质合金加热至过冷却液体温度域，冷却至比该过冷却液体温度域较低温度后，再使探针形成基板去除的关系，探针本身几乎不发生内部应力。即，在使探针形成基板去除后，可保持在探针形成基板所形成具有所期望形状的探针的该形状。
而且，如图2h所示，也可在非晶质合金层之上形成导电层66。导电层66是例如以金等比非晶质合金低电阻率的材料形成为所期望。借由在非晶质合金层上形成导电层66，可使供给探针的接触电路的讯号，以更加有效率的供给。
其它例是在图2c及2d说明的形成非晶质合金层的阶段，也可在探针形成基板所堆积的非晶质合金层再堆积导电层。此种场合，在图2e所说明的接合构件62的形成阶段，接合构件62是形成在该导电层上。然而，在图2f所说明的接合阶段，传送线路64与构成探针14的导电层经接合构件62加以接合。
接着，如图2i所示，在探针14的自由端部28，形成与接连端子接触的突起部22。突起部22是在自由端部28形成若干个为宜。突起部22是以电镀或喷射印刷(jet printing)加以形成为宜。借由自由端部28具有突起部22，在探针14接触于接连端子时，因突起部22可擦洗(scrub)接连端子的表面的关系，可使探针14与接连端子能以更确实的电气的接连。并且，借由第一基板40具有若干个的倾斜面部44，可生成如图1所示具有若干个探针14的探测卡10。
图3(a～f)是表示探针的形成阶段的其它例。如图3a所示，探针形成基板是可为单一基板。此种场合，在探针形成基板的第一平面部42，形成包含为底面的第二平面部52及在该第二平面部52与第一平面部42之间所形成的倾斜面44的探针形成沟部。然而如图3b所示，从第一平面部42至倾斜面44及第二平面部52形成非晶质合金层60。
又，如图3c所示，也可在探针形成基板所设的探针形成沟部的底面的第二平面部52，形成突起部形成沟部54，以便在探针形突起部。然而如图3d所示，在第一平面部42、倾斜面部44、第二平面部52、及突起部形成沟部54形成非晶质合金层60。
并且，如图3e所示，也可形成包含第一倾斜面部96与第二倾斜面部98，断面为V字形状的探针形成沟部。其中第一倾斜面部是形成对第一平面部42倾斜第一角度，第二倾斜面部98是对第一平面部42倾斜第二角度，形成在从第一平面部42至第一倾斜面部96。此种场合，第一角度与第二角度是大略为相同角度。即，第一倾斜面部96及第二倾斜面部98是可形成为对第一平面部42所成的角度大小相等，且角度的符号为相逆。然而如图3f所示，在从第一平面部42至第一倾斜面部96及第二倾斜面部98的最少一部分，形成非晶质合金层60。借由使探针形成沟部成为V字形状，可省略突起部的形成阶段。
图4a～4d是表示图2所示探测卡10的制造方法的其它例的流程图。在本实施例中，在图2c所示非晶质合金层60的形成阶段，可包含以下制程。
如图4a所示，在第一基板40的第一平面部42及倾斜面部44及第二基板50的第二平面部52，形成使非晶质合金层与第一基板40及第二基板50粘附的粘附层70。非晶质合金以钯(Pd)为主成分的场合，粘附层70是以包含组成比约为1∶1的钛(Ti)镍(Ni)合金为宜。非晶质合金以钯为主成含有铜(Cu)的场合，粘附层70是可具有含铬(Cr)或钛的第一粘附层与含铜的第二粘附层。第一粘附层是以形成在第一基板40及第二基板50上，使第二粘附层形成于第一粘附层之上为宜。
接着，如图4b所示，在粘附层70上，为以后制程使第一基板40及第二基板50容易从探针14去除起见，形剥离牺牲层72。剥离牺牲层72是以可耐在以后制程的非晶质合金层的加热，蚀刻等的药品处理等的材料加以形成为宜。剥离牺牲层72是例如以金属薄膜为宜。在本实施例，剥离牺牲层72是含铬，形成约100nm的厚度。
在本实施例，在图2g所示使非晶质合金层60从第一基板40及第二基板50脱离的阶段，借由使剥离牺牲层62以蚀刻去除，以使非晶质合金层60从第一基板40及第二基板50脱离。
如图4c所示，在剥离牺牲层72之上形成非晶质合金层60。其次，如图4d所示，在非晶质合金层60上形成金属层74。而且，也可在非晶质合金层60上形成使非晶质合金层60与金属层74粘附的粘附层76。粘附层76是与粘附层70同样，非晶质合金以钯为主成分的场合，以含组成比为1∶1的钛镍合金为宜。非晶质合金以钯为主成分含有铜的场合，粘附层76是可具有含铬或钛的第一粘附层与含铜的第二粘附层。
