專利名稱：旋轉接觸元件及其制造方法
技術領域：
本發明的各實施例一般涉及對部分或全部完工的半導體器件的測試， 更具體地說涉及用于測試這樣的器件的彈性接觸元件。
背景技術：
當測試在半導體襯底上形成的諸如集成電路等等之類的部分或全部完 工的半導體器件時，通常使接觸元件與要測試的器件一也稱為受測器件
(或DUT)接觸。接觸元件通常是接合到測試機構的探針卡組件的一部分 或其它類似器件，它們根據預定的測試協議向DUT上的端子提供電信號。
當接觸DUT的端子時，通常要求接觸元件突破形成在端子上的氧化物 層。因此，通常用足夠大的力來將接觸端子按壓在DUT的表面上，以使接 觸元件摩擦DUT表面，以突破氧化物層并與其建立可靠的電接觸。然而， 隨著器件大小不斷縮小，可用于摩擦DUT的端子的運動范圍同樣不斷縮小， 從而增大了與DUT表面建立可靠電連接的難度。
因此，在本領域中存在對改進的接觸元件的需求。

發明內容
本文提供了旋轉接觸元件及其制造方法。在一個實施例中， 一種旋轉 接觸元件包括針尖，其具有被配置成接觸要測試器件的第一面和相反的 第二面；以及多個變形的構件，其從針尖的第二面延伸且圍繞其中心軸排 列，其中針尖在多個變形的構件被壓縮時基本圍繞該中心軸旋轉。
在本發明的某些實施例中，提供了一種用于測試半導體的探針卡組件。 在某些實施例中，該探針卡組件包括探針基板和至少一個接觸元件，該接 觸元件包括針尖，該針尖具有被配置成接觸要測試器件的第一面和相反的第二面；以及多個變形的構件，其從針尖的第二面延伸且圍繞其中心軸排列，其中該針尖在多個變形的構件被壓縮時基本圍繞該中心軸旋轉。
在本發明的某些實施例中，提供了一種制造彈性接觸元件的方法。在某些實施例中，制造彈性接觸元件的方法包括提供具有圍繞中心軸排列的多個構件、且具有接合至第一層的各個第一端和接合至第二層的各個第二端的組件；以及分離第一和第二層以使多個構件變形并形成彈性接觸元件。
在本發明的某些實施例中，提供了一種旋轉接觸元件。在某些實施例中，可通過以下步驟形成旋轉接觸元件提供具有圍繞中心軸排列的多個構件、且具有接合至第一層的各個第一端和接合至第二層的各個第二端的組件；以及分離第一和第二層以使多個構件變形并形成彈性接觸元件。
在本發明的某些實施例中，提供了一種測試半導體器件的方法。在某
些實施例中，該測試方法包括提供具有至少一個接觸元件的探針卡組件，該至少一個接觸元件包括具有被配置成接觸要測試器件的第一面和相反的
第二面的針尖、以及從針尖的第二面延伸且圍繞其中心軸排列的多個變形的構件，其中該針尖在多個變形的構件被壓縮時基本圍繞該中心軸旋轉；
使器件的至少一個端子與至少一個接觸元件的相應針尖接觸；以及通過探針卡組件向至少一個端子提供一個或多個電信號。
在本發明的某些實施例中，提供了一種半導體器件。在某些實施例中，通過以下步驟測試該半導體器件提供具有至少一個接觸元件的探針卡組件，該至少一個接觸元件包括具有被配置成接觸要測試器件的第一面和相反的第二面的針尖、以及從針尖的第二面延伸且圍繞其中心軸排列的多個變形的構件，其中該針尖在多個變形的構件被壓縮時基本圍繞該中心軸旋轉；使器件的至少一個端子與至少一個接觸元件的相應針尖接觸；以及通過探針卡組件向至少一個端子提供一個或多個電信號。


參照各實施例來對上面簡述的本發明進行更具體的描述，以能詳細地理解本發明的上述特征以及下述的其它特征，其中一些實施例示于附圖中。但是，應當注意，附圖僅僅示出本發明的典型實施例，因此不能將之認為是對其范圍的限制，因為本發明可容許其它等效實施例。
圖1示出根據本發明的某些實施例的接觸元件的示意性側視圖。圖1A描述根據本發明的某些實施例的接觸元件的針尖的細節。
圖2A-2B示出根據本發明的某些實施例的接觸元件的(部分按照剖面)
俯視圖。
