在某些实施例中，包括多个垂直对齐的碳纳米管的柱可被构造为机电接触 结构或探针。在某些实施例中，柱可在牺牲衬底上生长，并转移到产品衬底上， 或者柱可在产品衬底上生长。在某些实施例中，柱可被处理以增强诸如刚度之 类的机械性质、诸如电导率之类的电性质和/或物理接触特性。在某些实施例中， 可机械地调节柱以使其具有预定的弹簧性质。在某些实施例中，可将柱用作例 如机电探针，以接触和测试诸如半导体管芯的电子器件，且柱可在电子器件的 端子上作出独特的标记。
附图说明
图1A示出根据本发明某些实施例的衬底上的碳纳米管的示例性柱。
图1B和1C示出图1A中的碳纳米管柱中的一个。
图2-5A示出根据本发明某些实施例的制造碳纳米管柱的示例性浮游催化 剂工艺。
图6和7示出根据本发明某些实施例的制造碳纳米管柱的示例性固定催化 剂工艺。
图8和9示出根据本发明某些实施例的将碳纳米管柱从牺牲衬底转移到另 一个衬底的示例性工艺。
图10示出根据本发明某些实施例的将碳纳米管柱从牺牲衬底转移到另一 个衬底的另一个示例性工艺。
图11A和11B示出根据本发明某些实施例的布线衬底上的碳纳米管柱。
图12-15示出根据本发明某些实施例的制造碳纳米管柱的示例性工艺，其 中该工艺包括将柱转移到衬底。
图15A-16示出根据本发明某些实施例的在布线衬底上生长碳纳米管柱、 将柱锚固到布线衬底和/或将柱电连接到布线衬底的示例性工艺。
图17A-18B示出根据本发明某些实施例的在布线衬底上生长碳纳米管柱、 将柱锚固到布线衬底和/或将柱电连接到布线衬底的另一个示例性工艺。
图19A示出根据本发明某些实施例的示例性碳纳米管柱，其中粘合剂通 过所包含柱吸附到柱的接触端。
图19B示出根据本发明某些实施例的示例性碳纳米管柱，其中粘合剂吸 附到柱的基部、柱的接触端具有突出结构。
图20示出根据本发明某些实施例的对图19B的碳纳米管柱进行处理以增 加从接触端突出的突出结构的数目。
图21示出根据本发明某些实施例的向图20的碳纳米管柱添加导电材料。
图22A和22B示出根据本发明某些实施例的具有能够用导电材料填充的 中空的示例性碳纳米管柱。
图23A示出根据本发明某些实施例的示例性碳纳米管柱，且具有一般沿 接触端的周长在拐角或其它点上形成的突出结构。
图23B、23C、23D和23E示出根据本发明某些实施例的制造图23A的柱 的示例性方法。
图24示出根据本发明某些实施例的调节碳纳米管柱以使其具有特定弹簧 性质的示例性工艺。
图25示出根据本发明某些实施例的根据图24工艺调节碳纳米管柱的示例 性示例。
图26示出根据本发明某些实施例的包括具有探针的接触器的示例性测试 系统，这些探针包括碳纳米管柱。
图27示出根据本发明某些实施例的制造探针卡组件形式的接触器的示例 性工艺。
图28-34示出根据本发明的某些实施例的图27工艺的示例，其中制造图 34中所示的探针卡组件。
图35示出根据本发明某些实施例的具有探针的图26接触器的立体图，探 针包括其图案与待测试的一个或多个电子器件的端子的图案相对应的碳纳米 管柱。
图36示出根据本发明某些实施例的在与图26的测试系统类似的测试系统 中测试和进一步处理一个或多个电子器件的示例性过程。
图37和38示出根据本发明某些实施例的接触器的探针与图26的电子器 件的端子的示例性接触，以及由如图20所示处理成在其接触端具有突出结构 的探针在端子上制作的穿孔标记形式的探针标记。
图40示出根据本发明某些实施例的由与图23A探针相像的探针在端子上 留下的穿孔标记形式的示例性探针标记。
图40示出根据本发明某些实施例的通过在探针的接触端上一般缺少图20 中所示的突出结构的探针在端子上的碳纳米管压印形式的示例性探针标记。
图41A、41B和41C示出在管芯的端子上具有类似图38-40所示的探针标 记的探针标记的示例性半导体管芯。
图42示出由现有技术探针制作的擦过管芯端子的示例性现有技术探针标 记。
图43A和43B示出根据本发明某些实施例的包括弹簧接触结构的示例性 内插器，该弹簧接触结构可包括碳纳米管柱。
图44示出根据本发明某些实施例的包括弹簧接触结构的示例性半导体管 芯，该弹簧接触结构可包括碳纳米管柱。
示例性实施例详述
本说明书描述本发明的示例性实施例和应用。然而，本发明不限于本文所 描述的这些示例性实施例和应用或这些示例性实施例和应用工作的方式。而 且，附图可以示出简化或部分视图，而且为了清楚起见附图中的元件尺寸可以 放大或不成比例。此外，作为本文中使用的术语“在……上面”和“附连到”， 一个物体(例如，材料，层，衬底等)可以在另一物体“上面”或“附连到” 另一物体，而不管该物体是直接在其它物体上面或附连到其它物体上或在该物 体和其它物体之间有一个或多个中间插入物体。此外，方向(例如，上方，下 方，顶部，底部，侧面，上，下，″x″，″y″，″z″等)——如果设置的话——是 相对的，并且仅作为示例且为了说明和讨论的方便而不是作为限制提供。此外， 在对一系列的元件(例如，元件a、b、c)进行引用时，这些引用旨在包括所 列出元件本身中的任一个、少于全部所列出元件的任意组合和/或全部所列出元 件的组合。
图1A示出根据本发明某些实施例的衬底102上包括碳纳米管柱104的示 例性组。(衬底102可以是生长衬底、中间衬底或产品衬底，且衬底102可以 是布线衬底或产品衬底的非限制示例。)在衬底102上示出15个柱104，但衬 底102上可以有更多或更少的柱104。事实上，衬底102上可以有数百或数千 个柱104。正如已知的，碳纳米管可以是纤维状结构，该结构可以是缠绕的一 块，且柱104可包括多个碳纳米管的缠绕块。柱104因此可被称为碳纳米管柱。
正如已知的，单个碳纳米管可具有多个属性，包括但不限于以下：碳纳米 管壁的数目和壁的厚度，碳纳米管的直径和碳纳米管的手性(滚动角)。此外， 缠绕成形成类似柱104的结构的一组碳纳米管可具有多个属性，包括但不限于 以下：该组中各个碳纳米管之间的平均间距、该组中碳纳米管的平均长度和该 组中碳纳米管的对齐或取向。
各个柱104中的碳纳米管不限于具有任意特定数量的壁、壁厚、直径或手 性，形成柱104的碳纳米管也不限于具有碳纳米管之间的特定平均间距、平均 长度或对齐。然而，在某些实施例中，各个柱104可包括垂直对齐的碳纳米管。 包括垂直对齐的碳纳米管的柱可被称为“垂直对齐的”碳纳米管柱。包括但不 限于柱104的本文所描述的碳纳米管柱中的任一个可以是垂直对齐的碳纳米管 柱。
正如本文所使用的，如果构成柱的大多数碳纳米管(即50％或更多)沿柱 的长度形成在柱的一端(例如端108)开始并在相对端(例如端106)终止的 连续路径，则碳纳米管的柱(例如，柱104)是“垂直对齐的”。图1B和1C 示出示例，其示出柱104之一的侧视图。在图1B和1C中，示出构成柱104 的几个碳纳米管110。然而，柱104可包括数千或几十万个这种碳纳米管110。 正如所看到的，构成柱104的碳纳米管110可弯曲和/或扭曲且因此相互缠绕。 在图1B中，碳纳米管之一110a被突出显示，并且如所看到的，碳纳米管110a 在柱104的端部106、108处开始和终止，且碳纳米管110a在端部106、108 之间(即沿柱104的长度L)是连续的。(端部106可以是基底端、接触端、 第一端或第二端的非限制示例；端部108同样可以是基底端、接触端、第一端 或第二端的非限制示例。)在图1C中，另一个碳纳米管110b被突出显示，并 且如所看到的，碳纳米管110b同样在柱104的端部106、108处开始和终止， 且碳纳米管110b在端部106、108之间(即沿柱104的长度L)是连续的。因 此根据以上的定义碳纳米管110a和110b两者都是“垂直对齐的”，且只要图 1A的柱104中的多数碳纳米管(即至少50％)也是“垂直对齐的”，则柱104 可被称为“垂直对齐碳纳米管柱”。在某些实施例中，柱104中大于50％的碳 纳米管可以是垂直对齐的。例如，在某些实施例中，60％、70％、75％、80％、 90％、95％、98％、99％或更大百分比的构成柱104的碳纳米管可以是垂直对 齐的。在某些实施例中，单个碳纳米管可包括一个管直接生长在另一个管的顶 部的多个管，从而得到连续路径。例如，这些管可利用类似以下讨论的示例性 固定催化剂法的固定催化剂生长法来生长。
有多种生长柱104的工艺，如上文提到地柱104可以是垂直对齐的碳纳米 管柱104，且可将已知或未来开发的工艺用于生长柱104。浮游催化剂工艺和 固定催化剂工艺是两种用于生长柱104的示例性、非限制工艺。一般而言，在 浮游催化剂工艺和固定催化剂工艺中，在存在碳源和催化剂的情况下柱104可 在生长表面上生长。此外，如所提及的，柱104可生长为垂直对齐的碳纳米管 柱。
图2-5示出根据本发明某些实施例的生长类似柱104的柱的浮游催化剂工 艺的非限制性示例。如图2所示，可提供衬底202。衬底202可以是适用于支 承柱的任意结构。适当衬底202的非限制性示例包括半导体晶片、陶瓷衬底、 包括有机材料的衬底、包括无机材料的衬底或其任意组合。如图3所示，可将 生长材料300沉积在衬底202上，或者衬底202上可设置有生长材料300。正 如所看到的，生长材料300的表面302可以是其上能够生长碳纳米管柱的生长 表面302。生长材料300可以是适用于生长碳纳米管柱的任何材料。例如，材 料300可以是带有氧化膜或其上可形成氧化膜使得生长表面302包括氧化物的 任意材料。例如，生长材料300可以是硅材料，且生长表面302可包括硅材料 上的氧化膜。图3中的元件300和302因此可以是不同的层。此外，衬底202 可以是硅衬底(例如，空白硅晶片)，在这种情形中，衬底202和生长材料300 可以是同一层(即，硅衬底)。生长材料300不限于带有氧化膜的材料。例如， 生长材料300可以是石英。
如图4A和4B所示(其分别示出立体图和横截面侧视图)，可将掩模层 402沉积到生长表面302上，并在掩模层402中形成开口404，从而曝露生长 表面302的所选区域。正如将看到的，碳纳米管柱(图5中的502)可在生长 表面302的通过开口404曝露的区域上生长。开口404因此可处于并具有与待 生长的碳纳米管柱的期望位置和横截面形状相对应的位置和图案。掩模层402 可包括可沉积在生长表面302上并具有开口404的任意一种或多种材料。例如， 掩模层402可包括光反应性材料(例如光刻胶材料)，它能够在生长表面302 上沉积成覆盖层，然后光反应性材料的所选部分通过曝露于光而固化且该材料 的未固化部分被去除以形成开口404。用于掩模层402的适当材料的其它非限 制性示例包括可沉积成包括开口404的图案或沉积然后图案化成具有开口404 的任意材料。金是这种材料的非限制性示例。
尽管图4A及所附文字以及在本说明书中其它位置的其它附图及所附文字 示出正方形横截面，但仅仅是为了方便描述使用正方形横截面。其它横截面同 样是可能的且可明确地构想的。例如，还可使用圆、环(或环形)、三角形以 及其它横截面形状。
如图5A和5B所示(其分别示出立体图和横截面侧视图)，碳纳米管柱 504可在生长表面302的通过开口404曝露的区域上生长。可在存在适当环境 条件的情况下通过提供包括催化剂和碳源的材料(例如气体)来生长柱504。 例如，具有生长表面302和掩模层402的衬底202可置于诸如炉(未示出)之 类的封闭室内，且封闭室的内部可被加热，并将包括催化剂和碳源的气体引入 (例如泵入)封闭室的内部。特定的催化剂材料、碳源材料和任何其它材料、 这些材料的浓度和混合物以及特定的环境条件(例如温度)可被称为“制法”， 即适于在生长表面302上生长碳纳米管的任何制法。
以下是可用于生长柱504的非限制性、示例性制法。可将衬底202置于可 被加热到约750℃的炉(未示出)中。包括作为碳源的二甲苯(C8H10)和作 为催化剂的二茂铁(Fe(C5H5)2)的气体可与载体气体(例如，氩或另一种一般 为惰性的气体)混合并被引入(例如泵入)到炉(未示出)中。在某些实施例 中，与载体气体混合的二茂铁与二甲苯的比率约是每100毫升二甲苯1克二茂 铁，且二茂铁/二甲苯混合物可在150℃的温度下以每小时6毫升的速率与载体 气体混合。以上的制法可产生作为垂直对齐柱的柱504。如所提及的，以上的 制法仅仅是示例性的，且可使用包括催化剂和碳源的其它材料。此外，生长表 面302可在750℃以外的温度下曝露于以上的催化剂和碳源。
