发明名称 互连线组合之接触元件及其形成方法
摘要 一种互连总成及该总成之制法及用法。本发明之一特征方面之具体实施例包括一接触元件,其包括一底部自适应于黏着于一基材及一梁部连结至底部且由底部伸出。梁部设计成具有一种几何,其当偏转时(例如形状为三角形)可实质上让跨梁部的应力最理想化,且自适应于自行竖立。本发明之另一特征方面之具体实施例涉及一种形成一接触元件之方法。此种方法包括形成一底部而黏着于电气总成之基材以及形成一梁部连结至该底部。梁部由底部伸出且设计成具有一种几何,其当偏转时实质上可均匀分布应力跨梁部,且自适应于自行竖立。须了解于本发明之某些具体实施例中,多个接触元件共同用于形成一种互连总成口具有弹性接触元件之互连总成及此等总成之制法。于一特征方面,互连总成包括一基材及一弹性电气接触元件设置于该基材上,弹性接触结构之第一部份系设置于基材上以及第二部份系由基材伸出且可于外加作用力下由第一位置移动至第二位置,一制止结构设置于基材表面上以及设置于弹性接触结构之第一部份之表面上。根据本发明之另一特征方面,一弹性接触结构之梁部具有实质三角形形状。
申请公布号 TW518916 申请公布日期 2003.01.21
申请号 TW089115236 申请日期 2000.08.18
申请人 佛姆费克托公司 发明人 班杰明N 艾尔瑞吉;盖坦 麦修
分类号 H05K1/18 主分类号 H05K1/18
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种于一互连总成的接触元件,包含:一底部适应于附着于一基材;一梁部连结至底部且由该底部伸出,该梁部形状实质上为三角形且适应于自行竖立。2.如申请专利范围第1项之接触元件,其中该接触元件之梁部自适应于具有弹性,及该梁部之厚度实质上系小于跨该梁部上表面之横向维度。3.如申请专利范围第1项之接触元件,其中该接触元件进一步包含:一第一层为导电性;以及一第二层其为机械弹性。4.如申请专利范围第1项之接触元件,其中该梁部相对于基材表面系以一斜角由该底部伸出。5.如申请专利范围第1项之接触元件,其中该底部及该梁部系藉蚀刻术形成。6.如申请专利范围第1项之接触元件,其中该梁部为细长且有弹性,以及其中该基材包含一积体电路于一半导体材料。7.如申请专利范围第1项之接触元件,进一步包含:一梢端部连结至该梁部。8.如申请专利范围第7项之接触元件,其中该梢端部系与梁部一体成形。9.如申请专利范围第8项之接触元件,其中该底部及该梁部系一体成形。10.如申请专利范围第1项之接触元件,其中该互连总成进一步包含复数接触元件,各自具有:一各别底部适应于黏着于基材;一各别梁部连结至各别底部且由底部伸出,该各别梁部形状实质为三角形且适应于自行竖立;以及其中复数接触元件之数毗邻者于基材上之间隔节距系于约2.5至2000微米之范围。11.如申请专利范围第10项之接触元件,其中该节距系小于约500微米。12.如申请专利范围第10项之接触元件,其中该基材包含一积体电路于一半导体材料。13.如申请专利范围第1项之接触元件,其中该梁部相对于基材表面系以一斜角由底部末端伸出,以及其中该底部系平行该表面。14.如申请专利范围第1项之接触元件,进一步包含:一梢端结构其系制造成与僚部隔开及其系架设于梁部上。15.一种形成一接触元件之方法,该方法包含:形成一底部而黏着于一电气总成之基材;形成一梁部连结至该底部,该梁部系由该底部伸出且形状实质为三角形以及适应于自行竖立。16.如申请专利范围第15项之方法,其中该梁部为弹性且细长。17.如申请专利范围第16项之方法,其中该底部及该梁部系藉蚀刻术形成。18.如申请专利范围第17项之方法,其中该底部及该梁部系于一次操作一体成形。19.如申请专利范围第17项之方法,其中该底部及该梁部系藉下述方式形成:施加一第一罩盖层;形成一第一开口与第一罩盖层,该第一开口具有一第一区及一第二区,该第二区包含一倾斜壁;沉积一种导电材料于该第一开口内部。20.如申请专利范围第19项之方法,进一步包含:于形成第一开口后施加一第二罩盖层;形成一第二开口于该第二罩盖层,该第二开口系界定实质三角形形状。21.如申请专利范围第20项之方法,其中沉积导电材料包括含:通过第二开口镀敷导电材料于第一开口。