CN1222776C - 探测卡及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本探测卡(100)具备接触端子(92)、基板(94)、信号传送路径(96)、接地导体部(98)及穴部(102)；信号传送路径(96)形成于基板(94)上，基板(94)由电介体材料或半导体材料形成，接触端子(92)在基板(94)的一面，由金属玻璃材料形成于信号传送路径(96)的顶端，由利用金属玻璃材料的微细加工技术，可以极其细微的形成接触端子(92)，接触端子(92)形成于穴部(102)上方，并离开基板(94)一段间隔，接触端子(92)在基板(94)表面的垂直方向上具有弹性，试验时可以弹性的接触被测试电路中所形成的接续接头；本发明的探测卡(100)，因具有由金属玻璃材料制成的接触端子(92)，以致可在窄间距(pitch)，具有多数焊垫(pad)的集成电路中传送高频率信号。

Description

探测卡及其制造方法
技术领域
本发明是关于半导体集成电路的电气性试验中，集成电路与外部半导体试验装置之间进行信号传送的探测卡，特别是关于在短间距(pitch)而具有多数焊垫(Pad)的集成电路中传送高频率信号的探测卡；而且本申请与下述日本专利申请相关联，由参照文件而被认可编入的指定国家，可参照下述日本申请专利所记载的内容，编入本申请专利范围中，成为本申请专利范围的一部分。
日本专利特愿2000-145975    申请日：2000年5月18日
背景技术
向形成具有内部应力倾斜的MoCr薄膜的方法进行明确说明，这种方法制造集成电路时，在制造程序中进行集成电路的电气性特征试验已成必然，在此试验中，必须设置对制成的集成电路晶圆(wafer)和外部的半导体试验装置之间传送试验信号的传送路径，传送路径的顶端有接触端子，可使接触端子接触集成电路上的接续端子来向集成电路供给在外部半导体试验装置中生成的试验信号；近年来，高速运作的半导体装置的开发盛行，与此相适应，就要求半导体试验装置、接触端子、以及半导体试验装置与接触端子之间的传送路径能和高频率相适应，而且由于近年来半导体装置(明显)急剧高密度化(高集成化)，就必须开发能在窄间距具有多数焊垫(Pad)的高集成化电路提供试验信号的传送路径。
图1表示公知的接触部分10的结构，它能够在外部半导体试验装置与试验对象的被试验电路之间传送高频率信号，这个接触部分10具备有接触端子12、同轴电缆14及支持固定部16，接触端子12安装在同轴电缆14的顶端，试验中接触到被试验电路上的接续端子(例如：焊垫(pad)、焊锡球(ball)、金属凸起(bump)等)，同轴电缆接续于外部半导体试验装置(无图标)，支持固定部16支持同轴电缆14、固定接触端子12的位置。
外部半导体试验装置及被测试电路间的信号传送是通过同轴电缆14进行的，因此运用接触部分10传送高频率信号，就可能将传送信号的衰减降到极小的程度。
图2表示的是沿箭头A所示方向看到的图1中所示的接触部分10的接触端子12附近区域，在图2中，同轴电缆14有传送信号的信号线路18a和接地的接地线路18b，而接触端子12又是由与被测试电路的信号线路接触的接触端子12a和被试验电路的接地部分相接触的接触端子12b及12c组成，接触端子12a、12b及12c形成了空间共平面电极(air coplanar)，直到顶部附近保持阻抗(impedance)的稳定性。
图3表示接触端子12接触到被测试电路的状态，接触端子12a接触被测试电路的信号线路20a，接触端子12b、12c接触被测试电路的接地部分20b、20c，包含有同轴电缆14的接触部10，可以进行100GHz以上的高频率带区域的信号传送。
在近年的集成电路开发中，不仅追求高速化，电路的微细化及高集成化也很显著，如图1所示的接触部10，由于接触端子12的间距(pitch)受同轴电缆14的直径所限制，所以不能进行具有短间距的焊垫(pad)的高集成电路的试验，而且随着电路的高集成化，在电路上形成的焊垫(pad)数也增至现在的数以千计的程度，将图1的接触部10的数按焊垫(pad)数制作，这在成本上是不合理的；而下一代一般的集成电路的运作频率则在为1GHz至数GHz的程度，但这个接触部10也能传送100GHz以上的高频率带区域的信号，现在还不要求进行100GHz以上的过大带域的信号传送。
与图1所示的接触部分10不同，为测试具有窄间距(pitch)而具有多数焊垫(pad)的电路，就要求在窄间距(pitch)具有多数接触端子的探测卡的存在，这种探测卡要求高速度化、多针化、窄短间距(pitch)化等，而且还要求针的位置精度的高精度化、在被测试电路焊垫(pad)上擦动的擦洗功能、防止因负荷而引起的探测卡及晶圆(wafer)变形的低负荷化以及与全面端子型的电路相对应的区域数组(area array)(固体电路)对应性，同时试验时为防止波形歪曲，必须将从半导体试验装置的输入输出端子到被试验电路的接续端子(pad)的特殊阻抗(impedance)设为一定值，以下将对以往用于探测卡具有代表性的4种探针进行说明，并说明各自探针的缺点。
图4表示以往运用最一般的水平针探测方式而做成的探针，这种水平针探测方式，直径在200到300μm，在顶端使用成锥形状的W、ReW、BeCu、Pd等金属针，这种方式由于针尖长约20mm，在这个针尖部分特性阻抗impedance)就会发生变化、而产生反射杂音(noise)，因此测定最大的频率数低到0.2GHz，而且这种探针是靠手工制造，实现将来的区域数组(area array)对应性、高密度化，低负荷化及位置的高精度化都有困难，还有用W、ReW、BeCu、Pd等制成的金属针里含有结晶粒界，用这种材料做成的针反复接触被测试电路的垫焊(pad)时，使在焊垫上摩擦而产生的残渣进入结晶粒层，结果有使接触电阻增加的缺点。
图5表示用垂直针探测方式制成的探针，垂直针探测方式是为了实现水平针探测方式中未解决的区域数组(area array)对应性、高密度化而开发出来的方式，但也没有达到充分的区域数组(area array)对应性及高密度化，而且与水平针探测方式对比，探测卡中至少负担了1.5倍以上的荷重，因而其缺点是无法实现低负荷化，同时，其构造上也难以进行擦动的动作，不能达到完全的擦洗(scrub)功能。
图6表示运用薄膜(membrance)方式制成的探针，薄膜方式是为实现高速化、高密度化以及区域数组(area array)对应性而开发的方式，薄膜方式中，是在聚酰亚胺胶片(polyimide film)的配线基板上形成一个金属凸起(hump)作成探针，这个金属凸起高约几十μm，较短，所以可以形成一个贴近金属凸起的传送线路，能够实现高速化，但是因此方式是从垂直方向加力，其实现大的擦动功能较困难，而且以聚酰亚胺胶片的基板，在进行LSI高温试验时，聚酰亚胺胶片会发生不均衡膨胀，因而使被试验电路的焊垫与金属凸起的位置发生组合偏差。
图7表示运用微影蚀刻法(photo-lithography)镀金方式制成的探针，这种方式能实现高精度化、高密度化及多针化，除此之外，还能形成直到探针根部的传送线路，因而也能够实现高速化，但在构造上较难实现区域数组(area array)对应性。
美国专利第5,613,861号对利用薄膜的内部应力倾斜度而制成探针的方法进行了明确说明，这种探针用的是MoCr材料，这种方法因为利用了内部应力，其再现性低，要做同一形状的探针很困难。
根据Donald L.Smiith等明确阐释的“Flip-Chip Bonding on 6-μmPitch using Thin-Film Microspring Technology”(Proceedings of 48thElectronic Components and Technology Conf.；Seattle，Washington(May，1998)：c1998 IEEE)，由于在薄膜堆积过程中阶段性地提高压力，而在膜厚方法，其应力控制的再现性低，因而很难制成同一形状的探针。
而Soonil Hong等所明确阐释的“DESIGN AND FABRICATION OFA MONOLITHIC HIGH-DENSITY PROBE CARD  FORHIGH-FREQUENCY ON-WAFER TESTING”(IEDM 89，p，289-292)，是将应力不同的薄膜形成积层，制成探针的方法的明确说明，这种方法，因为要形成复数多层薄膜，所以很难得到探针之间均一的特征，有制造同一特征探针之困难问题。
Yanwei Zhang等所明确阐释的“A NEW MEMS WAFER PROBECARD”(0-7803-3744-1/97 IEEE，p.395-399)对利用双压电芯片(bimorph)制作探针的方法进行了详细的说明，这种方法因使用加热器，所以必须配备加热器用的配线等复杂结构。