无论使用何种特定制法，在特定温度下生长表面302对包括催化剂和碳源 的材料的曝露可导致柱504从生长表面302的通过掩模层402中的开口404曝 露的区域生长，一般如图5A和5B所示。(尽管两个柱504被示出从衬底202 生长，但更多或更少的柱504可从衬底202生长。)如所提及的，柱504可以 是垂直对齐的碳纳米管柱。柱504可以是图1A中的柱104的示例，且衬底202 可以是衬底102的示例。因此，在本文中对柱104的任何引用可包括作为柱104 的示例的柱504，且在本文中对衬底102的任何引用可包括作为衬底102的示 例的衬底202。图2-5B所示的工艺因此是可生长柱104的一种示例性方式。
图6和7示出根据本发明某些实施例的生长类似柱104的柱的固定催化剂 工艺的非限制性示例。开始时，可如以上图2中所示提供衬底202。如图6所 示，可将缓冲层602沉积在衬底202上，且图案化的催化剂层604可形成于缓 冲层602上。尽管在图6和图7中未示出，但还可图案化缓冲层602。例如， 可将缓冲层602图案化成具有与催化剂层604基本相同或类似的图案。催化剂 层604可包括如以上一般讨论的催化剂材料，它可在存在碳源的情况下使碳纳 米管(可以是垂直对齐的)生长。缓冲层602可在衬底202和催化剂层604之 间提供缓冲。缓冲层602可以是与催化剂材料和/或碳源材料没有可观反应的任 何材料。氧化铝(Al2O3)是适当缓冲层602的非限制性示例。催化剂层604可包 括在存在碳源的情况下使碳纳米管生长的材料。催化剂层604可通过仅在缓冲 层602的所选区域上沉积催化剂材料来形成。或者，催化剂层604可通过以下 步骤来形成：在缓冲层602上将催化剂材料沉积为覆盖层、然后去除所沉积的 催化剂材料的所选部分，留下其图案和形状与将在催化剂层604上生长的碳纳 米管的期望位置和横截面形状相对应的催化剂材料(例如，如图6所示)。
如图7所示，碳纳米管柱704可生长在图案化的催化剂层604上。可通过 在存在适当环境条件的情况下提供包括碳源的材料(例如气体)来生长柱704。 例如，具有缓冲层602和催化剂层604的衬底202(如图6所示)可置于诸如 炉(未示出)之类的封闭室内，且封闭室的内部可被加热，并将包括碳源的气 体引入(例如泵入)封闭室的内部。构成催化剂层604的特定材料、构成碳源 的特定材料和任意其它材料、这些材料的浓度和混合物以及特定的环境条件 (例如温度)可被称为“制法”，且任何适于在催化剂层604上生长碳纳米管 的制法可被用于生长柱704。
以下是可用于生长柱704的示例性、非限制性制法。催化剂层604可包括 任意过渡金属。例如，催化剂层604可包括铁(Fe)。例如，催化剂层可包括铁 (Fe)层，且缓冲层602可包括氧化铝(Al2O3)。在某些实施例中，铁(Fe)膜与氧 化铝(Al2O3)膜的厚度比可以是约1.2部分的铁(Fe)膜比10部分的氧化铝(Al2O3) 膜。可将衬底202置于可被加热到约750℃的炉(未示出)中，并可将烃气引 入到炉中。在这种条件下，催化剂层604可催化由烃气中的碳在图案化的催化 剂层604上生长碳纳米管。在某些实施例中，在将衬底202置于炉(未示出) 中之后，可如下地操作炉。可在炉处于约0℃温度时持续约10分钟泵入惰性 气体(例如氩)使其以约400标准立方厘米/分钟(sccm)的流速通过炉。然 后，可在炉(未示出)中的温度从0℃变为750℃时持续约15分钟，且在其 后温度维持在750℃时持续约10分钟，继续泵入惰性气体使其以约400sccm 的流速通过炉。其后，在温度维持在约750℃时持续约5分钟，含氢气H2的 气体与以400sccm流过炉(未示出)的惰性气体混合。例如，含氢气的气体可 以是约40部分的H2比约15部分的Ar比率的H2/Ar。其后，在将炉维持在750 ℃时可将碳源添加到流过炉的惰性气体。例如，碳源可以是包括比率为约10 部分的C2H4、40部分的H2和10部分的Ar的C2H4/H2/Ar的气体，该碳源可导 致如图7所示的来自气体中的碳在催化剂层604生长碳纳米管。柱704可从催 化剂层604生长为垂直对齐的碳纳米管柱。如所提及的，以上的制法仅仅是示 例性的，且其它材料可包括催化剂层604，且可使用不同的碳源。此外，催化 剂层604可在750℃以外的温度下曝露于以上的碳源。此外，可使用不同的气 体混合物、流速和时间段。
无论使用何种特定制法，在特定温度下催化剂层604对碳源的曝露可使柱 704从催化剂层604生长，一般如图7所示。(尽管两个柱704被示出从衬底 202生长，但更多或更少的柱704可从衬底202生长。)柱704可以是垂直对 齐的碳纳米管柱。柱704可以是图1中的柱104的示例，且衬底202可以是衬 底102的示例。因此，在本文中对柱104的任何引用可包括作为柱104的示例 的柱704，并且在本文中对衬底102的任何引用可包括作为衬底102的示例的 衬底202。图6和7所示的工艺因此是生长柱104的另一种示例性方式。
无论使用何种工艺生长柱104——不管是浮游催化剂工艺、固定催化剂工 艺还是生长柱104的另一工艺，其上生长柱104的衬底可以是其上柱104将用 于最终应用的产品衬底的全部或部分。或者，其上生长柱104的衬底可以是牺 牲衬底，柱可从该牺牲衬底转移到中间衬底或产品衬底。“生长衬底”(即其 上生长柱的衬底)因此可以是产品衬底的全部或部分或牺牲衬底。如果柱104 生长在牺牲衬底上，则柱可以任何适当方式被转移到中间衬底或产品衬底。图 8和9示出将柱104转移到另一个衬底的非限制性示例性工艺。
图8示出具有根据图2-5B或图6和7所示的工艺之一生长在例如衬底102 上的柱104的衬底102。如图8和9所示，可使柱104的端部106与沉积到柱 104被转移至的衬底802上的粘合剂804接触(例如，粘合剂材料或包括粘合 剂的材料)。粘合剂804可以是例如环氧树脂，它可以是可固化环氧树脂。如 所提及的，衬底802可以是其上柱104将被用于其最终应用的产品衬底，或者 衬底802可以是柱104稍后将从其转移的中间衬底。(衬底802可以是布线衬 底的非限制性示例。)如图9所示，一旦柱104的端部106(参见图8)通过 粘合剂804粘合到衬底802，就可将衬底102从柱104剥离或以其它方式去除。
粘合剂804可以是粘合柱104的端部106的任何材料。在某些实施例中， 粘合剂804可以是以大于柱104附连到衬底102的粘合强度将柱104的端部106 接合到衬底802的材料。在某些实施例中，粘合剂804可以是可固化材料，其 在未固化状态时一般是液态或半液态或者是处于可流动或半流动状态。可在固 化粘合剂时保持柱104的端部106与粘合剂804接触。或者或另外，粘合剂804 可以是导电的。例如，粘合剂804可包括导电材料。适当的粘合剂804的非限 制性示例包括诸如导电环氧树脂之类的环氧树脂。
图8和9所示的转移工艺仅仅是示例性的，且很多变形是可能的。图10 示出非限制性变形。如图10所示，粘合剂804(参见图8)可被图案化为粘合 剂804的沉积804′。例如，粘合剂804可仅被选择性地沉积为图10所示的沉 积804′。或者，粘合剂804可被沉积为如图8所示的覆盖层，并去除粘合剂804 的选择部分，留下图10所示的粘合剂804的沉积804′。如图10所示，粘合剂 804的沉积804′的图案可对应于柱104的端部106的图案，且可使柱104的端 部106与粘合剂804的沉积804′接触。另外，图10中柱104向衬底802的转 移可类似于如图8-9所示及以上论述的柱104向衬底802的转移。尽管被示为 正方形，但沉积804′的图案可以是正方形以外的图案(例如圆)。
图8和9所示的示例性转移工艺的其它变形是可能的。例如，在如图9 所示柱104的端部106粘合到粘合剂804且根据需要固化粘合剂804之后，可 从衬底802去除部分粘合剂804。例如，可去除除柱104的端部106和衬底802 之间的粘合剂以外的基本全部粘合剂804。
转移柱104的工艺可包括将柱转移到电子器件，其中柱104可以是附连和 电连接到该电子器件上的电端子、迹线或其它导电元件的导电互连结构(例如， 弹簧探针或其它类型的弹簧接触结构)。图11A和11B(其分别示出立体图和 横截面侧视图)示出非限制性示例。
如图11A和11B所示，柱104可将例如导电粘合剂1104附连到布线衬底 (可以是产品衬底)1102的端子1106(或其它电元件)，该布线衬底可包括 至其它端子1110和/或诸如电路元件(例如集成电路、电阻器、电容器、晶体 管等)(未示出)之类的电元件(未示出)的内部布线1108(例如导电迹线和 /或通孔)。(布线1108可以是电连接的非限制性示例。)布线衬底1102可以 是其中柱104用作诸如弹簧探针或其它类型的弹簧触点结构的弹性互连结构的 电子器件(未示出)或其一部分。布线衬底1102可以是例如印刷电路板或多 层陶瓷布线衬底的布线衬底。另外，布线衬底1102可以是其中电路被集成其 中的半导体管芯。另外，布线衬底1102可以是可附连柱的其它类型的衬底(例 如，半导体晶片)。此外，多个布线衬底1102能够以各种方式与其它布线衬 底1102组合(诸如安装或粘合到固定或支承结构)以形成复合布线或产品衬 底(未示出)。
有很多能将柱104附连到端子1104的方式。例如，图8-10中的衬底802 可以是导电材料(诸如铜的导电金属)板。例如如图8和9或图10所示，在 将柱104附连到衬底802之前，衬底802可能已被附连到布线衬底1102。例如， 衬底802最初可能是布线衬底1102的外部导电层。在柱104附连到衬底802 之后，如图9或图10所示，衬底802的一部分可能被去除(例如通过蚀刻)， 留下因此可以是衬底802的残余(或未去除部分)的端子1106。在这种情形中， 粘合剂1104可以是图8和9中的粘合剂804的残余或图10中的粘合剂804的 沉积804′。或者，衬底802可以在如图8和9或图10所示柱104附连到衬底 802之后附连到布线衬底1102，然后可去除衬底802的选择部分以形成如上论 述的端子1106。
作为另一个选择，柱104可被转移到布线衬底1102的端子1104，一般如 图10所示。例如，图10中的衬底802可被布线衬底1102替换，且粘合剂804 的沉积804′可在布线衬底1102的端子1106上。(示出九个端子1106，但可以 有更多或更少的端子。)然后使柱104的端部106与粘合剂804的沉积804′ 接触，并如上所论述地从柱104剥离衬底102。如果粘合剂804是可固化材料， 则可在衬底102从柱104剥离之前固化沉积804′。
再次参照图1-10，图2-7中示出的制造柱104的工艺和图8-11B中示出的 将柱104转移到另一个衬底的工艺仅仅是示例性的，且很多变形是可能的。图 12-14示出某些示例性变形。
图12示出带有一般如图3所示地具有生长表面302的生长材料300的衬 底202。如图12所示，碳纳米管块1204(例如连续膜或连续丛)可在生长表 面302上生长。例如，碳纳米管可按照与以上论述的图5A和5B中生长柱504 相同的方式生长，但不包括掩模层402，且生长表面302的曝露区不限于掩模 层402的开口404。相反，碳纳米管可基本上从整个生长表面302生长，从而 产生图12所示的碳纳米管块1204。形成块1204的碳纳米管可以是垂直对齐的， 且块1204因此可以是垂直对齐的碳纳米管块。
或者可利用其它方法生长碳纳米管块1204，包括例如诸如图6和7所示 的示例性固定催化剂方法的固定催化剂方法。在这种情形中，可用类似缓冲层 602的缓冲层和类似图6所示的催化剂层604的催化剂层代替图12-14中的生 长材料300，但催化剂层604可以是连续的覆盖层。然后，如以上参照图7所 一般论述地碳纳米管从催化剂层生长，这可生产碳纳米管块1204。
如图13所示，可使碳纳米管块1204的端部1206与图10的衬底802上的 粘合剂804的沉积804′接触。碳纳米管块1204的端部1206的部分因此可通过 衬底802上粘合剂的沉积804′粘合到衬底802。粘合剂的沉积804′能够以大于 碳纳米管块1204粘合到衬底202的粘合强度粘合到碳纳米管块1204。如图14 所示，当从衬底802移去碳纳米管块1204时，碳纳米管柱1404能够从碳纳米 管块1204拉出且因此与其分离。柱1404可对应于通过粘合剂804的沉积804′ 粘合到衬底802的碳纳米管块1204的一部分。尽管在图14中示出九个柱1404， 但可从块1204中拉出更多或更少的柱1404。
