探針卡及其制作方法以及測試半導體元件的方法技術

一種探針卡及其制作方法以及測試半導體元件的方法，所述探針卡包括：一接觸墊界面，包括多個正面接點與多個背面接點，正面接點與背面接點彼此電性連接，正面接點排列成同時電性連接一晶片上的多個芯片的各自的多個凸塊，且背面接點排列成電性連接一測試結構的各自的多個接點。本發明專利技術中，探針卡接觸墊界面可讓探針卡接觸同一晶片上的多個芯片，并可讓探針卡接觸同一晶片上的所有芯片。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及半導體元件的測試方法、用以測試半導體元件的探針卡以及探針卡的制作方法。
技術介紹
在制作集成電路以及半導體芯片時，必須測試電路與半導體芯片，以確保已制成功能元件(functional device) 0這種測試通常是利用一測試探針卡接觸半導體芯片的對應區域并進行一或多個功能測試。一般的測試探針卡通常一次可測試一個半導體芯片。傳統的探針卡包括一探針 (probe needle)，其可在測試時的任一瞬間電性耦接一半導體芯片。因此，探針通常會限制在任一瞬間的芯片測試數量。在工藝的測試步驟中，一次只能測試一個芯片可能會導致芯片的產能降低，從而可能會延遲或是降低整個產量并增加制作成本。因此，在這個
中亟需可克服前述缺點并可同時測試多個芯片的方法。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術提出一種探針卡，包括一接觸墊界面，包括多個正面接點與多個背面接點，正面接點與背面接點彼此電性連接，正面接點排列成同時電性連接一晶片上的多個芯片的各自的多個凸塊，且背面接點排列成電性連接一測試結構的各自的多個接點ο本專利技術提出一種探針卡的制作方法，包括提供一基板，基板具有一第一面與一第二面；形成多個貫穿基板導孔，貫穿基板導孔從第一面延伸至第二面以延伸穿過基板，其中貫穿基板導孔的形成方法包括使用一鏡像光刻掩模；在基板的第一面上形成鄰接貫穿基板導孔的多個第一導電結構；在基板的第二面上形成多個內連線結構，內連線結構電性連接貫穿基板導孔；以及形成鄰接內連線結構的多個第二導電結構。本專利技術提出一種測試半導體元件的方法，包括提供一探針卡，探針卡包括一接觸墊界面，接觸墊界面包括多個第一接點；將第一接點同時耦接至一半導體晶片上的多個芯片的多個導電凸塊；經由接觸墊界面將一第一測試信號傳送至半導體晶片；以及接收來自于半導體晶片的一結果信號。本專利技術中，探針卡接觸墊界面可讓探針卡接觸同一晶片上的多個芯片，并可讓探針卡接觸同一晶片上的所有芯片。附圖說明圖1 圖16示出本專利技術一實施例的一探針卡接觸墊界面(probe cardcontact pad interface)的制作方法的中間步驟。圖17示出本專利技術另一實施例的具有探針卡接觸墊界面的一探針卡的示意圖。圖18示出本專利技術又一實施例的利用探針卡測試半導體元件的方法。其中，附圖標記說明如下10 埠板；12 容置環；14 接點；16 探針卡接觸墊界面；18 晶片;20 導電凸塊；100 基板；102 光致抗蝕劑層；104、106、112 開口；108 蝕刻終止層；110 光致抗蝕劑層；114 氧化層；116 貫穿基板導孔開口；118 導電薄膜；120 導電材料；122 貫穿基板導孔；124 保護層；126 背面金屬化層、金屬化層；128 過量的導電材料層；130 保護層；1；34 導電柱；136 導電凸塊；200、202、204、206 步驟。具體實施例方式為使本專利技術的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉一優選實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。以下將詳述本實施例的制作方法與使用方式。然而，值得注意的是，本文將提供許多可供實施的專利技術概念，其可在多種不同的情況下實施。在此討論的特定實施例僅用以介紹以特定的方法制作與使用所公開的主題，而非用以限定不同實施例的范圍。實施例包括一探針卡(其可同時測試同一晶片上的多個芯片，例如同一晶片上的所有芯片)以及操作該探針卡的方法。其他的實施例包括探針卡的制作方法，該探針卡可同時測試一晶片上的多個芯片。以下將詳述這些實施例中的某些實施例。