TW201447308A - 探針導孔板及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
提供一種探針導孔板。該探針導孔板包括：一基板，其具有一用以導引一探針之通孔，該通孔係形成穿過該基板，其中該基板包括一第一主表面及一相對於該第一主表面之第二主表面；以及一第一絕緣膜，其形成於該通孔之內壁上及該基板之第一及第二主表面上，以致於暴露該基板之第一及第二主表面的部分。
Description
本申請案主張2013年3月13日所提出之日本專利申請案第2013-050078號的優先權，在此以提及方式併入該日本專利申請案之整個內容。
本揭露係有關於一種探針導孔板(probe guide plate)及一種用以製造該探針導孔板之方法。
已知一種使用一探針支撐板來支撐在一探針卡中所安裝之探針的結構。在該探針卡之探針支撐板中安裝複數個探針，以便使該探針卡與一晶圓經由該等探針彼此連接。該探針支撐板具有一半導體層(例如，一矽基板)及一用以覆蓋該半導體層之絕緣覆蓋膜。該絕緣覆蓋膜係藉由熱氧化該半導體層所形成，其中在該半導體層中形成用以導引探針之通孔(through holes)，以致於該等通孔之內壁亦覆蓋有該絕緣覆蓋膜。以此方式，在該探針支撐板中安裝探針，同時確保該等探針與該探針支撐板之半導體層間的絕緣(見例如，JP-A-2007-171139)。
然而，在相關技藝中可能使用以導引要安裝之探針的通孔錯位。
本發明的說明態樣中之一提供一種探針導孔板，其中可抑制用以導引探針之通孔的錯位(misalignment)，以及一種用以製造該探針導孔板之方法。
依據本發明之一個或一個以上態樣，提供一種探針導孔板。該探針導孔板包括：一基板，其具有一用以導引一探針之通孔，該通孔係形成穿過該基板，其中該基板包括一第一主表面及一相對於該第一主表面之第二主表面；以及一第一絕緣膜，其形成於該通孔之內壁上及該基板之第一及第二主表面上，以致於暴露該基板之第一及第二主表面的部分。
依據本發明之一個或一個以上態樣，提供一種探針導孔板。該探針導孔板包括：一基板，其具有一用以導引一探針之通孔，該通孔係形成穿過該基板；以及一第一絕緣膜，其只形成於該通孔之內壁上。
10‧‧‧半導體測試設備
12‧‧‧測試器
14‧‧‧待測裝置
15‧‧‧電極
16‧‧‧中介板
17‧‧‧電極
20‧‧‧探測裝置
22‧‧‧佈線板
24‧‧‧佈線
26‧‧‧電極
28‧‧‧電極
30‧‧‧外罩
32‧‧‧保持器
34‧‧‧陶瓷基板
36‧‧‧探針導孔板
37‧‧‧通孔
38‧‧‧探針導孔板
39‧‧‧通孔
40‧‧‧探針
42‧‧‧基部
44‧‧‧遠端部
46‧‧‧彎曲部
50‧‧‧探針導孔板
52‧‧‧基板
54‧‧‧通孔
55‧‧‧鄰接區域
56‧‧‧絕緣膜
60‧‧‧光阻
62‧‧‧開口
64‧‧‧非通孔
66‧‧‧氧化矽膜
68‧‧‧光阻
70‧‧‧光阻
72‧‧‧氮化矽膜
74‧‧‧氧化矽膜
76‧‧‧光阻膜
78‧‧‧氧化矽膜
80‧‧‧絕緣膜(氧化矽膜)
80a‧‧‧絕緣膜(氧化矽膜)
82‧‧‧氧化矽膜
84‧‧‧嵌入式構件
90‧‧‧氮化矽膜
92‧‧‧光阻
93‧‧‧開口
94‧‧‧光阻
95‧‧‧開口
圖1係綱要性地顯示一半導體測試設備之視圖；圖2係顯示該半導體測試設備之一探針的示圖；圖3A及3B係顯示依據一第一具體例之一探針導孔板的視圖；圖4A至4C係顯示一用以製造依據該第一具體例之探針導孔板的第一方法之步驟的剖視圖；圖5A至5C係顯示用以製造依據該第一具體例之探針導孔板的該第一方法之步驟的剖視圖；圖6A至6C係顯示用以製造依據該第一具體例之探針導孔板的該第一方法之步驟的剖視圖；