圖3描述具有根據本發明的某些實施例的彈性接觸元件的探針卡組件。
圖4A-G描述根據本發明的某些實施例的彈性接觸元件的制造階段。圖5示出用于制造圖4A-G中所描述的彈性接觸元件的流程圖。圖6示出根據本發明的某些實施例的測試襯底的方法的流程圖。在可能之處，本文中使用相同的附圖標記來指示各附圖共有的相同元
件。出于說明性的目的對附圖中所用的圖像作了簡化，且這些圖像不一定
按比例繪制。
具體實施例方式
本發明提供旋轉接觸元件和包括旋轉接觸元件的探針卡組件的一些實施例。還提供了旋轉接觸元件和探針卡組件的制造和使用方法。與常規接觸元件相比，旋轉接觸元件可有利地改進受測器件的電接觸并減小摩擦。而且，本文中公開的旋轉接觸元件可有利地提供更緊密的接觸元件間距，從而提供更高的接觸元件陣列密度。
圖1描述了根據本發明的某些實施例的旋轉接觸元件100。該旋轉接觸元件100通常包括通過設置在中間的彈性部分106接合在一起的基座102和針尖104。通常將基座102配置成被固定至基板(諸如圖3中所示的基板)，以支承旋轉接觸元件IOO并便于在使用期間控制它。
針尖104可包括在其下表面上形成的一個或多個觸點110。通常將針尖104和/或觸點IIO配置成與要測試期間的表面建立可靠的臨時電接觸(例如，在與受測器件表面接觸時突破在該表面上形成的氧化層)?？梢栽O想，觸點110的幾何尺寸形狀、數量、以及排列可采取適合于提供如上所述的可靠臨時電接觸的多種形式。例如，圖1A示意性地描述了具有沿針尖104
的兩側設置的兩個觸點112的針尖104。還可構想出觸點的數量和幾何形狀
的其它變型例。
彈性部分106通常包括多個變形的構件108。變形的構件108具有分別接合至基座102和針尖104的兩端。變形的構件108可與基座102和針尖104中的一個或多個整體地形成(例如接觸元件100的基座102、針尖104、以及彈性部分106可由單種材料形成或由一種或多種材料的多層組成)?；蛘?，變形的構件108也可用諸如粘接之類的其它合適方法接合至基座102和針尖104中的一個或多個。
多個變形的構件108圍繞中心軸150排列，該中心軸150與基座102、針尖104、以及在針尖104上形成的任何觸點110、 112中的任一個的中心軸(未示出)可以重合或可以不重合。當將基座102和針尖104移動得彼此更靠近時，諸如當針尖104在測試器件與DUT的表面接觸時，多個變形的構件108產生使針尖104相對于基座102旋轉的扭矩。例如，圖2A和2B示出了根據本發明的某些實施例的接觸元件200A、200B的旋轉接觸元件100的俯視圖。在圖2A所描述的實施例中，針尖204A具有從其處延伸且圍繞中心軸25(U排列的四個變形的構件208A。在圖2B所描述的實施例中，接觸元件200b具有圓形針尖204b，其具有圍繞中心軸250b投置的三個変形的構件208B。具有圓形針尖的實施例有利于毗鄰的旋轉接觸元件之間的間隔更緊密，而不會在旋轉時干擾相應針尖的任何角落。
旋轉接觸元件的基座、彈性部分、針尖以及觸點可由相同或不同材料制造，而且可包括一種或多種導電和/或不導電材料。合適的導電材料的示例包括金屬和導電聚合物。在某些實施例中，導電材料可包括鎳、銅、鈷、鐵、金、銀、鉑族元素、貴金屬、半貴金屬、鈀族元素、鎢、鉬、鈹等以及它們的合金(諸如鎳鈷合金、銅鈹合金等)。
雖然在圖1-2中描述了旋轉接觸元件的特定實施例，但可設想還可利用上述原理來構造許多其它的實施例。例如，可設置更多或更少的變形的構件，變形的構件的幾何尺寸形狀或排列可以不同，底座、針尖、及其上所形成的任何觸點的大小和形狀也可不同等等。
圖3描述采用根據本發明的某些實施例的一個或多個旋轉接觸元件的