22.如申请专利范围第19项之方法,其中沉积于第一区的导电材料形成底部,而沉积于第二区的导电材料形成梁部,以及梁部系以相对于基材表面夹角一斜角由底部一端伸出。23.一种接触元件于一互连总成中,包含:一底部适应于黏着于一基材;一梁部连结至该底部且由该底部伸出,该梁部适应于自行竖立且具有梁部几何其当偏转时食质上可均匀分布应力遍布全梁。24.如申请专利范围第23项之接触元件,其中该接触元件之梁部自适应于具有弹性,及该梁部之厚度实质上系小于跨该梁部上表面之横向维度。25.如申请专利范围第23项之接触元件,其中该接触元件进一步包含:一第一层为导电性;以及一第二层其为机械弹性。26.如申请专利范围第23项之接触元件,其中该梁部系以相对于基材表面夹角一斜角由该底部伸出,以及该梁部具有实质为三角形形状。27.如申请专利范围第23项之接触元件,其中该底部及该梁部系藉蚀刻术形成。28.如申请专利范围第23项之接触元件,其中该梁部为细长且有弹性,以及其中该基材包含一积体电路于一半导体材料。29.如申请专利范围第23项之接触元件,进一步包含:一梢端部连结至该梁部。30.如申请专利范围第29项之接触元件,其中该梢端部系与梁部一体成形。31.如申请专利范围第30项之接触元件,其中该底部及该梁部系一体成形。32.如申请专利范围第23项之接触元件,其中该互连总成进一步包含复数接触元件,各自具有:一各别底部适应于黏着于基材;一各别梁部连结至各别底部且由底部伸出,该各别梁部形状实质为三角形且适应于自行竖立;以及其中复数接触元件之数毗邻者于基材上之间隔节距系于约2.5至2000微米之范围。33.如申请专利范围第32项之接触元件,其中该节距系小于约500微米。34.如申请专利范围第32项之接触元件,其中该基材包含一积体电路于一半导体材料。35.如申请专利范围第23项之接触元件,其中该梁部相对于基材表面系以一斜角由底部末端伸出,以及其中该底部系平行该表面。36.如申请专利范围第23项之接触元件,进一步包含:一梢端结构其系制造成与僚部隔开及其系架设于梁部上。37.一种形成一接触元件之方法,该方法包含:形成一底部黏着于一电气总成之基材;形成一梁部连结至该底部,该梁部系由底部伸出且适应于自行竖立,以及具有梁部几何其当偏转时可实质均匀分布应力遍布梁部之上。38.如申请专利范围第37项之方法,其中该梁部为弹性且细长且具有实质为三角形形状。39.如申请专利范围第38项之方法,其中该底部及该梁部系藉蚀刻术形成。40.如申请专利范围第39项之方法,其中该底部及该梁部系于一次操作一体成形。41.如申请专利范围第39项之方法,其中该底部及该梁部系藉下述方式形成:施加一第一罩盖层;形成一第一开口与第一罩盖层,该第一开口具有一第一区及一第二区,该第二区包含一倾斜壁;沉积一种导电材料于该第一开口内部。42.如申请专利范围第41项之方法,进一步包含:于形成第一开口后施加一第二罩盖层;形成一第二开口于该第二罩盖层,该第二开口系界定实质三角形形状。43.如申请专利范围第42项之方法,其中沉积导电材料包括含:通过第二开口镀敷导电材料于第一开口。44.如申请专利范围第41项之方法,其中沉积于第一区的导电材料形成底部,而沉积于第二区的导电材料形成梁部,以及梁部系以相对于基材表面夹角一斜角由底部一端伸出。45.一种于一互连总成之接触元件,包含:一底部适应于黏着于一基材;一梁部连结至该底部且由底部伸出,该梁部适应于自行竖立,以及其中该梁部几何系设计成对预定梁部之尺寸约束以及对该接触元件之预定弹簧常识可产生实质上最理想化的应力参数。46.如申请专利范围第45项之接触元件,其中该接触元件之梁部适应于具有弹性,及该梁部之厚度实质上系小于跨该梁部上表面之横向维度。47.如申请专利范围第45项之接触元件,其中该接触元件进一步包含:一第一层为导电性;以及一第二层其为机械弹性。48.如申请专利范围第45项之接触元件,其中该梁部系以相对于基材表面夹角一斜角由该底部伸出,以及该梁部具有实质为三角形形状。49.如申请专利范围第45项之接触元件,其中该接触元件为弹性,及其中该底部及该梁部系以蚀刻术分开形成,以及其中该几何系经选择而于具有实质恒定截面积之悬臂梁上获得改良的性能。