圖7A至7C係顯示一用以製造依據該第一具體例之探針導孔板的第二方法之步驟的剖視圖；圖8A至8C係顯示用以製造依據該第一具體例之探針導孔板的該第二方法之步驟的剖視圖圖9A及9B係顯示依據一第二具體例之一探針導孔板的視圖；圖10A至10C係顯示一用以製造依據該第二具體例之探針導孔板的第一方法之步驟的剖視圖；圖11A及11B係顯示用以製造依據該第二具體例之探針導孔板的該第一方法之步驟的剖視圖；圖12A至12C係顯示一用以製造依據該第二具體例之探針導孔板的第二方法之步驟的剖視圖；圖13A及13B係顯示依據一第三具體例之一探針導孔板的視圖；圖14A至14C係顯示一用以製造依據該第三具體例之探針導孔板的第一方法之步驟的剖視圖；圖15A至15C係顯示用以製造依據該第三具體例之探針導孔板的該第一方法之步驟的剖視圖；以及圖16A至16C係顯示一用以製造依據該第三具體例之探針導孔板的第二方法之步驟的剖視圖。
現在將參考所附圖式來描述本發明之具體例。
如上所述，在相關技藝中以藉由熱氧化所形成之該絕緣覆蓋膜來覆蓋該探針支撐板之整個表面。基於此理由，在一矽基板中可能因一做為該絕緣覆蓋膜之矽熱氧化膜與做為該半導體層
之該矽基板間的熱膨脹係數之差異而發生應力，以致於可能使用以導引探針之通孔錯位。
首先，將參考圖1來描述一半導體測試設備。圖1係綱要性地顯示該半導體測試設備之視圖。圖2係顯示一探針之視圖。
該半導體測試設備10具有一測試器12、一探測裝置20及一中介板(interposer board)16。該測試器12係配置成用以施加一電流至一半導體裝置及測試是否該半導體裝置正常操作。該探測裝置20係配置成用以將探針放置在一像半導體晶圓之待測裝置(DUT)14的電極15上。該中介板16係設置在該測試器12與該探測裝置20之間。在該中介板16中，形成一佈線層(未顯示)。
在該探測裝置20之上部分中提供一內部已形成有佈線24之佈線板22。例如，該佈線板22係由一印刷佈線板(PCB)所形成。
在該佈線板22之上表面中提供電極26及在該佈線板22之下表面中提供電極28。在該上表面中之電極26與在該下表面中之電極28經由該等佈線24彼此電連接。使在該佈線板22之上表面中的電極26分別電連接至在該中介板16之下表面中的電極17。
在該佈線板22下方提供一用以固定該等探針40之外罩30。在該外罩30內以一保持器(holder)32保持一用以固定該等探針40之陶瓷基板34及兩個用以導引該等探針40之探針導孔板36及38。
如圖2所示，在每一探針40中之基部42與遠端部44間形成一彎曲部46。使該探針40之遠端部44因該彎曲部46之彈性而以合適壓力壓靠在該DUT 14之一電極15。
雖然由該上探針導孔板36之一通孔37來導引該探針40之基部42，但是由該下探針導孔板38之一通孔39來導引該探針40之遠端部44。
較佳的是，該等探針導孔板36及38中之通孔37及39與該DUT 14之電極15準確地對齊。當使該等探針導孔板36及38之通孔37及39移開太大而沒有使該探針40與該電極15彼此連接時，無法正常地執行檢測。
為了使該探針40之遠端部44壓靠在該DUT 14之電極15，整體垂直地移動該探針40。以此方式，該探針40之基部42在該上探針導孔板36之通孔37上滑動，而該探針40之遠端部44在該下探針導孔板38之通孔39上滑動。
將參考圖3A及3B來描述依據一第一具體例之一探針導孔板。圖3A係沿著依據該具體例之探針導孔板的線A-A’所取得之剖視圖。第3B圖係依據該具體例之探針導孔板的平面圖。
例如，依據該具體例之探針導孔板50可使用於圖1及2所示之半導體測試設備10的探測裝置20中。例如，依據該具體例之探針導孔板50可使用於圖1及2所示之探針導孔板36及38的每一者。
在該探針導孔板50之基板52中形成複數個用以導引探針40之通孔54。
例如，該基板52係一具有約200μm之厚度的矽基板。附帶地，該基板52不限於此。該矽基板之厚度可以在約50μm至500μm間之範圍內。此外，該基板52可以不是該矽基板，而是一由另一材料所製成之基板。例如，該基板52可以是一導電SiC基板或可以是一像銅基板或鋁基板之金屬基板或一陶瓷基板。
例如，在該基板52中所形成之每一通孔54具有量測約50μm×約50μm之方形形狀。附帶地，該通孔54之形狀並非侷限於該方形形狀，而是可以在另一選擇中使用像圓形形狀或多邊形形狀之另一形狀。此外，該通孔54之尺寸並非侷限於約50μm。該通孔54可以具有在約10μm至100μm間之範圍內的尺寸。