探針卡組件300。圖3所示的示例性探針卡組件300可用來測試一個或多個電子器件(用受測器件或DUT 328表示)。DUT 328可以是任何電子設備或要被測試的設備。合適的DUT的非限制性示例包括未單片化的半導體晶片的一個或多個管芯、從晶片單片化所得的一個或多個半導體管芯(已封裝或未封裝)、設置在載體或其它保持器件中的單片化半導體管芯的陣列、一塊或多塊多管芯電子電路模塊、 一塊或多塊印刷電路板、或任何其它類型的電子器件或一些器件。如本文所使用的術語DUT指的是一個或多個這樣的電子器件。
探針卡組件300 —般作為測試儀(未示出)和DUT 328之間的接口。測試儀可以是計算機或計算機系統，其通常例如通過生成要輸入到DUT328的測試數據、并接收和評估由DUT 328響應于測試數據而生成的響應數據來控制DUT 328的測試。探針卡組件300包括電連接器304，其可被配置成與來自測試儀的多個通信信道(未示出)建立電連接。探針卡組件300還包括一個或多個旋轉接觸元件100，它們被配置成壓抵DUT 328的一個或多個輸入和/或輸出端子320從而與它們建立臨時電連接。旋轉接觸元件IOO可類似于本文中公開的多個實施例，并通常被配置成對應于DUT 328的端子320，并被排列成所需幾何尺寸形狀的一個或多個陣列。
探針卡組件300可包括一塊或多塊基板，所述的一塊或多塊基板用來支承連接器304和旋轉接觸元件100并提供它們之間的電連接。圖3中所示的示例性探針卡組件300具有三塊這樣的基板，不過在其他實施中探針卡組件300可具有更多或更少的基板。在圖3所描述的實施例中，探針卡組件300包括布線基板302、插入基板308以及探針基板324。布線基板302、插入基板308以及探針基板324 —般可由任何類型的合適的材料或多種材料中的任意類型制成，諸如但并不限于印刷電路板、陶瓷、有機或無機材料等或它們的組合。
另外，在某些實施例中，探針卡組件300可包括設置在其下表面上的一個或多個有源或無源的電子組件(諸如電容器、電阻器等)、以及多個
旋轉接觸元件100。例如，如圖3所示，組件330設置在布線基板324的下表面上。如圖可見，旋轉接觸元件100有利地不會因為旋轉接觸元件100的針尖與DUT 328接觸時產生的垂直偏移而物理地干擾組件330。因此，旋轉接觸元件100可有利地更密集地配置，同時又可防止在工作期間彼此和與任意其它組件330接觸。
通常從連接器304通過多個不同的基板來將導電路徑(未示出)提供給旋轉接觸元件IOO。例如，在圖3所述的實施例中，可從連接器304通過布線基板302將導電路徑(未示出)提供給多個導電彈簧互連結構306?？蓮膹椈苫ミB結構306通過插入基板308來將其它導電路徑(未示出)提供給多個導電彈簧互連結構319。還可從彈簧互連結構319通過探針基板324來將再其它的導電路徑(未示出)提供給旋轉接觸元件100和/或任何組件330。通過布線基板302、插入基板308以及探針基板324的導電路徑可包括設置在布線基板302、插入基板308以及探針基板324之上、之內、和/或之中的導電通孔、跡線等。
布線基板302、插入基板308、以及探針基板324可通過一個或多個支架322和/或其它合適的裝置(諸如通過螺栓、螺母、或其他合適的緊固件)固定在一起。圖3所示的探針卡組件300的配置僅是示例性的，且為便于說明和討論而將器件簡化了，可構想許多變型、改型和添加物。例如，探針卡組件可具有比圖3所示的探針卡組件300更少或更多的基板(例如302、
