本發(fā)明涉及mems探針，特別涉及基于原子層沉積技術(shù)的mems探針制作方法。

背景技術(shù)：

1、mems探針是微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)制造的微型探針，這些探針具有多層不同金屬堆疊的復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的耐流性能。內(nèi)部堆疊層數(shù)的增加可以顯著提升性能。

2、傳統(tǒng)的mems探針制作工藝涉及光刻、電鍍、化學(xué)機(jī)械研磨（cmp）等步驟，類似于半導(dǎo)體芯片的制造過(guò)程。制造時(shí)，需要將基底浸入含有特定合金的電鍍液中，通過(guò)電鍍工藝在圖案上沉積金屬層，沉積出的金屬層表面不平整，需要通過(guò)cmp技術(shù)進(jìn)行平滑處理，然后再沉積下一金屬層，以此類推，重復(fù)多次電鍍和cmp過(guò)程，最終制造出具有多層堆疊結(jié)構(gòu)的mems探針。

3、但是，傳統(tǒng)mems探針卡的制造工藝在面對(duì)現(xiàn)代半導(dǎo)體測(cè)試的高要求時(shí)，表現(xiàn)出了一些明顯的不足。首先，這一工藝流程相當(dāng)繁瑣，需要反復(fù)進(jìn)行金屬濺射、光刻、電鍍和化學(xué)機(jī)械研磨拋光等步驟，這些步驟的復(fù)雜性不僅增加了制造時(shí)間，也提高了生產(chǎn)成本。其次，由于層與層之間的結(jié)合力不足，這限制了探針卡的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和耐用性，滿足不了高精度測(cè)試的需求。

4、此外，傳統(tǒng)工藝在制備超薄金屬層方面也存在難題，因?yàn)殡婂兊钠秸炔桓?，需要依賴cmp過(guò)程來(lái)減薄探針表面，以達(dá)到所需的平整度，這一過(guò)程不僅增加了工藝的復(fù)雜性，也限制了金屬層的最小厚度。這些問(wèn)題共同導(dǎo)致了傳統(tǒng)mems探針卡在現(xiàn)代高精度、高密度的半導(dǎo)體測(cè)試應(yīng)用中的局限性，迫切需要新技術(shù)和新工藝來(lái)克服這些挑戰(zhàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于原子層沉積技術(shù)的mems探針制作方法，可精確控制金屬層的厚度，并靈活調(diào)整層數(shù)，從而顯著提升探針的制造精度。

2、為此，本發(fā)明的技術(shù)方案是：基于原子層沉積技術(shù)的mems探針制作方法，以多孔陽(yáng)極氧化鋁為襯底，將其納米孔道蝕刻成探針模具，在探針模具內(nèi)進(jìn)行原子層沉積，形成堆疊的多層金屬層；對(duì)頂部金屬層進(jìn)行cmp處理后，脫模即可得到mems探針。

3、在上述方案的基礎(chǔ)上并作為上述方案的優(yōu)選方案：在探針模具內(nèi)，還包括由電鍍形成電鍍金屬層，由原子層沉積而成的為沉積金屬層，電鍍金屬層和沉積金屬層組合形成多層金屬層。

4、在上述方案的基礎(chǔ)上并作為上述方案的優(yōu)選方案：所述探針模具的加工步驟如下：

5、a1、在多孔陽(yáng)極氧化鋁上進(jìn)行光刻，涂覆光刻膠并進(jìn)行圖形顯影，形成探針圖案；

6、a2、在襯底的納米孔道內(nèi)蝕刻出相應(yīng)的溝槽，形成探針模具。

7、在上述方案的基礎(chǔ)上并作為上述方案的優(yōu)選方案：所述襯底的納米孔道被蝕刻出的探針模具，其縱深比為x:30，x的取值為0~1，且不為0。

8、在上述方案的基礎(chǔ)上并作為上述方案的優(yōu)選方案：所述電鍍金屬層、沉積金屬層的材質(zhì)為金或鎳靶合金。

9、在上述方案的基礎(chǔ)上并作為上述方案的優(yōu)選方案：脫模時(shí)，將整個(gè)襯底浸入hf/h2o2溶液中進(jìn)行刻蝕，去除多孔陽(yáng)極氧化鋁襯底。