依據在一DUT 14中所提供之複數個電極15來設定該複數個通孔54之數目及位置。
在該複數個通孔54之內壁、該複數個通孔54之鄰接區域55中的該基板52之正面(第一主表面)及該複數個通孔54之鄰接區域55中的該基板52之背面(第二主表面)上選擇性地形成一絕緣膜56。
附帶地，可以藉由自然氧化在該基板52之正面(第一主表面)及背面(第二主表面)上分別形成每層具有約數個nm之厚度的矽氧化膜。然而，每層具有約數個nm之厚度且由自然氧化所形成的該等矽氧化膜沒有包含於該選擇性形成絕緣膜56中。
該絕緣膜56係適用以使每一探針40與該基板52彼此絕緣。該探針40在檢測期間重複地在一對應通孔54中滑動。當
該探針40重複地滑動時，使該絕緣膜56磨損。結果，損壞該探針40與該基板52間之絕緣，因而很難正常執行檢測。因此，要求該絕緣膜56具有足夠高的耐久性，以禁得起該探針40在其上面滑動。
該絕緣膜56係一具有足夠的厚度來禁得起該探針40在其上面滑動之氧化矽膜，該氧化矽膜為例如約5μm厚。此氧化矽膜係例如藉由熱氧化所形成。為什麼使用一熱氧化膜做為該絕緣膜56之理由是因為該熱氧化膜對於磨損等具有比藉由CVD法所形成之氧化矽膜高的耐久性。
附帶地，該絕緣膜56之膜厚並非侷限於約5μm，而是可以在約3μm至10μm間之範圍內。當該絕緣膜56之厚度係相對薄時，因該探針40在其上滑動而使該絕緣膜56磨損，此會在相對早期造成絕緣失效。為了使該絕緣膜56可長期耐用，較佳的是使該絕緣膜56之膜厚不小於3μm。另一方面，當增加該絕緣膜56之膜厚時，限制氧化反應之速率，因而明顯地降低該熱氧化膜之形成速度。此外，過度縮減每一通孔54之開口的尺寸。
例如，該通孔54之鄰接區域55表示一在該通孔54周圍延伸約25μm之區域，其相當於該通孔54之長度的一半。在另一選擇中，如圖3B所示，彼此靠近之通孔54的鄰接區域55可以成為一個大區域。除在該基板52之正面及背面中的鄰接區域55上之外，沒有形成該絕緣膜56。
附帶地，該通孔54之鄰接區域55沒有侷限於一在該通孔54周圍延伸約25μm之區域，而是可以為一在該通孔54周圍延伸約5μm至200μm之區域。
因此，依據該具體例，在該等通孔54之內壁上形成
具有禁得起該等探針40在其上滑動之足夠厚度的由氧化矽膜所製成之該絕緣膜56，但是除在該基板52之正面及背面中的鄰接區域55上之外，沒有形成該絕緣膜56。因此，即使當在該基板52之熱膨脹係數與該絕緣膜56之熱膨脹係數間具有差異，可充分地抑制在該基板52中所產生之應力，以致於可充分地抑制該複數個通孔54之錯位。於是，可導引該等探針40至準確位置。
將參考圖4A至4C、圖5A至5C及圖6A至6C來描述一用以製造依據該第一具體例之探針導孔板的第一方法。圖4A至4C、圖5A至5C及圖6A至6C係顯示用以製造依據該第一具體例之探針導孔板的該第一方法之步驟的剖視圖。
首先，準備一適用以製造依據該具體例之探針導孔板的矽基板52(圖4A)。該矽基板52係例如約725μm厚。
接下來，在該矽基板52之上表面(正面)上形成一光阻60。
接著，圖案化該光阻60，以便在該光阻60中形成複數個用以形成複數個通孔54之開口62(圖4A)。在該光阻60中所形成之每一開口62的形狀為例如量測約50μm×50μm之方形形狀。依據在該DUT的14中所提供之複數個電極15來設定該等開口62之數目及位置。
接下來，使用該光阻60做為一罩幕，從該矽基板52之上表面(正面)貫穿該矽基板52，以便形成沒有到達該矽基板52之下表面(背面)的複數個非通孔(non-through holes)64(圖4B)。例
如，可使用DEEP-RIE(反應式離子蝕刻)做為用以在該矽基板52中形成該等非通孔64之方法。
例如，該複數個非通孔64之每一者具有量測約50μm×50μm之方形形狀。該非通孔64為約200μm深。該等複數個非通孔64之數目及位置對應於在該光阻60中所形成之複數個開口62的數目及位置。結果，該複數個非通孔64係形成與在該DUT 14中所提供之複數個電極15對齊。
接著，使該矽基板52之上表面(正面)上的光阻60剝離(圖4C)。
