技术领域
[0001] 本发明涉及探针制备技术领域，尤其涉及一种弹性探针卡制备方法以及一种弹性探针卡。
相关背景技术
[0002] 探针是用于在对晶圆上的芯片进行电学测试时，与芯片接触实现通讯，并将测试数据反馈至测试装置进行对比，以检测该晶圆的电学特性和逻辑功能是否符合要求，通过测试将不合格的晶圆剔除，以避免将不合格的芯片进行封装，产生可避免的不良品，造成资源浪费，为有效的控制测试成本，探针的使用寿命便成为了一个重要的突破口，对芯片进行测试时，需要探针频繁的与芯片上的接触点接触，并且为了保证测试效果，需要兼顾所有的探针都能够同时与芯片上的接触点有效接触，并且需要探针具有较好的抗机械疲劳效果，以使得探针能够满足更长寿命的使用需求，现有技术中，探针往往都是作为一个整体使用，并不具备可拆卸更换的功能，导致探针损坏或达到使用寿命后，只能整体更换，并不能合理有效的控制成本。
具体实施方式
[0031] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。可以理解的是，附图仅仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。附图中显示的连接关系仅仅是为了便于清晰描述，并不限定连接方式。
[0032] 需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件时，它可以是直接连接到另一个组件，或者可能同时存在居中组件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
[0033] 还需要说明的是，本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0034] 请参阅图1‑4，本发明提供一种弹性探针卡制备方法，所述探针卡100包括多个探针金属层50，所述制备方法包括以下步骤：
[0035] 在基板10的一表面形成第一光刻胶20(S10)；
[0036] 对所述第一光刻胶20进行曝光显影以得到第一刻蚀图案，其中，所述第一刻蚀图案与所述探针卡结构相对应(S20)；
[0037] 根据所述第一刻蚀图案对所述基板10进行刻蚀以得到所述探针卡100，其中，所述探针卡100包括基部101和连接在所述基部101上并间隔一定距离设置的所述探针102，所述探针102包括弹性部1021和针尖1022，所述针尖1022的尾部连接在所述弹性部1021的一端，所述弹性部1021由多个相间设置的反向凸起首尾连接形成(S30)；
[0038] 去除剩余的所述第一光刻胶20(S40)；
[0039] 在所述探针卡100表面形成一金属层30(S50)；
[0040] 在所述金属层30表面形成第二光刻胶40(S60)；
[0041] 对所述第二光刻胶40进行曝光显影以得到第二刻蚀图案，其中，所述第二刻蚀图案与所述探针金属层50结构相对应(S70)；
[0042] 根据所述第二刻蚀图案对所述金属层30进行刻蚀以得到覆盖在所述探针102至少一侧的所述探针金属层50以及与所述探针金属层50连接的金属块51，其中，所述金属块51位于所述基部101上，且相邻所述探针102对应的所述金属块51之间间隔一定距离设置以形成相邻所述探针102之间用于电气绝缘的空间(S80)；
[0043] 去除剩余的所述第二光刻胶40以得到表面金属化的所述探针卡100(S90)。
[0044] 所述基板10为SOI晶圆，所述表面为所述SOI晶圆的顶硅层11对应的表面，在去除剩余的所述第二光刻胶40以得到表面金属化的所述探针卡100(S90)之后，所述制备方法还包括：
[0045] 去除所述SOI晶圆的埋氧层12，以得到表面金属化的所述探针卡100(S100)。
[0046] 所述埋氧层12采用缓冲氧化物刻蚀液去除，即BOE溶液去除，其中，所述BOE溶液为49％HF水溶液：40％NH4F水溶液，刻蚀时间为60min。
[0047] 在刻蚀去除所述埋氧层12得到所述探针卡100之后，还可以对所述探针卡100进行超声波清洗。
[0048] 在一种实施方式中，所述SOI晶圆的所述顶硅层11的厚度为10μm，所述埋氧层12的厚度为2μm，所述SOI晶圆的衬底13厚度为500μm。
[0049] 所述第一光刻胶20为正性光刻胶或负性光刻胶。其中，所述第一光刻胶20的涂布速度为1500rpm，涂布加速度为1000rpm/s，涂布时间为20s。
[0050] 在对所述第一光刻胶20进行涂覆并确认涂覆效果后，还需要对所述第一光刻胶20进行温度为120℃，时间为160s的烘烤，以加速所述第一光刻胶20的固化。
[0051] 将所述第一光刻胶20固化后的所述SOI晶圆放入光刻机中，并根据第一刻蚀图案对所述第一光刻胶20进行时长5S的曝光。其中，所述第一刻蚀图案为用于形成所述探针卡100相对应的掩膜图案。
[0052] 将曝光后所述SOI晶圆放入显影液中进行显影去除不必要的所述第一光刻胶20以得到所述探针卡100。其中，对曝光后的所述第一光刻胶20进行显影的时间为30S。
[0053] 显影后使用超纯水对所述SOI晶圆进行反复清洗并确认剩余的所述第一光刻胶20与所述第一刻蚀图案是否一致，当所述第一光刻胶20与所述第一刻蚀图案一致后，再将所述SOI晶圆进行温度为180摄氏度，时间为120S的烘烤，使得剩余的所述第一光刻胶20固化，以便于后续工艺的进行。
[0054] 所述步骤根据所述第一刻蚀图案对所述基板10进行刻蚀以得到所述探针卡100，其中，所述探针卡100包括基部101和连接在所述基部101上并间隔一定距离设置的所述探针102，所述探针102包括弹性部1021和针尖1022，所述针尖1022的尾部连接在所述弹性部1021的一端，所述弹性部1021由多个相间设置的反向凸起首尾连接形成(S30)采用深反应离子刻蚀工艺去除不必要的所述顶硅层11。