308、 324)。作為另一示例，探針卡組件可具有一塊以上的探針基板(例如324)，且每一個這樣的探針基板是可單獨調整的。2005年6月24日提交的美國專利申請S/N 11/165,833中公開了具有多塊探針基板的探針卡組件的非限制性示例。作為另一示例，探針基板和/或多個探針基板可具有設置于其上的一種以上類型的接觸元件。例如，探針基板可具有如本文中公開的旋轉接觸元件和諸如懸臂型接觸元件之類的其它類型的彈性接觸元件等。在1999年11月2日授權的美國專利No. 5,974,662、 2003年1月21日授權的美國專利No. 6,509,751以及上述美國專利申請S/N 11/165,833中示出了探針卡組件的另外的非限制性示例?？梢栽O想，在那些專利和申請中所描述的探針卡組件的多個特征可以圖3中所示的探針卡組件300的形式來實現，而且在上述專利和申請中描述的探針卡組件可從本文所公開的本發明的彈性接觸元件的使用中得益。
在操作中，通過移動DUT 328或探針卡組件300中的至少一個來使旋轉接觸元件100與DUT 328的端子320接觸。通常，可將DUT 328設置在測試系統所設置的可動支承件(未示出)上，該可動支承件使DUT 328與旋轉接觸元件100充分接觸以提供與端子320的可靠電接觸。然后可按照測試儀存儲器中所包含的預定協議來測試DUT 328。例如，測試儀可產生電力和測試信號，并通過探針卡組件300將它們發送至DUT 328。同樣通過探針卡組件300來將DUT 328響應于測試信號而產生的響應信號傳送給測試儀，然后測試儀分析響應信號并確定DUT 328是否對測試信號正確地作出反應。
當移動DUT 328以接觸探針卡組件的旋轉接觸元件100時，DUT 328通常繼續向探針卡組件300移動，直到所有的旋轉接觸元件100與端子320充分接觸。由于設置在探針卡組件300上的旋轉接觸元件100的各個的針尖的不平坦性和端子320的高度變化，DUT 328在第一旋轉接觸元件100剛接觸DUT 328之后繼續向探針卡組件300移動附加約l一4密耳(約25.4一102iim)的非限制示例性范圍(有時候稱為超行程)。實際的超行程量取決于旋轉接觸元件100各個的針尖的不平坦特征和/或端子320的高度變化。因此，某些旋轉接觸元件100比其它旋轉接觸元件會承受更多的撓曲。
在懸臂型接觸元件中，接觸元件的摩擦由針尖在接觸DUT的表面之后移動的前向距離來限定。當用有時候將針尖移動的前向距離除以接觸元件在剛與DUT接觸之后向下移動的距離，而將其稱為摩擦比。然而在本發明中，DUT表面的摩擦是旋轉的而不是直線的。因此，不論旋轉接觸元件的垂直偏移如何，旋轉接觸元件100有利地減小了操作中的摩擦距離(或摩擦比)。而且，與懸臂型接觸元件相比，旋轉接觸元件還有利地便于旋轉接觸元件彼此或與其它組件的間隔更緊密，從而有利于提高給定基板上的組件和接觸元件的封裝密度。
例如，根據本發明的某些實施例的旋轉接觸元件的直徑(或垂直于旋轉軸的最大截面尺寸)在一個非限制性示例中可小于1 mm，或在另一非限制性示例中可小于500 pm，或在又一非限制性示例中可小于200 pm。而且，
根據本發明的某些實施例的旋轉接觸元件陣列的針尖到針尖間隔、或間距在一個非限制性示例中可小于1 mm，或在另一非限制性示例中小于500
Hm，或在又一非限制性示例中可小于200 pm。而且，根據本發明的某些實施例的旋轉接觸元件的陣列的徑向節距或平面面積上可具有如上所述的針尖到針尖間隔(例如如懸臂型接觸元件所需的線性度相比，旋轉接觸元件可在平面面積上、或沿從旋轉接觸元件延伸的任一半徑緊密地間隔)。
圖4A-G示出根據本發明的某些實施例的接觸元件在各個構造階段期間的側視圖和俯視圖。圖5描述了根據本發明的某些實施例的用于制造圖4A-G中所示的接觸元件的過程500。雖然關于圖4-5的以下討論反映了具有特定構造的單個接觸元件的制造，但可以設想，可利用所公開的方法來制造具有其它構造的接觸元件或單塊基板上的多個接觸元件。