然後，研磨該矽基板52之下表面(背面)。結果，形成一為約200μm厚且其中已形成有複數個通孔54之矽基板52(圖5A)。
接下來，熱氧化整個該矽基板52。例如，在約1,000℃下及在氧氣環境中加熱該矽基板52有70小時或更長。結果，例如，在該矽基板52中之複數個通孔54的內壁上以及在該矽基板52之正面、背面及側面上形成一具有約5μm厚之氧化矽膜66(圖5B)。
接下來，在該矽基板52之正面及背面的氧化矽膜66上形成光阻68及70(圖5C)。
然後，圖案化該等光阻68及70，以便選擇性覆蓋該矽基板52之通孔54的鄰接區域55(見圖3B)(圖6A)。
接著，使用該等光阻68及70做為罩幕，蝕刻及移除沒有在該矽基板52之通孔54的鄰接區域55中之氧化矽膜66(圖6B)。
例如，在一使用緩衝氫氟酸(BHF)之蝕刻製程中且實
施在室溫下以蝕刻該氧化矽膜66。
此外，可以藉由像RIE法之乾式蝕刻來蝕刻及移除該氧化矽膜66。例如，可以使用O2或CF4做為一蝕刻氣體來蝕刻該氧化矽膜66。
然後，移除在該矽基板52之正面及背面的氧化矽膜66上之光阻68及70(圖6C)。因此，完成依據該具體例之探針導孔板50。
將參考圖7A至7C及圖8A至8C來描述一用以製造依據該第一具體例之探針導孔板的第二方法。圖7A至7C及圖8A至8C係顯示用以製造依據該第一具體例之探針導孔板的該第二方法之步驟的剖視圖。
以相同於用以製造依據該第一具體例之探針導孔板的該第一方法之方式來形成一具有約200μm厚且其中已形成有複數個通孔54之矽基板52(圖7A)。
接下來，例如藉由CVD(化學氣相沉積)法在該矽基板52之整個表面上形成一具有例如約1μm厚之氮化矽膜72(圖7B)。該氮化矽膜72之膜厚可以在約0.5μm至5μm間之範圍內。
為了藉由該CVD法形成該氮化矽膜72，例如，使用及加熱SiH4或NH3之原料氣體，例如至約300℃，藉以在該矽基板52之整個表面上化學氣相沉積該氮化矽膜72。
然後，在上面已形成有該氮化矽膜72之該矽基板52的整個表面上，例如藉由該CVD法形成一例如約1μm厚之氧化矽
膜74(圖7B)。該氧化矽膜74之膜厚可以在約0.5μm至5.0μm間之範圍內。
為了藉由該CVD法形成該氧化矽膜74，例如，使用及加熱TEOS之原料氣體，例如至約300℃，藉以在上面已形成有該氮化矽膜72之該矽基板52的整個表面上沉積該氧化矽膜74。
接下來，塗佈一光阻膜76至上面已形成有該氮化矽膜72及該氧化矽膜74之該矽基板52的整個表面。然後，圖案化該光阻膜76，以打開該矽基板52之通孔54的鄰接區域55(見圖3B)(圖7C)。
接下來，使用該光阻膜76做為一罩幕，蝕刻及移除在該矽基板52之通孔54的鄰接區域55中的氧化矽膜74(圖7C)。
例如，在一使用緩衝氫氟酸之蝕刻製程中且實施在室溫下以蝕刻該氧化矽膜74。
在另一選擇中，可以藉由像RIE法之乾式蝕刻來蝕刻及移除該氧化矽膜74。例如，可以使用O2或CF4做為一蝕刻氣體來蝕刻該氧化矽膜74。
接下來，移除該光阻膜76。
然後，使用保留在除該矽基板52之通孔54的鄰接區域55以外的其它區域上之氧化矽膜74做為一罩幕，以便蝕刻及移除在該矽基板52之通孔54的鄰接區域55中之氮化矽膜72(圖8A)。
附帶地，可以配置成不移除該光阻膜76，而是使用該光阻膜76做為一罩幕，以便蝕刻及移除該氮化矽膜72，以及然後，移除該光阻膜76。
例如，在一使用熱磷酸之蝕刻製程中及實施在約
200℃下以蝕刻該氮化矽膜72。
以此方式，形成一由該氮化矽膜72及該氧化矽膜74所構成之罩幕，覆蓋除該矽基板52之通孔54的鄰接區域55之外的其它區域(圖8A)。
接下來，熱氧化該矽基板52之全部。例如，在約1,000℃下及在氧氣環境中加熱該矽基板52有70小時或更長。
結果，在沒有被由該氮化矽膜72及該氧化矽膜74所構成之該罩幕覆蓋之該區域上形成一例如約5μm厚之氧化矽膜78。亦即，在該矽基板52之複數個通孔54的內壁及該矽基板52之通孔54的鄰接區域55上形成一例如約5μm厚之氧化矽膜78(圖8B)。
