專利名稱：微接觸元件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是與接觸元件有關(guān)，更詳而言之是指一種微接觸元件及其制造方法。
背景技術(shù)：
在測試高密度或高速的電氣裝置(如LSI或VLSI電路)時，必須使用具有大量微接觸元件(探針)的探針卡(Probe Card)，以借由該微接觸元件為一具有撓性且可提供電性連接的導(dǎo)電體特性，作為與待測試物間電氣導(dǎo)通的元件，如作為LSI及VLSI晶片、半導(dǎo)體晶圓、晶片預(yù)燒、封裝的半導(dǎo)體裝置及印刷電路板的測試接觸元件之用。當(dāng)然，微接觸元件，亦可用以作為IC封裝的IC引線之用。為便于后續(xù)的說明，其微接觸元件主要所以作為探針卡的探針加以敘述。
一般常用的微接觸元件技術(shù)，尤以垂直式探針元件而言，可概分為以傳統(tǒng)的鍛造方式及以微機(jī)電方式所制造而成。
其中，請參閱圖10，傳統(tǒng)的探針乃是采用金屬線材，以鍛造的方式制作其可彎曲的彈性部位1(如美國專利第US4027935號)，利用傳統(tǒng)的機(jī)械加工方式(鍛造)，將使得探針彎曲的彈性部位上會殘留有較大的殘余應(yīng)力，使得探針在長期操作后易有疲勞斷裂的情形；且傳統(tǒng)精密機(jī)械加工的制作精度亦會較以微機(jī)電技術(shù)所制造的差，使得各探針間的彈性恢復(fù)力差異較大，易造成探針接觸阻抗的控制不易；同時在探針變形量較大時，各探針間過大的變形差異，亦將使部分探針產(chǎn)生過大的不當(dāng)針壓而損傷待測試物的接觸墊。再者，在對于需以其探針的針尖突破待測試物表面氧化層的應(yīng)用上，此探針需以人工方式研磨出針尖結(jié)構(gòu)，其制作難度相當(dāng)?shù)拇螅渚鹊目刂苿t更是不易。
因此，如美國專利4第US20030057957號申請案，便提出一種利用光刻技術(shù)以提高探針的針體制作精度的制程方式，是于一金屬薄膜的上下表面以光阻材料利用光刻技術(shù)形成探針圖案之后，直接采用大面積等向性濕蝕刻的方式批次制造出探針針體。與傳統(tǒng)鍛造制程相較之下，除其針體輪廓一致性大幅提升外，此種探針針體亦可避免因鍛造加工所產(chǎn)生的應(yīng)力殘留，因而加速材料老化的缺點；同時，以此雙面等向性濕蝕刻的方式更可同步制作出探針的針尖形狀。然而該探針最終仍是利用機(jī)械加工方式自一模型框架上加以截斷取下，此舉不僅易造成探針尾部受過大剪力而變形，同時亦容易造成各探針間長度不一(精度控制不易)的情形；且以大面積等向性濕蝕刻直接蝕刻出針體的方式，蝕刻均勻度與其再現(xiàn)性均不易控制。
再者，如我國專利公告第440897號，其是采用現(xiàn)行微機(jī)電制程技術(shù)制作探針，該制程主要是于一硅基底上先行成形出一犧牲層，再依次成形一導(dǎo)電種子層，并于該種子層上方涂布一遮蔽層并利用公知的半導(dǎo)體微影蝕刻制程于該遮蔽層上形成開口，而于該開口內(nèi)沉積一導(dǎo)電材料，再以研磨方式將沉積的導(dǎo)電材料上方表面平整化后，再以蝕刻制程去除遮蔽層、犧牲層及導(dǎo)電種子層，并使該探針針體脫離該硅基底，借此形成探針結(jié)構(gòu)。但此一制程必須在硅基底上先行成形出一犧牲層，而犧牲層又以二氧化硅(S102)為材料，此一材料易因薄膜應(yīng)力的問題而造成硅基底彎曲，且其彎曲程度如嚴(yán)重時，會趨近于探針的厚度尺寸，而使得探針的厚度尺寸誤差會有過大的情形，導(dǎo)致不合格率增高。另外，該探針在研磨其表面的平整度時，乃是借由遮蔽層作為支撐之用，但遮蔽層的材質(zhì)(較軟質(zhì))本就不利于作為支撐之用，使得探針在研磨時易因遮蔽層的支撐性不足，使得研磨均勻性不佳，探針容易于研磨過程中脫落脫離，而導(dǎo)致制程合格率不佳的情形。再者，此一探針的制程亦無法制作出可用以突破如錫球等待測物的表面氧化層的針尖結(jié)構(gòu)，進(jìn)而降低接觸阻抗以取得較佳的電性通連。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的乃在提供一種微接觸元件及其制造方法，是能降低基板應(yīng)力彎曲，進(jìn)而提高微接觸元件的尺寸精度。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種微接觸元件及其制造方法，是能加強(qiáng)研磨其平整度時的穩(wěn)定性。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種微接觸元件及其制造方法，是可增加其尖端部位的杭磨耗性、低沾粘性及導(dǎo)電性。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種微接觸元件及其制造方法，其微接觸元件具有良好的訊號傳輸、增加傳輸頻寬及減少訊號耦合與電容效應(yīng)。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明所提供一種微接觸元件的制造方法，其步驟包含有在一表面不具導(dǎo)電性的基板上成形一導(dǎo)電薄膜；在該導(dǎo)電薄膜上成形出一具圖形化開口的遮蔽層；在該遮蔽層的開口中沉積一導(dǎo)電材料；去除遮蔽層；去除導(dǎo)電薄膜，使由導(dǎo)電材料所制成的微接觸元件與基板分離。