示例性過程500從510處開始，其中提供了具有在其中形成有凹部404的第一基板402 (如圖4A所示)。該基板可包括諸如硅、金屬、導電材料、塑料等之類的任何合適的基板?？蓪疾?04在幾何尺寸形狀上被構造成對應于要在接觸元件上形成的觸點?？晒┻x的是，可在512處在第一基板402中形成凹部404?？赏ㄟ^任何合適的工藝在第一基板402中形成凹部404，諸如通過光刻和蝕刻工藝(例如塊材微加工、表面微加工等等)、其它加工工藝(諸如放電加工(EDM)等)、或納米制造技術(諸如納米壓印光刻等)等或它們的組合。雖然圖4A-G示出了與要形成的一種類型的觸點相對應的一種類型的凹部404，但還可構想出可用于本發明的多個實施例的其它幾何尺寸形狀。
接著，在520處，可在第一基板402上形成第一層412。在某些實施例中，可在522處在第一基板402上沉積釋放層405 (如圖4B所示)。釋放層405便于在完成旋轉接觸元件的制造時從第一基板402釋放第一層412。釋放層405可包括銅、二氧化硅(Si02)等。
在某些實施例中，可在524處在第一基板402上沉積籽層406 (如圖4B所示)。籽層406通常包括便于第一層412形成、且可通過化學或物理氣相沉積(CVD或PVD)、原子層沉積(ALD)等來沉積的材料。適合于籽層406的材料的非限制性示例包括銅、鈀、鈦、鎢、銀、以及它們的組合或合金?？晒┻x的是，釋放層405可起到籽層406的作用(即單一層既提供釋放層功能又提供籽層功能)。
可在526處在第一基板402上形成第一掩模層408 (如圖4B所示)。可在籽層406 (如果有的話)之前或之后形成第一掩模層408，而且第一掩模層408 —般限定對應于第一層412的形狀的圖案410。掩模層408可包括諸如光敏光刻膠等之類的任一合適的掩模材料，而且可通過任一合適的工藝來沉積和圖案化。
在528處，可將第一層412沉積到圖案408中以形成第一層412 (如圖4C所示)。在圖4A-G的實施例中，圖4B中描述的圖案410對應于圖4C中描述的第一層412 (例如形成針尖450，在其各個第一端454處具有連接至針尖的多個構件452，構件452以與針尖450成隔開關系向各個第二端456延伸)。可通過將第一層412沉積在凹部404中來形成觸點440。第一層412可包括材料或材料組合(或材料層或材料組合的層)，所述材料包括以上關于圖1-2所討論的導電材料中的至少一種?？赏ㄟ^電鍍、化學或物理氣相沉積(CVD或PVD)等沉積第一層412?？晒┻x的是，可將第一材料沉積到凹部404中以形成觸點440，而將第二材料沉積于其上和由第一掩模層408限定的圖案410的余下部分中以形成第一層412。
接著，可在530處在第一層412上形成第二層420。在某些實施例中，可在532和534處沉積和圖案化第二掩模層414和第三掩模層416 (如圖4D所示)?？扇缟纤鲫P于第一掩模層408所述同樣地沉積和圖案化第二和第三掩模層414、 416。第二和第三掩模層414、 416 —般覆蓋第一層412，從而留下多個幵口 418，在所述開口處期望使第一層412連接至第二層420 (例如在構件452各個第二端456處)，并提供將第二層420形成到其中 的圖案?？蓪⒉牧虾投喾N材料的組合沉積到由第二和第三掩模層414、 416 提供的圖案中，以如上對于第一層412所述那樣在536處(如圖4E所示) 形成第二層420。盡管一般可從形成第一層412的相同材料組中選擇形成第 二層420的材料，但第一和第二層412、 420并不必須由相同的材料來制造。
因此，第二層420可通過沉積在多個開口 418中的材料連接至第一層 412。例如，在圖4A-G中所描述的實施例中，第一層412包括在多個構件 452的各個第一端454處連接至多個構件452的針尖450，而第二層420接 合至多個構件452和其各個第二端456。
