技术领域
[0001] 本发明涉及探针卡技术领域，尤其涉及一种3DMEMS探针制备方法和3DMEMS探针。
相关背景技术
[0002] MEMS探针卡是集成电路芯片封装测试环节中的关键部件，用于集成电路产品封装前的测试。随着半导体制造技术的发展，集成电路芯片复杂程度不断提高，这类探针卡可以提高一次性测试的效率。
[0003] 但是，现有技术中用于芯片测试的MEMS探针卡的探针形状一般为柱状结构或者片状结构。当探针下移与芯片的引脚接触后，一方面导致探针与芯片的接触力增大，容易压坏芯片；另一方面探针底面与芯片的引脚的接触为点对点或面对面的二维接触，而且当引脚存在氧化层时，导致检测信号无法正常传输。
[0004] 为此，亟需提供一种3DMEMS探针制备方法和3DMEMS探针以解决上述问题。
具体实施方式
[0048] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0049] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0050] 在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。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。
[0051] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0052] 为了使3DMEMS探针能够刺穿芯片引脚的氧化层实现三维接触，保证检测信号正常传输，而且3DMEMS探针能够弹性回弹，避免压坏芯片，本实施例提供了一种3DMEMS探针制备方法和3DMEMS探针，以下结合图1至图11对本实施例的具体内容进行详细描述。
[0053] 如图1至图6，本实施例中的3DMEMS探针制备方法包括以下步骤：S1、在硅片晶圆1的第一图案区域3刻蚀出具有尖点的凹槽11；S2、溅射种子层4于硅片晶圆1表面和凹槽11的内壁面；S3、在硅片晶圆1的第一图案区域3进行电镀，使凹槽11内镀满金属并形成尖头部101；S4、在硅片晶圆1的第二图案区域7进行电镀，使第二图案区域7形成横梁部102；S5、采用引线键合工艺在横梁部102远离尖头部101的一端上键合铜柱103。示例性地，铜柱103直径为50um‑200um，高度为4mm‑8mm，控制铜柱103与水平面的角度为89度‑90度。
[0054] 简而言之，本发明所提供的3DMEMS探针制备方法，在硅片晶圆1的第一图案区域3刻蚀出具有尖点的凹槽11，凹槽11内用于形成能够刺穿氧化层的尖头部101，溅射种子层4在硅片晶圆1表面和凹槽11的内壁面，种子层4能够导电，便于后续步骤中的电镀工艺，在硅片晶圆1的第一图案区域3进行电镀，使凹槽11内镀满金属并形成尖头部101，在硅片晶圆1的第二图案区域7进行电镀，使第二图案区域7形成横梁部102，横梁部102受力后能够产生弹性形变，采用引线键合工艺在横梁部102远离尖头部101的一端上键合铜柱103，铜柱103用于连接目标PCB板9，由于增设有铜柱103，可以增大芯片与目标PCB板9之间的间距，避免横梁部102形变后与目标PCB板9发生结构干涉。尖头部101能够刺穿芯片引脚的氧化层实现三维接触，保证检测信号正常传输，而且3DMEMS探针100能够弹性回弹，避免压坏芯片。
[0055] 进一步地，如图7所示，3DMEMS探针制备方法还包括以下步骤：S6、在硅片晶圆1上涂布设定厚度的第四光刻胶8，进行整体(包括第四光刻胶8和铜柱103)的上表面研磨磨平，使铜柱103至目标长度。在研磨铜柱103前需要涂抹第四光刻胶8，第四光刻胶8包裹住铜柱103，避免在研磨过程中，铜柱103发生摆动。
[0056] 更进一步地，如图8所示，3DMEMS探针制备方法还包括以下步骤：S7、将目标PCB板9与铜柱103远离横梁部102的一端焊接；S8、依次去除硅片晶圆1、种子层4和第四光刻胶8，得到探针卡。本实施例中的目标PCB板9具有用于检测芯片性能的电路。其中使用氢氧化钾溶液或BOE(缓冲氧化物刻蚀液)溶液，完全去除硅片晶圆1，采用湿法腐蚀种子层4金属，可以理解地，在其他实施中种子层4也可以称为金属导电层。
[0057] 示例性地，如图1结合图2所示，在步骤S1中：在硅片晶圆1上整面涂布第一光刻胶2，经过曝光和显影步骤后露出第一图案区域3。在本实施例中第一图案区域3为50um‑150um的方形。
[0058] 示例性地，如图1结合图2所示，在步骤S1中：在第一图案区域3采用氢氧化钾等化学药剂根据硅片晶圆1的晶相湿法腐蚀得到凹槽11，然后通过干法去胶或湿法去除第一光刻胶2。凹槽11为金字塔状，深度为25um‑75um。
[0059] 可选性地，如图1至图3所示，在步骤S2中：采用磁控溅射工艺形成种子层4。本实施例中的种子层4厚度为200nm‑500nm，覆盖硅片晶圆1表面及金字塔状的凹槽11内部表面。
[0060] 示例性地，如图1至图4所示，在步骤S3中：在硅片晶圆1上整面涂布第二光刻胶5，通过曝光以及显影露出第一图案区域3以及凹槽11，使凹槽11填满金属，完成电镀后，去除第二光刻胶5。
[0061] 示例性地，如图1至图5所示，在步骤S4中：在硅片晶圆1上涂布第三光刻胶6，通过曝光以及显影露出第二图案区域7，完成电镀后得到横梁部102，然后去除第三光刻胶6。在本实施例中，在侧视视角下，横梁部102的厚度为50um‑200um。在俯视视角下，横梁部102的宽度为50um‑150um。
[0062] 需要说明的是本实施例中的尖头部101和横梁部102均为金属材质。
[0063] 示例性地，如图9至图11所示，尖头部101为金字塔结构，探针的横梁部102为直线形、曲线形或弯折形结构。横梁部102的多样设计，满足各种空间的设计需求，独特的接触尖头设计，具有更好的刺穿效果。
[0064] 本实施例还提供了一种3DMEMS探针100，该3DMEMS探针100采用上面提到的3DMEMS探针制备方法制作，3DMEMS探针100包括尖头部101、横梁部102和铜柱103，尖头部101设置于横梁部102的一端，铜柱103设置于横梁部102的另一端。3DMEMS探针100能够刺穿芯片引脚的氧化层实现三维接触，保证检测信号正常传输，而且3DMEMS探针100能够弹性回弹，避免压坏芯片。
[0065] 注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所说的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
