一种晶圆测试探针及其制备方法与流程

本发明涉及晶圆测试，尤其涉及一种晶圆测试探针及其制备方法。

背景技术：

1、随着芯片制造技术的不断发展，作为芯片制造中至关重要的测试过程也面临着越来越多的高要求。现在一般采用探针对芯片进行测试，现在市面上使用的探针多采用冲压工艺制造而成。但受传统冲压工艺的限制，探针只能选择硬度较低的材料来制作，导致生产出来的探针耐磨性及硬度较差，不能满足长时间使用的需求。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种晶圆测试探针及其制备方法，该晶圆测试探针提高了探针的硬度及耐磨性，可以延长探针的使用寿命。

2、根据本发明的一方面，提供了一种晶圆测试探针，包括探针主体，所述探针主体包括至少一层金属复合结构，所述金属复合结构包括第一金属层、中间导电层和第二金属层，所述中间导电层位于所述第一金属层和所述第二金属层形成的外壳内部，所述第一金属层的硬度大于所述中间导电层的硬度，所述第二金属层的硬度大于所述中间导电层的硬度；

3、所述探针主体的第一端设置有针尖，所述针尖的部分区域延伸至所述探针主体内部且与所述中间导电层连接；

4、所述探针主体的第二端设置有连接端子，所述连接端子位于所述第一金属层背离所述第二金属层的表面和/或所述第二金属层背离所述第一金属层的表面，所述连接端子与所述中间导电层连接，所述连接端子用于连接至外部测试电路。

5、可选的，所述探针主体包括至少一个镂空区，以使所述针尖与待测晶圆接触，且所述探针主体的第二端受到压力时，所述探针主体产生弹性形变。

6、可选的，所述针尖与所述探针主体的第二端沿相反的方向延伸。

7、可选的，所述探针主体包括自下而上依次层叠的至少两层所述金属复合结构，位于下层的所述金属复合结构中的第二金属层复用为位于上层的所述金属复合结构中的第一金属层。

8、可选的，所述第一金属层包括钴、铑、钴合金或者铑合金，所述第二金属层包括钴、铑、钴合金或者铑合金，所述中间导电层包括金、银或铜，所述针尖包括钴、铑、钴合金或者铑合金。

9、可选的，所述针尖包括单层或多层结构。

10、根据本发明的另一方面，提供了一种晶圆测试探针的制备方法，用于制备上述的晶圆测试探针，所述制备方法包括：

11、提供陶瓷基片作为载体，并在所述陶瓷基片一侧电镀第一牺牲层；

12、利用电镀工艺，在所述第一牺牲层上形成探针主体；

13、利用化学腐蚀方法去掉所述第一牺牲层，将所述探针主体从所述陶瓷基片上剥离；

14、其中，所述探针主体包括至少一层金属复合结构，所述金属复合结构包括第一金属层、中间导电层和第二金属层，所述中间导电层位于所述第一金属层和所述第二金属层形成的外壳内部，所述第一金属层的硬度大于所述中间导电层的硬度，所述第二金属层的硬度大于所述中间导电层的硬度；所述探针主体的第一端设置有针尖，所述针尖的部分区域延伸至所述探针主体内部且与所述中间导电层连接；所述探针主体的第二端设置有连接端子，所述连接端子位于所述第一金属层背离所述第二金属层的表面和/或所述第二金属层背离所述第一金属层的表面，所述连接端子与所述中间导电层连接，所述连接端子用于连接至外部测试电路。