另外，Shinichiro Asai等的“Probe Card with Probe Pins Grown by theVapor-liquid-solid(VIS)Method”(IEEE TRANSACTIONS ONCOMPONENTS，PACKAGING AND MANUFACTURINGTECHNOLOGY-PART A，VOL，19，NO.2，JUNE 1996)对基板垂直形成的whisker探针进行了明确说明，这种探针长约1到3mm，很难实现高速化及低负荷化，正如图4～7以及上面列举的有关文献的说明那样，以公知技术中没有一个能够满足全部目标特征的探针方式，因此，有必要开发一种能够同时全部满足高速化、高密度化、多针化、区域数组(area array)对应性、摩擦功能、低负荷化及位置的高精度化等多个问题的探针方式。
发明内容
因此，本发明的解决课题为提供能以1GHz以上的高频率在短间距有多数焊垫(pad)的集成电路中传送信号的探测卡。
本发明的目的在提供能解决上述课题的探测卡及其制造方法。
为解决上述课题，本发明的第1形态提供与设置在被测试电路上的复数接续端子产生电气性的连接，使上述被测试电路与外部的半导体试验装置之间进行信号传送的探测卡，这一探测卡包括：基板、在上述基板上形成的信号传送路径，在上述基板的一面由具有过冷却液体域的非晶质材料即金属玻璃材料)在上述信号传送路径先端形成接触端子，以与前述接续端子接触；根据本发明的第1形态，要利用微细加工技术(micromachine技术)形成金属玻璃的接触端子(微细探针)，这样就使提供能够在短间距有多数焊垫(pad)的集成电路传送1GHz以上的高频率信号的探测卡成为可能，而且，因为运用了微细加工技术，所以能够总括制造高速、多针的探针。
在第1形态的一种样态中，上述接触端子从上述基板离一段间隔形成也可以。
在第1形态的别的样态中，上述接触端子也可以由上述基板表面向所定的方向延伸的形状，上述所定的方向是离开上述基板表面的方向为理想。
在第1形态的其它更加不同的样态中，上述接触端子也可以从上述基板的表面向所定的方向弯曲的形状，这时，上述接触端子以离开上述基板表面的方向弯曲的形状较为理想。
在第1形态的其它更加不同的样态中，上述接触端子也可以对上述基板的表面的垂直方向具有弹性。
在第1形态的其它更加不同的样态中，因要上述接触端子能以接触、擦动上述被测试电路上所设的前述接续端子使接触端子，对上述基板的垂直方向具有弹性。
在第1形态的其它更加不同的样态中，上述复数个接触端子各自分别独立，对上述基板的表面的垂直方向具有弹性，而且上述复数(多个)接触端子在上述垂直方向也可各自具有不同的弹性。
在第1形态的其它更加不同的样态中，上述信号传送路径的上述先端附近区域，也可以和上述接触端子采用同一种非晶质材料形成，这时，可以将上述信号传送路径的先端附近区域与上述接触端子设计成为一体。
在第1形态的其它更加不同的样态中，探测卡也可再配备与上述信号传送路径离一段间隔，且平行而设之接地的接地线路。
在第1形态的其它更加不同的样态中，探测卡也可再配备在信号传送路径邻接处有比上述信号传送路径的电阻更低的低电阻部分。
在第1形态的其它更加不同的样态中，上述低电阻部分可以采用金、铜、镍、铝、铂及铑等任意一种材料构成。
在第1形态的其它更加不同的样态中，上述接触端子在先端可具备由接点材料形成的接触点。
在第1形态的其它更加不同的样态中，上述接触端子也可以用金属材料涂布(coating)。
在第1形态的其它更加不同的样态中，探测卡可配备一个与上述基板的上述一面相对的背面设置，提供所定电位的电位供给部。
在第1形态的其它更加不同的样态中，上述电位供给部也可以是接地的接地导体部。
在第1形态的其它更加不同的样态中，上述的接地导体部也可以设置在前述一面中形成有前述接触端子位置对面的前述背面位置以外的区域。
在第1形态的其它更加不同的样态中，上述基板由电介体材料或半导体材料构成，上述信号传送路径可随着上述基板及上述接地导体部、形成具有一定特性阻抗的微带线路(micro strip line)。
在第1形态的其它更加不同的样态中，探测卡还具备上述基板的一面形成接地的接地导体层和邻接上述接地导体部，以电介体材料形成的电介体层，上述信号传送路径邻接上述电介体层而形成，上述信号传送路径，上述接地导体层及上述介电体层也可共形成具有一定特性阻抗的微带线路(micro strip line)。
在第1形态的其它更加不同的样态中，上述信号传送路径可具有对上述基板表面平行形成的平行传送部。
在第1形态的其它更加不同的样态中，上述信号传送路径可设有在上述基板的厚度方向延伸的贯通传送部。
在第1形态的其它更加不同的样态中，上述信号传送路径可在上述基板内部设有对上述基板表面、平行延伸的内部传送部。
在第1形态的其它更加不同的样态中，上述信号传送路径可设有距离基板表面不同距离的内部传送部。
在第1形态的其它更加不同的样态中，探测卡在对上述基板的一面相反的背面，还可具备复数(多个)由具有过冷却液体域的非晶质材料形成的接触端子，其经过上述信号传送路径，与上述一面中形成的上述接触端子电气性的连接。
在第1形态的其它更加不同的样态中，上述接触端子也可形成随着靠近接触端子的顶端，渐尖的尖细状。
在第1形态的其它更加不同的样态中，上述接触端子也可形成为先端至少分割为两部分的顶裂状。
而且为解决上述课题，本发明的第2形态是在能与设在被测试电路上的多个接续端子以电气性的接触、使上述被测试电路与外部半导体试验装置之间进行信号传送的探测卡的基板上，提供能与上述接续端子进行电气性接触的接触端子的形成方法。
这种由第2形态的接触端子形成方法的特点是包括：在上述基板上的一部分区域里形成牺牲层的牺牲层形成阶段；和在上述牺牲层及上述基板上，形成非晶质材料层的阶段，该非晶质材料层包含着具有过冷却液体域的非晶质材料(即金属玻璃材料)，以及去除存在于上述非晶质材料层的部分区域和上述基板之间的上述牺牲层，而形成有一部份离开上述基板的自由部的非晶质材料悬臂(cantilever)的非晶质材料悬臂形成阶段，和将上述自由部从上述基板向所定方向弯曲，形成上述接触端子的接触端子形成阶段等。
而且，根据本发明第2形态而形成的接触端子形成方法，包括非晶质材料层形成阶段，其在上述基板上形成非晶质材料层，该非晶质材料层包含着具有过冷却液体域的非晶质材料；和将存在于上述非晶质材料层部分区域下方的上述基板的一部分以蚀刻法(ething)去除，同时，在上述非晶质材料层的上述一部分区域里，形成离开上述基板的自由部的阶段；和将上述自由部从上述基板向所定方向弯曲，形成上述接触端子的接触端子形成阶段。
在第2形态的一种样态中，上述接触端子的形成阶段，包含使上述自由部向离开基板的方向弯曲的阶段较好。
在第2形态的其它样态中，上述非晶质材料层形成阶段，可由溅镀(sputtering)上述非晶质材料来形成上述非晶质材料层。
在第2形态的其它更加不同的样态中，上述接触端子的形成阶段也可包含上述自由部从上述基板向所定方向进行塑性变形的阶段。
在第2形态的其它更加不同的样态中，上述接触端子的形成阶段也可包含加热上述自由部的阶段。
在第2形态的其它更加不同的样态中，上述接触端子的形成阶段，也可含上述自由部对上述基板，以重力方向向下存在的状态，加热上述自由部的阶段。
在第2形态的其它更加不同的样态中，上述接触端子形成阶段也可包含对上述自由部照射红外线的阶段。
在第2形态的其它更加不同的样态中，上述接触端子的形成阶段也可包含对上述自由部从上述基板两边照射红外线的阶段。
在第2形态的其它更加不同的样态中，上述接触端子的形成阶段也可包含从上述基板表面向重力方向下方的所定位置设弯曲调整部的阶段。
在第2形态的其它更加不同的样态中，上述接触端子的形成阶段也可包含设比上述基板的红外线穿透率高的上述弯曲调整部阶段。
在第2形态的其它更加不同的样态中，上述接触端子的形成阶段也可包含设平行度平面度小于±10μm的上述弯曲调整部的阶段。
在第2形态的其它更加不同的样态中，上述接触端子的形成阶段也可包含设平行度平面度小于±2μm的上述弯曲调整部阶段。
在第2形态的其它更加不同的样态中，上述接触端子的形成阶段也可包含设一个石英玻璃基板作为上述弯曲调整部的阶段。
在第2形态的其它更加不同的样态中，上述接触端子的形成阶段也可具有决定从上述基板表面向重力方向下方的上述所定位置的位置决定机构的设石英玻璃基板阶段。
在第2形态的其它更加不同的样态中，上述接触端子的形成阶段也可包含有设控制上述基板的重力方向运动的系止部和从上述基板表面向重力方向下方的所定位置的弯曲调整部的设弯曲调整部材的阶段。
在第2形态的其它更加不同的样态中，上述接触端子的形成阶段，可根据改变上述弯曲调整部的厚度来调整上述自由部的弯曲量。