然後，移除由CVD法所形成之該氧化矽膜74(圖8C)。
例如，在一使用緩衝氫氟酸之蝕刻製程中且實施在室溫下以蝕刻該氧化矽膜74。
附帶地，此蝕刻製程亦稍微蝕刻由熱氧化所形成之該氧化矽膜78。然而，因為該氧化矽膜78之膜厚大於該氧化矽膜74之膜厚，所以可確保該氧化矽膜78具有足夠的厚度，以禁得起該等探針40在其上面滑動。
可以完成依據該具體例之探針導孔板50，同時該氮化矽膜72現在仍然留在除該矽基板52之通孔54的鄰接區域55以外的其它區域上(圖8C)。
在另一選擇中，可以在蝕刻及移除在除該矽基板52之通孔54的鄰接區域55以外的其它區域上所保留之該氮化矽膜72後，完成依據該具體例之探針導孔板50(圖6C)。例如，在一使用
熱磷酸之蝕刻製程中且實施在約200℃下以蝕刻該氮化矽膜72。
將參考圖9A及9B來描述依據一第二具體例之一探針導孔板。圖9A係沿著依據該具體例之探針導孔板的線B-B’所取得之剖面圖。第9B圖係依據該具體例之探針導孔板的平面圖。附帶地，以相同元件符號來相應地提及相似於該第一具體例之組成構件，以致於將省略或簡化其敘述。
例如，依據該具體例之探針導孔板50可使用於圖1及2所示之半導體測試設備10的探測裝置20中。例如，依據該具體例之探針導孔板50可用以做為圖1及2中之探針導孔板36及38中之每一者。附帶地，該探針導孔板50並非侷限於此，而是可以應用至在任何其它測試設備之探測裝置中所使用之任何探針導孔板。
在該探針導孔板50之基板52中形成用以導引該等探針40之複數個通孔54。
例如，該基板52係一具有約200μm厚之矽基板。例如，在該基板52中所形成之每一通孔54具有量測約50μm×約50μm之方形形狀。依據在該DUT 14中所提供之複數個電極15來設定該複數個通孔54之數目及位置。
在該複數個通孔54之內壁上形成一具有足夠的厚度來禁得起該等探針40在其上面滑動之絕緣膜80。在該基板52之正面及背面上形成一具有比該絕緣膜80薄之膜厚的絕緣膜80a。
該絕緣膜80係一厚度足以禁得起該等探針40在其上面滑動之氧化矽膜。例如，該氧化矽膜可藉由熱氧化來形成。附帶地，該氧化矽膜之膜厚並非侷限於約5μm，而是可以在約3μm至10μm之範圍內。
該絕緣膜80a係一具有比該絕緣膜80薄之膜厚的氧化矽膜，例如約1μm厚。例如，該絕緣膜80a係藉由CVD法來形成。附帶地，該絕緣膜80a之厚膜並非侷限於約1μm，而是可以在約0.5μm至2.0μm之範圍內。
因此，依據該具體例，在該等通孔54之內壁上形成具有足以禁得起該等探針40在上面滑動之厚度的該絕緣膜80，但是使在該基板52之正面及背面上所形成之該絕緣膜80a較薄。因為在該基板52之正面及背面上的該絕緣膜80a係薄的，所以即使當該基板52之熱膨脹係數與該等絕緣膜80及80a之每一者的熱膨脹係數間具有差異時，在該基板52中所產生之應力係比較小的。因此，可顯著地防止該複數個通孔54錯位。於是，可使該等探針40確實連接至在該DUT 14中所提供之電極15。
將參考圖10A至10C及圖11A及11B來描述用以製造依據該第二具體例之探針導孔板的第一方法。圖10A至10C及圖11A及11B係顯示用以製造依據該第二具體例之探針導孔板的第一方法之步驟的剖視圖。附帶地，以相同元件符號來相應地提及相似於該第一具體例之組成構件，以致於將省略或簡化其敘述。
以相同於用以製造依據該第一具體例之探針導孔板
的第一方法之方式來形成一為約200μm厚且其中已形成有複數個通孔54之矽基板52(圖10A)。
接下來，熱氧化整個該矽基板52。例如，在約1,000℃下及在氧氣環境中加熱該矽基板52有70小時或更長。結果，例如，在該矽基板52中之複數個通孔54的內壁上以及在該矽基板52之正面、背面及側面上形成一具有約5μm厚之氧化矽膜(絕緣膜)80(圖10B)。
然後，將一具有不同於該絕緣膜80之蝕刻特性的嵌入式構件84嵌進該等複數個通孔54中，其中在該等複數個通孔54之內壁上已形成有該氧化矽膜80(圖10C)。例如，該嵌入式構件84係由一像光阻之樹脂所製成。藉由真空壓著機(vacuum laminate)或真空壓製機(vacuum press)將該樹脂嵌入。