图12-14所示的工艺因此是制造图1的柱104的另一种示例性工艺，且柱 1404因此可以是柱104的示例。衬底802可以是衬底102的示例。因此，在本 文中对柱104的任何引用可包括作为柱104的示例的柱1404，且在本文中对衬 底102的任何引用可包括作为衬底102的示例的衬底802。柱1404可按照以上 参照图11A和11B所论述的任何方式附连到图11A和11B中的端子1106。
尽管图2-10和12-14所示的示例示出在牺牲衬底202上生长柱504或704 或1404(其生长为块1204的一部分)，但类似柱104的碳纳米管柱或者可在 产品衬底上生长(例如其上柱用于其最终应用的衬底)。图15A-16B示出其中 碳纳米管柱1604(可以是垂直对齐的碳纳米管柱)可在布线衬底1502(其可 以是产品衬底)上生长的示例。
如图15A和15B所示(其分别示出俯视图和侧向横截面图)，可与布线 衬底1102相同或类似的布线衬底1502可包括电端子1504(示出四个但可有更 多或更少的电端子)，该电端子1504通过内部布线1508(例如导电迹线或通 孔)电连接到其它端子或诸如电路元件(例如集成电路、电阻器、电容器、晶 体管等)(未示出)的电元件(未示出)。(布线1508可以是电连接的非限 制性示例。)参照图16A和16B，可利用本文描述或提及的用于生长碳纳米管 柱的工艺或技术中的任一种在端子1504上生长柱1604。
例如，可利用以上参照图2-5B示出和讨论的浮游催化剂工艺生长柱1604。 如图16A和16B所示(分别示出俯视图和侧向横截面图)，具有生长表面的 材料1608可被沉积到端子1504上。例如，材料1608可与图3-5B中的材料300 相同或类似，且生长表面1602可与生长表面302相同或类似。材料1608可被 沉积为类似图2-5B中的材料300的覆盖材料，并用类似掩模层402的掩模层 进行掩模，且具有类似开口404的开口，限定要生长柱1604的位置(例如， 在端子1504上)。或者，材料1608可被图案化以使材料1608仅位于要生长 柱1604的位置(例如端子1504)。然后利用诸如以上参照图5A和5B所述工 艺的浮游催化剂工艺从生长表面1602生长柱1604。柱1604可以是垂直对齐的 碳纳米管柱。
图6和7所示的固定催化剂工艺是可用于在端子1504上生长柱1604的工 艺的另一个示例。如果使用固定催化剂工艺，则材料1608可以是包括催化剂 材料的催化剂层。例如，材料1608可与构成图6和7中的催化剂层604的材 料相同或类似。可将与图6和7中的缓冲层602相同或类似的缓冲层(图16A 和16B中未示出)沉积在端子1504和材料1608之间。然后利用诸如以上参照 图7所述工艺的固定催化剂工艺从材料1608(在本示例中可以是催化剂层)生 长柱1604。柱1604可以是垂直对齐的碳纳米管柱。
无论使用何种工艺在端子1504上生长柱1604，可如图16A和16B所示 将锚固结构1606设置在柱1604部分的周围。锚固结构1606可将柱1604锚固 到端子1504和/或布线衬底1502，因此增强柱1604与端子1504和/或布线衬 底1502的附连。(因为端子1504可以是布线衬底1502的一部分，所以将柱 1604锚固到端子1504被认为是将柱1604锚固到布线衬底1502。)锚固结构 1606可包括适于沉积在柱1604的端部周围的任何材料，且能够以任何适当的 方式沉积形成锚固结构1606的材料。例如，锚固结构1606可包括电镀到端子 1504和柱1604的一部分上的导电材料。作为另一示例，锚固结构1606可包括 在布线1502上沉积为覆盖层的光反应材料。可仅在柱1604的一部分周围选择 性地硬化光反应材料，并可去除光反应材料的未硬化部分。作为又一个示例， 如果将浮游催化剂工艺用于生长柱1604且材料1608最初在布线衬底1502上 沉积为覆盖层、并在材料1608上沉积掩模层(例如类似层402)且具有曝露端 子1504上的材料1608的开口(例如类似掩模层402中的开口404)，则锚固 结构1606可以是掩模层，在这种情况下锚固结构1606可基本位于整个布线衬 底1502上。或者，这种掩模层(未示出)可被选择地去除，留下如图16A和 16B所示的形成锚固结构1606的掩模层残余。锚固结构1606可包括其它材料。 例如，锚固结构1606可包括以可流动或半流动状态沉积在柱1604的周围然后 硬化的可固化材料。
在某些实施例中，锚固结构1606可以是导电的，因此除将柱1604锚固到 端子1504和/或布线衬底1502之外，还将柱1604电连接到端子1504。在某些 实施例中，锚固结构1606不需要用于可观地增加柱1604至端子1504和/或布 线结构1502的附连强度，因此不需要锚固结构。在这种情形中，结构1606可 仅用于或主要用于将柱1604电连接到端子1504。
如果锚固结构1606用于增加柱1604至端子1504和/或布线衬底1502的 附连强度，以增强锚固结构1608将柱1604锚固到端子1504和/或布线衬底1502 的强度，则锚固结构1606被选择为具有与柱1604不同的热膨胀系数。例如， 锚固结构1606可被选择为对于温度的每单位变化比柱1604膨胀更多。锚固结 构1606可在低于环境温度的温度下沉积在柱1604的端部周围，使得当锚固结 构1606变暖至环境温度时，锚固结构1606膨胀、因此“挤压”柱1604。
图17A-18B示出根据本发明某些实施例的在产品衬底上生长碳纳米管柱 并将柱锚固到产品衬底的另一示例性工艺。图17A-18B还示出根据本发明某些 实施例的将碳纳米管柱电连接到产品衬底上的其它电元件的另一个示例性工 艺。
图17A和17B(分别示出立体图和侧向横截面图)示出示例性布线衬底 1702(它可以是产品衬底且可类似于布线衬底1102和/或1502)。如图所示， 布线衬底1702可包括多个电端子1704(示出两个但可以有更多或更少)，它 们可通过内部布线1708(例如导电迹线和/或通孔)电连接到其它端子1710和 /或诸如电路元件(例如集成电路、电阻器、电容器、晶体管等)(未示出)的 电元件(未示出)。(布线1708可以是电连接的非限制性示例。)同样如图 17A和17B所示，可在布线衬底1702内形成(例如蚀刻、切割等)凹坑1705。 如图18A和18B所示(其分别示出俯视图和侧向横截面图)，碳纳米管柱1804 (可以是垂直对齐的碳纳米管柱)可生长在凹坑1705中。因此，凹坑1705可 形成于生长柱1804的位置中。
可利用本文所描述或提及的用于生长碳纳米管柱的任一种工艺或技术来 在凹坑1705中生长柱1804。例如，可利用在图2-5B中示出和以上参照图2-5B 讨论的浮游催化剂工艺生长柱1804。如图18A和18B所示，可将具有生长表 面1802的生长材料1808沉积在凹坑1705中。例如，材料1808可与图3-5B 中的材料300相同或类似，且生长表面1802可与生长表面302相同或类似。 然后利用诸如以上参照图5A和5B所述工艺的浮游催化剂工艺从生长表面 1804生长柱1802。
图6和7所示的固定催化剂工艺是可用于在凹坑1705中生长柱1804的工 艺的另一个示例。如果使用固定催化剂工艺，则材料1808可以是包括催化剂 材料的催化剂层。例如，材料1808可与构成图6和7中的催化剂层604的材 料相同或类似。可将与图6和7中的缓冲层602相同或类似的缓冲层(图18A 和18B中未示出)沉积在凹坑1705的底部和凹坑1705中的材料1808之间。 然后利用诸如以上参照图7所述工艺的固定催化剂工艺从材料1808(在本示例 中是催化剂层)生长柱1804。
无论使用何种工艺在凹坑1705中生长柱1804，凹坑1705可将柱1804锚 固到布线衬底1702。即，柱1804在布线衬底1702的凹坑1705中的事实可帮 助将柱1804锚固到布线衬底1702。任选地，在某些实施例中，如图18A和18B 所示可在布线衬底1702上和柱1804周围形成锚固结构1806。锚固结构1806 还可将柱1804锚固到布线衬底1702，因此可进一步增强柱1804至布线衬底 1702的附连。
锚固结构1806可包括适于沉积到布线衬底1702上和柱1804周围的任何 材料，且该材料能够以任何适当方式沉积。在某些实施例中，锚固结构1806 可类似图16A和16B中的锚固结构1606、且可类似图16A和16B中的锚固结 构1606形成或沉积。如上所述，锚固结构1806可以是导电的，且如图18A和 18B所示，锚固结构1806可电连接到导电迹线1807，导电迹线1807可将锚固 结构1806并由此将柱1804电连接到布线衬底1702之上或之中的电元件。例 如，如图18A和18B所示，迹线1807可将锚固结构1806并由此将柱1804连 接到端子1704。或者或另外，迹线1807中的一个或多个可将锚固结构1806(并 由此将柱1804)连接到诸如布线衬底1702之上或之中的电阻器、电容器或晶 体管之类的电元件。在某些实施例中，锚固结构不需要用于增加柱至布线衬底 1702的附连强度，而是仅仅或主要将柱1804电连接到迹线1807。
参照图15A-18B，柱1604和1804可以是图1中的柱104的示例，且布线 衬底1102、1502和1702可以是图1的衬底102的示例。因此，在本文中对柱 104的任何引用可包括作为柱104的示例的柱1604和/或柱1804，且在本文中 对衬底102的任何引用可包括作为衬底102的示例的布线衬底1102、布线衬底 1502和/或布线衬底1702。
图15A-18B所示的工艺仅仅是示例性的，且很多变形是可能的。例如， 与在布线衬底1502上生长柱1604不同，柱1604可在牺牲衬底上(如图2-5B 或图6和7所示)生长并被转移到布线衬底1502(例如，利用参照图8-11B中 的任一个示出或论述的技术中的任一种)。例如，可利用类似沉积到端子1504 上的粘合剂804的粘合剂将柱1604粘合到端子1504。作为另一个示例，与在 布线衬底1702上生长柱1804不同，柱1804可在牺牲衬底上(如图2-5B或图 6和7所示)生长并被转移到布线衬底1702(例如，利用参照图8-11B中的任 一个示出或论述的技术中的任一种)。例如，可利用类似沉积在凹坑1705中 的粘合剂804的粘合剂将柱1804粘合到凹坑1705。
无论如何制造柱104或在何种衬底上制造柱104，在某些实施例中，柱104 可被处理以增强柱104的一种或多种性质。尽管可如下所述地类似处理柱1604 和/或1804，但为了简化起见以下的论述使用柱104。例如，柱104可被处理以 增强柱104的机械刚度。作为另一个示例，柱104可被处理以增强柱104的电 导率。作为又一个示例，柱104的接触部分可被处理以增强柱104的接触性质。
图19A示出在根据以上论述并在图8-10中示出的转移工艺之一将柱104 粘合到转移衬底802之后柱104的详细示图。例如，如以上一般论述的，柱104 的端部106可被置于衬底802(在图19A的部分视图中示出)上的粘合剂804 中(在图19A的部分视图中示出)，粘合剂804可能已经固化，且衬底102 可能已经如图8和9或图10中地从柱104剥离。或者，柱104可能已经转移 到衬底或衬底802以外的对象。例如，如图11A和11B所示，柱104可能已 经通过粘合剂1104附连到布线衬底1102上的端子1106，在这种情况下粘合剂 1104可替换图19A中的粘合剂804，且端子1106可替换图19A中的衬底802。 作为又一个选择，柱104可通过类似粘合剂804的粘合剂附连到类似衬底802 的其它衬底或端子或其它元件或对象。
再次参照图19A所示的示例，如以上讨论的，柱104可包括多个碳纳米 管，其中的几个在图19A中示为碳纳米管110。当粘合剂804固化时，粘合剂 804可通过柱104的各个碳纳米管110之间的毛细管作用吸引。换言之，粘合 剂804可在碳纳米管110之间“吸附”并因此进入柱104。一般而言，粘合剂 804可从置于粘合剂804中的端106开始吸附到柱104，且粘合剂然后可继续 朝向相对端108沿柱104向上吸附，在本示例中相对端108可以是接触端1904 (例如，构造成与诸如电器件的端子之类的对象接触的端)。(接触端1904 可以是第一端或第二端的非限制性示例。)粘合剂804从端106沿柱104向上 吸附的距离可取决于多种因素，包括但不限于粘合剂804固化的时间量、粘合 剂的粘性、诸如温度、气压的环境条件和/或其它因素。任选地，可将阻止粘合 剂804通过柱104扩展的材料涂覆到柱104的全部或部分上。例如，可将聚对 二甲苯(未示出)涂覆(例如通过化学气相沉积)到部分柱104上以防止粘合 剂804扩展到柱的那些部分，或至少阻止或显著减慢粘合剂804扩展到涂覆聚 对二甲苯的柱104的部分。