在540處，第一層412和第二層420可相對于彼此移開以使多個構件 452變形，從而形成旋轉接觸元件(如圖4G中所示)。通過將第一層412 或第二層420中的任一層或兩層相對于彼此按照相反方向移動就可使多個 構件452變形。在某些實施例中，這可通過固定第一層412或第二層420 中的任一層或兩層、并提供足以使多個構件452的第一和第二端454、 456 沿相反方向運動的力來實現。在某些實施例中，可固定第一層412或第二 層420中的一層，而且重力足以沿相反方向移動所述端。
例如，在某些實施例中，可在542處將第二層420固定至第二基板422 (如圖4F所示)?？砂凑罩T如夾緊、釬焊、粘接、焊接等之類的任何適合 的方式將第二層420固定至第二基板422。第二基板422便于對旋轉接觸元 件進行最終制造階段的處理，并可包括如將在探針卡組件中使用的同一基 板(諸如圖3中示出的探針基板324)。
可在分離第一和第二層412、420以使多個構件452變形之前(未示出)， 在544處去除第一、第二和第三掩模層408、 414、 416。可通過諸如拋光等 之類的任何合適的方法來去除掩模層408、 414、 416。可供選的是，可在將 第二層420固定至第二基板422之前將第一、第二以及第三掩模層408、414、 416去除。
可供選的是，可在546處將重量件(未示出)固定至第一基板402以增大因重力而施加的力?？砂凑罩T如用螺栓固定、夾緊、粘接等之類的任
一合適的方式將重量件固定至第一基板402。
在某些實施例中，可在多個構件452的變形期間使旋轉接觸元件經受 熱處理，例如諸如在分開第一和第二層412、 420之前(例如預加熱)、在 移動第一和第二層412、 420期間(例如在變形期間加熱)、或在將第一和 第二層412、 420保持成所要求的分開關系時(例如在變形之后加熱)或用 其組合來對構件452的至少一部分加熱。可以諸如通過用輻射源(例如紅 外線、X射線、激光等)照射、使電流流過構件452、將旋轉接觸元件放置 到烤箱中等等之類的任意合適的方式來對構件452進行加熱。
熱工藝還可包括加熱和冷卻構件452同時又保持第一和第二層412、 420之間的分開關系的熱循環。該熱循環可包括將構件452的溫度升高至比 使構成構件452的材料再結晶的溫度更高的溫度。然后可將構件452冷卻 至低于構成構件452的材料的再結晶溫度的溫度、同時又保持構件452所 要求的變形，以便在去除變形力時保持構件452的變形形狀。可將溫度保 持為充分低的水平，以防止第二層420與第二基板422分離(例如，當第 二層420粘接至第二基板422時)。熱循環可包括溫度緩升時間、溫度保 持時間以及溫度緩降時間。該熱循環一般至少包括足以使構件452在去除 變形力時永久變形的溫度保持時間。例如，在圖5所描述的實施例中，可 在548處進行熱循環以使多個構件452永久變形。
一旦使構件452經受熱循環，則可形成旋轉接觸元件400。接著，可 如圖4G所示在550處將第一層412從第一基板402釋放?？赏ㄟ^諸如蝕刻 掉釋放層405之類的任何合適的方式將第一層412從第一基板402釋放。
現在旋轉接觸元件400已準備好按要求例如實現為用于測試DUT的探 針基板。如上所述，可同時將多個旋轉接觸元件400形成為所要求的結構， 并將它們附連至諸如探針基板之類的、適合于實現為探針卡組件的基板。
例如，圖6描述了根據本發明的某些實施例利用以上關于圖1-3所描 述的探針卡組件300來測試半導體器件或DUT的過程600。過程600在602 處開始，其中探針卡組件300設置有與其接合的多個旋轉接觸元件100?？蓪⒍鄠€旋轉接觸元件100設置成與DUT上所要求的測試位置(諸如圖3中 所示的端子320)相對應的一個或多個陣列。