接下來，藉由蝕刻使在該矽基板52之正面、背面及側面上的該氧化矽膜80變薄，藉以形成一具有小於該氧化矽膜80之膜厚的氧化矽膜80a(圖11A)。因為已將具有不同於在該等通孔54之內壁上的氧化矽膜80之蝕刻特性的該嵌入式構件84嵌進在該氧化矽膜80上，所以沒有蝕刻該氧化矽膜80。
例如，在一使用緩衝氫氟酸之蝕刻製程中且實施在室溫下以蝕刻該氧化矽膜80。
在另一選擇中，可以藉由像RIE(反應式離子蝕刻)之乾式蝕刻來使該氧化矽膜80變薄。例如，可以使用O2或CF4做為一蝕刻氣體來蝕刻該氧化矽膜80。
在另一選擇中，可以研磨該矽基板52之正面及背面，使在該基板52之正面及背面上的氧化矽膜80變薄，藉以形成
具有小於該氧化矽膜80之膜厚的該氧化矽膜80a。當藉由研磨形成該氧化矽膜80a時，沒有必要將該嵌入式構件84嵌進該等通孔54中。
接下來，移除在該複數個通孔54中所嵌進之該嵌入式構件84，其中在該複數個通孔54之內壁上已形成有該氧化矽膜80(圖11B)。例如，藉由溶劑或藉由乾式蝕刻來移除該嵌入式構件84。
將參考圖12A至12C來描述一用以製造依據該第二具體例之探針導孔板的第二方法。圖12A至12C係顯示用以製造依據該第二具體例之探針導孔板的該第二方法之步驟的剖視圖。附帶地，以相同元件符號來相應地提及相似於該第一具體例之組成構件，以致於將省略或簡化其敘述。
因為從準備一矽基板52之步驟至將一嵌入式構件84嵌進複數個通孔54中之步驟的步驟係相同於在圖10A及10B中用以製造依據該第二具體例之探針導孔板的前述第一方法之那些步驟，所以將在此省略該等步驟之敘述。
接下來，蝕刻及移除在該矽基板52之正面、後面及側面上的氧化矽膜80(圖12A)。因為已將具有不同於在該等通孔54之內壁上的氧化矽膜80之蝕刻特性的該嵌入式構件84嵌進在該氧化矽膜80上，所以沒有蝕刻及移除該氧化矽膜80。
例如，在一使用緩衝氫氟酸之蝕刻製程中及實施在室溫下以蝕刻該氧化矽膜80。
在另一選擇中，可以藉由像RIE之乾式蝕刻來蝕刻及移除該氧化矽膜80。例如，可以使用O2或CF4做為一蝕刻氣體，蝕刻該氧化矽膜80。
在另一選擇中，可以研磨該矽基板52之正面及背面，以從該矽基板52之正面及背面移除該氧化矽膜80。當藉由研磨移除該氧化矽膜80時，沒有必要將該嵌入式構件84嵌進該等通孔54中。
然後，移除在該複數個通孔54中所嵌進之該嵌入式構件84，其中在該複數個通孔54之內壁上已形成有該氧化矽膜80(圖12B)。
接下來，熱氧化該矽基板52，藉以在該矽基板52之正面、背面及側面上形成一薄氧化矽膜82(圖12C)。例如，在約1,000℃下及在氧氣環境中加熱該矽基板52有15小時或更長。結果，在該矽基板52之正面、背面及側面上形成一例如約1μm厚之氧化矽膜82。
因此，在依據該具體例之第二製造方法中，在從該矽基板52之正面、背面及側面完全移除該氧化矽膜80後，藉由熱氧化再次形成該薄氧化矽膜82。以此方式，可在該矽基板52之正面、背面及側面上形成一具有均勻厚度之薄氧化矽膜(絕緣膜)82。
將參考圖13A及圖13B來描述依據一第三具體例之探針導孔板。圖13A係沿著依據該具體例之探針導孔板的線C-C’所取得之
剖面圖。圖13B係依據該具體例之探針導孔板的平面圖。附帶地，以相同元件符號來相應地提及相似於該第一具體例及該第二具體例之組成構件，以致於將省略或簡化其敘述。
例如，依據該具體例之探針導孔板50可使用於圖1及2所示之半導體測試設備10的探測裝置20中。例如，依據該具體例之探針導孔板50可用以做為圖1及2中之探針導孔板36及38的每一者。附帶地，該探針導孔板50並非侷限於此，而是可以應用至在任何其它測試設備之探測裝置中所使用之任何探針導孔板。
在該探針導孔板50之基板52中形成用以導引該等探針40之複數個通孔54。
例如，該基板52係一具有約200μm厚之矽基板。例如，在該基板52中所形成之每一通孔54具有量測約50μm×約50μm之方形形狀。依據在一DUT 14中所提供之複數個電極15來設定該複數個通孔54之數目及位置。