图19A示出根据本发明某些实施例的非限制性示例，其中粘合剂804可 吸附通过整个或基本上整个柱104。例如，如果粘合剂804已经吸附通过柱104 的长度的90％则可认为粘合剂804吸附通过基本上整个柱104。固化粘合剂 804遍及或基本上遍及柱104的存在可显著增加柱104的机械刚度。例如，在 某些实施例中，柱104的机械刚度可比在粘合剂不吸附到柱104的情况下柱104 的机械刚度的大100、200、300、400、500倍。在某些实施例中，柱104机械 刚度的增加可小于100倍。
图19B示出其中粘合剂804仅吸附到柱104中接近端部106的部分的非 限制性示例。因此，在图19B所示的示例中，大部分柱104基本上没有粘合剂 804，且粘合剂804仅吸附到柱104的接近端部106的基部。在图19B所示的 示例中，粘合剂804可对柱104的刚度几乎没有或没有影响。
图19A和19B中所示的示例仅仅是示例性的，且很多变形是可能的。例 如，粘合剂804可从端106沿柱104向上向端108扩展任何距离。例如，粘合 剂804可在柱104内从端106向相对端108扩展柱104的总长度的2％、5％、 10％、20％、40％、60％、80％、90％或100％。或者，粘合剂804可在柱104 中从端106扩展小于柱104的长度的2％，或以上给出的百分比之间的任意百 分比。一般而言，粘合剂804在柱104中从端106向上吸附得越远，柱104的 刚度越大。
如图20所示，柱104可被处理成在柱104的接触端形成突出结构1912(可 以是尖端、特征或结构的非限制性示例)，该接触端如上所讨论的可以是构造 成与电器件(未示出)接触的柱104的端106、108(在本示例中是端108)之 一。结构1912可包括碳纳米管110的各个(例如一簇)的端或端部。
在某些实施例中，接触端1904可被蚀刻以形成突出结构1912。图20示 出其中蚀刻机构2002可溅射蚀刻接触端1904以在接触端1904上形成突出结 构1912的非限制性示例。在这种情形中，蚀刻机构2002可以是溅射蚀刻机。 或者，可使用其它蚀刻技术。例如，接触端1904可受到反应离子蚀刻以产生 突出结构1912。在这种情形中，蚀刻机构2002可以是反应离子蚀刻机。可将 其它蚀刻技术用在接触端1904上以产生结构1912或类似的结构。这种其它蚀 刻技术可包括但不限于湿法蚀刻技术。此外，除蚀刻以外的技术可用于产生结 构1912。例如，可将机械研磨机构用于使接触端1904的表面变粗糙，这可产 生突出状结构1912。作为另一个示例，可将机械压印技术用于接触端1904以 形成结构1912。
尽管上述的处理在图20中示为对其中如图19B所示粘合剂804已经吸附 到其中的柱104(即粘合剂804仅部分地吸附到柱104)进行，但在接触端1904 上形成结构1912的处理可被施加到柱104上，其中如图19A所示粘合剂804 已经吸附到整个柱104和接触端1904中。事实上，形成在接触端1904上结构 1912的处理可被施加到任何柱104，无论粘合剂804在柱104中从端106吸附 多远，且处理还可被施加到没有吸附粘合剂804的柱104上。
如以上所提及的，柱104可同样或者选择性地被处理以增强导电性。例如， 可以多种方式将导电材料施加于柱104。在某些实施例中可将导电材料涂覆于 柱104的外表面，在其它实施例中可将导电材料涂覆于柱104中的各个碳纳米 管，在另外的实施例中可使导电材料分散在柱104上(例如在各个碳纳米管之 间)，而在另一些实施例中可使用上述的任意组合。
在某些实施例中，可将导电材料一般地沉积在柱104的外部。例如，导电 材料可电镀或以其它方式一般地沉积(例如溅射)到柱104的外部。在其它实 施例中，可利用例如原子层沉积(ALD)或化学气相沉积(CVD)将导电材料 涂覆到各个碳纳米管或各个碳纳米管之间的间隙中。
图21示出在将导电材料添加到柱104之后的柱104。除将导电材料2102 一般地沉积在柱104的外部之外或作为其备选方案，利用诸如原子层沉积 (ALD)或化学气相沉积(CVD)之类的技术，可将导电材料沉积在柱104内 的各个碳纳米管上或注入在各个碳纳米管之间。例如，通过ALD或CVD沉积 的导电材料2102可穿透柱104并注入到各个碳纳米管110上和/或周围和/或柱 104的各个碳纳米管110之间。在某些实施例中，各个碳纳米管110上材料2102 的厚度可以是构成柱104的各个碳纳米管110之间的平均间距的一半或一半以 下。各个碳纳米管的这种处理可增强各个管的电和/或机械性质，同时允许管维 持其独立的运动。例如，如所提及的，这种处理可增加柱104的电导率和/或柱 104的刚度。此外，这种处理(例如，在构成柱104的各个碳纳米管之上、周 围和/或之间存在的导电材料2102)基本上可不干扰各个碳纳米管相对于构成 柱104的其它碳纳米管的单独移动。例如，如所提及的，各个碳纳米管110上 材料2102的厚度可以是构成柱104的各个碳纳米管110之间的平均间隔的一 半或一半以下，这可在碳纳米管110之间留下允许各个碳纳米管110彼此相对 移动的空间。
如果柱104被如图19A所示地处理且因此包括吸附到柱内碳纳米管110 之间的粘合剂804，则ALD或CVD可将导电材料注入到粘合剂804内。导电 材料2102可包括任何导电材料，且其电导率大于构成柱104的碳纳米管。适 当材料的非限制性示例包括金、铜及其它导电金属以及导电非金属。
导电材料2102除增强柱104的电导率以外还增强柱104的刚度。作为另 一种选择，可将非导电材料(未示出)以与前面参照沉积导电材料2102所述 相同的方式沉积在柱104内(例如，在各个碳纳米管110之上和/或周围和/或 在柱104的碳纳米管110之间)。例如，可沉积这种非导电材料(未示出)以 增强柱104的机械特性(例如刚度)。可沉积这种非导电材料(未示出)来代 替导电材料2102或添加到导电材料2102上。
将导电粒子吸附到柱104中可以是用于增强柱104的电导率的处理的另一 个非限制性示例。例如，含有导电粒子的溶液可被吸附到柱104中。在某些实 施例中，可利用诸如以上参照将粘合剂804吸附到柱中所论述的技术和原理将 这种溶液吸附到柱104。在某些实施例中，这种溶液可包含导电材料的纳米尺 度粒子。例如，这种溶液可包含银纳米粒子。诸如银纳米粒子的纳米尺度导电 粒子可吸附到柱104，并固定在构成柱104的各个碳纳米管110之上和/或周围 和/或之间。这些粒子因此可增强柱104的电导率。
以上关于增强柱104的电导率论述的处理中的任一个或多个——包括但 不限于图21所示的处理，通过该处理导电材料2102被添加到柱104——可被 应用到任何柱104，不管粘合剂804在柱104中从端106吸附多远，且该处理 还可被应用到其中没有吸附粘合剂804的柱104。此外，导电材料2102被添加 到柱104以增强柱104的电导率的图21所示处理可被应用到柱104，而不管柱 104是否已被如图20所示地处理以形成结构1912。因此，图21所示的结构1912 并不必需存在。
如所提及或将要提及的，柱504、704、1404、1604、1804、2204、2304 和2304′在本文中是柱104的示例。因此，图19A-21所示处理中的任一个或多 个可被施加到柱504、704、1404、1604、1804、2204、2304和2304′的任一个。
图22A和22B示出增强碳纳米管柱的电导率的另一个示例性工艺。图22A 和22B示出附连到衬底2202的端子2206的单个柱2204的立体图。如图所示， 柱2204可包括中空部分2208(它是内部空腔的非限制性示例)，如图所示它 可沿柱2204的长度从端2202延伸到端子2206。一般而言，柱2204利用本文 所述的用于生长垂直对齐的碳纳米管柱的技术中的任一种来生长。可以任何适 当方式形成中空部分2208。例如，可在牺牲塞结构(未示出)周围生长柱2204。 例如，图2-5B所示的制作柱504的工艺可通过将中空部分2208形状和大小的 牺牲塞结构放在生长表面302的由掩模层402中的开口404所曝露的区域的一 部分上而被修改。类似柱504的柱然后可从生长表面302的由开口404曝露的 且未被牺牲塞结构覆盖的区域生长。这些柱可类似于柱504，但这些柱的中心 可包括牺牲塞结构(未示出)，该牺牲塞结构可被去除从而得到带有中空部分 2208的柱2204。牺牲塞结构(未示出)可以任何适当的方式去除，包括将塞 结构物理地拉出柱2204或蚀刻或以其他方式溶解牺牲塞结构。事实上，本文 所示的用于生长碳纳米管柱的任何工艺可被修改，以便一般如上所述在牺牲塞 结构周围生长纳米管柱，以形成类似带有中空部分2208的柱2204的柱。与在 牺牲塞结构周围生长碳纳米管的柱不同，可利用本文所述的任何生长技术生长 没有中空部分2208的柱2204。之后，可通过蚀刻或切割部分柱来形成中空部 分2208。构成柱2204的碳纳米管(未示出)可垂直对齐，且柱2204因此可以 是垂直对齐的碳纳米管柱。尽管中空部分2208被示出具有正方形横截面，但 同样可构想其它类型的横截面。
无论如何制作柱2204，如图22A和22B所示，可用导电材料2210填充 中空部分2208，该导电材料2210可以是能够沉积到中空部分2208中的任何导 电材料2210。(为了便于说明，在图22A和22B中示出中空部分2208被导电 材料2210部分填充，但中空部分2208可被导电材料2210完全填充。)在某 些实施例中，导电材料2210的电导率可比构成柱104的碳纳米管110的大。 在某些实施例中，导电材料2210可包括具有相对较低熔点的导电材料，且在 熔化时可被沉积到中空2208然后使其冷却。例如，导电材料2210可以是焊料。 作为另一个示例，导电材料2210可以是以可流动或半流动状态沉积到中空部 分2208然后固化的可固化材料，从而使导电材料2210在中空部分2208内硬 化。例如，导电材料2210可以是可固化导电环氧树脂。
柱2204可以是图1中柱104的示例，且衬底2202可以是衬底102的示例。 因此，在本文中对柱104的任何引用可包括作为柱104的示例的柱2204，在本 文中对衬底102的任何引用可包括作为衬底102的示例的衬底2202。例如，柱 504、704、1404、1604、1804、2204、2304和2304′中的任一个可被构造成类 似具有可用导电材料等2210填充的中空部分2208的柱2204。
柱2204的刚度可以是横截面面积和长度的函数，而通过处理纳米管柱的 表面赋予的电导率可以是表面面积的函数。使柱2204的中心中空、然后通过 以上提及的方法处理内表面和外表面使其更导电能使电导率增加同时对刚度 的影响最小。
尽管图19-22B示出一个柱104(或柱2204，它可以是柱104的示例)， 但图19-22B所示的用于增强柱104的机械刚度、接触和/或电导率性质的技术 可应用于很多柱104。此外，图19-22B所示的技术仅仅是示例性的，且很多变 形和选择是可能的。
图23A示出根据本发明某些实施例的碳纳米管柱的接触性质的示例性选 择增强。图23A示出衬底2300上的碳纳米管柱2304(在部分视图中示出)， 该衬底2300可以是牺牲衬底、中间衬底或产品衬底。如图所示，柱2304可在 柱2304的接触端2302处包括峰结构2312(它可以是突出结构或尖端、特征或 结构的非限制性示例)。例如，如图23A所示峰结构2312可在接触端2302 的拐角上。或者，峰结构2312可以在接触端2302的其它位置。这种其它位置 可以沿着或接近接触端2302的外周或外围。此外，尽管在图23A中示出了四 个峰结构2312，但接触端2302可具有更多或更少的峰结构2312。峰结构2312 可包括构成柱2304的各个(例如各簇)碳纳米管的端部。