接著，在604處使DUT 328的多個端子320與旋轉接觸元件100的相 應的針尖接觸。例如，可將DUT 328升高至一個位置，在該處至少某些端 子320剛剛接觸至少某些旋轉接觸元件100。然后可將DUT 328進一步升 高至一個位置，在該位置處所有要求的端子320與所有要求的旋轉接觸元 件100充分接觸。DUT 328相對于旋轉接觸元件100的定位使各個針尖104 通過變形的構件108的各個彈性部分106的撓曲而向它們各自的底座102 靠近。如上所述，此撓曲使針尖104旋轉，從而形成必要的摩擦，而與DUT 328的端子320建立可靠的電接觸。接著，在306處，通過旋轉接觸元件 IOO向DUT 328的至少一個端子320提供一個或多個電信號(例如，作為 包含DUT和探針卡組件的測試系統中所實施的測試程序的一部分)。
因此，在本文中提供了適用于測試具有減小的構件尺寸的器件的測試 方法和裝置及其制造方法。本發明的裝置和方法便于利用對受測器件表面 的減小的摩擦來測試這些器件，還便于接觸元件和間隔更緊湊，從而便于 測試具有減小的構件尺寸和更密集構件的DUT。
盡管上文涉及本發明的一些實施例，但可在不背離本發明的基本范圍 的情況下設計本發明的其它和進一步的實施例，本發明的范圍由所附權利 要求書確定。
權利要求
1.一種旋轉接觸元件，包括針尖，具有被配置成接觸將要測試的器件的第一面和相反的第二面；以及多個變形的構件，從所述針尖的第二面延伸且圍繞其中心軸線排列，其中所述針尖在所述多個變形的構件被壓縮時基本圍繞所述中心軸線旋轉。
2. 如權利要求1所述的元件，其特征在于，還包括接合到所述多個變形 的構件的與針尖相反的相應端部的底座。
3. 如權利要求1所述的元件，其特征在于，所述針尖還包括從其第一面 延伸的一個或多個觸點。
4. 如權利要求1所述的元件，其特征在于，所述針尖還包括從其第一面的中心延伸的一個觸點。
5. 如權利要求1所述的元件，其特征在于，所述針尖還包括從其第一面 延伸的多個觸點。
6. 如權利要求5所述的元件，其特征在于，所述多個觸點中的每一個與 所述多個變形的構件中相應的一個對準。
7. 如權利要求1所述的元件，其特征在于，所述針尖和所述多個變形的 構件是一體的。
8. 如權利要求1所述的元件，其特征在于，所述針尖和變形的構件包括 鎳、鈷、銅或鈹中的至少一種。
9. 一種用于測試半導體的探針卡組件，包括 探針基板；以及至少一個接觸元件，包括針尖，具有被配置成接觸將要測試的器件的第一面和相反的第二面；以及多個變形的構件，從所述針尖的第二面延伸且圍繞其中心軸線排列， 其中所述針尖在所述多個變形的構件變形時基本圍繞所述中心軸線旋轉。
10. 如權利要求9所述的組件，其特征在于，還包括接合至所述多個變形的構件的與針尖相反的相應端部的底座。
11. 如權利要求9所述的組件，其特征在于，所述針尖還包括從其第一面 延伸的一個或多個觸點。
12. 如權利要求9所述的組件，其特征在于，所述針尖和所述多個變形的 構件是一體的。
13. 如權利要求9所述的組件，其特征在于，所述針尖和變形的構件包括 鎳、鈷、銅或鈹中的至少一種。
14. 如權利要求9所述的組件，其特征在于，還包括多個接觸元件。
15. 如權利要求14所述的組件，其特征在于，所述多個接觸元件被安排 成對應于設置在將要測試的器件上的多個端子。
16. 如權利要求9所述的組件，其特征在于，所述探針卡組件被配置成使 通往和來自所述接觸元件的各自的針尖的電信號通至設置在所述探針卡組件 上的多個電連接器。
17. —種制造彈性接觸元件的方法，包括a) 提供具有圍繞中心軸線排列的多個構件、且具有接合至第一層的各 個第一端和接合至第二層的各個第二端的組件；以及b) 分離所述第一和第二層以使所述多個構件變形，并且形成所述彈性接 觸元件。