在該複數個通孔54之內壁上選擇性地形成一具有足以禁得起該等探針40在其上面滑動之厚度的絕緣膜80。在該基板52之正面及背面上沒有形成該厚絕緣膜80。
因此，依據該具體例，在該等通孔54之內壁上形成該絕緣膜80(該絕緣膜80為一具有足以禁得起該等探針40在其上面滑動之厚度的氧化矽膜)，但是在該基板52之正面及背面上沒有形成該厚絕緣膜80。因此，即使當該基板52之熱膨脹係數與該絕緣膜80之熱膨脹係數間具有差異時，可充分抑制在該基板52中所產生之應力，以致於可充分抑制該複數個通孔54之錯位。於是，可導引該等探針40至準確位置。
將參考圖14A至14C及圖15A至15C來描述一用以製造依據該第三具體例之探針導孔板的第一方法。圖14A至14C及圖15A至15C係顯示用以製造依據該第三具體例之探針導孔板的第一方法之步驟的剖視圖。附帶地，以相同元件符號來相應地提及相似於該第一具體例及該第二具體例之組成構件，以致於將省略或簡化其敘述。
首先，準備一適用以製造依據該具體例之探針導孔板的矽基板52。例如，該矽基板52係約725μm厚。
接下來，研磨該矽基板52之上表面(正面)或下表面(背面)，以便形成一具有約200μm之厚度的矽基板52(圖14A)。
然後，例如藉由CVD法在該矽基板52之整個表面上形成一例如約1μm厚之氮化矽膜90(圖14B)。該氮化矽膜90之膜厚可以是在約0.5μm至5.0μm之範圍內。
為了藉由該CVD法形成該氮化矽膜90，使用及加熱SiH4或NH3之原料氣體，例如至約300℃，藉以在該矽基板52之整個表面上化學氣相沉積該氮化矽膜90。
接下來，在該矽基板52之上表面(正面)及下表面(背面)上形成光阻92及94。
然後，圖案化該等光阻92及94，以便在該等光阻92及94中分別形成用以形成複數個通孔54之複數個開口93及複數個開口95(圖14C)。
例如，在該光阻92或94中所形成之每一開口93或
95的形狀係量測約50μm×約50μm之方形形狀。依據在該DUT 14中所提供之複數個電極15來設定該等通孔93或95之數目及位置。
接下來，例如，使用該等光阻92及94做為罩幕，蝕刻及移除在該複數個開口93及95中之氮化矽膜90(圖14C)。
例如，在一使用熱磷酸之蝕刻製程中及實施在約200℃下蝕刻該氮化矽膜90。
然後，例如，使用該光阻92做為一罩幕，從該矽基板52之上表面(正面)貫穿該矽基板52，以便形成到達該矽基板52之下表面(背面)的複數個通孔54(圖15A)。例如，可使用DEEP-RIE法做為用以在該矽基板52中形成該等通孔54之方法。
接下來，熱氧化整個該矽基板52。例如，在約1,000℃下及在氧氣環境中加熱該矽基板52有70小時或更長。結果，例如，在沒有形成該氮化矽膜90之該複數個通孔54的內壁上形成一具有約5μm厚度之氧化矽膜(絕緣膜)80(圖15B)。
可以完成依據該具體例之探針導孔板50，同時在該矽基板52之正面、背面及側面上所形成之氮化矽膜90現在仍然留著(圖15B)。
在另一選擇中，可以在蝕刻及移除在該矽基板52之正面、背面及側面上所形成之氮化矽膜90後，完成依據該具體例之探針導孔板50(圖15C)。例如，在一使用熱磷酸之蝕刻製程中及實施在約200℃下以蝕刻該氮化矽膜90。
將參考圖16A至16C來描述一用以製造依據該第三具體例之
探針導孔板的第二方法。圖16A至16C係顯示用以製造依據該第三具體例之探針導孔板的該第二方法之步驟的剖視圖。附帶地，以相同元件符號來相應地提及相似於該第一具體例及該第二具體例之組成構件，以致於將省略或簡化其敘述。
因為從準備一矽基板52之步驟至將一嵌入式構件84嵌進複數個通孔54中之步驟的步驟係相同於在圖10A及10B中用以製造依據該第二具體例之探針導孔板的前述第一方法之那些步驟，所以將在此省略這些步驟之敘述(圖16A)。
然後，蝕刻及移除在該矽基板52之正面、後面及側面上的氧化矽膜(絕緣膜)80(圖16B)。因為已將具有不同於在該等通孔54之內壁上的氧化矽膜80之蝕刻特性的該嵌入式構件84嵌進在該氧化矽膜80上，所以沒有蝕刻及移除該氧化矽膜80。
例如，在一使用緩衝氫氟酸之蝕刻製程中及實施在室溫下以蝕刻該氧化矽膜80。