峰结构2312可增强接触端2302的接触性质。例如，在使用时，柱2304 的接触端2302可向电子器件(未示出)的端子施压从而形成与电子器件的临 时、基于压力的电连接。峰结构2312可穿透端子，包括端子上的任何碎屑或 层(例如氧化层)，因此增强接触端2302接触端子的能力。例如，假设柱具 有大致相同或相似的横截面面积，对于柱和端子之间相同的接触力，峰结构 2312的存在与没有峰结构的柱相比能够有效地提供对端子的更大压力。
产生类似峰结构2312的结构的任何方法可用于制造柱2304。例如，而非 限制，图2-5B所示的浮游催化剂法或图6和7所示的固定催化剂法可用于生 长柱2304。在生长柱2304的工艺中，一旦柱2304生长到期望长度，气体的流 速(如果使用浮游催化剂法则包含催化剂材料和碳源，或者如果使用固定催化 剂法则包括碳源)可被改变，使得指向柱2304的端部中期望有峰结构2312的 位置的气体的流速增加，而不增加柱2304的端部的其它部分的气体的流速。 或者，不增加指向柱2304的端部中期望有峰结构2312的柱2304的位置的气 体的流速，指向柱2304的端部中其它位置处的气流显著减小或停止。实现它 的一种方法可以是在期望时间将模板移动到位，其中气体仅流过模板的期望区 域以形成峰结构2312。作为增加指向柱2304的端部中期望有峰结构2312的位 置的气体的流速的又一种选择，指向柱2304的端部中期望有峰结构2312的位 置的气体中的活性成分(如果使用浮游催化剂法则是催化剂材料和作为碳源的 材料，或者如果使用固定催化剂法则是作为碳源的材料)的浓度增加，但不增 加至柱2304的端部的其它部分的气流中活性成分的浓度。上述方法可导致在 柱2304的端部中期望有峰结构2312的位置处碳纳米管的生长速度增加。
作为形成峰结构2312的非限制性方法的另一个示例，已经发现大多数制 法能够一般均匀地生长碳纳米管柱至特定长度，其后柱继续生长但不均匀。在 某些情况下，柱的非均匀连续生长导致类似峰结构2312的异常。
图23B-23E示出根据本发明某些实施例的用于形成具有类似峰结构2312 的峰结构的类似柱2304的柱的技术的附加非限制性示例。
图23B和23C示出可用于形成峰结构2312的机械压印冲模2330的使用 (可以是模具的非限制性示例)。如图所示，包括具有期望峰结构的反转(或 反向)形状的模头2332(它可以是模的非限制性示例)的冲模2330可置于柱 2304上并向柱2304的端部2302施压，这可在图23C中(它示出柱2304和冲 模2330的侧向横截面图)最好地看到，该冲模2330能够将峰结构2312压印 到柱2304的端部2302。
图23D和23E示出类似柱2304的柱2304′从生长材料2306生长的技术。 生长材料2306可被图案化成具有中心部分2309和从中心部分2309延伸的一 个或多个延伸部2307。(示出四个延伸部2307，但可使用更多或更少的延伸 部。)可利用本文公开的用于生长碳纳米管柱的工艺中的任一种——包括但不 限于图2-7所示的工艺——来在生长材料2306(它可类似于图3中的生长材料 300或图6中的催化剂层604)上生长柱2304′。已经发现柱2304′一般可从生 长材料2306的中心部分2309均匀地生长，但可在延伸部2307且尤其是延伸 部2307的尖端附近以更快的速度生长。因此，如图23E所示，峰结构2312′ 倾向于在柱2304′的拐角处形成，柱2304′的拐角对应于延伸部2307的尖端。 柱2304′的拐角处更快的生长可导致如图23E所示的峰结构2312′，这一般可类 似于峰结构2312。
无论柱2304如何形成，柱2304可以是图1中的柱104的示例，且衬底 2300可以是衬底102的示例。因此，在本文中对柱104的任何引用可包括作为 柱104的示例的柱2204，在本文中对衬底102的任何引用可包括作为衬底102 的示例的衬底2300。
类似柱104的碳纳米管柱，尤其是垂直对齐的碳纳米管柱(例如，以上所 讨论的柱104可以是垂直对齐的碳纳米管柱，但并不必需是垂直对齐的碳纳米 管柱)可具有弹簧性质。例如，在将力(所施加的力)施加到柱104的自由端 后，柱104可压缩、弯曲、变形或移动且还生成与所施加力相反的反力。在去 除所施加的力后，柱104可基本恢复到其原始形状和/或位置，或至少恢复到其 原始形状和/或位置的一部分(例如，柱104可弹性变形)。类似柱104的碳纳 米管柱(如上所述可以是垂直对齐的碳纳米管柱)可被调节成具有一种或多种 特定弹簧性质。可通过将特定水平的调节力施加到柱来调节柱，且调节力可给 予一种或多种弹簧性质，该弹簧性质具有与调节力的水平相对应的一个或多个 值。通常，其后，柱将响应于施加到柱的小于调节力的力而基本维持经调节的 性质。如果大于原始调节力的力被施加到柱，则较大的力可重新调节柱，从而 将弹簧性质改变成对应于较大的力。
图24示出根据本发明某些实施例的用于调节一个或多个碳纳米管柱的示 例性工艺2400。为了便于论述和说明的目的，图24的工艺2400在下面示出并 论述为调节柱104的弹簧常数(也被称为k值或刚度)。如已知的，弹簧结构 的弹簧常数可以是力除以力移动弹簧的距离的水平(在弹簧的弹性范围内)。 即，k＝F/d，其中“k”是弹簧常数，“F”是施加到弹簧的力，且“d”是力F 移动弹簧的距离。然而，该工艺2400不限于调节柱104的弹簧常数，且工艺 2400也不限于调节柱104的弹簧性质。相反，工艺2400可被用于调节柱104 的其它弹簧性质或其它类型的碳纳米管结构。
在2402，可获得使几个调节力水平与一个或多个弹簧性质的值或值的范 围相关的数据。例如，这样的数据可通过实验获得。特定类型的柱(例如柱104) (例如利用特定的生长制法制成，具有特定大小和形状等)可被用于通过实验 获取使特定调节力水平与该类型柱的一个或多个弹簧性质的特定值或值的范 围相关的数据。例如，可将第一调节力沿大致平行于柱104的长度的方向施加 到可类似于柱104的实验柱(未示出)。在第一调节力施加到实验柱之后，可 对实验柱进行测试以确定一个或多个弹簧性质的值。例如，可对实验柱进行测 试，以测量其弹簧常数和其中弹簧常数有效的弹性范围。然后可记录第一调节 力的水平并使其与所测量的弹簧常数和弹性范围相关联。然后，可将大于第一 调节力的第二调节力施加到实验柱，且可再次测量所得的弹簧常数和柱的弹性 范围。然后可记录第二调节力的水平并使其与所测量的弹簧常数和弹性范围相 关联。这种将不断增加的调节力施加到柱并记录所得的弹簧常数和柱的弹性范 围的过程可反复，直到已经针对几个调节力记录了所得的弹簧常数和弹性范 围。
表1示出使用以上描述的示例性制法制作的柱104的实验弹簧常数和弹性 范围数据。例如，可将柱104选择作为“实验”柱，将对该柱施加连续的调节 力以确定所得到的每个调节力赋予柱104的弹簧常数和弹性范围。该选定柱 104可被称为“实验性”，因为该特定柱104将被用于获得前面的数据而不是 作为将集成到产品(例如，类似于将参照图26论述的接触器2606，或将参照 图34论述的探针卡组件3400)的最后工作柱104。在将最初的0.6克的调节力 施加到被选作实验柱的柱104的自由端(例如配置成响应于所施加的力移动或 移位的柱的端部)后，发现实验柱104在自由端0-5微米位移的弹性范围内具 有约0.17克/微米的弹簧常数。类似地，在将另一个0.7克的调节力施加到实验 柱104的自由端后，发现实验柱104在自由端0-10微米位移的弹性范围内具 有约0.12克/微米的弹簧常数。然后以0.8克、0.9克、1.0克和1.1克的调节力 重复该工艺，并获得以下表1中所得到的弹簧常数和弹性范围数据。


表1中的数据仅仅是示例性的，且仅出于论述和说明的目的提供。对于不 同类型的柱，这些数据可以改变。例如，该数据可基于用于制作柱的制法、柱 的大小、柱的形状等而改变。
再次参照图24，一旦在2402获得使调节力的水平与特定弹簧性质的值相 关的数据，与实验柱相同的一般类型的工作柱可被调节成具有弹簧常数弹簧性 质的特定值。这些柱可被称为“工作柱”，因为这些柱将用在产品中(例如， 类似于将参照图26讨论的接触器2606或将参照图34讨论的探针卡组件 3400)。工作碳纳米管柱一般应类似于在2402使用的实验柱且应是与该实 验柱相同的一般类型。例如，可利用与用于在2402获取数据的实验柱相同或 相似的制法、大致相同或相似的大小和/或大致相同或相似的形状制作工作柱。
取决于工作柱的一种或多种特定用途，可在2404选择弹簧常数的特定值 或值的范围。然后，在2406，参考在2402获得的实验数据以确定与在2404 选择的弹簧常数的值或值的范围最相关的调节力水平。在2408，将在2406选 择的调节力施加到工作柱，它可赋予工作柱与在2404选择的弹簧常数的期望 值近似相等的弹簧常数。
图25示出其中衬底102上的柱104可利用以上表1中的数据进行调节的 图24的工艺2400中的2404、2406和2408的非限制性示例。图25还示出在 柱104被调节之后柱104的示例性行为。
图25的柱104可以是本文论述且标识为柱104的示例的柱中的任一个， 或本文所提及的任何其它柱，诸如柱504、704、1404、1604、1804、1904、2204、 2304和/或2304′。衬底102(和/或用于柱504、704、1404、1604、1804、1904、 2204和/或2304的相应衬底)可以是牺牲衬底、中间衬底或产品衬底，且可以 是其上生长柱104的生长衬底，或者可以是柱104从生长衬底向其转移的衬底。 衬底102因此可以是在本文中标识为衬底102的示例的衬底中的任一个。此外， 如果衬底102是布线衬底1502或布线衬底1702，则可在任何锚固结构1606 和/或1608形成于柱104的周围之前或之后并在图19B-22所示的柱104的任何 处理之前或之后，对柱104进行图25所示的调节工艺。图25包括示出一个柱 104的衬底102的部分视图。然而，如图1所看到的，多个(从2至数百、数 千或几十万或更多)柱104可以在衬底102上，且可调节每个柱(同时、顺序 地或分组)。
图25中的标号2500、2502和2540示出在调节工艺中各种状态下的柱104， 其中调节力FT被施加(例如沿大致平行于柱的长度的方向)到柱104的自由 端2506(它可以是接触端的非限制性示例)，且图25中的标号2560和2580 示出响应于大致沿平行于柱104的长度的方向施加到自由端2506的工作力FW 的调节柱104。自由端2506可以是能够响应于所施加的力移动的柱104的端部， 且取决于柱104的特定配置自由端因此可以是端104或106，并可对应于接触 端(例如，类似接触端1904)。标号2500示出在力施加到自由端2506之前处 于最初状态2500的柱104。然而，在最初状态2500中，柱104可能已经经历 本文所示出、论述或提及的处理工艺中的任一个或多个，包括但不限于图 19B-22B所示的处理工艺。或者在最初状态2500中，柱104可能还没有经历 本文所示出、论述或提及的处理工艺，包括但不限于图19B-22B所示的处理工 艺。
参照图24的工艺2400，在2404，可选择针对柱104的期望弹簧常数。可 基于柱的端部或产品用途选择期望弹簧常数。例如，可确定给出柱104的特定 端或产品用途，需要0.10克/微米的弹簧常数。在图24工艺2400中的2406， 可确定赋予柱1040.10克/微米或约0.10克/微米的弹簧常数的调节力FT。在该 示例中，这可通过参考以上的表1来完成，表1示出将约0.8克的调节力FT 施加到柱104的自由端2506可将柱104调节成在自由端2506的0-15微米位 移范围内具有0.10克/微米的弹簧常数。然后在工艺2400的2408，可将调节力 FT施加到柱104的自由端2506。