圖1(A)至圖1(H)是本發(fā)明第一較佳實施例的制程；圖2(A)至圖2(J)是本發(fā)明第二較佳實施例的制程；圖3(A)至圖3(J)是本發(fā)明第三較佳實施例的制程；圖4(A)至圖4(L)是本發(fā)明第四較佳實施例的制程；圖5(A)至圖5(K)是本發(fā)明第五較佳實施例的制程；圖6(A)至圖6(K)是本發(fā)明第六較佳實施例的制程；圖6(f)是圖6(K)的頂視立體圖；圖7(A)至圖7(F)是本發(fā)明第七較佳實施例的制程；圖8(A)至圖8(F)是本發(fā)明第八較佳實施例的制程；圖9(A)至圖9(J)是本發(fā)明第九較佳實施例的制程；圖9(f)是圖9(F)的頂視立體圖；圖10是一種現(xiàn)有的探針結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式
為使能對本發(fā)明的特征及目的有更進(jìn)一步的了解與認(rèn)同，茲列舉以下較佳的實施例，并配合

于后。
請參閱圖1(A)至圖1(H)，是本發(fā)明第一較佳實施例所提供一種微接觸元件的制造方法，其中下列制造方法所制造的微接觸元件所以探針為實施例，其步驟包含有
a)如圖1(A)所示于一表層不具導(dǎo)電性的基板11上鋪設(shè)成形出一導(dǎo)電薄膜12。
其中，該基板11的材料可為半導(dǎo)體材料、表面涂布非導(dǎo)電材質(zhì)的金屬板、高分子材料、陶瓷材料及復(fù)合材料等，如硅基板。該導(dǎo)電薄膜12可為具有良好附著性的金屬，如鈦金屬；該導(dǎo)電薄膜12是可借由公知的半導(dǎo)體制程技術(shù)所沉積于該基板11的表層上，其沉積制程可為蒸鍍、濺鍍或電鍍等制程技術(shù)。
b)如圖1(B)、圖1(C)及圖1(D)所示在該導(dǎo)電薄膜12上成形出一具備探針圖形開口15的遮蔽層13。
其中，是先于該導(dǎo)電薄膜12上涂布一由光阻材料所構(gòu)成的遮蔽層13(如圖1(B)所示)，并利用半導(dǎo)體制程技術(shù)的光刻制程(微影蝕刻制程)(如圖1(C)所示)在遮蔽層13中成形出具備探針圖形的該開口15(如圖1(D)所示)。該光刻制程是利用一光罩14對正于遮蔽層13，并以紫外線(UV light)曝光，如圖1(C)所示，光罩14便能將探針圖形顯影在遮蔽層13上(即形成該開口15)。由于光阻材料可概分成正光阻材料或負(fù)光阻材料，而正光阻材料或負(fù)光阻材料皆可達(dá)成上述顯影的目的，惟其差異在于正光阻材料是指受光罩透光部份所曝光的遮蔽層部份會被溶解或沖洗掉，而被光罩不透光部份所蓋住的遮蔽層部份，則會在曝光后硬化而留下；反之，負(fù)光阻材料則是指受光罩透光部份所曝光的遮蔽層部份會呈硬化而留下，而被光罩不透光部份所蓋住的遮蔽層部份則會被溶解或被沖洗掉。于本實施例中是采用負(fù)光阻材料的態(tài)樣顯影，惟正光阻材料亦可同樣達(dá)成本步驟的目的。
另外，亦可利用灰階光罩141，即利用在光罩14的特定區(qū)域中控制不同的曝光程(強(qiáng))度，而使遮蔽層13形成出特定區(qū)域的斜面(如圖1(C)及圖1(D)所示)，用以制成探針的針尖部位。
當(dāng)然，對遮蔽層13曝光的紫外線亦可改為電子束、X-射線或激光…等。此一曝光技術(shù)乃屬公知技術(shù)，在此便不多作贅述。
c)如圖1(E)所示于遮蔽層13的開口15中沉積一導(dǎo)電材料16。
其中，沉積的制程可為半導(dǎo)體制程技術(shù)的蒸鍍、濺鍍或電鍍…等。該導(dǎo)電材料16是可為電鑄材料，如鎳(Ni)金屬或其它導(dǎo)電性佳的金屬材料。
d)如圖1(F)所示將導(dǎo)電材料16表面平整化。
是利用精密研磨的方式將導(dǎo)電材料16表面加以研整，使其表面達(dá)到平整，以借此一步驟將導(dǎo)電材料16修整出所須的厚度。
e)如圖1(G)所示去除遮蔽層13。
利用蝕刻制程將該遮蔽層13去除，其蝕刻制程可采用電漿離子蝕刻或化學(xué)蝕刻方式，且其蝕刻材料及條件經(jīng)過選擇，僅只蝕去遮蔽層13而對導(dǎo)電材料16并無任何影響。
f)如圖1(H)所示去除導(dǎo)電薄膜12以取出由導(dǎo)電材料16所形成的探針。
利用蝕刻制程將導(dǎo)電薄膜12去除，如此一來，該導(dǎo)電材料16便完成探針的型態(tài)而可自該基板11上脫離加以取出。蝕刻制程可采用電漿離子蝕刻或化學(xué)蝕刻方式，且其蝕刻材料及條件經(jīng)過選擇，只蝕去導(dǎo)電薄膜12對導(dǎo)電材料16并無任何影響。
事實上，亦可在步驟e)中以化學(xué)蝕刻方式去除光阻時，搭配超音波震動促使導(dǎo)電材料16與導(dǎo)電薄膜12剝離，以取出由導(dǎo)電材料16所構(gòu)成的探針，而無需經(jīng)過步驟f)便可取出探針。
所以，上述即為本實施例所提供第一較佳實施例微接觸元件的制造方法，相較于公知的制程，不僅可相對減少涂布犧牲層(即二氧化硅)的步驟，亦能同時減少需蝕刻犧牲層的步驟。而公知制程涂布犧牲層的目的僅在于使當(dāng)該犧牲層蝕去后，便能將微接觸元件與基板脫離，而本發(fā)明在借由直接將導(dǎo)電薄膜蝕刻去除后，或以超音波震動促使微接觸元件與導(dǎo)電薄膜剝離，便能使得微接觸元件與基板分離，不僅可省去公知涂布犧牲層及蝕刻犧牲層的制程步驟，更可避免由犧牲層的材料(二氧化硅)造成薄膜應(yīng)力問題而導(dǎo)致基板彎曲的情形，以提升微接觸元件的制程精度。
請參閱圖2(A)圖至圖2(J)，是本發(fā)明所提供第二較佳實施例微接觸元件的制造方法，其步驟包含有a)如圖2(A)所示于一表層不具導(dǎo)電性的基板21上成形出一導(dǎo)電薄膜22(與第一較佳實施例的a)步驟相同)。