50.如申请专利范围第45项之接触元件,其中该梁部为细长且有弹性,以及其中该基材包含一积体电路于一半导体材料。51.如申请专利范围第45项之接触元件,进一步包含:一梢端部连结至该梁部。52.如申请专利范围第51项之接触元件,其中该梢端部系与梁部一体成形。53.如申请专利范围第52项之接触元件,其中该底部及该梁部系一体成形。54.如申请专利范围第45项之接触元件,其中该互连总成进一步包含复数接触元件,各自具有:一各别底部适应于黏着于基材;一各别梁部连结至各别底部且由底部伸出,该各别梁部形状实质为三角形且适应于自行竖立;以及其中复数接触元件之数毗邻者于基材上之间隔节距系于约2.5至2000微米之范围。55.如申请专利范围第54项之接触元件,其中该节距系小于约500微米。56.如申请专利范围第54项之接触元件,其中该基材包含一积体电路于一半导体材料。57.如申请专利范围第45项之接触元件,其中该梁部相对于基材表面系以一斜角由底部末端伸出,以及其中该底部系平行该表面。58.如申请专利范围第45项之接触元件,进一步包含:一梢端结构其系制造成与僚部隔开及其系架设于梁部上。59.一种形成一弹性接触元件之方法,该方法包含:形成一底部附着于一电气总成之基材;形成一梁部连结至该底部,该梁部系由底部伸出且适应于自行竖立,且具有梁部几何设计成于指定之梁部预定尺寸约束以及弹性接触元件的预定弹簧常数时可产生实质上最理想化的应力参数。60.如申请专利范围第59项之方法,其中该梁部为弹性且细长且具有实质为三角形形状。61.如申请专利范围第60项之方法,其中该底部及该梁部系藉蚀刻术分开形成,以及其中该梁部几何系选定为可于具有实质恒定截面积的悬臂梁上提供改良的性能。62.如申请专利范围第60项之方法,其中该底部及该梁部系于一次操作一体成形。63.如申请专利范围第61项之方法,其中该底部及该梁部系藉下述方式形成:施加一第一罩盖层;形成一第一开口与第一罩盖层,该第一开口具有一第一区及一第二区,该第二区包含一倾斜壁;沉积一种导电材料于该第一开口内部。64.如申请专利范围第63项之方法,进一步包含:于形成第一开口后施加一第二罩盖层;形成一第二开口于该第二罩盖层,该第二开口系界定实质三角形形状。65.如申请专利范围第64项之方法,其中沉积导电材料包括含:通过第二开口镀敷导电材料于第一开口。66.如申请专利范围第63项之方法,其中沉积于第一区的导电材料形成底部,而沉积于第二区的导电材料形成梁部,以及梁部系以相对于基材表面夹角一斜角由底部一端伸出。67.一种互连总成,包含:一基材;一接触元件设置于该基材上,该接触元件之第一部份适应于自行竖立,且进一步适应于当施力至接触元件的第一部份时由第一位置移动至第二位置;以及一制止结构设置于该接触元件之第二部份上,该制止结构系界定该第二位置。68.如申请专利范围第67项之互连总成,其中复数接触元件系设置于基材上,该等接触元件系以约2.5微米至2000微米范围之节距设置。69.如申请专利范围第67项之互连总成,其中该基材具有一接线衬垫连结至一微电子装置,该接触元件系设置于该接线衬垫上。70.如申请专利范围第67项之互连总成,其中该基材具有一重新分布导体连结至一微电子装置,该接触元件系设置于该重新分布导体上。71.如申请专利范围第67项之互连总成,其中该基材具有一接触衬垫连结至一测试设备,该接触元件系设置于该接线衬垫上。72.如申请专利范围第67项之互连总成,其中该接触元件具有弹性,以及其中该制止结构系于施力于第一部份时以该力压迫抵住第二部份。73.如申请专利范围第67项之互连总成,其中该接触元件包含至少一金属层。74.如申请专利范围第67项之互连总成,其中该接触元件包含一第一金属层及一第二金属层,该第一金属层对该接触元件提供弹性,以及该第二金属层对该接触元件提供导电性。75.如申请专利范围第67项之互连总成,其中该接触元件为一细长弹性接触元件。76.如申请专利范围第67项之互连总成,其中该接触元件之第一部份相对于基材表面为倾斜,因此该接触元件之第一部份之一端系位在高于基材表面之高度。77.如申请专利范围第67项之互连总成,其中该接触元件之第一部份之一部份系由制止结构表面凸起某个高度。