15、可选的，利用电镀工艺，在所述第一牺牲层上形成探针主体，包括：

16、在所述探针主体的第二端对应位置电镀第一电镀层，形成所述连接端子；

17、在所述第一牺牲层和所述第一电镀层上电镀所述第一金属层，所述第一金属层的面积小于所述第一牺牲层的面积；

18、在所述第一牺牲层上避开所述第一金属层的其他区域电镀第二牺牲层，所述第二牺牲层与所述第一金属层的厚度相同；

19、在所述第二牺牲层和所述第一金属层上对应所述探针主体的第一端的位置电镀针尖层，在所述第一金属层上和所述针尖层部分区域上电镀所述中间导电层；

20、在所述第一金属层上、所述针尖层的部分区域上和所述中间导电层上电镀第二金属层。

21、可选的，在形成所述探针主体时，还包括：在所述探针主体上形成至少一个镂空区。

22、可选的，在所述陶瓷基片一侧电镀第一牺牲层之前，还包括：

23、在所述陶瓷基片一侧沉积一层种子层。

24、本发明实施例提供的晶圆测试探针，包括探针主体，探针主体包括至少一层金属复合结构，金属复合结构包括第一金属层、中间导电层和第二金属层，中间导电层位于第一金属层和第二金属层形成的外壳内部，第一金属层的硬度大于中间导电层的硬度，第二金属层的硬度大于中间导电层的硬度；探针主体的第一端设置有针尖，针尖的部分区域延伸至探针主体内部且与中间导电层连接；探针主体的第二端设置有连接端子，连接端子位于第一金属层背离第二金属层的表面和/或第二金属层背离第一金属层的表面，连接端子与中间导电层连接，连接端子用于连接至外部测试电路。晶圆测试探针在使用时针尖与待测晶圆接触，测试信号经过针尖、中间导电层和连接端子流出至外部测试电路，通过设置硬度高、耐磨性好的第一金属层和第二金属层形成保护壳，提高探针的硬度及耐磨性，可以延长探针的使用寿命。

25、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

技术特征：

1.一种晶圆测试探针，其特征在于，包括探针主体，所述探针主体包括至少一层金属复合结构，所述金属复合结构包括第一金属层、中间导电层和第二金属层，所述中间导电层位于所述第一金属层和所述第二金属层形成的外壳内部，所述第一金属层的硬度大于所述中间导电层的硬度，所述第二金属层的硬度大于所述中间导电层的硬度；

2.根据权利要求1所述的晶圆测试探针，其特征在于，所述探针主体包括至少一个镂空区，以使所述针尖与待测晶圆接触，且所述探针主体的第二端受到压力时，所述探针主体产生弹性形变。

3.根据权利要求1所述的晶圆测试探针，其特征在于，所述针尖与所述探针主体的第二端沿相反的方向延伸。

4.根据权利要求1所述的晶圆测试探针，其特征在于，所述探针主体包括自下而上依次层叠的至少两层所述金属复合结构，位于下层的所述金属复合结构中的第二金属层复用为位于上层的所述金属复合结构中的第一金属层。

5.根据权利要求1所述的晶圆测试探针，其特征在于，所述第一金属层包括钴、铑、钴合金或者铑合金，所述第二金属层包括钴、铑、钴合金或者铑合金，所述中间导电层包括金、银或铜，所述针尖包括钴、铑、钴合金或者铑合金。

6.根据权利要求1所述的晶圆测试探针，其特征在于，所述针尖包括单层或多层结构。

7.一种晶圆测试探针的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1～6任一所述的晶圆测试探针，所述制备方法包括：

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，利用电镀工艺，在所述第一牺牲层上形成探针主体，包括：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在形成所述探针主体时，还包括：在所述探针主体上形成至少一个镂空区。

10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在所述陶瓷基片一侧电镀第一牺牲层之前，还包括：

技术总结
本发明实施例公开了一种晶圆测试探针及其制备方法。探针包括探针主体，探针主体包括至少一层金属复合结构，金属复合结构包括第一金属层、中间导电层和第二金属层，中间导电层位于第一金属层和第二金属层形成的外壳内部，第一金属层的硬度和第二金属层的硬度大于中间导电层的硬度；探针主体的第一端设置有针尖，针尖的部分区域延伸至探针主体内部且与中间导电层连接；探针主体的第二端设置有连接端子，连接端子位于第一金属层背离第二金属层的表面和/或第二金属层背离第一金属层的表面，连接端子与中间导电层连接，连接端子用于连接至外部测试电路。本发明实施例的技术方案，提高了探针的硬度及耐磨性，可以延长探针的使用寿命。

技术研发人员：殷岚勇,施元军,刘凯,石磊
受保护的技术使用者：苏州晶晟微纳半导体科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15