b)如圖2(B)、圖2(C)及圖2(D)所示在該導(dǎo)電薄膜22上成形出一具備探針圖形開口25的遮蔽層23(與第一較佳實施例的b)步驟相同)。
c)如圖2(E)所示于遮蔽層23的開口25中沉積一導(dǎo)電材料26(與第一較佳實施例的c)步驟相同)。
d)如圖2(F)所示將導(dǎo)電材料26表面平整化(與第一較佳實施例的d)步驟相同)。
e)如圖2(G)所示去除遮蔽層23(與第一較佳實施例的e)步驟相同)。
f)如圖2(H)及圖2(I)所示于導(dǎo)電材料26尖端針尖部位涂布一強(qiáng)化薄膜27。
其中，該強(qiáng)化薄膜27具有抗磨耗、低沾粘性、良好導(dǎo)電性的特性，如銠金屬，當(dāng)然亦可利用多種材料構(gòu)成該強(qiáng)化薄膜；該強(qiáng)化薄膜27是利用一遮罩28，以濺鍍的方式涂布于該導(dǎo)電材料26的針尖部位上。
g)如圖2(I)所示完成涂布強(qiáng)化薄膜27。
h)圖2(J)所示蝕刻導(dǎo)電薄膜22以取出由導(dǎo)電材料26及該強(qiáng)化薄膜27所形成的探針。本步驟是利用蝕刻制程將導(dǎo)電薄膜22去除，其蝕刻制程可采用電漿離子蝕刻或化學(xué)蝕刻方式，且其蝕刻材料及條件經(jīng)過選擇，只蝕去導(dǎo)電薄膜22對導(dǎo)電材料26及強(qiáng)化薄膜27并無任何影響。
如此一來，借由上述的制程步驟，便能于由導(dǎo)電材料26所制成的探針(微接觸元件)針尖部位，鍍上一層強(qiáng)化薄膜27，使探針針尖于接觸時便能借由其強(qiáng)化薄膜27的特性，而增加導(dǎo)電性(增加傳輸訊號效率)及減少磨耗程度(增長其使用壽命)。
其中于步驟f)涂布強(qiáng)化薄膜27時，亦可因該遮罩28的設(shè)計，使強(qiáng)化薄膜27并不僅限制沉積于單一部位的區(qū)域(即不僅可沉積于針尖部位，亦可沉積于其它部位上)；亦可將其遮罩28數(shù)目的數(shù)量增為多張，使涂布強(qiáng)化薄膜27的層數(shù)可為一至多層，視實際需求選擇適當(dāng)?shù)闹瞥獭?br> 另外，亦可在步驟h)中將蝕刻導(dǎo)電薄膜22的步驟改以超音波震動的方式使由導(dǎo)電材料26所構(gòu)成的探針與基板剝離。
請參閱圖3(A)至圖3(J)，是本發(fā)明所提供第三較佳實施例微接觸元件的制造方法，其步驟包含有a)如圖3(A)所示于一表層不具導(dǎo)電性的基板31上成形出一導(dǎo)電薄膜32(與第一較佳實施例的a)步驟相同)。
b)如圖3(B)、圖3(C)圖及圖3(D)所示在該導(dǎo)電薄膜32上成形出一具備探針圖形開口35的遮蔽層33(與第一較佳實施例的b)步驟相同)。
c)如圖3(E)所示于遮蔽層33的開口35中填入一支撐材料36(與第一較佳實施例的c)步驟相同)。
d)如圖3(F)所示去除遮蔽層33(與第一較佳實施例的e)步驟相同)。
e)如圖3(G)所示于支撐材料36所形成的開口內(nèi)沉積一導(dǎo)電材料38。
于步驟c)中，該支撐材料36可以電鍍、沉積或涂布的方式形成，且該支撐材料36的材料與導(dǎo)電薄膜32、基板31及導(dǎo)電材料38的材料不同。該支撐材料36的材料可為塑膠材質(zhì)或銅…等。
f)如圖3(H)所示將支撐材料36與導(dǎo)電材料38同時以研磨方式將其表面平整化。
g)如圖3(I)所示去除支撐材料36。
可利用蝕刻制程將支撐材料36去除，其蝕刻制程可采用電漿離子蝕刻或化學(xué)蝕刻方式，且其蝕刻材料及條件經(jīng)過選擇，只蝕去支撐材料36對導(dǎo)電材料38、導(dǎo)電薄膜32及基板31并無任何影響。
h)如圖3(J)所示去除導(dǎo)電薄膜32以取出由導(dǎo)電材料38所形成的探針(與第一較佳實施例的f)步驟相同)。
亦可在步驟g)中以化學(xué)濕蝕刻方式去除支撐材料36時，搭配超音波震動促使由導(dǎo)電材料38所構(gòu)成的探針與導(dǎo)電薄膜32剝離，而無需經(jīng)過步驟h)即可取出探針。
所以，借由本發(fā)明第三較佳實施例所提供的制程，可使導(dǎo)電材料38在研磨整平其表面時，能借由材質(zhì)較硬的支撐材料36將導(dǎo)電材料38穩(wěn)固支撐，以避免習(xí)矢口制程在研磨其導(dǎo)電材料時會有由材質(zhì)較軟的遮蔽層所支撐而發(fā)生研磨均勻度不佳的事情。
請參閱圖4(A)至圖4(L)，是本發(fā)明所提供第四較佳實施例微接觸元件的制造方法，其步驟包含有a)如圖4(A)所示于一表層不具導(dǎo)電性的基板41上成形出一導(dǎo)電薄膜42(與第一較佳實施例的a)步驟相同)。
b)如圖4(B)、圖4(C)及圖4(D)所示在該導(dǎo)電薄膜42上成形出一具備探針圖形開口45的遮蔽層43(與第一較佳實施例的b)步驟相同)。
c)如圖4(E)所示于遮蔽層43上緣及其開口45中沉積一電鑄材料47，如鎳金屬或鎳合金。
d)如圖4(F)所示將該電鑄材料47的表面研磨整平。
e)如圖4(G)所示去除遮蔽層43及蝕刻導(dǎo)電薄膜42以取出由電鑄材料47所形成的電鑄模具。
f)如圖4(H)所示利用電鑄模具(即電鑄材料47)以熱壓方式在一高分子材料基板48上印出微接觸元件(探針)圖形的開口44。
g)如圖4(I)所示在高分子材料基板48上沉積一導(dǎo)電薄膜46。
h)如圖4(J)所示在該開口44中的導(dǎo)電薄膜46上沉積一導(dǎo)電材料49。
