探针及其制造方法与流程

本公开涉及晶圆测试，尤其涉及一种探针及其制造方法。

背景技术：

1、在半导体晶圆测试领域中，晶圆可接受度测试（wafer acceptance test，wat）是晶圆生产成型后的关键工序，探针作为连接测试设备与晶圆芯片的微米级接触元件，其针尖端面与测试焊盘之间的接触稳定性直接影响测试信号的准确性和重复性。

2、然而，传统探针的针尖端面通常经电镀或抛光处理，表面较为光滑。由于测试设备固有的微小振动、温度变化引起的热膨胀，以及测试焊盘表面易形成高硬度氧化层等因素，光滑的针尖端面在接触压力下与氧化层之间的摩擦系数较低，容易产生侧向滑移。

3、因此，如何提供技术方案，提高探针与测试焊盘之间的接触可靠性，成为了亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本公开实施例提供了一种探针及其制造方法，能够提高探针与测试焊盘之间的接触可靠性。

2、本公开实施例提供了一种探针，包括：针头光滑区域，位于探针的针头的锥形区域，且沿所述探针的轴向的长度选自10微米至15微米，用于与晶圆上的测试焊盘形成电接触；环形粗糙区域，与所述针头光滑区域相邻，且表面具有粗糙结构，用于在接触压力下与所述测试焊盘表面形成机械锚定力，抵抗侧向滑移；其中，所述针头光滑区域的表面粗糙度小于等于0.1μm；所述粗糙结构为凹坑和/或沟槽，所述环形粗糙区域的表面粗糙度大于等于2μm。

3、可选的，所述粗糙结构为规则排列的凹坑和/或沟槽，所述凹坑和/或沟槽的深度选自0.5μm至5μm，所述凹坑和/或沟槽的顶部开口宽度选自0.5μm至5μm，相邻的凹坑和/或沟槽的间距选自2μm至8μm。

4、可选的，所述环形粗糙区域沿所述探针的轴向的长度大于等于10微米。

5、可选的，所述探针的表面覆有导电镀层，所述导电镀层的材料为硼掺杂多晶金刚石、纳米晶镍钴合金或导电碳化硅中一种或多种的组合。

6、可选的，所述粗糙结构为沟槽，且所述沟槽的延伸方向与所述探针的轴向平行。

7、本公开实施例还提供一种探针制造方法，包括：提供探针基体；在所述探针基体的表面形成导电镀层，得到针头光滑区域；其中，所述针头光滑区域位于所述探针基体的针头的锥形区域，且沿所述探针基体的轴向的长度选自10微米至15微米；对与所述针头光滑区域相邻的环形区域进行粗糙化处理，在所述环形区域形成粗糙结构，得到环形粗糙区域；其中，所述针头光滑区域的表面粗糙度小于等于0.1μm；所述粗糙结构为凹坑和/或沟槽，所述环形粗糙区域的表面粗糙度大于等于2μm。

8、可选的，所述粗糙结构为凹坑和/或沟槽；所述粗糙化处理的步骤包括：在所述探针基体的表面涂覆保护层；采用溅射工艺或湿法刻蚀对所述环形区域进行处理，形成凹坑和/或沟槽；去除所述保护层，获得所述针头光滑区域和所述环形粗糙区域。

9、可选的，所述粗糙结构为凹坑和/或沟槽；所述粗糙化处理的方式包括：机械压印、激光微加工、电火花加工或聚焦离子束加工中一种或多种的组合；其中，所述机械压印为使用与所述粗糙结构具有反向粗糙结构的金刚石模具，在所述环形区域压印出凹坑和/或沟槽，获得所述针头光滑区域和所述环形粗糙区域。

10、可选的，所述导电镀层的材料为硼掺杂多晶金刚石、纳米晶镍钴合金、导电碳化硅、类金刚石碳、氮化钛、碳化钨或镍磷合金中一种或多种的组合；所述探针基体的材料为钨、铼钨合金或铍铜合金中一种或多种的组合。

11、可选的，所述粗糙结构为沟槽，所述沟槽的延伸方向与所述探针基体的轴向平行。

12、与现有技术相比，本公开实施例的技术方案具有以下优点：

13、本公开实施例提供的探针及其制造方法中，探针包括：针头光滑区域，位于探针的针头的锥形区域，且沿所述探针的轴向的长度选自10微米至15微米，用于与晶圆上的测试焊盘形成电接触；环形粗糙区域，与所述针头光滑区域相邻，且表面具有粗糙结构，用于在接触压力下与所述测试焊盘表面形成机械锚定力，抵抗侧向滑移；其中，所述针头光滑区域的表面粗糙度小于等于0.1μm；所述粗糙结构为凹坑和/或沟槽，所述环形粗糙区域的表面粗糙度大于等于2μm。通过所述针头光滑区域位于锥形区域且表面粗糙度不超过0.1μm，使得探针下压时该光滑区域能够与测试焊盘表面形成稳定、低电阻的欧姆接触，确保电信号采集的准确性和重复性；所述环形粗糙区域与所述针头光滑区域沿轴向相邻布置，在接触压力下，该环形粗糙区域表面粗糙度不低于2μm的粗糙结构（凹坑和/或沟槽）能够刺入测试焊盘表面的氧化层并嵌入焊盘本体，产生抵抗侧向滑移的机械锚定力，而所述针头光滑区域10微米至15微米的轴向长度确保了电接触区域与防滑区域之间的合理间距，使两者互不干扰，避免粗糙结构对电接触区域的信号采集造成影响。因此，所述探针能够提高探针与测试焊盘之间的接触可靠性。

1.一种探针，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的探针，其特征在于，所述粗糙结构为规则排列的凹坑和/或沟槽，所述凹坑和/或沟槽的深度选自0.5μm至5μm，所述凹坑和/或沟槽的顶部开口宽度选自0.5μm至5μm，相邻的凹坑和/或沟槽的间距选自2μm至8μm。

3.根据权利要求1所述的探针，其特征在于，所述环形粗糙区域沿所述探针的轴向的长度大于等于10微米。

4.根据权利要求1所述的探针，其特征在于，所述探针的表面覆有导电镀层，所述导电镀层的材料为硼掺杂多晶金刚石、纳米晶镍钴合金或导电碳化硅中一种或多种的组合。

5.根据权利要求1所述的探针，其特征在于，所述粗糙结构为沟槽，且所述沟槽的延伸方向与所述探针的轴向平行。

6.一种探针制造方法，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述粗糙结构为凹坑和/或沟槽；

8.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述粗糙结构为凹坑和/或沟槽；

9.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述导电镀层的材料为硼掺杂多晶金刚石、纳米晶镍钴合金、导电碳化硅、类金刚石碳、氮化钛、碳化钨或镍磷合金中一种或多种的组合；

10.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述粗糙结构为沟槽，所述沟槽的延伸方向与所述探针基体的轴向平行。