78.如申请专利范围第77项之互连总成,其中该接触元件由制止结构表面凸起之高度为预定高度。79.如申请专利范围第67项之互连总成,其中该基材包含一积体电路于半导体材料,以及当另一接触元件系于该接触元件做机械及电接触时施力。80.如申请专利范围第67项之互连总成,其中该接触元件为一弹性接触元件,以及其中该臂系于另一接触元件调整至与该接触元件做机械及电接触时施力,以及其中该力较长弹性接触元件由第一位置弯折至第二位置,以及其中该制止结构界定该第二位置,及界定弹性接触元件的最大弯折。81.如申请专利范围第67项之互连总成,其中该接触元件之第一部份具有实质为三角形形状,以及该接触元件之第三部份为该三角形的一点。82.如申请专利范围第67项之互连总成,其中该制止结构具有垂直高度系小于统计学上可能存在的最短接触元件的垂直高度。83.一种形成一互连总成之方法,该方法包含:设置一接触元件于一基材上,该接触元件之第一部份可自行竖立且于施力至该接触元件之第一部份时可由一第一位置移动至第二位置;以及设置一制止结构于该接触元件之第二部份上,该制止结构界定该第二位置。84.如申请专利范围第83项之方法,其中设置该接触元件于该基材上包括以矽为节距设置另一接触元件于该基材上。85.如申请专利范围第83项之方法,其中该接触元件为自行竖立且具有弹性。86.如申请专利范围第83项之方法,其中设置该接触元件进一步包含:施加一第一罩盖层于该基材上;于该第一罩盖层形成一开口伸展入第一罩盖层内部,该开口具有锥状壁;以及沉积一金属层于该第一罩盖层之开口的锥状壁上。87.如申请专利范围第86项之方法,其中该锥状壁系使用下列至少一种技术变尖:使用渐进灰阶变尖,使用再流动变尖,使用控制曝光变尖,使用改变罩盖距离变尖或藉多次曝光变尖。88.如申请专利范围第86项之方法,其中于形成锥状壁后,该方法进一步包含:置放一罩盖图样于该第一罩盖层上,该罩盖图样具有一种实质为三角形形状的图样;以及根据罩盖图样以实质三角形形状沉积金属层于第一罩盖层之开口。89.如申请专利范围第86项之方法,其中沉积金属层包括使用溅镀沉积法、电镀沉积法、化学气相沉积法以及无电镀敷法之任一种方法。90.如申请专利范围第86项之方法,其中沉积金属层包括:沉积一第一金属层,该第一金属层系选用其弹性性质;以及沉积一第二金属层,该第二金属层系选择其导电性质。91.如申请专利范围第86项之方法,进一步包含:去除部份第一罩盖层俾允许接触元件自行竖立;以及施加一额外层而覆盖接触元件之第二部份。92.如申请专利范围第91项之方法,进一步包含:平面化第一罩盖层而形成制止结构,该制止结构具有垂直高度系小于存在的最短接触元件的垂直高度。93.如申请专利范围第86项之方法,进一步包含:去除第一罩盖层;施加一第二层于接触元件之第二部份上,以及允许接触元件之第一部份可自行竖立。94.如申请专利范围第93项之方法,进一步包含:平面化第二层形成该制止结构,该制止结构具有垂直高度系小于最短接触元件之垂直高度。95.如申请专利范围第83项之方法,其中该接触元件为可自行竖立的弹性接触元件,及其中当另一接触元件调整至与该接触元件做机械及电接触时施力,及其中该力造成弹性接触元件由第一位置弯折至第二位置,以及其中该制止结构界定第二位置而界定弹性接触元件的最大弯折。96.如申请专利范围第83项之方法,其中该接触元件为可自行竖立的弹性接触元件,及其中该制止结构系于施力于第一部份时以该力压迫抵住第二部份,以及其中该力系于另一接触元件被调整至于该接触元件做机械及电接触时施力。97.一种电气系统,包含:一第一基材具有一第一接触元件;一第二基材;至少一第二接触元件系设置于第二基材上,该第二接触元件之第一部份适应于自行竖立,以及进一步适应于当藉第一接触元件施力于第二接触元件之第一部份时由第一位置移动至第二位置;以及一制止结构设置于第二接触元件之第二部份上,该制止结构界定该第二位置。98.如申请专利范围第97项之电气系统,其中该第二基材具有一接线衬垫连结至一微电子装置,该第二接触元件之第二部份系设置于接线衬垫上,以及该第一基材为下列任一者:(1)测试探针总成具有第一接触元件接触第二接触元件;以及(2)一封装体具有第一接触元件于微电子装置使用期间罩住该微电子装置。