参照图25，状态2520示出调节力FT施加到自由端2506的柱104。如图 25中状态2520所描述的，调节力FT的施加可压缩柱104并导致可逆变形区 2522沿柱104的长度形成，其一般可垂直于柱104的长度。尽管在图25中示 出三个区域2522在柱104上，但在柱104上可以有三个以上的这样的区域 2522，或在柱104上可以有三个以下的区域2522。在某些实施例中，在柱104 上可以有一个可逆变形区2522。柱104中的褶皱或褶皱区是可逆变形区2522 的非限制性示例。如图所示，可沿大致平行于柱104的长度的方向将调节力 FT施加到自由端2506，在某些实施例中该方向大致垂直于附连柱104的衬底 102的表面。作为响应，柱104可沿大致平行于调节力FT方向的方向压缩，该 方向大致平行于柱104的长度L且大致垂直于附连柱104的衬底102的表面。 如图25中所看到的，可逆变形区2522可大致垂直于柱104的长度L。一般而 言，调节力FT越大，所形成的可逆变形区2522的数目越多。每个可逆变形区 2522可具有弹簧性质且可用作单个弹簧。沿柱104的长度的多个这种可逆变形 区2522可类似多个串联弹簧起作用，且柱104的弹簧性质可包括可变形区2522 的弹簧性质的串联和。例如，柱104的弹簧常数可包括各个可变形区2522的 弹簧常数的串联和。(正如已知的，可根据以下公式获得“n”个串联弹簧的 弹簧常数(或其它弹簧性质)的串联和：1/k和＝(1/ka)+(1/kb)+(1/kc)...+(1/kn)， 其中k和是具有弹簧常数ka的第一弹簧的弹簧常数、具有弹簧常数kb的第二弹 簧的弹簧常数、具有弹簧常数kc的第三弹簧的弹簧常数和具有弹簧常数kn的 第“n”弹簧的弹簧常数的串联和。因此，例如，各自具有一(1)的弹簧常数 的五个串联弹簧的串联和可以是如下：k和＝k/5，其中k和是五个串联弹簧的 每一个的弹簧常数k的串联和。)可逆变形区2522连同柱104的固有弹簧性 质可以是自由端2506和附连到衬底102的柱的端(可以是基底端的非限制性 示例)之间柱中的弹簧机构的非限制性示例。尽管被示为组合在一起，但可逆 变形区2522不必彼此相邻。如上所述，皱褶或皱褶区可以是可逆变形区的非 限制性示例。
如图25的状态2520所描述的，调节力FT可压缩柱104并将自由端2506 移位初始压缩距离2526，该距离可以是在施加调节力FT之前自由端2506的初 始位置2508和在施加调节力FT之后自由端2506的位置2524之间的差值。状 态2540示出在在去除调节力FT之后的柱104。如图25中的状态2540所描述 的，至少部分地由于可逆变形区2522的弹簧作用，自由端2506可移动到恢复 位置2542。自由端2806移动到恢复位置2542的距离2546可表示柱104的弹 性恢复，且恢复位置2542和初始位置2508之间的距离可表示柱104响应于调 节力FT的弹性变形2544。
现在将柱104调节成具有特定的弹簧常数。在所论述的非限制性示例中， 假设柱104具有以上表1所示的性质，且如上所论述的，施加到柱上的调节力 FT是0.8克。按照以上的表1，柱104现在在0-15微米位移的弹性范围内可具 有0.10克/微米的弹簧常数。其后，柱104可用作在自由端2506的0-15微米 位移的弹性范围内具有0.10克/微米的弹簧常数的弹簧。只要小于调节力FT(例 如在本示例中小于0.8克)的力被施加到自由端2506，柱104就可维持0.10 克/微米的大致恒定的弹簧常数。
图25中的状态2560和2580示出其中小于调节力FT的工作力FW施加到 自由端2506的示例。如状态2560中的柱104所示，工作力FW可使柱104大 致沿平行于柱104的长度L的方向压缩(例如可逆变形区2522压缩)，这可 将自由端2506从位置2542移动到位置2562。如处于状态2580的柱104所示 的，在去除工作力FW之后，柱104的自由端2506可基本移回位置2542并因 此经历基本的弹性恢复。柱104可响应于反复地施加然后去除小于调节力FT 的工作力FW而继续经历基本的弹性恢复(例如基本移回位置2542)。如以上 所提及的，施加到自由端2506的大于调节力FT的力可用作新的调节力，其可 沿柱104的长度形成另外的一个或多个可逆变形区2522，这可改变弹簧常数。 例如，继续利用表1的非限制性示例，施加到自由端2506的1.0克或约1.0克 的调节力可使柱104在0-25微米位移或约0-25微米位移的弹性范围内具有0.08 克/微米或约0.08克/微米的弹簧常数。其后，柱104可对小于新调节力的工作 力的施加作出反应，一般如图25中的状态2560和2580所示。
类似以上论述的可以是垂直对齐的碳纳米管柱的柱104的碳纳米管柱可 在很多应用中使用。例如，柱104可以是用于测试诸如电子器件的器件的测试 系统中的机电弹簧探针。图26示出根据本发明某些实施例的示例性测试系统 2600，其中机电探针2610包括类似柱104的碳纳米管柱。如图所示，测试系 统2600可包括配置成控制一个或多个电子被测试器件(DUT)2614的测试的 测试器2602。DUT因此可以是电子器件。多个通信信道2604和接触器2606 可在测试器2602和DUT 2614之间提供用于电源和接地及测试、响应和其它 信号的多个电路径。测试器2602可通过生成通过通信信道2604和接触器2606 提供给DUT 2614的各个端子2616的测试信号来测试DUT 2614。测试器2602 然后可评价DUT 2614响应于测试信号生成的响应信号。可在DUT 2614的各 个端子2616处感测到响应信号，并通过接触器2606和通信信道2604将其提 供给测试器2602。
测试器2602可包括诸如一个或多个计算机或计算机系统的电子控制设 备。接触器2606可包括电接口2608、导电弹簧探针2610以及穿过接触器2606 在电接口2608和探针2610之间的电连接2618(接触器2606之上或之中的导 电迹线和/或通孔)。探针2610的布局和数目可大致对应于DUT 2614的端子 2616的布局和数目，使得各个探针2610可接触各个端子2616并由此形成与各 个端子2616的基于压力的电连接。DUT 2614可设置在可移动卡盘2612上， 卡盘2612可移动DUT 2614以使端子2616与探针2610对齐，然后移动DUT 2614使得对齐的端子2616和探针2610以足够的力接触，从而在对齐的探针 2610和端子2616之间建立电连接。或者或另外，连接器2606可被移动。电接 口2608——其可包括至信号2604的电接口——可连接到通信信道2604，其可 包括至测试器2602的电路径或来自测试器2602的电路径。尽管电接口2608 被连接到通信信道2604且探针2610与端子2616接触，但通信信道、接触器 2606(包括电接口2608和探针2610)可在测试器2602和DUT 2614的端子 2616之间提供多个电路径。另外，可将一个或多个中间衬底(未示出)设置在 探针2610和接触器2606之间。
DUT 2614可以是未单片化(unsingulated)的半导体晶片的一个或多个管 芯、一个或多个从晶片单片化(singulated)所得的半导体管芯(已封装或未封 装)、设置在载体或其它支承器件中的单片化半导体管芯阵列的一个或多个管 芯、一个或多个多管芯电子模块、一个或多个印刷电路板、或任何其它类型的 一个或多个电子器件。图26中的DUT 2614因此可以是一个或多个任意上述 器件或类似器件。正如已知的，半导体管芯可包括其中集成有电路的半导体材 料，且端子2616可以是提供去至和来自电路的电连接的接合焊盘。
如所提及的，探针2610可包括碳纳米管柱，它可以是垂直对齐的碳纳米 管柱。例如，探针2610可包括柱104，它可以是利用本文所述的任意工艺制造 的柱104(例如，柱504、704、1404、1604、1804、2204、2304和2304′)， 且还可包括在本文所述的任一种或多种处理之后的柱104(例如，如图19A-22B 中的任一图所示)。此外，构成探针2610的柱104能够以本文所述的任何方 式——包括图11A、11B和15A-18B所示的示例中的任一种或多种——锚固到 接触器2606，和/或电连接到接触器2606的端子或其它电元件。
图27示出根据本发明某些实施例的制造具有包括碳纳米管柱的探针2610 的接触器2606的示例性工艺2700，而图28-34示出工艺2700的示例性实现， 其中可制造带有包括柱104的探针的探针卡组件3400形式的示例性接触器 2606。然而，工艺2700不限于制造探针卡组件3400形式的接触器2606或带 有包括柱104的探针2610的接触器2606。例如，工艺2700可用于制造带有包 括其它类型的碳纳米管柱的探针2610的接触器2606。
如图27所示，可在2702获得碳纳米管柱。在2702获得柱可包括获得先 前生长的柱，或者在2702获得柱可包括生长柱。图28示出图27的2702的非 限制性示例。如图28所示，获得柱2702可包括在衬底102上获得柱104，衬 底102可以是柱104在其上生长的生长衬底、或者可以是柱104被转移至其上 并且柱104在其上被传送或运输的中间衬底。
再次参照图27，在2704可将在2702获得的柱转移到布线衬底(可以是 将柱排列在第一布线衬底的非限制性示例)。在2704的转移可利用本文所述 的转移工艺中的任一种来实现，包括图2-5B及图6和7所示的转移工艺。图 29和30示出其中柱104从衬底102转移到布线衬底2902的非限制性示例，布 线衬底2902可包括一个表面上的导电端子2904、相对表面上的导电端子2906 和布线衬底2902之上和/或穿过其中的电路径2908(例如，迹线和/或通孔)。 (电路径2908可以是电连接的非限制性示例。)如图29所示，可将粘合剂804 沉积在端子2904上，且柱104的端部106可与一般如图10所示的粘合剂804 接触。如上所述，粘合剂804可以是可固化导电粘合剂。在柱104的端106与 粘合剂804接触后，可固化粘合剂804。例如，可通过加热粘合剂804、通过 使粘合剂804曝露于环境气体特定时间段或任何其它适当方式来固化粘合剂 804。如图30所示，可从柱104剥离衬底102，这一般可通过与上文参照图9 所论述的相同的方式来实现。图30所示的衬底102的剥离可在粘合剂804固 化后进行。
如以上参照图19A和19B所论述的，粘合剂804可吸附到柱104。因此， 在图27中的2704将柱104从衬底102转移到布线衬底2902不仅可导致柱104 在端106附连到布线衬底2902的端子2904，还可导致各个柱104包括吸附到 柱104中的粘合剂804。如以上参照图19A和19B所论述的，粘合剂804可沿 柱104的长度在柱104中吸附较短的距离，粘合剂804可在柱104中吸附柱104 的整个或基本上整个长度，或者，粘合剂可在柱104中吸附上述两个末端之间 的距离。在图30中，示出粘合剂804仅在柱104中吸附较短的距离，一般如 图19B所示。
与如图29所示的将柱104粘合到端子2904不同，可在布线衬底2902中 形成或设置凹坑(例如类似图17A和17B中的凹坑1705)，且柱104可在凹 坑(未示出)中粘合到布线衬底2902。例如，可将粘合剂804沉积在凹坑(未 示出)中，并将柱104的端106插入凹坑(未示出)。然后可固化粘合剂804， 并可如上所论述地从柱104剥离衬底102。
作为图29-31所示示例的示例性备选方案，可通过利用以上参照图11A和 11B所论述的示例中的任一种将柱104转移到布线衬底2902来选择性地实现 图27的2704。例如，图28-34中的布线衬底2902因此可用图11A和11B的 布线衬底1102有效地替换。
作为示例性备选方案，图27的2702和2704可被其中柱104在布线衬底 2902上生长的动作所替换。例如，以与图15A-16B中在布线衬底1502上生长 柱1604相同或类似的方式在布线衬底2902上生长柱104，或者以与图17A-18B 中在布线衬底1702上生长柱1804相同或类似的方式在布线衬底2902上生长 柱104。例如，图28-34中的布线衬底2902因此可用图15A-16B的布线衬底 1502或图17A-18B的布线衬底1702有效地替换。作为图27中的2702和2704 的又一个示例性备选方案，可在2702获得附连到布线衬底2902的柱104，如 图31所示。在这种情形中，不需要执行图27的2704。
返回到图27的工艺2700的论述，在2706，柱104可被处理以增强柱104 的一个或多个性质。例如，如图20所示，接触端1904可被处理——例如诸如 通过反应离子蚀刻或溅射蚀刻之类的蚀刻——以形成从接触端1904突出的结 构1912。作为另一个示例，可将导电材料沉积在柱104上(例如在其外部)和 /或嵌入在柱104内，如图21一般所示和以上参照图21所讨论的。如上所述， 前面可增强柱104的电导率。任选地，可生长具有或使其具有与图22A和22B 所示的柱2204的中空部分2208相似的中空部分的柱104，且可用导电材料(例 如类似图22A和22B中的材料2210)填充该中空部分，这可选择性地或另外 增加柱104的电导率。