并且，也可在非晶质合金层60与金属层74之间形成阻障(barrier)层78，以防止金属层74所含的金属扩散至非晶质合金层60。在本实施例，阻障层78也可设在粘附层76与金属层74之间。阻障层78是以铂为宜。阻障层78是以100nm程度为宜。借由在非晶质合金层60与金属层74之间形成阻障层78，在使非晶质合金层60加热的场合，金属层74所含的金属不致扩散至非晶质合金层60。在粘附层76上形成铂的阻障层78的场合，粘附层是可仅用含铜的第二粘附层。
而且，在阻障层78与金属层74之间也可形成使阻障层78与金属层74粘附的粘附层。又，探针14是可具有在图2h所示的导电层66与图4d所示的金属层74的两方，也可具有任何一方。
粘附层70的形成阶段，剥离牺牲层72的形成阶段、非晶质合金层60的形成阶段、粘附层76的形成阶段，阻障层78的形成阶段、金属层74的形成阶段等是以溅镀法在同一装置内进行为宜。
以上，虽以实施例说明本发明，本发明的技术范围并非限定于上述实施例所述的范围。当事者可明了上述实施例可能加上各种变更或改良。加上各种变更或改良的实施例也要包含在本发明的技术范围，对此可从申请专利范围所述的内容加以了解。
产业上的利用可能性从上述说明可明白，依照本发明可提供以良好精度形成所期望形状的探针及探测卡。
权利要求
1.一种探测卡的制造方法，是具有若干个探针以电气的接连于设在一个被试验电路上的接连端子，在该被试验电路与试验该被试验电路的一个试验装置之间，实行讯号传送的探测卡的制造方法，其特征在于，包括为形成这些若干个探针的一个探针形成基板的准备阶段；在该探针形成基板的若干个领域，形成持有一个过冷却液体温度域，具有所定形状的非晶质合金层的阶段；使该非晶质合金层加热至该过冷却液体温度域的阶段；使该非晶质合金层冷却至比该过冷却液体温度较低温度的阶段；具有传送该讯号的传送线路，保持该非晶质合金层的一个保持基板的准备阶段；使该非晶质合金层的一部分与该传送线路接合的阶段；以及该非晶质合金层在比该过冷却液体温度域较低温度的状态，使该探针形成基板的最少部分去除的阶段。
2.如权利要求1所述的一种探测卡的制造方法，其特征在于，该探针形成基板的准备阶段，包括具有对该探针形成基板的所定面设成大略平行的一个底面，对该底面以有所定角度，一端设成从该底面延长，他端设成从该所定面延长的一个倾斜面的探针形成沟部的形成阶段；该非晶质合金层的形成阶段是使该非晶质合金层，从该底面至该倾斜面及该所定面加以堆积。
3.如权利要求2所述的一种探测卡的制造方法，其特征在于，该探针形成沟部的形成阶段是借由使该探针形成基板以各方异性蚀刻使该探针形沟部形成于该探针形成基板。
4.如权利要求2所述的一种探测卡的制造方法，其特征在于该探针形成基板的准备阶段是在该底面形成该非晶质合金层的领域，为形成该非晶质合金层的突起部，更在具有突起部形成沟部的形成阶段；该非晶质合金层的形成阶段是使该非晶质合金层更在形成于该突起部形成沟部。
5.如权利要求1或2所述的一种探测卡的制造方法，其特征在于，更包括在该非晶质合金层的表面使导电层加以形成的阶段。
6.如权利要求1或2所述的一种探测卡的制造方法，其特征在于，该接合的阶段是使该非晶质合金层的一部分与该传送线路，以加热至该过冷却液体温度域的状态，加以接合。
7.如权利要求1或2所述的一种探测卡的制造方法，其特征在于在该非晶质合金层及该传送线路的最少一方，为使该非晶质合金层与该传送线路接合，更具备一个接合构件的形成阶段；该接合的阶段是经该接合构件使该非晶质合金层与该传送线路接合。
8.如权利要求1至7中任何一项所述的一种探测卡的制造方法，其特征在于更再包括使该探针形成基板，按每该探针分割的阶段；该接合的阶段是使设在分割的该探针形成基板的该非晶质合金层与该传送线路接合。
9.一种探针的制造方法，是以电气的接连于设在一个被试验电路上的接连端子，以供给讯号于该被试验电路的探针的制造方法，其特征在于，包括在形成该探针的一个探针形成基板，以一定形状形成具有一个过冷却液体温度域的一个非晶质合金的阶段；使该非晶质合金加热至该过冷却液体域的阶段；使该非晶质合金冷却的阶段；在该非晶质合金冷却至比该过冷却液体温度域较低温度的状态，使该探针形成基板的最少部分去除的阶段。
全文摘要
一种探测卡的制造方法，其特征在于，包括使特有过冷却液体温度域，具有所定形状的若干个非晶质合金层形成于所定基板的阶段，使非晶质合金层加热至过冷却液体温度域的阶段、使非晶质合金层冷却至比过冷却液体温度域较低温度的阶段，以及在使非晶质合金层冷却至比过冷却液体温度域较低温度的状态，将所定基板的最少部分去除的阶段。
文档编号H01L21/66GK1514938SQ02809900
公开日2004年7月21日 申请日期2002年5月27日 优先权日2001年5月28日
发明者蛸岛武尚, 奈良崎亘, 秦诚一, 下河边明, 亘, 明 申请人:爱德万测试株式会社