99.一种形成一自行竖立的细长弹性接触元件之方法,该方法包含:将一模具压迫至变形材料内部,该模具决定该自行竖立的细长弹性接触元件之至少一部份的形状;于该弹性材料上形成该自行竖立的细长弹性接触元件之至少该部份。100.如申请专利范围第99项之方法,其中该成形步骤包含于变形材料已经使用模具变形之后沉积一种导电材料于该变形材料上。101.如申请专利范围第100项之方法,其中该模具包含多种形状用以对应自行竖立的细长弹性接触元件之多部份。102.如申请专利范围第101项之方法,进一步包含:于沉积导电材料后去除变形材料103.如申请专利范围第102项之方法,其中该自行竖立的细长弹性元件系设置于一基材上的对应电互连衬垫上。104.如申请专利范围第103项之方法,其中该基材包含一半导体积体电路。105.一种蚀刻界定形成的弹性接触元件,具有一弯曲的梁部系由一基材向上方向伸展其系藉蚀刻术界定。106.如申请专利范围第105项之蚀刻术界定形成的弹性接触元件,进一步包含:一底部以机械方式附着于该基材且电气耦合至该基材上之一电互连终端,以及其中该弹性接触元件于初步形成后释放时可自行竖立。107.如申请专利范围第106项之蚀刻术界定形成的弹性接触元件,其中该弯曲梁部之区度系由基材向上方向伸展,及该曲度系藉保护性层的弯曲斜面以蚀刻术界定,该保护性层被去除而释放弹性接触元件。108.如申请专利范围第106项之蚀刻术界定形成的弹性接触元件,进一步包含一保护性层其系界定弯曲梁部之曲度。图式简单说明:图1A显示复数弹性接触元件设置于一基材上而该基材上附有制止结构之实例。图1A为基材102之透视图,基材带有其弹性接触元件及制止结构。图1B显示于带有制止结构之基材上以光刻术形成的弹性接触元件之实例。图1B为弹性接触元件及制止结构之剖面图。图2A为根据本发明之一具体实施例之弹性接触元件之剖面图。图2B为本发明之弹性接触元件之另一具体实施例之剖面图,带有一制止结构设置设置于弹性接触元件之底部上。图2C显示根据本发明之弹性接触元件之一具体实施例之另一例之剖面图,其中一制止结构系设置于弹性接触元件底部上。图2D显示本发明之弹性接触元件之另一例之剖面图。图2E,2F,2G及2H显示剖面图,比较图2E显示之最初比値的弹性接触元件之偏转与图2G显示最初弯曲的弹性接触元件之偏转。图3A为根据本发明之弹性接触元件之一例之顶视图。图3B为根据本发明之弹性接触元件之另一例之顶视图。图3C为根据本发明之弹性接触元件之另一例之顶视图。图3D为弹性接触元件阵列设置于基材上之顶视图。图4显示本发明之互连总成之一例之剖面图,包括一弹性接触元件具有一制止结构设置于接触元件底部上,以及图4也显示另一基材调整为接触载有制止结构及弹性接触元件之该基材。图5为流程图显示根据本发明之一具体实施例形成弹性接触元件及制止结构之方法实例。图6A显示根据本发明之一方法于形成弹性接触元件期间互连总成之结构之剖面图。图6B显示于制造根据本发明之一具体实施例之弹性接触元件的制法中于稍后制程阶段之另一剖面图。图6C显示图6B所示结构608之部份顶视图。图6D显示图5所示于若干处理步骤后所得结构之剖面图。图6E显示可形成本发明之弹性接触元件之另一基材之剖面图。图6F显示于图5方法中之某些制程步骤后之剖面图。图6G显示于图5方法之进一步制程步骤后之另一剖面图。图6H显示图6G所示结构之部份顶视图。图6I显示根据图5所示方法形成的结构之另一剖面图。图6J显示根据图5所示方法形成的弹性接触元件之另一剖面图。图6K显示于根据图5之方法之进一步制程步骤后之另一剖面图。图6L显示图6K所示结构之一具体实施例之顶视图。图7A显示带有多个弹性接触元件及其对应制止结构之一具体实施例之剖面图。图7B显示根据本发明之一具体实施例一弹性接触元件设置于由接触结构形成的井内部之透视图。图8A显示根据本发明之弹性接触元件之另一具体实施例之剖面图。图8B显示图8A之弹性接触元件于元件组装之后之透视图。图9A,9B,9C及9D显示根据本发明于形成弹性接触元件之另一方法期间之基材之剖面图。
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