在第2形态的其它更加不同的样态中，上述接触端子的形成阶段也可包含用石英玻璃制成的上述弯曲调整部的设上述弯曲调整部材的阶段。
本发明的第3形态具备复数(多个)焊垫(pad)和在上述复数焊垫(pad)上利用上述方法形成的接触端子的半导体芯片，上述接触端子具有从上述pad表面向所定方向延伸的形状。
在第3形态的一种样态中，上述接触端子具有离开上述焊垫(pad)表面的方向延伸的形状较好。
本发明的第4形态是组装含有多个焊垫(pad)的半导体芯片的半导体装置；它具备多个电极导线和包裹上述半导体芯片的包装组件(package)，它提供一种半导体装置，且上述半导体芯片的上述焊垫(pad)和上述电极导线是利用前述的接触端子形成方法形成的接触端子连接起来。
本发明的第5形态是组装的含有多个焊垫(pad)的半导体芯片的半导体装置，它具备多个外部端子球状端子和包裹上述半导体芯片的包装组件，它提供一种半导体装置，且上述半导体芯片的上述焊垫(pad)和上述外部球状端子是利用前述的接触端子形成方法形成的接触端子以电气性的连接起来。
还有，上述发明的概要并没有列举出本发明的全部必要特征，这些特征群的重新组合又可能成为发明。
附图说明
图1表示公知的接触部分10的构造，它能在外部半导体试验装置与为试验对象的被测试电路之间传送高频率信号。
图2表示沿箭头A方向看到的图1中所示接触部分10的接触端子12附近区域的图。
图3表示将接触端子12接触到被测试电路后的状态。
图4表示公知最普遍的以水平针探测方式制成的探针。
图5表示运用垂直针探测方式而制成的探针。
图6表示薄膜方式制成的探针。
图7表示运用微影蚀刻法镀金方式制成的探针。
图8表示将在被测试晶圆(wafer)70上制造成的电路进行电气试验的半导体试验系统30的构造。
图9表示图8所示的信号传送部52与被测试晶圆(wafer)70之间进行信号传送的信号传送系统的本发明的实施形态。
图10是本发明的第一实施形态的探测卡100的部分剖面图。
图11是本发明的第一实施形态的探测卡100的部分平面图。
图12表示试验中探测卡100中的接触端子92和被试验晶圆(wafer)70上的焊垫(pad)86相接触的状态。
图13是本发明的第2实施形态的探测卡100的部分剖面图。
图14是本发明的第3实施形态的探测卡100的部分剖面图。
图15是本发明的第4实施形态的探测卡100的部分剖面图。
图16是本发明的第5实施形态的探测卡100的部分剖面图。
图17是本发明的第6实施形态的探测卡100的部分剖面图。
图18是本发明的第7实施形态的探测卡100的部分剖面图。
图19是本发明的第8实施形态的探测卡100的部分剖面图。
图20是本发明的第9实施形态的探测卡100的部分剖面图。
图21是本发明的第10实施形态的探测卡100的部分平面图。
图22是本发明的第11实施形态的探测卡100的部分平面图。
图23是本发明的第12实施形态的探测卡100的部分剖面图。
图24是图23所示的本发明的第12实施形态的探测卡100的部分平面图。
图25是本发明的第13实施形态的探测卡100的部分剖面图。
图26是本发明的第14实施形态的探测卡100的部分剖面图。
图27表示接触端子92顶端形态的举例。
图28是表示本发明的接触端子形成方法的第1阶段的第1实施例子过程中的剖面结构的剖面构造图。
图29是表示本发明的接触端子形成方法的第1阶段的第2实施例子过程中的剖面结构的剖面构造图。
图30是表示本发明的接触端子形成方法的第2阶段的第1实施例子过程中的剖面结构的剖面构造图。
图31是表示弯曲调整部130及位置决定机构132的变形实施举例图。
图32是为说明运用电场弯曲自由部128a的实施举例的图。
图33为说明弯曲形成于双层电芯片的自由部128a的实施举例图。
图34是说明利用磁场弯曲自由部128a的实施例子图。
图35表示的是利用本发明的接触端子连接焊垫(pad)和电极导线的半导体装置140的剖断面。
图36表示的是利用本发明的接触端子将焊垫(pad)与外部球状端子连接起来的半导体装置140的剖断面。
附图标记说明：
10：接触部               12，12a，12b，12c：接触端子
14：同轴电缆             16：支持固定部
18a：信号线路            18b：接地线路
20a：被测试电路的信号线路
20b、20c：被测试电路的接触部
30：半导体试验系统           40：试验装置本体
42：图像发生器               44：波形整形器
50：试验头(head)             52：信号传送部
54：测定部                   60：半导体试验装置
70：被测试晶圆               72：工作板
74：接口                     76：晶圆卡盘
78：可动台                   80、82：焊垫(pad)
84：背面焊垫                 86：焊垫、接连端子(pad)
88：接触端子                 90：波各探针(pogo pin)
92、92a、92b：接触端子       93a、93b：  接地层
94：基板                     95a、95b、95c：内部传送部
97：贯通传送部               98：接地导体部
99：形成接触端子的位置相对的背面位置
100：探测卡(probe card)      102：穴部
104：低电阻部                105：接触部
106：低电阻部                107：接触点
108：接地导体层              110：电介体层
112：接地线路                120a：SiO2牺牲层
124：聚酰亚胺层              126a：金属玻璃层
128：悬臂(cantilever)        128a：自由部
130：弯曲调整部              131：弯曲调整部材
132：定位结构                133：系止部，第一系止部
135：第2系止部               140：半导体装置
142：半导体芯片            144：焊垫(pad)
146：电极导线              148：包装组件(package)
150：接触端子              152：电极部
154a、154b：压电板         155：磁性层
156：焊垫(pad)             157：磁石
158：外部球状端子
具体实施方式
以下将经由发明的实施形态来说明本发明，以下的实施形态并不是限定关联申请专利范围的发明，而且实施形态中全部说明的特征的组合也未必是发明必需的解决手段。
图8表示对在被测试晶圆(wafer)70上制成的电路进行电气试验的半导体试验系统30的构成，这个半导体试验系统30配有半导体试验装置60及探测卡100；半导体试验装置60又有试验装置本体40及试验头(jead)50，试验装置本体40中包含图像发生器42及波形整形器44，测试头50中包含信号传送部52和测定部54；探测卡100含有接触被测试晶圆(wafer)70制造成的电路上的接续端子的接触端子(未图标)，从信号传送部52传送出的信号，通过探测卡100传送给被测试晶圆(wafer)70，而且，从被测试晶圆(wafer)70输出的信号又通过探测卡100传送到信号传送部52。
图像发生器42发出试验被测试晶圆(wafer)70上制成的集成电路的试验信号，试验信号被传给波形整形器44，然后根据试验对象的集成电路的输入特性来整形波形，经过波形整形的试验信号被传送到信号传送部52，然后从信号传送部52通过探测卡100传到被测试晶圆(wafer)70上，接着，被测试晶圆(wafer)70根据试验信号输出输出信号，输出信号又通过探测卡100送到信号传送部52，信号传送部52将被测试晶圆(wafer)70的输出信号提供给测定部54，测定部54根据输出信号来判定被测试晶圆(wafer)70的好坏。
图9表示图8中所示信号传送部52与被测试晶圆(wafer)70之间进行信号传送的信号传送系统的本发明的实施形态，在图8中，仅显示了信号传送部52与被测试晶圆(wafer)70之间的探测卡100，在图9所示的信号传送系统中，除探测卡100外，还加设了工作板72，设连接探测卡100与工作板72的接口74，被测试晶圆(wafer)70由设在可动台78上的晶圆(wafer)卡盘(chuck)76固定，信号在信号传送部52与被试验晶圆(wafer)70之间，通过工作板72、接口74以及探测卡100传送。