i)如圖4(K)所示研磨整平該導(dǎo)電材料49的表面。
j)如圖4(L)所示蝕刻導(dǎo)電薄膜46以取出由導(dǎo)電材料49所形成的探針。
亦可在步驟j)中以超音波震動促使探針與導(dǎo)電薄膜46剝離。
所以，本發(fā)明所提供的第四較佳實施例，是能在一基板上成形出一與微接觸元件(探針)形狀相對應(yīng)的電鑄材料模具，而可借由該模具以熱壓方式壓制出具有探針形狀開口的高分子材料基板，以在該高分子材料基板上制出探針。借此，便可借由模具直接多次壓制出多個具有探針形狀開口的模型，以使在大量制造探針時，可減少多次微影蝕刻的制程及時程。
請參閱圖5(A)至圖5(K)，是本發(fā)明所提供第五較佳實施例微接觸元件的制造方法，其步驟包含有a)如圖5(A)所示于一硅基板51的表層上沉積一氮化硅薄膜52。
b)如圖5(B)所示在該氮化硅薄膜52上以微影蝕刻方式制作出一具圖形化的遮蔽層53。
c)如圖5(C)所示以電漿反應(yīng)式離子蝕刻方式去除特定部位的氮化硅薄膜52。即去除未受遮蔽層53所遮蔽的部份氮化硅薄膜52。
d)如圖5(D)所示去阻遮蔽層53。
e)如圖5(E)所示以非等向性蝕刻制程蝕刻該硅基板51，使受除去氮化硅薄膜52的硅基板51部位，形成出一側(cè)具有斜面的第一凹槽511。
f)如圖5(F)所示去除氮化硅薄膜52。
g)如圖5(G)所示以半導(dǎo)體微影蝕刻技術(shù)于該硅基板51上形成出一具有探針圖形的遮蔽層54。
h)如圖5(H)所示以電漿反應(yīng)式離子蝕刻方式蝕去未受遮蔽層54所遮罩的硅基板51部位，以形成出一不具斜面的第二凹槽512，且該第二凹槽512的深度大于欲制成的探針厚度。
i)如圖5(I)所示去除遮蔽層54，使硅基板51成為具有可壓制出探針圖形的模具。
j)如圖5(j)所示可將由該硅基板51所制成的模具反轉(zhuǎn)以利進(jìn)行下一步驟。
k)如圖5(K)圖所示再進(jìn)行如第四較佳實施例的第f)、g)、h)、i)、j)步驟，便可制出探針。
所以，本發(fā)明所提供第五較佳實施例的微接觸元件的制造方法，可利用蝕刻硅基板51的方式直接作為熱壓的模具，相較于第四實施例所以電鑄材料為熱壓模具，更具有成本較低、加工精度較高的優(yōu)點。
請參閱圖6(A)至圖6(K)，是本發(fā)明所提供第六較佳實施例微接觸元件的制造方法，其步驟包含有a)如圖6(A)圖所示在一硅基板61上沉積一氮化硅薄膜62。
b)如圖6(B)所示在該氮化硅薄膜62上以微影蝕刻方式制作出一具圖形化的遮蔽層63。其中該遮蔽層63具有一探針圖形631及一蝕刻深度測試圖形632。
c)如圖6(C)所示以等向性蝕刻的方式，將未受遮蔽層63所遮罩的氮化硅薄膜62部位蝕刻去除。
d)如圖6(D)所示去阻遮蔽層63。
e)如圖6(E)所示以非等向性蝕刻該硅基板61，使該硅基板61形成出一具探針圖形的針體凹槽64及一呈倒金字塔型的測試凹槽65，且該針體凹槽64中包含有至少一斜面。其中，于進(jìn)行非等向性蝕刻時，當(dāng)原本位于測試圖形632區(qū)域中的硅基板61部位已被蝕刻至呈倒金字塔型時(如圖6(E)所示)，即表示已蝕刻至預(yù)定的深度，即可停止蝕刻，而此時具探針圖形的針體凹槽64亦已形成(如圖6(E)所示)，且該針體凹槽64的深度是略大于所欲制出的探針厚度。
f)如圖6(F)及圖6(f)所示去除氮化硅薄膜62，并于除去氮化硅薄膜62后，于該硅基板61上沉積一導(dǎo)電薄膜66。
g)如圖6(G)所示以半導(dǎo)體微影蝕刻方式于該導(dǎo)電薄膜66上形成一具有針體圖形開口671的遮蔽層67，并使該針體圖形開口的至少一端位于該針體凹槽64的斜面上。
h)如圖6(H)所示于該開口671中沉積形成一導(dǎo)電材料68。
i)如圖6(I)所示將該導(dǎo)電材料68的表面研磨整平。
j)如圖6(J)所示去除遮蔽層67。
k)如圖6(K)所示蝕刻導(dǎo)電薄膜66以自該硅基板61上取出由該導(dǎo)電材料68所制成的探針針體。
亦可在步驟j)中以化學(xué)濕蝕刻方式去除光阻時，搭配超音波震動促使探針與導(dǎo)電薄膜66剝離，而無需經(jīng)過步驟k)即可取出探針。
所以，借由上述所提供本發(fā)明第六較佳實施例微接觸元件的制造方法，可使得導(dǎo)電材料68于受研磨整平時，受到同樣位在針體凹槽64內(nèi)的遮蔽層67所支撐，使該導(dǎo)電材料68于研磨時可受支撐而較為穩(wěn)固，使的形成的探針精度可較為增高。
請參閱圖7(A)至圖7(F)，是本發(fā)明所提供第七較佳實施例微接觸元件的制造方法，其步驟包含有a)如圖7(A)所示進(jìn)行與第六較佳實施例相同的a)-h)步驟；此時已同樣在一硅基板71上成形出一針體凹槽74及一測試凹槽75，并在該硅基板71上沉積一導(dǎo)電薄膜76，而在該導(dǎo)電薄膜76上形成一具針體圖形開口771的遮蔽層77，且在該開口中沉積一導(dǎo)電材料78。
b)如圖7(B)所示將遮蔽層77去除。
c)如圖7(C)所示于該導(dǎo)電薄膜76上涂布一支撐材料79，并將該導(dǎo)電材料78加以包覆。
其中該支撐材料79可以電鍍、沉積或涂布的方式形成于該導(dǎo)電薄膜76上，并將該導(dǎo)電材料78包覆。該支撐材料79的材料與導(dǎo)電薄膜76、硅基板71及導(dǎo)電材料78的材料不同，該支撐材料79的材料可為塑膠材質(zhì)或銅等。
d)如圖7(D)所示研磨整平該導(dǎo)電材料78的表面。
e)如圖7(E)所示去除支撐材料79。