18. 如權利要求17所述的方法，其特征在于，所述步驟b)還包括加熱所述組件。
19. 如權利要求17所述的方法，其特征在于，所述步驟b)還包括施加變形力以分離所述第一和第二層。
20. 如權利要求19所述的方法，其特征在于，還包括將重量件固定至所述組件以增大所述變形力。
21. 如權利要求17所述的方法，其特征在于，所述步驟b)還包括 利用熱循環加熱所述組件，所述熱循環包括溫度高于構成所述多個構件的材料的重構溫度的至少一段時間。
22. 如權利要求21所述的方法，其特征在于，還包括將所述組件冷卻至溫度低于構成所述多個構件的所述材料的重構溫度，同 時保持所述多個構件所要求的變形。
23. 如權利要求17所述的方法，其特征在于，所述步驟a)還包括 提供其中形成有凹部的第一基板；在所述第一基板上形成第一層，所述第一層填充所述凹部且包括主體和從 其延伸的多個構件；以及在所述第一層上形成第二層，將所述第二層接合至所述多個構件中的每一 個各自的第二端。
24. 如權利要求23所述的方法，其特征在于，所述形成所述第一層的步 驟包括在所述第一基板上沉積和圖案化第一掩模層；以及 將第一材料沉積到由所述第一掩模層提供的所述圖案中。
25. 如權利要求24所述的方法，其特征在于，還包括 在沉積所述第一材料之前在所述第一基板上沉積籽層。
26. 如權利要求23所述的方法，其特征在于，所述形成第二層的步驟包括在所述第一層上沉積和圖案化第二掩模層，所述第二掩模層限定對應于所 述多個構件的第二端的多個開口；在所述第二掩模層上沉積并圖案化第三掩模層；以及 將第二材料沉積到由所述第二和第三掩模層提供的所述圖案中。
27. 如權利要求23所述的方法，其特征在于，還包括 將所述第二層固定至第二基板；將重量件固定至所述第一層以將所述第一層從所述第二層分離；以及 使所述組件經受熱循環。
28. 如權利要求23所述的方法，其特征在于，還包括 從所述第一基板釋放所述第一層。
29. —種通過如權利要求17所述的方法形成的探針卡接觸元件。
30. —種測試半導體器件的方法，包括提供具有至少一個接觸元件的探針卡組件，所述接觸元件包括針尖，具 有被配置成接觸將要測試器件的第一面和相反的第二面；以及多個變形的構 件，從所述針尖的所述第二面延伸且圍繞其中心軸線排列，其中所述針尖在所 述多個變形的構件被壓縮時基本圍繞所述中心軸線旋轉；使所述器件的至少一個端子與所述至少一個接觸元件的相應針尖接觸；以及通過所述探針卡組件將一個或多個電信號提供給所述至少一個端子。
31. 如權利要求30所述的方法，其特征在于，所述接觸步驟還包括 移動所述探針卡組件或所述器件中的至少一個，以在所述器件的所述多個端子與所述接觸元件的所述針尖之間建立初始接觸；以及進一步移動所述探針卡組件或所述器件中的至少一個，以在所述器件的所 述多個端子與所述接觸元件的所述針尖之間建立所要求的接觸壓力。
32. 如權利要求30所述的方法，其特征在于，相比于懸臂型接觸元件，所述彈性接觸元件在接觸所述器件時具有更小的摩擦距離。
33. 如權利要求30所述的方法，其特征在于，所述接觸元件在接觸所述 器件時產生旋轉摩擦。
34. —種通過如權利要求30所述的方法進行測試的半導體器件。
全文摘要
本文提供旋轉接觸元件及其制造方法。在一個實施例中，一種旋轉接觸元件包括針尖，其具有被配置成接觸要測試器件的第一面和相反的第二面；以及多個變形的構件，其從針尖的第二面延伸且圍繞其中心軸排列，其中針尖在多個變形的構件被壓縮時基本圍繞該中心軸旋轉。
文檔編號H01R13/02GK101569060SQ200780048252
公開日2009年10月28日 申請日期2007年12月6日 優先權日2006年12月28日
發明者E·D·霍博斯 申請人:佛姆法克特股份有限公司