从信号传送部52的下面，有多个接触端子88向外突出，工作板72上面有多个焊垫(pad)80，下面有多个焊垫(pad)82，接口74上安装可伸缩在长度方向具有弹性为接触端子的复数个探针90，探测卡100上面有多个焊垫(pad)84，下面有多个探针的接触端子92。
如图9所示，在这一实施形态中，接触端子88接触到焊垫(pad)80，波各探针(pogo pin)90的两端，分别接触焊垫82和焊垫(pad)84。而且本发明的探测卡100的接触端子92连接在被测试晶圆(wafer)70上的焊垫(pad)86上，本发明的接触端子92是由具有过冷却液体域的非晶质材料(以下称“金属玻璃材料”)形成，这种金属玻璃的特征是在过冷却液体域表示其粘性流动，且本说明书中的所谓“过冷却液体域”是指从玻璃转移温度到结晶化开始的温度之间的温度区域，焊垫间可通过接触端子能以电气性地连接起来，由此使信号传送部52与被测试晶圆(wafer)70之间的信号传送成为可能。
而且在图9中，作为信号传送系统构成的一部分，显示了工作板72及接口74，但这些构成不一定需要如图8所表示，探测卡100也可以电气性的直接连接信号传送部52。
图10是本发明第1实施形态的探测卡100的部分剖面图，探测卡100能以电气性的连接设置于被测试电路上的多个接续端子，在被测试电路与外部半导体实验装置之间有进行信号传送的功能，这个探测卡100配有接触端子92、基板94、信号传送路径96、接地导体部98及穴部102。
信号传送路径96形成于基板94之上，基板94由电介质材料或半导体材料形成；接触端子92位于基板94的一面，在信号传送路径96的顶端以金属玻璃材料形成，利用金属玻璃材料的微细加工技术，可以将接触端子92非常微细地形成，而且还可以同时一下子形成多个接触端子92；接触端子92设置于穴部102的上方，与基板94间隔一段距离，例如，接触端子92可形成为离开基板94表面方向延伸的形状，在图标的构成中，接触端子92有从基板94的表面离开方向弯曲的形状，还可有对基板表面，有一定角度的直线性延伸的形状。
因为接触端子92具有离开基板94方向延伸的形状，对基板94的表面，成垂直的方向上具有弹性，因此接触端子92在试验中，可以弹性地接触形成于被测试电路上的接续端子，接触端子92接触被测试电路的焊垫(pad)，由于擦动(擦洗动作)而擦除掉接续端子(pad)上的污垢，而且还能够因突破氧化皮膜而能确保低接触电阻为善，本实施形态的接触端子92因要接触设置在被测试电路上的接续端子并擦动，所以在基板94表面成垂直的方向具有弹性。
另外，为使所有的接触端子92能确实以电气性的连接被测试电路的接续端子(pad)，希望各个接触端子92分别独立进行擦动(擦洗动作)，本实施形态的接触端子各自独立，对基板表面成垂直方向富有弹性，以致能确实与各个接续端子电气性的连接。
在图10所示的实施形态中，接地的接地导体部98设置在形成接触端子92的基板94的表面相对的背面，本实施形态中，接地导体部98表示为供给所定电位的电位供给部的一例，即接地导体部也可以是能够提供所定补偿(offset)电位的电位供给部，接地导体部98能够供给接地电位。
接地导体部98由金属构成较好，从接触端子92的制造过程来看，接地导体部98以设置在与基板94的一面形成接触端子的位置相对的背面的位置以外的区域较好，也就是说，接地导体部98不要设置在与形成接触端子的基板94的一面位置相对的背面位置，关于制作过程，后面将会进行详细论述，因要使接触端子能够从基板94的两面得到红外线照射，所以在形成接触端子92的一面相对的背面位置以不形成金属的接地导体部98较为理想。
信号传送路径96是随着基板94以及接地导体部98以构成具有一定特征阻抗的微带线路而形成的，这种微带线路的特性阻抗根据构成基板94的电介体种类、基板94的厚度以及信号传送路径96的宽度来决定，能够保持直到接触端子92根部的阻抗完整，是较为理想的，而从强度上的要求来说，信号传送路径96的至少是邻近顶端的区域由与接触端子92一样的金属玻璃材料构成较好，这时，最好将信号传送路径96的至少顶端附近的地方与接触端子设为一体，在第1实施形态中，信号传送路径96在图标的范围内是以金属玻璃材料形成，但是为了降低信号传送路径96的电阻，信号传送路径96的大部分也可以采用比金属玻璃材料的电阻更低的金属来构成，不过，正如前面所说的那样，从强度上的要求来讲，在接触端子92的制造过程中，信号传送路径96的顶端附近区域，以及接触端子92最好都是由金属玻璃材料所制成。
图11(a)表示的是由多个接触端子形成的探测卡100的单面的一部分，多个接触端子与被测试晶圆(wafer)上制成的电路上的接续端子(pad等)配置有同样的间距(pitch)，信号传送路径96至少在顶端部分也具有和接触端子92同样的间距，信号传送路径96具有对基板表面平行形成的平行传送路径，这种平行传送路径之间是互相并列平行形成的，本发明的接触端子92由于是运用微细加工技术由金属玻璃制成，因此可以在被测试电路上的短(窄)间距、能配合多数焊垫(pad)而配置，而且接触端子92还能够在被测试电路上配合区域配列的焊垫(pad)进行配置。
图11(b)表示与形成接触端子的面相对的背面的一部分，在图11(b)中显示的状态是：接地导体部98没有设置在与形成接触端子的位置相对的背面的位置99上，和说明有关图10的情况一样，根据制作过程的观点来看，位置99处不要设置接地导体部98较好。
图12表示的是试验中，位于探测卡100上的接触端子92与被测试晶圆(wafer)70上的焊垫(pad)86相接触的状态，如上述，多个接触端子92分别对基板94表面成垂直的方向具有弹性；因此，接触端子92能吸收焊垫(pad)86的高度不一，以及接触端子本身的高度不一，这样才可能确保与焊垫(pad)86之间的电气性连接，由于接触端子92与焊垫(pad)86的确实接触，才能够确实传送试验中的信号。
焊垫(pad)86表面会形成氧化膜，但试验中，焊垫(pad)86与接触端子92之间必须确实地以电气性连接起来，所以接触端子被焊垫(pad)86挤压并擦动焊垫(pad)86的表面比较好，即接触端子92像摩擦表面一样，接触到焊垫(pad)86，以确保与焊垫(pad)86之间的电气性连接。
图13是本发明的第二实施形态的探测卡100的部分剖面图，探测卡100具有电气性连接设置在被测试电路上的多个接续端子，在被测试电路与外部的半导体试验装置之间有进行信号传送的功能，这个探测卡具备有接触端子92、基板94、信号传送路径96、接地导体部98、穴部102以及低电阻部104，用与图10中所附带符号相同的符号所表示的构成具有与图10相对应的构成同一或同样的功能。
在这种探测卡100中，形成了邻接于信号传送路径96的低电阻部104，它是由比信号传送路径96更低的电阻的导体形成的，具体来说，低电阻部104形成于信号传送路径96的上面，即在第二实施形态中，低电阻部104及信号传送路径96两者成为一体，作为传送信号的低电阻信号传送路径发挥功能，与说明图10中相关情况一样，从强度上的要求来说，希望信号传送路径96的至少是顶端附近区域须和接触端子用同一种金属玻璃材料构成为佳，这时为降低信号传送路径整体的电阻，将比金属玻璃电阻更低的低电阻部104邻接信号传送路径96形成较好，低电阻抗部104是由金属所形成，可以采用金、铜、镍、铝、铂及铑等低电阻材料制成，通过把低电阻部104设置在邻接信号传送路径96，使电流能够主要通过低电阻部104，结果就能抑制由信号传送路径96及低电阻部104形成的信号传送路径整体的电阻，以致能抑制高频率成分的衰减。
图14是本发明的第三实施形态的探测卡100的部分剖面图，探测卡100具有电气性连接设置在被测试电路上的多个接续端子，在被测试电路与外部的半导体试验装置之间有进行信号传送的功能，这个探测卡具备有接触端子92、基板94、信号传送路径96、接地导体部98、穴部102以及低电阻部104，用与图10中所附带符号相同的符号所表示的构成具有与图10相对应的构成同一或同样的功能。
参照图13，在图14所示的探测卡100中，低电阻部104也邻接着接触端子92，即在这个探测卡100中，不仅信号传送路径96，接触端子92也由金属材料所涂布(coating)，因此，可以将接触端子92及信号传送路径的电阻控制得很低，以致也可能进一步抑制高频率成分的衰减。
图15是本发明的第4实施形态的探测卡100的部分剖面图，探测卡100具有电气性连接设置在被测试电路上的多个接续端子，在被测试电路与外部的半导体试验装置之间有进行信号传送的功能，这个探测卡100具备有接触端子92、基板94、信号传送路径96、接地导体部98、穴部102以及低电阻部104及接触部105，用与图10中所附带符号相同的符号所表示的构成具有与图10相对应的构成同一或同样的功能。