10、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

11、本發(fā)明采用了原子層沉積技術(shù)來(lái)制備mems探針的超薄金屬層，這種技術(shù)以其高度的精確控制和優(yōu)異的均勻性著稱，特別適合于制造高致密度的涂層。原子層沉積技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)單原子層逐次沉積，從而精確控制薄膜的厚度和成分，這對(duì)于制造高性能的mems探針至關(guān)重要。

12、本發(fā)明可將原子層沉積技術(shù)與電鍍技術(shù)相結(jié)合，同時(shí)獲取電鍍的高沉積速率優(yōu)勢(shì)和原子層沉積的精確控制優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步優(yōu)化了薄膜厚度和成分的調(diào)控，提升了制造過(guò)程的靈活性和效率。

13、本發(fā)明將多孔陽(yáng)極氧化鋁的納米孔道轉(zhuǎn)化為探針模具，可顯著提升了mems探針的縱深比和機(jī)械強(qiáng)度；這種高縱深比的設(shè)計(jì)使得mems探針在承受較大壓力時(shí)依然能夠保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，減少了在測(cè)試過(guò)程中可能出現(xiàn)的變形或斷裂風(fēng)險(xiǎn)，從而確保了測(cè)試的精確性和可靠性。

14、本發(fā)明避免了在每層之間進(jìn)行cmp處理的需要，僅對(duì)頂層金屬層進(jìn)行cmp處理，這大大簡(jiǎn)化了mems探針的制作難度，降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)加快了生產(chǎn)速度。

技術(shù)特征：

1.基于原子層沉積技術(shù)的mems探針制作方法，其特征在于：以多孔陽(yáng)極氧化鋁為襯底，將其納米孔道蝕刻成探針模具，在探針模具內(nèi)進(jìn)行原子層沉積，形成堆疊的多層金屬層；對(duì)頂部金屬層進(jìn)行cmp處理后，脫模即可得到mems探針。

2.如權(quán)利要求1所述的基于原子層沉積技術(shù)的mems探針制作方法，其特征在于：在探針模具內(nèi)，還包括由電鍍形成電鍍金屬層，由原子層沉積而成的為沉積金屬層，電鍍金屬層和沉積金屬層組合形成多層金屬層。

3.如權(quán)利要求1或2所述的基于原子層沉積技術(shù)的mems探針制作方法，其特征在于：所述探針模具的加工步驟如下：

4.如權(quán)利要求1或2所述的基于原子層沉積技術(shù)的mems探針制作方法，其特征在于：所述襯底的納米孔道被蝕刻出的探針模具，其縱深比為x:30，x的取值為0~1，且不為0。

5.如權(quán)利要求2所述的基于原子層沉積技術(shù)的mems探針制作方法，其特征在于：所述電鍍金屬層、沉積金屬層的材質(zhì)為金或鎳靶合金。

6.如權(quán)利要求1或2所述的基于原子層沉積技術(shù)的mems探針制作方法，其特征在于：脫模時(shí)，將整個(gè)襯底浸入hf/h2o2溶液中進(jìn)行刻蝕，去除多孔陽(yáng)極氧化鋁襯底。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于原子層沉積技術(shù)的MEMS探針制作方法，以多孔陽(yáng)極氧化鋁為襯底，將其納米孔道蝕刻成探針模具，在探針模具內(nèi)進(jìn)行原子層沉積，形成堆疊的多層金屬層；對(duì)頂部金屬層進(jìn)行CMP處理后，脫模即可得到MEMS探針。本發(fā)明采用了原子層沉積技術(shù)來(lái)制備MEMS探針的超薄金屬層，原子層沉積技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)單原子層逐次沉積，從而精確控制薄膜的厚度和成分，這對(duì)于制造高性能的MEMS探針至關(guān)重要。

技術(shù)研發(fā)人員：劉紅軍,林隆,舒朝琴
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江微針半導(dǎo)體有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21