其中是利用蝕刻制程將支撐材料79去除，其蝕刻制程可采用電漿離子蝕刻或化學(xué)蝕刻方式，且其蝕刻材料及條件經(jīng)過選擇，只蝕去支撐材料79，對導(dǎo)電材料78、導(dǎo)電薄膜76及硅基板71并無影響。
f)如圖7(F)所示去除導(dǎo)電薄膜76以取出由導(dǎo)電材料78所制成的探針。
亦可在步驟e)中以化學(xué)濕蝕刻方式去除支撐材料79時，搭配超音波震動促使探針與導(dǎo)電薄膜76剝離，而無需經(jīng)過步驟f)即可取出探針。
如此一來，本發(fā)明第七較佳實施例便可借由具有足夠強(qiáng)度的支撐材料79來支撐受研磨時的導(dǎo)電材料78，使導(dǎo)電材料78受研磨時的穩(wěn)固性更佳，以維持成形探針后的精度。
請參閱圖8(A)至圖8(F)，是本發(fā)明所提供第八較佳實施例微接觸元件的制造方法，其步驟包含有a)進(jìn)行上述各實施例的先前步驟，至僅剩蝕刻導(dǎo)電薄膜便能將導(dǎo)電材料針體取出的步驟。
b)如圖8(A)圖所示將僅借由導(dǎo)電薄膜82連結(jié)于基板81上的導(dǎo)電材料83，將裸露部份的導(dǎo)電材料83以兩組對向接合的方式進(jìn)行共溫接合。
c)如圖8(B)所示將導(dǎo)電薄膜82蝕刻去除，以取出由導(dǎo)電材料83所制成的探針，且此探針已形成具有對稱針尖的型態(tài)。
當(dāng)然，進(jìn)行步驟a)后的基板、導(dǎo)電薄膜及導(dǎo)電材料的型態(tài)會因先前的制程而有所不同，如圖8(C)及圖8(E)所示，但一樣皆可進(jìn)行b)及c)的步驟，使兩組的導(dǎo)電材料接合，如圖8(D)及圖8(F)圖所示。
請參閱圖9(A)至圖9(J)所示，是本發(fā)明所提供第九較佳實施例微接觸元件的制造方法，其步驟包含有a)如圖9(A)所示于一基板91上涂布一導(dǎo)電薄膜92，并于該導(dǎo)電薄膜92上形成一已完成電鑄、平整化及去除側(cè)壁支撐材料的導(dǎo)電材料93。
b)如圖9(B)所示于該導(dǎo)電薄膜92及該導(dǎo)電材料93上沉積一介電材料94。
c)如圖9(C)所示去除位于頂層的介電材料94。
利用非等向性蝕刻將位于該導(dǎo)電薄膜92上方及該導(dǎo)電材料93上方的介電材料94去除，使僅只有位于該導(dǎo)電材料93兩側(cè)的介電材料94留下。
d)如圖9(D)所示于該導(dǎo)電薄膜92上涂布一遮蔽層95，利用微影蝕刻方式于遮蔽層95內(nèi)構(gòu)成開口，使得該遮蔽層95并未與該導(dǎo)電材料93的兩側(cè)接觸，而距有一預(yù)定的距離。
e)如圖9(E)所示于該導(dǎo)電材料93上方及該介電層94的兩側(cè)以電鑄或濺鍍制程方式形成一導(dǎo)電層96。
f)如圖9(F)所示去除遮蔽層95。
g)如圖9(f)所示蝕刻導(dǎo)電材料93兩端的介電材料94。圖9(f)是圖9(F)旋轉(zhuǎn)90度后的上視圖，且導(dǎo)電材料93的兩端因于步驟d)中受到遮蔽層95所覆蓋，因此由圖9(f)可看出該導(dǎo)電材料93的兩端已未受該介電材料94及該導(dǎo)電層96的包覆而呈裸露狀態(tài)。
h)如圖9(G)所示于該導(dǎo)電薄膜92上沉積一支撐材料97，以將該導(dǎo)電材料93、介電材料94及該導(dǎo)電層96加以包覆。
i)如圖9(H)所示研磨整平該導(dǎo)電材料93、介電材料94及該導(dǎo)電層96的頂層表面。
j)如圖9(I)所示去除支撐材料97。
k)如圖9(J)所示去除導(dǎo)電薄膜92以取出由導(dǎo)電材料93、介電材料94及該導(dǎo)電層96所構(gòu)成的探針。
借此，本實施例所形成的探針，其在導(dǎo)電材料93外側(cè)具有介電材料94的遮蔽效應(yīng)，可增加傳輸?shù)念l寬、減少訊號耦合與電容效應(yīng)。
另外，由于本實施例的制程主要在于將導(dǎo)電材料的兩側(cè)借由介電材料所包覆，以達(dá)成上述的目的，因此當(dāng)前述的各實施例在其導(dǎo)電材料仍位在導(dǎo)電薄膜上方而未被取下且其導(dǎo)電材料兩側(cè)亦尚未被電鑄模具所遮蔽前，皆可接續(xù)進(jìn)行本實施例的步驟。
權(quán)利要求
1.一種微接觸元件的制造方法，其特征在于，步驟有在一表面不具導(dǎo)電性的基板上成形一導(dǎo)電薄膜；在該導(dǎo)電薄膜上成形出一具圖形化開口的遮蔽層；在該遮蔽層的開口中沉積一導(dǎo)電材料；去除遮蔽層；將由導(dǎo)電材料所制成的微接觸元件與基板分離。
2.依據(jù)權(quán)利要求1所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，所述該基板為半導(dǎo)體材料、表面涂布非導(dǎo)電材質(zhì)的金屬板、高分子材料、陶瓷材料或復(fù)合材料。
3.依據(jù)權(quán)利要求1所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，所述該基板為硅基板。
4.依據(jù)權(quán)利要求1所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，所述該導(dǎo)電薄膜為具有良好附著性的金屬。
5.依據(jù)權(quán)利要求1所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，所述該導(dǎo)電薄膜為鈦金屬。