参照图13，在图15中所示的探测卡100里，接触部105设置于接触端子92的顶端，这个接触部105由金属材料构成，也可采用与低电阻部104同样的金属材料构成；因将低电阻的接触部105设置于接触端子92的顶端，所以能在被测试电路70的接续端子(pad)86与接触部105之间得到低接触电阻。
图16是本发明第5实施形态的探测卡100的部分剖面图，探测卡100具有电气性连接设置在被测试电路上的多个接续端子，在被测试电路与外部的半导体试验装置之间有进行信号传送的功能；这个探测卡配备有接触端子92、基板94、信号传送路径96、接地导体部98、穴部102、低电阻部104、接触部105；用与图10中所附带符号相同的符号所表示的构成具有与图10对应构成同一种或同样的功能。
参照图13，在图16中所示的探测卡100中，低电阻部104邻接着接触端子92而形成，而且，接触部105设置于接触端子92的顶端，低电阻抗部104和接触部105可分别用不同的金属材料也可用同一种金属材料构成，图16中所示的探测卡100拥有图14及图15中所示的探测卡的双重效果。
图17是本发明第6实施形态的探测卡100的部分剖面图，探测卡100具有电气性连接设置在被测试电路上的多个接续端子，在被测试电路与外部的半导体试验装置之间有进行信号传送的功能，这个探测卡100配备有接触端子92、基板94、信号传送路径96、接地导体部98、穴部102、及低电阻部104；低电阻部104邻接着信号传送路径96而形成，用与图10中所示符号相同的符号所表示的构成具有与图13所对应构成同种或同样的功能。
参照图13，图16所示的探测卡100与图13一样，信号传送路径96及低电阻部104两者都能实现传送信号的信号传送路径的功能；与图13所示探测卡不同的是，图16所示的探测卡100明显表示出其信号传送路径96较短，明示可能以低电阻部104为主实现信号传送的状态，在此，即使是图13中所示的探测卡100，其信号传送路径96的大部分可由高导传体(低电阻)的材料构成，这和说明图10相关情况一样，在第6实施形态中，为实现接触端子92的强度上的要求，也希望信号传送路径96的至少一部分采用由金属玻璃材料所构成，这样才能由信号传送路径96及低电阻部104两方形成的信号传送路径的电阻控制得很低，才能抑制高频率成分的衰减。
图18是本发明的第7实施形态的探测卡100的部分剖面图；探测卡100具有电气性连接设置在被测试电路上的多个接续端子，在被测试电路与外部的半导体试验装置之间有进行信号传送的功能，这个探测卡100配备有接触端子92、基板94、信号传送路径96、接地导体部98、穴部102、低阻抗部104及接触点107，用与图13中所示符号相同的符号所表示的构成具有与图13所对应构成同种或同样的功能。
参照图17，图18所示的探测卡100与图17一样，信号传送路径96及低电阻部104两者都能实现传送信号的信号传送路径的功能，在第7实施形态中，接触设置于被测试电路上的接触端子的接触点107被设置在接触端子92的顶端部位，接触点107由接点材料形成较理想，所谓“接点材料”是指有高导电度和高传热率、低接触电阻、粘着性、熔接性弱、耐腐蚀性强的金属；接触点107能通过与被测试电路上接续端子的直接接触进行稳定的信号传送，用金属材料涂布接触点107部分以外的接触端子92的表面，还能抑制高频率成分的衰减。
图19是本发明的第8实施形态的探测卡100的部分剖面图，探测卡100具有电气性连接设置在被测试电路上的多个接续端子，在被测试电路与外部的半导体试验装置之间有进行信号传送的功效，这个探测卡100配备有接触端子92、基板94、信号传送路径96、接地导体部98、穴部102及低电阻部106，用图10中所示符号相同的符号所表示的构成具有与图10对应构成同一种或同样的功能。
在图19中，低电阻部106邻接于信号传送路径96而形成，由比信号传送路径96电阻更低的导体构成；具体来说，低电阻部106形成于基板94与信号传送路径96之间，信号传送路径96最好是直接附着在基板94的至少一部分，正如说明图10的相关情况一样，从强度上的要求来讲，希望信号传送路径96的至少是顶端附近区域要与接触端子92采用同一种金属玻璃材料构成；因此，为降低信号传送路径整体的电阻，使比金属玻璃电阻更低的低电阻部106邻接着信号传送路径96形成较好，低电阻部106用金属构成，最好是由纯金构成。而且正如与图13相关联进行说明了一样，低电阻部106也可以由其它低电阻材料例如铜、镍、铝、铂、铑等构成。由于将低电阻部106设在邻接信号传送路径96，电流就可以主要通过低电阻部；结果就能抑低信号传送路径96的电阻，从而能抑制高频率成分的衰减，因为流过信号传送路径的电流的高频率成分主要是在接地导线部98那侧的表面流过，由于在信号传送路径96下部形成一个低电阻部106，以使电流的高频率成分就能很容易通过了。
图20是本发明第9实施形态的探测卡100的部分剖面图，探测卡100具备电气性连接设置在被测试电路上的多个接续端子，在被测试电路与外部的半导体试验装置之间有进行信号传送的功能，这个探测卡100配备有接触端子92、基板94、信号传送路径96、穴部102、接地导体层108及电介体层110，用图10中所示符号相同的符号所表示的构成具有与图10对应构成同一种或同样的功能。
图20中接地的接地导体层108形成于基板94的一面，电介体层110邻接接地导体层108，由电介体材料形成，电介体层110也可以采用与基板94不同的材料形成，在此第9实施形态中，信号传送路径96设置在邻接电介体层110的位置。
图10中所示的探测卡100，其信号传送路径96和基板94及接地导体部98一起，形成为构成有一定的特性阻抗的微带线路，这种微带线路的特性阻抗是根据构成基板94的电介体的材质，基板94的厚度以及信号传送路径96的宽度来确定的，这时从强度上的要求来讲，基板94的厚度必须在一定程度以上，而且也要考虑材质受限的情况。
图20所示的探测卡100中，信号传送路径96和接地导体层108及电介体层110一起。形成具有一定特性阻抗的微带线路，因微带线路的特性阻抗不受在强度上受限的基板94的厚度、材质的影响，而由电介体层110的厚度、材质及信号传送路径96的宽度来决定，因此由调节电介体层110的厚度及其材质，可以实现信号传送路径96的微细化，因而在图20所示探测卡100中，在可将整合的阻抗值保持到接触端子92根部，同时可以将接触端子92配置到间距率中去。
图21是本发明的第10实施形态的探测卡100的部分平面图；这个探测卡100配备有接触端子92、信号传送路径96、穴部102及接地线路112，接地线路112设置于相邻的信号传送路径96之间，在图21中，接地线路112与信号传送路径96离一段间隔且互为平行；因有设置接地线路112，可以抑制相邻信号传送路径96之间的串音(cross talk)；信号传送路径96与两侧平行的接地线路112构成为共面(coplanar)线路，能对应高频率信号的传送，此时，特性阻抗由基板94的材质，信号传送路径96的宽度，接地线路112的宽度以及信号传送路径96和接地线路112之间的空隙来决定。
图22是本发明的第11实施形态的探测卡100的部分平面图，这一探测卡100配备有接触端子92、信号传送路径96、穴部102及接地线路112，在这探测卡100中，有2条接地线路112被设置在相邻的信号传送路径96之间，因此，这个探测卡100比图21所示的第10实施形态更能抑制串音。
图23是本发明的第12实施形态的探测卡100的部分剖面图，这个探测卡100含有接触端子92、基板94、信号传送路径96、接地导体部98、穴部102、接地线路112以及背面焊垫(pad)84；这个信号传送路径96有从基板94的厚度方向贯通基板94而形成的贯通传送部，而接触端子92输入输出的信号通过背面焊垫(pad)86进行，贯通传送部最佳由高导电性的金属材料制成。
接地线路112与信号传送路径96离一段间隔并设成互为平行，在第12实施形态中，信号传送路径96的贯通传送部在基板94的厚度方向形成，因设置接地线路112而保持信号传送路径96中的贯通传送路的阻抗的连贯性，而且也能抑制相邻的信号传送路径96的串音，图23中，一条信号传送路径96对应着一条接地线路112，但从控制串音的观点来看，也可以多根接地线路112来对应；而且在接触端子92密集形成的时候，一条接地线路112也可以对应多根信号传送路径96。
图24是图23中所示本发明的第12实施形态的探测卡100的部分平面图。在此平面图中，显示着接触端子92、基板94及穴部102；在此探测卡100中，接触端子92分布在基板96的表面上，这个探测卡100具有区域数组(area array)对应性。可以在测试接续端子(pad)，为平面(区域)状分布的被测试电路时使用。
