专利名称：用于集成电路测试的纳米管探针结构的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种用于集成电路测试的纳米管探针结构，尤指一种由纳米碳管取代传统探针的纳米管探针结构。
垂直式探针卡，如所谓的“Cobra”探针卡，基本制作方法是在两片平行的基板上依据焊点(pad)的位置放置垂直的细探针，藉探针收到垂直下压焊点(pad)或凸块时所产生的弹力来形成接触点，但随着I/O(Input，Output)脚数的增加以及焊点间距的缩小，此种“Cobra”探针卡易产生相邻探针间的短路，而影响测试的稳定性。另一种垂直式探针测试卡(如美国专利案US6426236)，请参阅图2，是在基板1”上相对应晶片5的焊点(pad)处均设有没有弹性的探测元件3”，藉探测元件3”与晶片5(chip)上的焊点(pad)或凸块(bump)接触，此种垂直式探针卡可避免“Cobra”探针卡相邻探针间的短路的问题，但如果凸块的高低差变异较大时，则可能产生接触不良的问题。
另有薄膜式探针卡(如美国专利案US5623214)，可适用于焊点(pad)间距较小的测试需求，但不适用于焊点(pad)采取矩阵式排列的晶片(chip)。
本实用新型的技术解决方案是一种用于集成电路测试的纳米管探针结构，其特点是它包括有一基板及至少一连接于前述基板的探测板，该探测板相对于待测试晶片处设有探针元件，且该探测元件由多根纳米碳管所构成。
1991年科学家宣布成功合成一种新的碳结构，这是一种极细针状多层的碳管，管径约在1纳米到30纳米(10-9m)之间，即是所谓的纳米碳管，由于其特殊结构使其具备特异的物理及化学性质，因而展开了许多新的应用，纳米碳管的制作可用两根石墨电极，在氦气或氩气的环境中，以直流电场放电而产生，亦可利用聚焦的高能激光，使高温的石墨挥发后生成，另外也可利用高温炉中由铁、钴及镍等金属颗粒，裂解乙炔或甲烷来制造纳米碳管，纳米碳管良好的导电性及热传导性、高抗拉强度及挠曲能力，使其可广泛应用于物理、化学、材料、生物等不同领域，利用纳米碳管细长、导电性及弹性的优点，可作为微探针或微电极。
有关本实用新型的详细说明及技术内容，现配合
如下
图2习知探针平面示意图2。
图3是本实用新型平面示意图。
图4和图5为图3放大动作示意图。
该基板1设有探测晶片5所需的电路及导线(图中未示)，且该基板1并可连接至外部电脑或控制系统(图中未示)。由于前述的基板1内设有电路及导线，无法抵抗高温，然而纳米碳管4的生长需在高温环境下，因此，利用一可耐高温材质制成的探测板2作为纳米碳管4生长所需的基础，前述纳米碳管4对应于待测晶片5上的焊点(Pad)或凸块位置，以丛集方式生长形成。为了将探测结果传达至外部控制系统，该探测板2与基板1之间以导线相连。由于纳米碳管4尺寸微小，可于相对晶片5焊点(Pad)或凸块位置处生长出多根纳米碳管4，确保每一晶片5上的所有焊点(Pads)或凸块至少有一根纳米碳管4接触而进行测试，加上纳米碳管4优异的导电性，可提升测试的准确度。
请同时参阅4、图5所示，图4和图5为本实用新型的放大动作示意图，如图所示在探测板2相对每一待测晶片5上的所有焊点(Pads)或凸块处均设有探测元件3，此一探测元件3由多根纳米碳管4所构成，该纳米碳管4对应于待测晶片5上的焊点(Pads)或凸块位置，以丛集方式生长形成，因此，每一晶片5上的焊点(Pads)或凸块位置均对应多根纳米碳管4，当基板1及探测板2接受外部系统控制进行探测时，则基板1及探测板2会降下，直至纳米碳管4接触到晶片5，此时，虽然每一纳米碳管4生成的高度不一，但是由于其尺寸微小，因此，每一晶片5均对应多根纳米碳管4，，每一晶片5上的焊点(Pads)或凸块位置只要有一根纳米碳管4接触到，即可进行探测，解决习知技术因为每一晶片上的焊点(Pads)或凸块位置只有一相对的探针时只要未产生接触即造成断路(Open)而无法完成测试，加上纳米碳管4优良的导电性，将可大幅提高探测的准确率，此外，因为奈米碳管4具备优异的挠曲能力，可提供足够的over travel(即纳米碳管4在碰到凸块(bump)后可再往下降低的距离)，可避免在晶片(chip)5上凸块间因高低差过大所产生的接触不良。
虽然纳米技术已经受到科学界重视，但是在实际应用上仍然遇到许多瓶颈，包括操控性及易受污染的缺失尚待解决，然而纳米碳管确实为科学家解决了许多长久以来的问题，而且纳米碳管因为尺寸微小及物理性、化学性特殊，可提供产业界应用。目前纳米碳管应用领域主要为发光元件平面显示器、高效电晶体、气体感测器及超强韧材料，并无应用于半导体晶片测试的探针，因此，本实用新型利用纳米碳管尺寸微小、导电性优良及高挠曲能力，将纳米碳管应用于半导体晶片测试，将可有效解决因晶片间距缩小导致探测精确度不高的问题。
惟以上所述者，仅为本实用新型较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，即大凡依本实用新型申请所作的均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利的保护范围。
权利要求1.一种用于集成电路测试的纳米管探针结构，系用以测试晶圆上的晶片，其特征在于包括一基板；至少一连接于前述基板的探测板，该探测板相对于待测晶片处设有探测元件，该探测元件由多根纳米碳管构成。
2.根据权利要求1所述的纳米管探针结构，其特征在于该基板设有探测晶片的电路及导线。
3.根据权利要求1所述的纳米管探针结构，其特征在于该探测板为利于纳米碳管生长的耐高温的材料构成。
4.根据权利要求1所述的纳米管探针结构，其特征在于该纳米碳管具备挠曲能力。
5.根据权利要求1所述的纳米管探针结构，其特征在于该纳米碳管系对应待测晶片位置，以丛集方式生长形成。
6.根据权利要求1所述的纳米管探针结构，其特征在于该探测板与基板间以导线相连。
专利摘要一种用于集成电路测试的奈米管探针结构，包括有一基板及至少一连接于该基板的探测板，该探测板相对于待测晶片处设有探测元件，该探测元件由多根纳米碳管构成。
文档编号H01L21/66GK2574215SQ0226048
公开日2003年9月17日 申请日期2002年10月8日 优先权日2002年10月8日
发明者许明慧 申请人:许明慧