[发明专利]探针阵列及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造一用于探测电子器件的探针阵列，例如一用于探测一半导体晶片上的电路小片的探针卡的方法。

背景技术

在制造过程中，半导体电路小片必须经过测试，以确保电路小片上集成电路的可靠性和性能特性。因此，半导体制造商已开发了不同的用于测试半导体电路小片的测试程序。通常通过在晶片级上用探针对电路小片进行测试来执行对整体功能的标准测试。晶片级的探针测试也可用于评定电路小片的速度等级。

在晶片级上并行测试大量集成电路芯片会提供明显的优势，因为测试时间与成本会大大减少。目前，需要使用包括大型计算机在内的大规模测试仪来每次测试甚至一个芯片，并且当增大并行测试芯片阵列的能力时，这些仪器的复杂度会增加。然而，由于并行测试会节省时间，因而人们已引入了能够同时探测和从多个电路小片收集数据的高引线数测试仪，并且可同时测试的芯片数量一直在逐渐增加。

提供一种能允许在切割之前并行地测试及老化一晶片上各电路小片的改良的晶片测试及老化方案将会使成本大大降低。

随着晶片测试要求变得越来越复杂，对高密度探针及制造这些探针的有效并且相对低廉的方法的需求仍继续是一种挑战。因此，需要一种制造高密度探针阵列的低廉且有效的方法。

发明内容

本发明涉及一种用于测试半导体晶片的探针阵列和其能够基本上消除相关技术的一个或多个问题和缺点的制造方法。

本发明提供一种制造一探针阵列的方法，其包括形成一具有复数个通孔的第一衬底。形成一嵌有复数个探针尖端的第二衬底。将复数条导线结合至第二衬底中对应的探针尖端。第一衬底中的通孔与所述复数条导线相配合。移除第二衬底。将第一衬底平面化，并在第一衬底上形成与复数条导线的连接以便连接至外部信号源。

在另一方面，提供一种形成一探针阵列的方法，其包括在一探针材料块上形成一尖端材料层。将一第一电子放电机(EDM)电极置于该层尖端材料上，所述EDM电极具有对应于将形成的复数个探针的复数个开孔。从该尖端材料层和该探针材料块上移除多余材料，以形成复数个探针。设置一具有与所述复数个探针相对应的复数个通孔的衬底，以使所述探针穿透所述复数个通孔。将该衬底结合至复数个探针。移除多余的探针材料，以将衬底平面化。根据本发明制造探针阵列的方法的优点包括对两个不同的衬底使用两个阶段的步骤。因此，可并行并相互独立地执行这两个阶段的处理步骤。任何可能出现的错误或缺陷仅需要重复一组步骤。而且，所形成的探针阵列具有可沿探针的至少一段提供支撑的通孔。在存在横向接触运动或摩擦接触的探针阵列中，该支撑尤其有利。

在又一方面中，提供一种探针阵列，其包括一衬底和用于接触一测试装置上的测试端子的复数个探针。每一探针均具有一探针杆和一尖端。每一探针均穿透衬底以便得到支撑。所述衬底具有复数个通孔，以使探针杆穿透所述通孔并结合至衬底。

本发明的其他特征和优点将在下文的说明中提出，并且其部分将根据本说明得知，或可通过实践本发明而得知。本发明的优点将通过所述结构来实现和获得，并且将在书面说明、权利要求书及附图中特别地指出。

应当了解，上文的大体说明及后文的详细说明都是实例性、解释性的，并且旨在提供对请求专利权的本发明的进一步解释。

附图说明

所包含的附图旨在显示本发明的实例性实施例，其并入本说明书并构成本说明书的一部分，这些附图显示本发明的实施例并与本说明一起用来解释本发明的原理。附图中：

图1-4显示一种用于一垂直探针阵列的探针制造方法的步骤。

图5-6显示将图1-4中显示的探针与一衬底相接合以形成探针阵列的步骤。

图7-8显示图6所示探针阵列中探针尖端部的定形步骤。

图9以流程图的形式显示在制造探针阵列中所涉及的对应于图1-8的步骤。

图10显示一可用于制造一探针阵列的探针的替代EDM电极。

图11显示图10中所示EDM电极的一剖面图。

图12-16显示一种制造探针的替代方法。

图17显示根据图12-16中所示方法形成的松散探针。

图18显示一用于固定探针的基础衬底。

图19显示图18中基础衬底的一剖面图。

图20-21显示将探针组装成一阵列。

具体实施方式

现在将详细地介绍本发明的实施例，其实例显示在附图中。

图1-8显示一形成一探针阵列的第一种方法，并且图9以流程图的形式显示制造图1-8所示探针的步骤901-908。