图31示出其中利用原子层沉积或化学气相沉淀剂或以上一般参照图21 论述的类似技术将导电材料嵌入柱104之上或之中(例如，在各个碳纳米管上 和/或周围和/或构成柱104的各个碳纳米管之间)的非限制性示例。导电材料 存在于柱104上或嵌入其中(例如，在各个碳纳米管上和/或周围和/或构成柱 104的各个碳纳米管之间)由图31中的柱104的浓阴影指示。这可使柱104 一般类似于图21所示的柱104。尽管未示出，但图31中的柱104的接触端1904 可具有类似图20所示的结构1912的突出结构。
再次参照图27的工艺2700，在2708作出将柱锚固到布线衬底的动作， 和/或在2708作出将柱电连接到布线衬底的端子的动作。在图32中示出非限制 性示例，其示出在布线衬底2902上和柱104周围设置或形成的锚固结构3202。 例如，锚固结构3202可类似于图16A和16B中的锚固结构1606且可被制造 成类似图16A和16B中的锚固结构1606。锚固结构3202可以是导电的，因此 可电连接柱104与布线衬底2902上的端子2904或增强它们之间的电连接。或 者，锚固结构3202可类似于图18A和18B所示的锚固结构1806，其如图18A 和18B所示可电连接布线衬底2902上的导电迹线(例如类似图18A和18B中 的迹线1807)。例如，如果如上所述柱104被设置在与端子2904分隔开的凹 坑(例如类似图17A和17B中的凹坑1705)中(例如，类似于图17A和17B 中凹坑1705与端子1704分隔开)，这种迹线可将锚固结构3202并由此将柱 104电连接到布线衬底2902上的端子2904。
再次参照图27的工艺2700，在2710可调节柱的一种或多种弹簧性质。 例如，可根据以上参照图24和25中示出和论述的调节及其调节柱104的一种 或多种弹簧性质。例如，一旦在图24中的2402获得针对类似柱104的柱的使 各种调节力水平与特定的弹簧性质相关联的数据，如一般参照图24所论述的， 在2406确定将赋予柱104一种或多种期望弹簧性质的调节力，且将所选的调 节力施加(例如图24的2408)到柱104的接触端1904以赋予柱104期望的弹 簧性质。例如，如以上参照图24和25所论述的，可通过将特定调节力施加到 柱104的接触端1904来将柱104调节成具有特定弹簧常数值(或在弹簧常数 值的期望范围内的弹簧常数值)。
可单独将调节力施加到每个柱104。或者，如图33所示——其示出根据 某些实施例的非限制性示例，板3302的大致平坦表面3304能够以所选调节力 FT压向柱104的接触端1904，这可将调节力FT同时施加到多个(包括所有或 少于所有的柱)柱104的接触端1904。除调节柱104的弹簧性质以外，图33 所示的板3302的使用还可使柱104的接触端1904平坦化。例如，在将调节力 FT施加到板3302之后，柱104的接触端1904可大致位于与表面2608的平面 对应的空间中的平面内。
再次参照图27的工艺2700，在2712布线衬底可与一个或多个组件组合 以形成接触器2606。图34示出其中布线衬底2902与接口衬底3402和电互连 器3406组合以形成探针卡组件3400的非限制性示例，它可以是图26中的测 试系统2600的接触器2606的非限制性示例。如图34所示，接口衬底3402可 包括带有至通信信道2604(参见图26)的电接口2608的板或其它衬底结构， 且接口衬底3402可包括穿过接口衬底3402至电互连器3406的布线3412(例 如接口衬底3402之上或之中的导电迹线和/或通孔)。接口衬底3402可以是例 如印刷电路板或其它类型的布线板。
电互连器3406可以是可电连接各个布线3412和布线衬底2902的端子 2906的任何电连接器。在某些实施例中，电互连器3406可以是柔性或顺应的。 电连接器3406的非限制性示例包括电布线、导电弹簧和焊料。互连器3406的 其它非限制性示例包括导电柱、球、弹簧针和凸起结构。
内插器(例如，类似图43A和43B所示的内插器)是电互连器3406的又 一个非限制性示例。在某些实施例中，内插器包括设置在接口衬底3402和布 线衬底2902之间的布线衬底(例如图43A和43B的4302)。第一组导电弹簧 触点(例如，类似从图43A和43B中的4302的一侧延伸的104)可从内插器 布线衬底(未示出)延伸到布线3412，且第二组导电弹簧触点(例如，类似从 图43A和43B中的4302的另一侧延伸的104)可从内插器布线衬底延伸到布 线衬底2902上的端子2906。第一组导电弹簧触点可通过内插器布线衬底电连 接(例如通过图43B中的4308)到第二组导电弹簧触点。
与端子2906和包括柱104的探针2610一起可构成探针头3410的布线衬 底2902可通过支架3408附连到接口衬底3402。或者，布线衬底2902可通过 其它装置附连到接口衬底3402，包括但不限于螺钉、螺栓、夹子和/或其它类 型的紧固件。在某些实施例中，布线衬底2902可附连到探针卡组件3400的另 一个组件(例如，加固板(未示出)或附连结构，探针本组件3400通过该结 构附连到测试架(未示出)中或安装到测试架中)。在某些实施例中，探针卡 组件3400可包括多个类似探针头3410的探针头，且探针头(例如类似探针头 3410)中的一个或多个的位置和方位可独立地调节。如果电互连器3406是柔 性的，则即使当探针头3410(如果探针卡组件具有多个探针头3410则是多个 探针头3410)的位置或方位相对于接口衬底3402调节或改变时，电互连器3406 还可维持布线3412和端子2906之间的电连接。
如上所述，探针卡组件3400可以是接触器2606的示例，因此可用作测试 系统2600中的接触器2606。例如当卡盘2612移动各个端子2616使其接触各 个探针2610时(例如图34中的柱104)，探针卡组件3400的探针2610可形 成与DUT 2614的端子126的基于压力的电连接。
图34中的探针卡组件3400仅仅是示例性的，且很多变形是可能的。例如， 如上所述，图11A和11B中的布线衬底1102可代替图34中的布线衬底2902。 同样如上所述，柱104可在布线衬底2902上生长而不是从衬底102转移到布 线衬底2902。因此，例如，可用在布线衬底2902的端子2906上生长柱104 的动作代替图27的工艺2700中的2702和2704。例如，图15A-16B所示的工 艺可用于生长柱104。因此，在某些实施例中，可用如图16A和16B所示的带 有柱1604(代替图34中的柱104)的布线衬底1502替换图34的探针卡组件 3400中的布线衬底2902。作为另一个示例，图17A-18B所示的工艺可用于生 长柱104。因此，在某些实施例中，可用如图18A和18B所示的带有柱1804 (代替图34中的柱104)的布线衬底1702替换图34的探针卡组件3400中的 布线衬底2902。
图27的工艺2700仅仅是示例性的，且很多变形是可能的。例如，除已经 提到的示例性变形以外，在某些实施例中可改变2702、2704、2708、2710和/ 或2712的顺序。例如，2710可在2704、2706和/或2708之前执行。作为另一 个示例，2708可在2706之前执行。作为又一个示例，2712可在2706、2708 和/或2710之前执行。
图34中所示的探针卡组件3400只是接触器2606(参见图26)的一个示 例。接触器2606可采用其它形式。例如，接触器2606可包括柔性膜接触器。 作为又一个示例，接触器2606可基本由布线衬底2902构成。例如，在柱104 如图33所示地调节和/或平坦化后，布线衬底2902可以是接触器2606。例如， 端子2906可以是图26中的电接口2608，且柱104可以是探针2610。很多其 它的变形是可能的。
无论接触器2606的形式或实施例如何，与常规探针相比垂直对齐碳纳米 管柱104作为探针2610有几个优点。图35示出这种优点的示例，该图示出将 柱104作为探针的布线衬底2606的立体图和带有端子2516(它可以是例如接 合焊盘)的DUT 2514的部分立体图。例如，如图所示，柱104的接触端1904 (如上所述可对应于柱104的端106或端108)可设置成与DUT 2514上的各 个端子2516的图案对应的图案。端子2616的间距3512和/或3514可被定义为 如图35所示的相邻端子2516的中心之间的距离(对应于3512和/或3514)。 柱104的间距3502和/或3504可被类似地定义为如图35所示的相邻柱104的 接触端1904的中心之间的距离(对应于3502和/或3504)。柱104的间距3502 可与端子2516的间距2512近似相等(例如在可接受的误差容限或界限内)。
在某些实施例中，每个柱104可响应于与端子2516的接触基本上在沿柱 104的长度定向的垂直轴3420上移动(例如，压缩、褶皱、变形等)，这可在 接触端1904上产生基本平行于垂直轴3420的力(一般可平行于柱104的长度)。 在某些实施例中，垂直轴3420还可大致垂直于柱104从其延伸的布线衬底3902 的表面，其还可大致垂直于端子2516设置于其上的DUT 2514的表面。垂直 轴3420还可大致平行于由探针2610和端子2516之间的接触产生的对探针 2610的接触端1904的力的方向。因为接触端1904的移动基本上仅沿垂直轴 3420，所以柱104的间距3502和/或2504可显著小于(或比探针更密集)探针 (未示出)，探针响应于与DUT(类似DUT 2514)的端子(例如类似端子2516) 的接触的移动包括不沿垂直轴3420的相当大的分量。这是因为垂直于垂直轴 的相邻探针的移动的任何分量可导致相邻探针的接触部分向彼此移动。这种探 针的最小间距必需大于相邻探针的接触部分向彼此的移动量；否则，相邻探针 的接触部分将相互接触。在某些实施例中，针对图35所示的柱104实现了至 少20微米那样小(或密集)的间距3502和/或3504，这表示图35中所示的柱 104可接触具有20微米那样小(或密集)的间距3512和/或3514的端子2516 的DUT 2514。在某些实施例中，针对图35所示的柱104可实现小于20微米 的间距3502和/或3504。
正如以下参照图44更详细论述的，柱104可附连到DUT 2514的端子2516 而不是接触器2606。在这种情形中，可用配置成接触从端子2516延伸的柱104 的扁端子替换接触器2606(或探针卡组件3400)上的探针2610。另外，图26 的测试系统2600和图36的测试过程3600(以下将描述)可大致如所示和所述 地工作。
图36示出用于在类似图26的测试系统2600的测试系统中测试DUT(例 如类似DUT 2614)的示例性过程3600。如图36所示，在3602可将一个或多 个DUT置于工作台上。例如，可将一个或多个DUT 2614置于图26的测试系 统2600的工作台2612上。再次参照图36的过程3600，在3604可使各个探针 2610(如上所述可包括如图34和35所示的柱104)与DUT 2614的各个端子 2516接触。例如，可移动平台3602以使各个端子2516与各个探针2610对齐， 然后可移动平台以使对齐的各个端子2516与探针2610相互接触。或者或另外， 连接器2606可被移动。前面的各个探针2610和端子2516之间的接触可在探 针2610和端子2516之间建立临时的基于压力的电连接。各个探针2610和各 个端子2516之间的这种接触可在接触端1904处的探针2610(并因此在柱104 上)上生长大致平行于柱104的长度的力，这可导致柱104在大致平行于柱的 长度的方向和力的方向上的弹性变形。