图25是本发明的第13实施形态的探测卡100的部分剖面图，这个探测卡100配备有接触端子92a及92b、基板94、信号传送路径96；如图标，在此接触卡100中，基板94的两面均构成了接触端子，接触端子92a在基板94单面并配合被测试电路的焊垫(pad)位置来配置；接触端子92b代替焊垫(pad)84(参照图9)形成于基板94的背面，信号传送路径96因要以电气性的连接至接触端子92a和接触端子92b，而具有贯通传送部97，正如说明与图24相关的情况那样，贯通传送部97用高导电性(低电阻性)的金属材料制成为佳，而且如上述对基板94的表面平行延伸的信号传送路径96中的平行传送部的一部分，因要能传送高速信号，最好采用金属材料制成，接触端子92b与92a相同，由金属玻璃制成。
因在基板94背面设置接触端子92b，使探测卡100不仅在与被测试电路接触的那面，而且在其背面也要具有弹性；参照图9，代替焊垫(pad)84而设置的接触端子92b与波各探针(pogo pin)90之间确实进行接触，接口74与探测卡100之间的信号传送也确实进行，在第13实施形态中，因在探测卡100两面均形成了有弹性的接触端子92a及92b，所以接触端子92b可以与信号传送部52的接触端子88直接接触。
图26是本发明第14实施形态的探测卡100的部分剖面图，这个探测卡100包括多个接触端子92a、92b、接地层93a、93b、基板94及信号传送路径96，与图25中所示探测卡100相同，基板94的两面形成了接触端子(92a、92b)接触端子92a在基板94单面并配合被试验电路的焊垫(pad)位置来配置，接触端子92b代替焊垫(pad)84(参照图9)形成于基板94的背面，接触端子92a与92b，通过信号传送路径96成电气性连接，信号传送路径96具有在于基板94内部对基板94表面平行延伸的内部传送部95a～95c，还有在基板94的厚度方向延伸的贯通传送部，接触端子92b，与接触端子92一样由金属玻璃所形成，与图25所示的探测卡100同样，因为在基板94的背面设置了接触端子92b，使第14实施形态的探测卡100，不仅在与被测试电路接触的那面，而且在其背面也具有弹性。
这个探测卡100的特征是内部传送部95a～95c以多层所形成，图26中，基板94内部存在2层配线层，接触端子92a配合被测试电路的焊垫(pad)位置而设，接触端子92b配合接口74的探针90(参照图9)的间隔而设，被测试电路的焊垫(pad)间隔非常狭，对其焊垫(pad)间隔，一般的，探针90的间隔设定得很宽，因此，在第1实验形态中，接触端子92a与接触端子92b要成电气性的连接，信号传递路径96具有在基板94对并与基板94表面平行延伸的内部传送部95a～95c，内部传送部95a～95b在基板94内部在基板94的厚度方向形成多层为宜；在图26所示的探测卡100中，内部传送部95a，95b和内部传送部95c分别设置在离基板94表面不同距离的地方，而且在图26中，基板94内部的信号传送路径96显示为一元性，实际上在配线层形成二元性较好，即在配线层内部传送部向xy方向延伸较好。
图27表示接触端子92顶端形状的例子，例如，接触端子92如图27(a)中所示，随着靠近顶端而逐渐变细呈尖细状，也可使顶端形成为突尖形，而且，接触端子92如图27(b)所示那样，随着向顶端靠近会逐渐变细，呈尖细状，也可使顶端形成圆状，还有接触端子92如图27(c)所示那样，其顶端被分割成2部分的切顶裂状，也可形成为角裂状，接触端子92还可如图27(d)所示那样，是顶端被分割成2部分的顶裂状，其突出部也可形成为圆状。
以下与图28～34相关说明能以电气性的接连被测试电路上所设的复数个接续端子，使被测试电路与外部半导体试验装置之间进行信号传送的探测卡的基板上，接触接续端子的接触端子的形成方法；这种接触端子形成方法，分为非晶质材料层(金属玻璃层)的顶端区域离开基板形成自由部的第1阶段和弯曲自由部形成接触端子的第2阶段，以下将做详细解述，图28及图29是为说明接触端子形成方法第1阶段的实施例子图，图30～34是为说明接触端子形成方法第2阶段的实施例子。
图28(a)～(f)是表示，由于在基板94上形成了非晶质材料(金属玻璃)悬臂128而形成金属玻璃层的自由部128a，本发明接触端子形成方法第1阶段的第1实施例过程中结构断面的断面结构图，以下将以图28(a)～(f)为基础，对形成自由部128a的第1实施例子进行说明。
首先，如图28(a)所示，在基板94上用低温化学汽相沉积CVD(chemical vapor deposition)法形成SiO2膜120，这时用不会受热而大幅度变形，且还具有绝缘性的材质所构成的基板94较理想，此实施例中，采用的是由Si构成的基板94。
然后，如图28(b)所示，运用微影蚀刻将SiO2膜120部分性的蚀刻，在基板94上的一部分区域形成SiO2牺牲层120a，接着，在基板94表面及牺牲层1 20a上涂上聚酰亚胺(polyimide)，使其硬化；然后，在硬化后的聚酰亚胺层上蒸发附着Al层，将蒸发附着后的Al层配合以后形成的金属玻璃层126a的形状，运用微影蚀刻法程序蚀刻去除，在这一微影蚀刻法程序中，设定以后要形成的金属玻璃层126a的形状，然后将残留的Al层为罩幕(mask)，以干蚀刻(dry etching)聚酰亚胺。
在干蚀刻聚酰亚胺后，如图28(c)所示，用湿蚀刻(wet etching)将Al层去除，使以后要形成金属玻璃层126a的模型的聚酰亚胺层124露出表面。
然后，如图28(d)所示，在牺牲层120a，基板94及聚酰亚胺层124上溅镀金属玻璃材料，形成金属玻璃层126，此实施例中，采用的金属玻璃材料为ZrCuAl。
接着，如图28(e)所示，将聚酰亚胺层124用蚀刻术去除，结果在基板94上，残留着金属玻璃层126a和牺牲层120a、牺牲层120a，存在于金属玻璃层126a的一部分区域与基板94之间。
图28(e’)是图28(e)所示结构的顶视图，本发明的接触端子形成方法为利用金属玻璃的微细加工技术，能同时总括形成多个微细的金属玻璃层126a的结构，在图28(e’)如例中所示，呈现出三个金属玻璃层126a形成于牺牲层120a及基板94上的状态，如上所述，金属玻璃层126a的形状由聚酰亚胺层124的形状来定，在第1实施例中。金属玻璃层126a具有如图27(a)中所示的尖细状。
然后，如图28(f)所示，将牺牲层以蚀刻去除，做成非晶质材料(金属玻璃)悬臂(cantilever)128，由于去掉了牺牲层120a，这个金属玻璃悬臂128含有部分离开基板94的自由部128a。
以上如图28(a)～(f)所示，本发明接触端子的形成方法中第一阶段的第一实例能够提供利用牺牲层120a来形成复数个微细金属玻璃悬臂128的方法，本实例用溅镀法形成金属玻璃层126，但也可以用电子光束蒸着法等其它的物理汽相沉积PVD(physical vapor deposition)法，镀金技术，以及CVD法等已知的技术。
图29(a)～(b)是剖面图，显示了本发明接触端子形成方法第一阶段的第二实例即由蚀刻去除基板94的一部分区域以形成非晶质材料层(金属玻璃层)的自由部128a制作过程中的结构断面，下面根据图29(a)～(d)，说明形成自由部128a的第1个阶段第2实例。
如图29(a)所示，运用微影蚀刻法程序，在基板94上，配合以后形成的金属玻璃层的形状，形成聚酰亚胺层160，在这个微影刻法程序中设定以后要生成的金属玻璃层162的形状。
然后如图29(b)，在基板94及聚酰亚胺层160上，溅镀金属玻璃材料，以形成金属玻璃层162，此时，用ZrCuAl作为金属玻璃材料。
接着，如图29(c)所示，蚀刻去除聚酰亚胺层160，其结果在基板94上留有金属玻璃层162a，本发明接触端子形成方法由于利用金属玻璃的微细加工技术，能同时总括形成复数个微细的金属玻璃162a的结构。
图29(c’)是图29(c)所示结构的顶视图，图29(c’)所例示的是显示了3个金属玻璃层162a形成于基板94上的情况；第2实例中，与第1实例相似，金属玻璃层126a具有如图27(a)所示尖头形状。
然后，如图29(d)，蚀刻去除金属玻璃层162a一部分区域下方的基板94一的部分以形成穴部102，这样，金属玻璃层162a的一部分区域与基板94分离开来，具体说就是蚀刻去除金属玻璃层162a顶端下方的基板94的一部分以形成离开基板94的自由部128a。
图29(d’)是图29(d)所示结构的顶视图，在这个顶视图中，邻接的金属玻璃层162a形成一个穴部102，在其它例子里也可以对各个金属玻璃层162a形成穴部102。
如上图29(a)～(b)所示，本发明接触端子生成方法的第1阶段第2实例能够提供以蚀刻去除金属玻璃层162a顶端部下方的基板94的一部分来形成自由部128a的方法；另外，本实例中用溅镀法形成了金属玻璃层162a，但也可以用电子光束蒸着法等其它PVD法，镀金技术及CVD法等。