在另一選擇中，可以藉由像RIE之乾式蝕刻來蝕刻及移除該氧化矽膜80。例如，可以使用O2或CF4做為一蝕刻氣體來蝕刻該氧化矽膜80。
在另一選擇中，可以研磨該矽基板52之正面及背面，以從該矽基板52之正面及背面移除該氧化矽膜80。當藉由研磨移除該氧化矽膜80時，沒有必要將該嵌入式構件84嵌進該等通孔54中。
接下來，移除在該複數個通孔54中所嵌進之該嵌入式構件84，其中在該複數個通孔54之內壁上已形成有該氧化矽膜80。因此，根據該具體例完成一探針導孔板50(圖16C)。
該等前述具體例只是示範性的。可以依狀況實施各種變型。
例如，依據該等具體例之任一者，使用依據該具體例之探針導孔板50做為圖1及2所示之半導體測試設備10的探測裝置20之探針導孔板36及38的每一者。然而，依據該具體例之探針導孔板50並非侷限於此，而是可以應用至在任何其它測試設備之探測裝置中所使用之任何探針導孔板。
如上所述，詳細描述該較佳具體例及該等變型。然而，本發明並非侷限於上述具體例及變型，以及在不脫離申請專利範圍之範圍下各種修改及取代可應用至上述具體例及變型。
50‧‧‧探針導孔板
52‧‧‧基板
54‧‧‧通孔
55‧‧‧鄰接區域
56‧‧‧絕緣膜
Claims (13)
- 一種探針導孔板，包括：一基板，其具有一用以導引一探針之通孔，該通孔係形成穿過該基板，其中該基板包括一第一主表面及一相對於該第一主表面之第二主表面；以及一第一絕緣膜，其形成於該通孔之內壁上及該基板之第一及第二主表面上，以致於暴露該基板之第一及第二主表面的部分。
- 一種探針導孔板，包括：一基板，其具有一用以導引一探針之通孔，該通孔係形成穿過該基板；以及一第一絕緣膜，其只形成於該通孔之內壁上。
- 如申請專利範圍第2項之探針導孔板，其中，該基板包括一第一主表面及一相對於該第一主表面之第二主表面，該探針導孔板進一步包括：一第二絕緣膜，其形成於該基板之第一及第二表面上，其中該第二絕緣膜之厚度小於該第一絕緣膜之厚度。
- 如申請專利範圍第1項之探針導孔板，其中，該基板係一矽基板，以及該第一絕緣膜係一藉由熱氧化該矽基板所形成之熱氧化膜。
- 如申請專利範圍第2項之探針導孔板，其中，該基板係一矽基板；以及該第一絕緣膜係一藉由熱氧化該矽基板所形成之熱氧化膜。
- 如申請專利範圍第1項之探針導孔板，其中，該第一絕緣膜之膜厚係在3μm至10μm之範圍內。
- 如申請專利範圍第2項之探針導孔板，其中，該第一絕緣膜之膜厚係在3μm至10μm之範圍內。
- 一種探測裝置，其包括申請專利範圍第1項之探針導孔板。
- 一種探測裝置，其包括申請專利範圍第2項之探針導孔板。
- 一種用以製造一探針導孔板之方法，包括：(a)形成一用以導引一探針之通孔穿過一基板；(b)形成一第一絕緣膜於該通孔之內壁上及該基板之第一及第二主表面上，其中該第二主表面係相對於該第一主表面；(c)移除在該基板之第一主表面上所形成之該第一絕緣膜的一部分；以及(d)移除在該基板之第二主表面上所形成之該第一絕緣膜的一部分。
- 一種用以製造一探針導孔板之方法，包括：(a)形成一用以導引一探針之通孔穿過一基板，其中該基板包括一第一主表面及一相對於該第一主表面之第二主表面；(b)形成一罩幕層於該基板上，以致於暴露該通孔及該基板之第一及第二主表面的部分；(c)使用該罩幕層做為一罩幕，形成一第一絕緣膜於該通孔之內壁上及該基板之第一及第二主表面的暴露部分上。
- 一種用以製造一探針導孔板之方法，包括：(a)形成一用以導引一探針之通孔穿過一基板，其中該基板包括一第一主表面及一相對於該第一主表面之第二主表面；(b)形成一第一絕緣膜於該通孔之內壁上及該基板之第一及第二主表面上；以及 (c)使在該基板之第一及第二主表面上所形成之該第一絕緣膜的部分變薄。
- 如申請專利範圍第12項之方法，進一步包括：(d)在步驟(b)後，將一具有不同於該第一絕緣膜之蝕刻特性的構件嵌進該通孔中，以及其中步驟(c)包括藉由蝕刻使該第一絕緣膜之部分變薄。
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