6.依據(jù)權(quán)利要求1所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，所述該導(dǎo)電薄膜是由半導(dǎo)體制程技術(shù)所沉積于該基板的表面上。
7.依據(jù)權(quán)利要求6所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，所述該半導(dǎo)體制程技術(shù)為蒸鍍、濺鍍或電鍍。
8.依據(jù)權(quán)利要求1所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，所述于成形具圖形化開口遮蔽層的步驟中，是使用光阻材料涂布于該導(dǎo)電薄膜上以形成遮蔽層，并利用光刻制程在遮蔽層中成形出該開口。
9.依據(jù)權(quán)利要求8所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，所述該光刻制程是利用一光罩對正于遮蔽層，并以一光源透過光罩對遮蔽層曝光，使將微接觸元件的圖形開口顯影在遮蔽層上。
10.依據(jù)權(quán)利要求9所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，可利用灰階光罩，控制特定區(qū)域中不同的曝光程度，使遮蔽層形成出特定區(qū)域的斜面。
11.依據(jù)權(quán)利要求10所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，所述斜面為微接觸元件的針尖圖形。
12.依據(jù)權(quán)利要求1所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，所述該導(dǎo)電材料為導(dǎo)電性佳的金屬材料。
13.依據(jù)權(quán)利要求1所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，其中更包含有一于沉積導(dǎo)電材料后，將導(dǎo)電材料表面平整化的步驟。
14.依據(jù)權(quán)利要求1所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，其中是運(yùn)用蝕刻技術(shù)去除遮蔽層，且其蝕刻條件經(jīng)過選擇，僅只蝕去遮蔽層而對導(dǎo)電材料無任何影響。
15.依據(jù)權(quán)利要求1所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，其中將由導(dǎo)電材料所制成的微接觸元件與基板分離的步驟，所以蝕刻技術(shù)去除導(dǎo)電薄膜，使微接觸元件與基板間自然脫離，且蝕刻的條件經(jīng)過選擇，只蝕去導(dǎo)電薄膜對導(dǎo)電材料及基板無任何影響。
16.依據(jù)權(quán)利要求1所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，其中更包含有一于去除遮蔽層后，將兩對稱的導(dǎo)電材料結(jié)合的步驟。
17.依據(jù)權(quán)利要求16所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，其中是利用低溫共熔接合的方式，將兩對稱的導(dǎo)電材料加以接合。
18.依據(jù)權(quán)利要求1所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，其中采用超音波震動使導(dǎo)電材料所制成的微接觸元件與基板分離。
19.一種微接觸元件的制造方法，其特征在于，步驟有在一表面不具導(dǎo)電性的基板上成形一導(dǎo)電薄膜；在該導(dǎo)電薄膜上成形出一具圖形化開口的遮蔽層；在該遮蔽層的開口中成形出一支撐材料；去除遮蔽層；于該支撐材料開口內(nèi)沉積一導(dǎo)電材料；研磨整平該導(dǎo)電材料與該支撐材料的上表面；去除該支撐材料；將由導(dǎo)電材料所制成的微接觸元件與基板分離。
20.依據(jù)權(quán)利要求19所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，所述該遮蔽層為光阻材料。
21.依據(jù)權(quán)利要求19所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，所述該支撐材料以化學(xué)沉積、電鍍與涂布方式成形。
22.依據(jù)權(quán)利要求19所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，所述該支撐材料包含塑膠材質(zhì)，且除去該支撐材料時，并不會對導(dǎo)電材料有影響。
23.依據(jù)權(quán)利要求19所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，所述該支撐材料包含金屬材質(zhì)，且除去該支撐材料時，并不會對導(dǎo)電材料有影響。
24.依據(jù)權(quán)利要求19所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，所述該支撐材料的強(qiáng)度及支撐性較遮蔽層佳。
25.依據(jù)權(quán)利要求19所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，其中是運(yùn)用蝕刻技術(shù)去除導(dǎo)電薄膜使由導(dǎo)電材料所制成的微接觸元件與基板分離。
