[发明专利]一种微纳米级晶片测试探头及制备方法

说明书

本发明涉及一种微纳米级晶片测试探头及制备方法，其中方法包括：使用主离子源轰击金属靶材在工件的衬底表面上形成金属层，所述金属层包括位于测试区内的测试圆点、位于引线区内的引出焊盘以及两者之间的连接线；使用主离子源轰击绝缘靶材在工件的测试圆点之外的区域上形成绝缘保护膜；使用主离子源轰击金属靶材在工件的测试圆点所在区域上形成测试圆柱；使用辅离子源轰击工件进行抛光打磨，打磨所述测试圆柱的平面圆周边沿倒角形成球面后，制成平面结构的微纳米级晶片测试探头。本发明制备出的探头测试间距为0.5～20μm，既可以检测普通晶片的四周引脚，又可以测试薄膜晶片表面的凸点，满足了微纳米级晶片测试的需求。

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种微纳米级晶片测试探头及制备方法。

背景技术

近年来电子数码产品外形越来越轻薄短小，功能越来越丰富强大，同时半导体芯片制造技术突飞猛进，已经进入32纳米以下领域，集成电路(Integrated Circuit，IC)体积越来越小，引脚越来越多，晶圆(Wafer)制备、晶片或裸片(Die))封装和芯片(Chip)测试越来越精密复杂。如果能在晶片切割封装前对已经生成晶片阵列和划片槽的晶圆(衬底或基片)进行测试，发现晶片中的瑕疵品或报废品并进行标记，可以避免不良品造成后续封装成本的浪费。晶圆探针测试卡，简称探针卡(Probe card)，是晶圆测试中被测晶片和测试机之间的接口，主要用于晶圆分片封装前对晶片电学性能进行初步检测，筛选出不良晶片并进行标记，不再进行后续封装。探针卡的使用原理是将探针卡上的针头与晶片上的焊点(Pad)或凸点(Bump)直接接触，导出晶片讯号，再配合测试仪器与软件控制达到自动化检测晶圆。它对前期测试的开发及后期量产测试的成品率保证都非常重要，是晶圆制造过程中对制造成本影响相当大的重要制程。

传统的探针卡主要分为环氧水平式探针卡(或悬臂式探针卡)、薄膜水平式探针卡、垂直式探针卡、刀片式探针卡等等，采用金属探针接触晶片焊点和电路板焊盘焊接引线的结构，探针以手工方式、根据晶片测试的区域，有序而紧密的安置在探针卡上。由于复杂的针套、针管、针头以及电路板的局限，通常测试的最小间距只能达到0.1～1毫米，大多只能测试晶片的四周引脚，无法对薄膜晶片表面的凸点进 行检测，探针卡已面临测试极限和新的挑战，无法满足微纳米级晶片测试的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有探针卡的最小测试间距只能达到0.1～1毫米的缺陷，提供一种微纳米级晶片测试探头及制备方法，通过离子束溅射沉积技术制备微纳米级晶片测试探头。

本发明第一方面，提供了一种微纳米级晶片测试探头的制备方法，包括：

S1、利用图形化的第一光刻胶层作为掩膜，使用主离子源轰击金属靶材，产生的溅射粒子沉积在工件的衬底表面上形成金属层，所述金属层包括位于测试区内的测试圆点、位于引线区内的引出焊盘以及两者之间的连接线；

S2、利用图形化的第二光刻胶层作为掩膜，使用主离子源轰击绝缘靶材，产生的溅射粒子沉积在工件的测试圆点之外的区域上形成绝缘保护膜；

S3、利用图形化的第三光刻胶层作为掩膜，使用主离子源轰击金属靶材，产生的溅射粒子沉积在工件的测试圆点所在区域上形成测试圆柱；

S4、使用辅离子源轰击工件进行抛光打磨，打磨所述测试圆柱的平面圆周边沿倒角形成球面后，制成平面结构的微纳米级晶片测试探头。

在根据本发明所述的微纳米级晶片测试探头的制备方法中，所述方法还包括步骤：S5、将所述平面结构的微纳米级晶片测试探头折叠形成上方开口的矩形盒子，其中所述测试区位于所述矩形盒子的底面，所述引线区位于所述矩形盒子的侧面。

在根据本发明所述的微纳米级晶片测试探头的制备方法中，所述平面结构的微纳米级晶片测试探头呈八边形。

在根据本发明所述的微纳米级晶片测试探头的制备方法中，所述步骤S1中生成的测试圆点的间距为0.5～20μm。