圖1 圖16示出本專利技術一實施例的探針卡接觸墊界面的制作方法的中間步驟，該探針卡接觸墊界面為探針卡的一部件。圖17示出具有圖1 圖16中的探針卡接觸墊界面的探針卡的示意圖。在下述的內容中將可了解，探針卡接觸墊界面可讓探針卡接觸同一晶片上的多個芯片，并可讓探針卡接觸同一晶片上的所有芯片。因此，圖18示出測試半導體元件的方法或是操作探針卡的方法。圖1 圖3示出一基板的正面工藝(front side processing)的各種步驟。請參照圖1，一基板100例如為高電阻硅，一光致抗蝕劑層102形成于基板100的一正面上。光致抗蝕劑層102包括多個暴露出基板100的開口 104。可利用可接受的光刻技術形成開口 104，例如使用一鏡像光刻掩模(mirrorlithography mask)曝光光致抗蝕劑層102。鏡像光刻掩模可視為一光刻掩模的鏡像版本，當在使用探針卡接觸界面測試的晶片的芯片上形成凸塊下金屬層(under bump metal,UBM)接墊時，上述光刻掩模可用以圖案化并形成貫穿保護層或是介電層的開口。開口 104可位于形成有貫穿基板導孔(throughsubstrate vias, TSVs)的區域中。通過在此步驟中使用鏡像光刻掩模，使可形成在基板100的正面上的柱狀結構在測試的過程中可對齊并接觸形成在晶片的芯片上的導電凸塊，這在下文中將詳細描述。在圖2中，對基板100進行一蝕刻步驟，以移除光致抗蝕劑層102的開口 104所暴露出的部分基板100。因此，光致抗蝕劑層102中的開口 104對應于基板100中的開口 106。前述蝕刻工藝可為各向異性蝕刻(anisotropicetch)工藝。圖2還示出(例如以灰化/沖洗工藝，ash/flush process)移除光致抗蝕劑層102后的基板100。請參照圖3，對基板100進行一沉積工藝，以于基板100的正面上沉積一蝕刻終止層108。可共形地形成蝕刻終止層108，且其材質可包括氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、前述的組合及/或其相似物。可利用任何可接受的技術(例如化學氣相沉積工藝)沉積蝕刻終止層108。圖4至圖6示出基板100的背面工藝。請參照圖4，在基板100的背面上形成具有多個開口 112的一光致抗蝕劑層110。開口 112可暴露出部分的基板100。可以可接受的光刻技術(例如利用一光刻掩模曝光光致抗蝕劑層110)形成開口 112，以使得開口 112對齊之前在基板100的正面形成的開口 106。在此步驟中的光刻掩模可為一種用來得到鏡像光刻掩模的原始掩模，如上所述。在圖5中，對基板100進行一蝕刻工藝，以移除光致抗蝕劑層110中的開口 112所暴露出的部分基板100，并以例如灰化/沖洗工藝移除光致抗蝕劑層110。蝕刻工藝可為各向異性蝕刻工藝。在圖6中，對基板100進行一熱氧化步驟，以于基板100的外露的表面上形成一氧化層114，其材質例如為氧化硅及/或其相似物。結合上述的蝕刻步驟可形成貫穿基板100的多個貫穿基板導孔開口 116。在圖7中，將一導電薄膜118(例如為銅箔)貼附到基板100的背面。可利用例如模造或沖壓工藝貼附導電薄膜118。導電薄膜118的材質亦可為銅合金、鈦及/或其相似物。在圖8中，在貫穿基板導孔開口 116中沉積一導電材料120，其材質例如為金屬，像是銅、 鎢、鋁、銀、前述的組合、及/或其相似物。例如以電鍍工藝沉積導電材料120。在圖9中， 進行一平坦化工藝(planarization process),例如化學機械研磨(chemical mechanical polish, CMP)，以移除多余的導電材料120，從而形成多個貫穿基板導孔122。圖10至圖16示出在線上本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種探針卡，包括：一接觸墊界面，包括多個正面接點與多個背面接點，所述多個正面接點與所述多個背面接點彼此電性連接，所述多個正面接點排列成同時電性連接一晶片上的多個芯片的各自的多個凸塊，且所述多個背面接點排列成電性連接一測試結構的各自的多個接點。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：周友華，賴怡仁，
申請(專利權)人：臺灣積體電路制造股份有限公司，
類型：發明
國別省市：71