26.依據(jù)權(quán)利要求19所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，其中是采用超音波震動使微接觸元件與基板剝離。
27.一種微接觸元件的制造方法，其特征在于，步驟有在一表面不具導(dǎo)電性的基板上成形一導(dǎo)電薄膜；在該導(dǎo)電薄膜上成形出一具圖形化開口的遮蔽層；在該遮蔽層的開口中沉積一導(dǎo)電材料；去除遮蔽層；于該導(dǎo)電材料上涂布一強(qiáng)化薄膜；將由導(dǎo)電材料所制成的微接觸元件與基板分離。
28.依據(jù)權(quán)利要求27所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，所述該遮蔽層為光阻材料。
29.依據(jù)權(quán)利要求27所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，所述該強(qiáng)化薄膜涂布范圍僅限制于導(dǎo)電材料的部分區(qū)域上。
30.依據(jù)權(quán)利要求27所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，所述該強(qiáng)化薄膜為一至多層。
31.依據(jù)權(quán)利要求27所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，所述該強(qiáng)化薄膜由一至多種材質(zhì)構(gòu)成。
32.依據(jù)權(quán)利要求27所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，所述該強(qiáng)化薄膜包含具有杭磨耗、低沾粘性、良好導(dǎo)電性的金屬。
33.依據(jù)權(quán)利要求27所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，其中運(yùn)用蝕刻技術(shù)去除導(dǎo)電薄膜使由導(dǎo)電材料所制成的微接觸元件與基板分離。
34.依據(jù)權(quán)利要求27所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，其中是采用超音波震動使微接觸元件與基板剝離。
35.一種微接觸元件的制造方法，其特征在于，步驟有在一基板上形成出一具有斜面的凹槽；在該基板表面成形一導(dǎo)電薄膜；在該導(dǎo)電薄膜上成形出一具圖形化開口的遮蔽層，并使該圖形化開口其至少一端位于凹槽的斜面上；在該遮蔽層的開口中沉積一導(dǎo)電材料；去除遮蔽層；將由導(dǎo)電材料所制成的微接觸元件與基板分離。
36.依據(jù)權(quán)利要求35所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，所述該遮蔽層為光阻材料。
37.依據(jù)權(quán)利要求35所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，其中是采用于一基板上以非等向性蝕刻制程進(jìn)行蝕刻，使該基板上形成出該具有斜面的凹槽。
38.依據(jù)權(quán)利要求37所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，其中以非等向性蝕刻制程在基板上形成出具有斜面的凹槽時，其蝕刻深度的制程控制借由一測試用圖案，判斷是否達(dá)至蝕刻目標(biāo)深度。
39.依據(jù)權(quán)利要求38所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，所述該測試用圖案是利用其晶格面特性間接所蝕刻而成的倒金字塔圖形。
40.依據(jù)權(quán)利要求37所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，其中非等向性蝕刻制程包含化學(xué)濕蝕刻與電漿反應(yīng)式離子蝕刻方式。
41.依據(jù)權(quán)利要求35所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，其中所以熱壓方式由一電鑄模具在一高分子材料基板上印出具有斜面的凹槽。
42.依據(jù)權(quán)利要求35所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，其中運(yùn)用蝕刻技術(shù)去除導(dǎo)電薄膜使由導(dǎo)電材料所制成的微接觸元件與基板分離。
43.依據(jù)權(quán)利要求35所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，其中是采用超音波震動使微接觸元件與基板剝離。
44.一種微接觸元件的制造方法，其特征在于，步驟有在一表面不具導(dǎo)電性的基板上成形一導(dǎo)電薄膜；在該導(dǎo)電薄膜上成形出一具圖形化開口的遮蔽層；在該遮蔽層上緣及其開口中沉積一電鑄材料；去除遮蔽層及導(dǎo)電薄膜以取出由電鑄材料所形成的電鑄模具；利用電鑄模具以熱壓方式在一高分子材料基板上印出具微接觸元件圖形的開口；在高分子材料基板上沉積一導(dǎo)電薄膜；在該高分子材料基板的開口中沉積一導(dǎo)電材料；取出由導(dǎo)電材料所形成的微接觸元件。