图30(a)～(e)是剖面图，显示了弯曲自由部128a形成接触端子92的本发明接触端子形成方法第2阶段第1实例制作过程中的结构断面，下面根据图30(a)～(e)说明弯曲自由部128a形成接触端子92的第2阶段第1实施例，这个第1施实例采用图28所示第1阶段第1施实例所形成的自由部128a。
首先如图30(a)所示把基板94由图28(f)所示状态进行翻转，即对基板94以使自由部128a处于重力方向朝下状态配置基板94。
接着如图30(b)，从基板94表面在重力方向下方的所定位置，设置弯曲调整部130，该弯曲调整部130使用具有刚性的基板为宜，本实施例为石英玻璃基板，将弯曲调整部130设置于适当位置，可以在以后弯曲自由部128a的时候，可调节自由部128a的弯曲程度。
为了给弯曲调整部130准确无误的定位，如图30(b’)所示，可使用具有定位结构132的弯曲调整部130，定位结构132用于在基板94表面的重力下方的所定的位置上，决定位弯曲调整部130的位置，定位结构132可以是从弯曲调整部130表面在垂直方向有所定长度的构件，定位结构132的长度根据基板94的表面和弯曲调整部130的表面所定的间隔来决定，使定位结构132的顶端接触基板94，就可以轻松实现从基板94表面在所定位置上配置弯曲调整部130。
弯曲调整部130，用红外线穿透率比基板94高的材料形成为宜，另外为了形成具有均一弯曲量的接触端子92，弯曲调整部130用刚性强的材料构造，最好有比±10μm更小的平行度平面度，进一步而言，弯曲调整部130的平行度平面度，若比±5μm小更好，甚至小于±2μm。
然后如图30(c)，用红外线对自由部128a进行照射加热，这时红外线穿过由Si构成的基板94及石英玻璃的弯曲调整部130，弯曲调整部130最好使用受红外线照射时不会因受热而生大幅度变形的材料，为了在短时间内加热自由部128a，让红外线从基板两面进行照射为宜，如联系图11(b)所说明的那样，在形成金属悬臂128的一面相反侧的基板94的背面，自由部128a位置的对面区域上没有设置金属构成的接地导体部98，由于红外线不能穿过金属，如在基体94的整个背面设置接地导体部98则红外线不能从基板94背面对自由部128a进行照射，因此，在图11(b)所示实施形态里，没有在自由部128a形成的位置对面的背面安装接地导体部98，如此红外线就可以从两面进行照射。
金属玻璃是非晶质，具有高屈服强度、高破坏韧性、耐蚀性及高强度等特性，而且金属玻璃在高温下显示出低度粘性具有塑性变形特性，本实施例中金属玻璃材料使用Zr系的ZrCuAl，在其它实施例里，可以使用Pd系、Ti系等其它系列的金属玻璃材料。
ZrCuAl生成的自由部128a在非晶形(amorphous)合金状态下，顺应温度而起粘性变化，具体说来，自由部128a在过冷却液体域加热后显示粘性流动，因此用红外线从基板94两面照射加热所有的自由部128a，所有的自由部128a就如图30(d)所示，发生塑性变形，此时，自由部128a在重力作用下向着离开基板94的方向弯曲。
在所有的自由部128a的顶端接触弯曲调整部130后，停止红外线照射，自由部128a由在过冷却液体域具有粘性流动性的金属玻璃材料生成，所以被弯曲的自由部128a内部的残留应力几乎为0，自由部128a的温度逐渐下降，但自由部128a内部的残留应力保持为0，所以在自由部128a的温度下降时，自由部128a也不变形，保持红外线照射停止时的形状；其后按图30(e)，取下弯曲调整部130，则形成所期望弯曲程度的接触端子92。
如联系图4所作的说明，以W、ReW、BeCu、Pd等所形成的金属针，有存在结晶粒界，这种金属针在反复接触被测试电路的焊垫(pad)的时候，摩擦其上生成的残渣进入结晶粒界，有增加接触电阻的缺点，相反的，本发明使用的金属玻璃，不存在结晶粒界，因此由金属玻璃生成的接触端子92比起以前的金属针，具有非常优越的接触特性。
根据上述关联图28及30说明的本发明的实施形态，首先以金属玻璃材料形成金属玻璃的悬臂128，然后弯曲金属悬臂128的自由部128a，就有可能形成接触端子92。
另外，在关联图30说明的实施例中，用图28所示的自由部128a形成了接触端子92，但也可以用图30中说明的弯曲方法弯曲图29所示的自由部128a，即用红外线照射图29所示的自由部128a，由自由部128a的塑性变形，形成接触端子92，弯曲图29所示自由部128a，也可以形成图10所示的接触端子92。
图31(a)表示了图30所示的弯曲调整部130及定位结构132的变形实施例，图31(a)中，弯曲调整部材131具有弯曲调整部130及系止部133，系止部133抑制基板94在重力方面的移动，如图标，弯曲调整部材131具有具备系止部133的凹部，本实施例，系止部133设成段状于弯曲调整部材131的内侧面形成，也可以由设成突起部于弯曲调整部材131的内侧面来形成，位于系止部133上方的弯曲调整部材131的内侧面顺应基板94的形状而形成，弯曲调整部材131的上面内壁的至少一部分接触基板94的侧壁，以抑制基板94的横向移动为宜。
弯曲调整部材131的底部有作为图30所示弯曲调整部130的作用，因此同图30一样，弯曲调整部材131至少其底部(即弯曲调整部130部分)用红外线透过率高的材料所形成为宜；自由部128a的弯曲程度由弯曲调整部130和系止部133的距离决定，即系止部133实现与图30所示的定位结构132相同的功能，为了达到平行度平面度的严格要求，弯曲调整部材131用石英生成为宜。
图31(b)是图31(a)所示弯曲调整部材131的变形例，该弯曲调整部材131具有第1系止部133、第2系止部135及弯曲调整部130；在本实施例，设成段状于弯曲调整部材131的内侧面而形成的第1系止部133及第2系止部135，靠在弯曲调整部材131内侧面设突起部也可以形成，第1系止部133抑制基板94在重力方向的移动；又弯曲调整部130载设在第2系止部135上，由第2系止部135抑制弯曲调整部130在重力方向上的移动；另外，位于第2系止部135和第1系止部133中间的弯曲调整部材131的凹部内侧面，以抑制弯曲调整部130之横向移动为宜。
自由部128a的弯曲长度由弯曲调整部130和第1系止部133间的距离决定，因此在本实施例的弯曲调整部材131里，改变弯曲调整部130的厚度，就有可能取得所期望的自由部128a期望的弯曲量，例如，准备复数个不同厚度的弯曲调整部130，顺应所期望的弯曲量，适当的变更第2系止部135上的弯曲调整部130，就可以调节自由部128a的弯曲量。
另外，在图30中说明了利用重力弯折自由部128a的方法，但如用离心力、电场、磁场，也可以弯曲自由部128a，此外，让自由部128a由双压电芯片(bimorph)结构成时，也能弯曲自由部128a。
图32用来说明利用电场弯曲自由部128a的实施例，在自由部128a下方设置电极部152，为了总括弯曲形成于基板94的全部自由部128a，电极部152以具有基板94整个表面大小为宜；然后在自由部128a及电极部152上接上电压电源，设定自由部128a为负电位，电极部152为正电位，也可以设定自由部128a为正电位，电极部152为负电位，在自由部128a和电极部152之间加上电场，自由部128a就被朝电极部152的方向弯曲，由于自由部128a使用在过冷却液体域下具有粘性流动性的金属玻璃材料所形成，即使切断电压电源，自由部128a也保持弯曲状态，本实施例利用电场，使总括形成接触端子成为可能。
图33用来说明弯曲由双压电芯片(bimorph)结构形成的自由部128a的实施例，如图33(a)所示，这个金属玻璃悬臂128包括压电板154a及154b，压电板154a及154b在施加电压后，能在金属玻璃悬臂128的长度方向上伸缩，由图33(a)所示状态在压电板154a的延伸方向上给压电板154a施加电压，同时在压电板154b的收缩方向上给压电板154b施加电压。
由于压电板154a被拉长，压电板154b被缩短，如图33(b)那样，自由部128a被向下弯曲，此时自由部128a正被加热为宜，在自由部128a向下弯曲的状态下停止对它加热，冷却自由部128a，使之保持原样固化，然后停止对压电板154a及压电板154b施加电压，此时，压电板154a及压电板154b虽要归复原先状态，可是由于自由部128a的金属玻璃以弯曲状态固化，使压电板154a及压电板154b没有完全恢复原样，而停留在最初状态与最弯曲状态之间的中间状态。
图33(c)显示了稳定于最初状态和最弯曲状态的中间状态形成的接触端子92，该实施例让自由部128a由双压电芯片结构所形成，可以总括形成接触端子；图33中，让压电板154a及压电板154b邻接形成，在其它实施例中，也可将压电板154a及压电板154b设置在自由部128a的上层及下层，如同夹着自由部128a一样；另外，弯曲自由部128a形成接触端子92之后，可以用例如蚀刻的方法去除压电板154a及154b。