[0055] 进一步的，所述深反应离子刻蚀工艺刻蚀深度不小于所述顶硅层11的厚度，以使得所述顶硅层11依照所述第一刻蚀图案被刻蚀区域贯穿至所述埋氧层12，以便于后续对所述埋氧层12进行刻蚀，将所述衬底13与所述探针卡100分离，得到表面金属化的所述探针卡100。
[0056] 在一种实施方式中，所述顶硅层11的厚度为10μm，所述深反应离子刻蚀的深度为10.08‑10.2μm，以便于根据所述第一刻蚀图案将所述顶硅层11进行刻蚀贯穿形成所述探针卡100。
[0057] 通过将所述探针102设置成弹性结构，使得所述探针102在使用过程中具有弹性缓冲的效果，以提升所述探针102的耐疲劳性，并能够更好的与芯片上的接触点接触，避免所述探针102折弯，影响对所述芯片测试效果及所述探针102的使用寿命。
[0058] 所述第二光刻胶40为负性光刻胶或正性光刻胶。其中，所述第二光刻胶40的涂布速度为3000rpm，涂布加速度为2000rpm/s，涂布时间为20s。
[0059] 在对所述第二光刻胶40进行涂覆并确认涂覆效果后，还需要对所述第二光刻胶40进行温度为180℃，时间为120s的烘烤，以加速所述第二光刻胶40的固化以便于后续工艺的进行。
[0060] 将所述第二光刻胶40固化后的所述SOI晶圆再次放入所述光刻机中，并根据所述第二刻蚀图案对所述第二光刻胶40进行时长5S的曝光。其中，所述第二刻蚀图案为用于形成所述探针金属层50相对应的图案。
[0061] 将曝光后所述SOI晶圆放入显影液中进行显影去除不必要的所述第二光刻胶40以得到用于形成所述探针金属层50对应的掩膜图案。其中，对曝光后的所述第二光刻胶40进行显影的时间为30S。
[0062] 显影后使用超纯水对所述SOI晶圆进行反复清洗并确认剩余的所述第二光刻胶40与所述第二刻蚀图案是否一致，当所述第二光刻胶40与所述第二刻蚀图案一致后，再将所述SOI晶圆进行温度为180℃，时间为120s的烘烤，使得剩余的所述第二光刻胶40固化。
[0063] 然后再根据所述第二刻蚀图案对所述金属层30进行刻蚀以得到至少覆盖在所述探针一侧的所述探针金属层50以及所述金属块51。
[0064] 所述步骤根据所述第二刻蚀图案对所述金属层30进行刻蚀以得到覆盖在所述探针至少一侧的所述探针金属层50以及与所述探针金属层50连接的金属块51，其中，所述金属块51位于所述基部101上，且相邻所述探针102对应的所述金属块51之间间隔一定距离设置以形成相邻所述探针102之间用于电气绝缘的空间采用等离子刻蚀工艺去除不必要的所述金属层30。
[0065] 通过在所述基部101上设置所述用于电气绝缘的空间，可以使得所述探针102在测试时，相邻所述探针102之间不会电性导通。
[0066] 在基板10的一表面形成第一光刻胶20之前，所述制备方法还包括：
[0067] 对所述基板10进行RCA标准工艺流程清洗(S11)。以便于将所述基板10进行清洁，避免脏污影响后续的工艺实施。
[0068] 请参阅图5‑6，本发明还提供一种弹性探针卡100，所述探针卡100包括基部101和探针102，所述探针102的一端连接在所述基部101的一侧，所述探针102包括弹性部1021和针尖1022，所述针尖1022的尾部连接在所述弹性部1021远离所述基部101的一端，其中，所述弹性部1021由多个相间设置的反向凸起首尾连接形成。
[0069] 在一种实施方式中，所述弹性部1021呈多个S形结构首尾相连形成，以使得所述探针102在测试时可以进行弹性形变，以便于所有的所述探针102与所述芯片上对应的接触点进行有效地接触，提升测试的效率。
[0070] 在另一种实施方式中，所述弹性部1021包括第一臂1023和第二臂1024，所述第一臂1023和所述第二臂1024分别由相间设置的多个反向凸起1025首尾相连形成，其中，所述凸起1025呈V形。以使得所述探针102具有良好的机械性能，以及电学性能，并在测试时电阻更小，电流更大、响应速度更快且寄生效应小，具备更好地均一性。
[0071] 所述基部101上间隔一定距离连接有多个所述探针102，所述探针102的至少一侧覆盖有一探针金属层50，一所述探针102的所述探针金属层50向所述基部101延伸形成有金属块51，相邻所述探针102对应的所述金属块51之间间隔一定距离设置以形成相邻所述探针102之间用于电气绝缘的空间。
[0072] 所述探针金属层50为金、银、镍、铬、铑、钯中的一种，或至少其中两种形成的合金。以便于用户根据需求制得不同导电性能的所述探针卡100。
[0073] 通过以所述探针卡100为单元便于后续的多个所述探针卡100之间组装、拆卸以及针对性的更换，避免了需要更换整个探针主体的导致的高成本和资源浪费。
[0074] 本申请的说明书和权利要求书中，词语“包括/包含”和词语“具有/包括”及其变形，用于指定所陈述的特征、数值、步骤或部件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、数值、步骤、部件或它们的组合。
[0075] 本发明的一些特征，为阐述清晰，分别在不同的实施例中描述，然而，这些特征也可以结合于单一实施例中描述。相反，本发明的一些特征，为简要起见，仅在单一实施例中描述，然而，这些特征也可以单独或以任何合适的组合于不同的实施例中描述。
[0076] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。