45.依據(jù)權(quán)利要求44所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，所述該遮蔽層為光阻材料。
46.依據(jù)權(quán)利要求44所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，所述該電鑄材料為鎳金屬。
47.依據(jù)權(quán)利要求44所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，所述該電鑄材料為鎳合金。
48.依據(jù)權(quán)利要求44所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，其中更包含有一于沉積電鑄材料后，將該電鑄材料表面研磨整平的步驟。
49.依據(jù)權(quán)利要求44所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，其中更包含有一于沉積該導(dǎo)電材料后，將該導(dǎo)電材料的表面研磨整平的步驟。
50.依據(jù)權(quán)利要求44所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，其中運(yùn)用蝕刻技術(shù)去除導(dǎo)電薄膜使由導(dǎo)電材料所制成的微接觸元件與高分子材料基板分離。
51.依據(jù)權(quán)利要求44所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，其中是采用超音波震動使微接觸元件與高分子材料基板剝離。
52.一種微接觸元件的制造方法，其特征在于，步驟有于一硅基板上蝕刻出對應(yīng)于微接觸元件圖形的區(qū)域，使該硅基板形成一模具；利用由硅基板所形成的模具在一高分子材料基板上印出具微接觸元件圖形的開口；在高分子材料基板上沉積一導(dǎo)電薄膜；在該高分子材料基板的開口中沉積一導(dǎo)電材料；蝕刻導(dǎo)電薄膜以取出由導(dǎo)電材料所形成的微接觸元件。
53.依據(jù)權(quán)利要求52所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，其中形成模具的步驟，是先于該硅基板的表層上沉積一氮化硅薄膜，并在該氮化硅薄膜上制出一遮蔽層，并以干蝕刻方式去除未受遮蔽層所遮罩部位的氮化硅薄膜，再去除遮蔽層，并以非等向性蝕刻制程蝕刻該硅基板，去除氮化硅薄膜，于該硅基板上形成具有微接觸元件圖形的遮蔽層，以干蝕刻方式蝕去未受遮蔽層所遮罩的硅基板部位至預(yù)定的深度，去除遮蔽層，使硅基板成為具有可壓制出微接觸元件的模具。
54.依據(jù)權(quán)利要求52所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，其中以非等向性蝕刻制程蝕刻該硅基板時，可形成出一側(cè)具有斜面的凹槽，其斜面是對應(yīng)于欲制出的微接觸元件的尖端側(cè)面。
55.一種微接觸元件的制造方法，其特征在于，步驟有于一基板上涂布一導(dǎo)電薄膜，并于該導(dǎo)電薄膜上形成一已完成電鑄、平整化及已去除側(cè)壁支撐材料的導(dǎo)電材料；于該導(dǎo)電薄膜及該導(dǎo)電材料上沉積一絕緣的介電材料去除位于導(dǎo)電薄膜上方及該導(dǎo)電材料上方的介電層僅留下位于該導(dǎo)電材料兩側(cè)的介電材料；于該導(dǎo)電薄膜上形成一圖形化的遮蔽層，且該遮蔽層并未與該導(dǎo)電材料兩側(cè)的介電材料接觸；于該導(dǎo)電材料的上方及該介電材料的兩側(cè)形成一導(dǎo)電層；去除遮蔽層；蝕刻導(dǎo)電材料兩端的介電材料，使該導(dǎo)電材料的兩端呈裸露狀態(tài)；于該導(dǎo)電薄膜上沉積一支撐材料，以將該導(dǎo)電材料、介電材料及該導(dǎo)電層加以包覆；研磨整平該導(dǎo)電材料、介電材料及該導(dǎo)電層的頂層表面；去除支撐材料；去除導(dǎo)電薄膜以取出由導(dǎo)電材料、介電材料及該導(dǎo)電層所構(gòu)成的微接觸元件。
56.依據(jù)權(quán)利要求55所述微接觸元件的制造方法，其特征在于，所述該遮蔽層為光阻材料。
57.一種微接觸元件，其特征在于一導(dǎo)電材料；一包覆于該導(dǎo)電材料外側(cè)的絕緣介電材料；一包覆于該介電材料外側(cè)的導(dǎo)電層；且鄰近該導(dǎo)電材料兩端的側(cè)邊并未受該介電材料及該導(dǎo)電層所包覆而呈裸露狀態(tài)；使該微接觸元件為由一導(dǎo)電材料與絕緣介電材料所構(gòu)成的長條型柱件，該微接觸元件的兩末端受力時產(chǎn)生彈性挫曲，并提供作為電訊號連接的媒介。
58.依據(jù)權(quán)利要求57所述的微接觸元件，其特征在于，所述該微接觸元件依次連續(xù)包覆一至多層絕緣介電材料與導(dǎo)電層材料。
全文摘要
一種微接觸元件及其制造方法，其步驟包含有在一表面不具導(dǎo)電性的基板上成形一導(dǎo)電薄膜；在該導(dǎo)電薄膜上成形出一具圖形化開口的遮蔽層；在該遮蔽層的開口中沉積一導(dǎo)電材料；去除遮蔽層；去除導(dǎo)電薄膜，使由導(dǎo)電材料所制成的微接觸元件與基板分離。
文檔編號H01L21/02GK1815825SQ20051000709
公開日2006年8月9日 申請日期2005年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月3日
發(fā)明者陳志忠 申請人:旺矽科技股份有限公司