图33说明了用2片压电板154a及154b弯曲自由部128a的方法，也可以用1片压电板弯曲自由部128a。
图34用来说明利用磁场弯曲自由部128a的实施例，在此实施例，自由部128a的表面形成会显示磁性的磁性层155，间隔离开磁性层155，设置了磁石157，磁性层155和磁石157之间的间隔由自由部128a所期望的弯曲量来决定，加热自由部128a到粘性流动的温度，由于磁力，磁性层155及自由部128a被弯向磁石157的方向，这时，为了使磁力能容易弯曲、磁性层155薄薄的形成于自由部128a的表面为宜；在磁性层155接触了磁石157的时候，停止加热自由部128a之后，蚀刻去除磁性层155，以形成具有所定弯曲量的接触端子92。
图30～34说明了接触端子形成方法第2阶段的实施例，也可以用其它方法弯曲自由部128a，例如，对自由部128a在过冷却液体域范围内加热，进行机械按压，也可以弯曲自由部128a。
图35显示了用本发明的接触端子连接焊垫(pad)和电极导线的半导体装置140的剖面，这个半导体装置140包括半导体芯片142、电极导线146及包装组件148，包装组件148包裹着半导体芯片，半导体芯片142含有复数(多数)个焊垫(pad)144，复数垫状体(pad)144上形成接触端子150。
向来，复数个焊垫(pad)144与电极导线146是依靠电线搭接(wirebonding)的，与此相对，图35中的半导体装置140中靠由金属玻璃材料形成的接触端子150，就能够连接复数个焊垫(pad)144与电极导线146；接触端子150相当于图9～34相关说明的接触端子92，有关接触端子150的详细说明从略，接触端子150可以由微细加工技术形成，因此能够在窄间距(Pitch)的焊垫(pad)144上轻松形成。
另外，接触端子150在离开焊垫(pad)144方向上具有弹性，所以接触端子150就像被电极导线146压制一样，实现了接触端子150与电极导线146的确实接触。
图36显示了用本发明的接触端子搭接焊垫(pad)和外部球状端子的半导装置140的剖面，该半导体装置140包括半导体芯片142、外部球状端子158及包装组件148，包装组件148包裹着半导体芯片142，半导体芯片142含有复数(多数)个焊垫(pad)144，在复数(多数)个焊垫(pad)144上形成接触端子150。
接触端子150相当于图9～34相关说明中的接触端子92，有关接触端子150的详细说明从略；接触端子150可以由微细加工技术形成，因此能够在窄间距(pitch)的焊垫(pad)144上容易形成，接触端子150与焊垫(pad)156接触，焊垫(pad)156与对应的外部球状端子158以电连接，半导体芯片142与包装组件148可以用粘合材料接合，也可以注入树脂固定，另外，图35中，接触端子150形成于焊垫(pad)144之上，除此之外，也可以是形成于焊垫(pad)156之上，与焊垫(pad)144相接触的结构。
如上面所述，可清楚地看到，根据本发明能够提供以金属玻璃形成的接触端子的探测卡及其制造方法；以上将本发明以实施形态进行了说明，本发明技术性范围不局限于上述实施态所中记载的范围；当事者应明了，上述实施形态可能有多样性的变更或改进，从申请专利范围的记录可明白这种进行变更或改进的形态也包含于本发明的技术范围。
利用本发明可以提供能够在窄间距(pitch)、含有大量焊垫(pad)的集成电路上传送高频率信号的探测卡。

Claims (21)

1.一种探测卡，电气性的搭接设在被测试电路的复数个接续端子，使上述被测试电路与外部半导体试验装置之间进行信号传送，其特征为：该探测卡包括：
一基板；
一信号传送路径，形成在上述基板；
一接触端子，在上述基板的一面，利用具有过冷却液体域的非晶质材料，形成在上述信号传送路径的先端，以与上述设在被测试电路的上述接续端子接触，其中上述接触端子，从上述基板离一段间隔，且具有从上述基板表面向所定方向伸延的形状，且在对上述基板的表面成垂直的方向具有弹性。
2.如权利要求1所述的探测卡，其特征为：至少上述信号传送路径的上述先端附近的区域是由和上述接触端子相同的非晶质材料所形成。
3.如权利要求1或2所述的探测卡，其特征为：具备一接地路线，离传送信号路径一段间隔且与传送信号路径平行接地。
4.如权利要求1或2所述的探测卡，其特征为：具备一低电阻部，邻接在上述信号传送路径，其电阻低于信号传送路径。
5.如权利要求1或2所述的探测卡，其特征为：上述接触端子在先端具备有由接点材料所形成的一接触点。
6.如权利要求1或2所述的探测卡，其特征为：上述接触端子是由金属材料涂布。
7.如权利要求1或2所述的探测卡，其特征为：具备一种电位供给部，设在前述基板的前述一面的背面以提供所定的电位。
8.如权利要求7所述的探测卡，其特征为：上述电位供给部是设在前述一面中形成有上述接触端子位置对面的上述背面位置以外的区域。
9.如权利要求7所述的探测卡，其特征为：上述基板由电介体材料或半导体材料形成，上述信号传送路径与上述基板及上述电位供给部一起形成具有一定特性阻抗的微带线路。
10.如权利要求1或2所述的探测卡，其特征为：具备着复数个接触端子，由具有过冷却液体域的非晶质材料形成于上述基板的上述一面对应的背面，介由上述信号传送路径，与在上述一面形成的上述接触端子电气性的连接。
11.一种接触端子形成方法，该接触端子电气性的连接被测试电路上所设的复数个接续端子，并在上述被测试电路与外部半导体试验装置间进行信号传送的探测卡的基板上接触上述接续端子，其特征为：上述接触端子形成方法包括：
一牺牲层形成阶段，在上述基板上的一部分区域形成牺牲层；
一非晶质材料层形成阶段：在上述牺牲层及上述基板上形成一非晶质材料层，该非晶质材料层包含着具有过冷却液体域的非晶质材料；
一非晶质材料悬臂形成阶段：去除上述非晶质材料层的一部分区域与上述基板间存在的上述牺牲层，以形成具有一部分离开基板的自由部的非晶质材料悬臂；
一接触端子形成阶段，将上述自由部从上述基板向所定方向弯曲以形成上述接触端子。
12.一种接触端子形成方法，该接触端子电气性的连接被测试电路上所设的复数个接续端子，并在上述被测试电路与外部半导体试验装置之间进行信号传送的探测卡的基板上接触上述接续端子，其特征为：上述接触端子形成方法包括：
一非晶质材料层形成阶段；在上述基板上，形成一非晶质材料层，该非晶质材料层包含着具有过冷却液体域的非晶质材料；
一自由部形成阶段；以蚀刻去除存在于上述非晶质材料层的一部分区域下方的上述基板的一部分，在上述非晶质材料层的上述一部分区域形成离开上述基板的自由部；
一接触端子形成阶段；将上述自由部从上述基板向所定方向弯曲以形成上述接触端子。
13.如权利要求11或12所述的接触端子形成方法，其特征为：上述非晶质材料层形成阶段是利用溅镀上述非晶质材料以形成上述非晶质材料层。
14.如权利要求11或12所述的接触端子形成方法，其特征为：上述接触端子形成阶段包含将上述自由部从上述基板向所定的方向塑性变形的阶段。
15.如权利要求11或12所述的接触端子形成方法，其特征为：上述接触端子形成阶段包含将上述自由部加热的阶段。
16.如权利要求11或12所述的接触端子形成方法，其特征为：上述接触端子形成阶段包括设置一弯曲调整部的阶段，将该弯曲调整部设于由上述基板表面向重力方向的下方所定位置。
17.如权利要求16所述的接触端子形成方法，其特征为：上述接触端子形成阶段，包括设置石英玻璃基板的阶段，该石英玻璃基板具有定位结构，该定位结构是定位出上述基板表面在其重力方向下方的上述所定位置。
18.如权利要求11或12所述的接触端子形成方法，其特征为：上述接触端子形成阶段包含了设置一弯曲调整部材的阶段，该弯曲调整部材具有系止部，抑制上述基板的重力方向的移动，且具有设于上述基板的重力方向下方的所定位置。
19.一种半导体芯片，具有复数个焊垫，在上述焊垫上利用如权利要求11或12所述的接触端子形成方法形成接触端子，其特征为：上述接触端子具有从上述焊垫表面向所定方向伸延的形状。
20.一种半导体装置，组装着具有复数个焊垫的半导体芯片，其特征为：具备复数个电极导线和包装上述半导体芯片的包装组件，其上述半导体芯片的上述焊垫与上述电极导线是利用如权利要求11或12所述的接触端子形成方法所形成的接触端子而接连。
21.一种半导体装置，组装着具有复数个焊垫的半导体芯片，其特征为：具备复数个外部球状端子和包装上述半导体的包装组件，其上述半导体芯片的上述焊垫及上述外部球状端子是利用如权利要求11或12所述的接触端子形成方法所形成的接触端子，以电气性的搭接。
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