再次参照图36，在3606可测试DUT 2514。例如，图26中的测试器2602 可将电源和接地及测试信号发送到通过通信信道2604和至与探针2610接触的 各个DUT端子2616的接触器2606集成到DUT 2514的电路中，且测试器2602 可通过感测通过与DUT端子2616接触的各个探针2610、接触器2606和通信 信道2604的响应信号来感测由DUT 2514(例如，由集成到DUT 2514的电路) 响应于测试信号产生的响应信号。测试器2602然后可将所感测的响应信号与 预期的响应信号作比较。如果感测的响应信号与预期的响应信号相同，则测试 器2602可推断DUT 2514正确地工作且通过测试；否则，测试器2602可推断 DUT 2514有缺陷。再次参照图36的过程3600，通过在3606的测试的DUT 2514 可在3608被进一步处理。例如，如果DUT 2514是半导体管芯，则在3608可 将管芯封装或以其它方式制备以用于在3610运输到终端用户。
在3604探针2610和端子2616之间的接触可产生端子2616上的探针标记 (有时称为“擦痕”)。(探针标记还可被称为接触标记。)因为探针2610 包括碳纳米管柱104，所以由探针2610(参见图26)留在DUT端子2516上 的探针标记可以是独特的，且至少可与由针状探针、悬臂形探针或其它类型探 针所作出的标记从视觉上区分开。例如，图37示出与包括柱104的探针2610 (同样在部分视图中示出)接触的DUT 2514的端子2516的部分视图，而图 38示出移动从而不与探针2610接触的端子2516。如图38所示，由探针2610 在端子2516的表面3704上作出的标记3802基本上由从探针2610的接触端 1904突出的突出结构1912在表面3704中形成的小穿孔组成。此外，标记3802 位于端子2516的表面3704上的有限区域中(图38中由周长3804示出)。有 限区域3804可对应于探针2610的接触端1904的接触区域。(面向端子2516 的接触端1904的部分可被称为接触端1904的面。有限区域3804可对应于接 触端1904的面的区域。)例如，有限区域3804可以是70(或更小)微米乘 70(或更小)微米(这可对应于4900平方微米的面积)，如上所述这在某些 实施例中可以是接触端1904的接触区域的近似尺寸。取决于结构1912(如果 存在的话)的大小，每个穿孔标记3802的尺寸在端子2516的表面3704上通 常小于25平方微米，且通常从表面3704穿入端子2516小于5微米。在各实 施例中，每个穿孔标记3802在端子2516的表面3704上通常可小于20、15或 10平方微米，且通常从表面3704穿入端子2516小于4、3或2微米。取决于 各个柱104的接触端904处的结构1912的大小和数量，端子2516的表面3704 上被穿孔标记3802妨碍的总面积可小于端子3516的表面3704的总面积的 30％。在各实施例中，端子2516的表面3704上被穿孔标记3802妨碍的总面 积可小于端子3516的表面3704的总面积的25％、20％、15％、10％或5％。此 外，在某些实施例中，被标记3802妨碍(或占据)的以周长3804为边界的有 限区域的百分比可小于或等于40％、30％、20％或15％。在某些实施例中，被 标记3802妨碍(或占据)的以周长3804为边界的有限区域的百分比可大于或 等于40％、或小于或等于15％。
如上所述，构成探针2610的柱104不需要被处理(例如图20所示)成形 成结构1912。如图39所示，由包括未被处理成形成突出结构1912的接触端 1904的探针2610在端子2516的表面3704上形成的压痕3902(例如，点凹陷) 可基本上由表面3704中的压痕3902组成。未被处理成形成结构1912的柱104 的接触端1904——因此缺少尖角或突出状突出结构——可不平坦，至少在显微 水平上不平坦。因此在接触端1904可以有微小的突出区，包括例如从构成接 触端1904的碳纳米管的其它端部略微突出的一簇碳纳米管端部。上述可导致 端子2516的表面3704中的压痕3902。压痕3902可位于端子2516的表面3704 上的有限区域中(图39中由以周长3904为边界的区域示出)。有限区域3904 可对应于探针2610的接触端1904的接触区域(例如接触面)。(面向端子2516 的接触端1904的部分可被称为接触端1904的面。有限区域3904可对应于接 触端1904的面的区域。)例如，有限区域3904可以是70(或更小)微米乘 70(或更小)微米(这可对应于4900平方微米的面积)，如上所述这在某些 实施例中可以是接触端1904的接触区域的近似尺寸。各个压痕3902的尺寸就 横过端子2516的表面3704上的压痕3902而言通常可小于约5微米，且压痕 通常从表面3704穿入端子2516小于5微米。在各实施例中，每个压痕3902 横过压痕的尺寸通常可小于4、3或2微米，且通常从表面3704穿入端子2516 小于4、3或2微米。在某些实施例中，端子2516的表面3704上被压痕3902 妨碍(或占据)的总面积可小于端子3516的表面3704的总面积的30％。在各 实施例中，端子2516的表面3704上被压痕3902妨碍的总面积可小于端子3516 的表面3704的总面积的25％、20％、15％、10％或5％。此外，在某些实施例 中，被压痕3902妨碍(或占据)的以周长3904为边界的有限区域的百分比可 小于或等于40％、30％、20％或15％。在某些实施例中，被压痕3902妨碍(或 占据)的以周长3904为边界的有限区域的百分比可大于或等于40％、或小于 或等于15％。
如上所述，探针2610可选择地包括柱2304，该柱如图23A所示可包括峰 结构2312。例如，峰结构2312可位于柱2304的接触端2302的拐角上。图40 示出在包括柱2304和端子2516的探针接触(例如在图36的3604)后的DUT 端子2516的表面3704。如图40所示，由包括柱2304的探针2610在端子2516 的表面3704上形成的标记4002可基本由峰结构2312所形成的小穿孔组成。 如图所示，峰结构2312可位于柱2304的接触端2302的拐角上，且由峰结构 2312形成的标记4002可位于区域(在图40中由周长4004示出)的拐角上。 有限区域4004可对应于柱2304的接触端2302的接触区域。(参见图23A。) (面向端子2516的接触端1904的部分可被称为接触端1904的面。有限区域 4004可对应于接触端1904的面的区域。)例如，有限区域4004可以是70(或 更小)微米乘70(或更小)微米(这可对应于4900平方微米的面积)，如上 所述这在某些实施例中可以是接触端2304的接触区域的近似尺寸。如上所述， 柱2304可具有如图23A所示的四个峰结构2312，或者柱2304可具有多于或 少于四个峰结构2312。图40中所示的端子2516的表面3704因此可具有更多 或更少的标记4002。取决于峰结构2312的尺寸，每个穿孔标记4002的尺寸在 端子2516的表面3704上通常小于20平方微米，且通常从表面3704穿入端子 2516小于5微米。在各实施例中，每个穿孔标记4002在端子2516的表面3704 上通常可小于15平方微米、10平方微米或5平方微米，且通常从表面3704 穿入端子2516小于4、3或2微米。取决于各个柱2304的接触端2302处的峰 结构2312的尺寸和数量，端子2516的表面3704上被穿孔标记4002妨碍的总 面积可小于端子3516的表面3704的总面积的15％。在各实施例中，端子2516 的表面3704上被穿孔标记4002妨碍的总面积可小于端子3516的表面3704的 总面积的10％、5％或3％。此外，在某些实施例中，被标记4004妨碍(或占 据)的以周长4002为边界的有限区域的百分比可小于或等于40％、30％、20％ 或15％。在某些实施例中，被标记4002妨碍(或占据)的以周长4004为边界 的有限区域的百分比可大于或等于40％、或小于或等于15％。
图41A示出示例性半导体管芯2514′，它可以是DUT 2514的非限制性示 例。如图所示，管芯2514′可具有多个端子2516′，它可以是例如接合焊盘。图 41A示出在端子2516′被如图37和38构造的探针2610(即，探针2610包括被 处理成在柱104的接触端1904形成结构1912的柱104(参见图20))接触并 如图36的工艺3600所示地测试之后的端子2516′。如图41A所示，管芯2514′ 的端子2516′上的探针标记基本上由位于周长3904内的穿孔标记3802组成 (即，一般限于这些)，周长3904对应于如图38所示的探针2610的接触端 1904。如以上参照图38所论述的，穿孔标记3802可由从探针2610的接触端 1904突出的结构1912形成。端子2514′上的穿孔标记3802可如上参照图38 所述。
图41B示出在端子2514′被如参照图39和38所论述地构造的探针2610 (即，探针2610包括柱104，其接触端1904未被处理成在柱104的接触端1904 形成结构1912(参见图20))接触并如图36的工艺3600所示地测试之后的 端子2514′。如图41B所示，管芯2514′的端子2516′上的压痕基本上由位于周 长3804内的压痕3902组成(即，一般限于这些)，周长3804对应于如图39 所示的探针2610的接触端1904。如以上参照图39所论述的，压痕3902可由 构成柱104的碳纳米管的端部形成，而柱104又构成探针2610。端子2514′上 的压痕3902可如上参照图39所述。
图41C示出另一个示例性半导体管芯2514″，它可以是DUT 2514的另一 个非限制性示例。类似于管芯2514′，管芯2514″可具有多个端子2516″，它可 以是例如接合焊盘。在该示例中，接触器2606(参见图26和35)或图34中 的探针卡组件3400的探针2610可包括图23A中的柱2304。如图所示，在管 芯2514″被包括柱2304的探针2610接触并如图36的工艺3600所示地测试之 后，管芯2514″的端子2516″上的探针标记基本上由位于周长3804内的穿孔标 记4002组成(即，一般限于这些)，周长4004对应于如图40所示的探针2610 (包括如图23A所示的柱2304)的接触端2302。
图40A-41C中的半导体管芯2514′和2514″仅仅是示例性的，且很多变形 是可能的。例如，各个管芯2514′、2514″上的端子2516′、2516″的数量和布局 仅仅是示例性的。管芯2514′可具有不同数量的端子2516′，其可被布置成与图 40所示不同的图案。同样，管芯2514″可具有不同数量的端子2516″，其可被 布置成与图41所示不同的图案。
图42示出由构造成接触管芯4202的端子4204然后在端子4204上擦过的 典型现有技术探针(未示出)形成的典型探针标记4208。如图所示，探针标记 4208通常由端子4204的表面4206中的刻度(gauge)或凹槽组成。探针标记 4208通常从对应于与现有技术探针(未示出)的最初接触点的跟部4210延伸 到通常对应于现有技术探针(未示出)在端子4204上的擦拭运动结束处的趾 部4212。因此在现有技术探针(未示出)接触跟部4210然后擦过端子4204 至趾部4212时形成探针标记4208。如图42所示，探针标记的尺寸通常如下： 探针标记2408的宽度W通常可对应于接触端子4204的现有技术探针(未示 出)部分的宽度；探针标记2408的长度L通常可对应于现有技术探针(未示 出)在端子4204上的擦拭运动的长度；且从表面4206进入端子4204的探针 标记2408的深度D通常可对应于超程距离，该距离是现有技术探针(未示出) 和/或端子4204在现有技术探针(未示出)和端子4204之间的最初接触后向彼 此移动的距离。W、D和L的某些典型示例包括20微米的W、20微米的L和 10微米的D。
此外，如图42所示，碎屑堆4214通常形成于探针标记4208的趾部4212。 碎屑堆4214可包括端子4202的材料和/或端子4202的表面4206上的材料(例 如氧化物膜)等等，其在现有技术探针(未示出)从探针标记4208的跟部4210 向趾部4212擦拭时挖开端子4202和/或刮擦端子4202的表面4206形成。
尽管本发明不限于此，但基本由图38所示的穿孔标记3802、图39中的 压痕3902或图40中所示的穿孔标记4002构成的示例性探针标记可比图42所 示的现有技术探针标记更有优势。这是因为半导体管芯的端子(例如接合焊盘) 上的探针标记可引起很多问题。第一，探针标记能够阻止布线接合到端子。(半 导体器件的端子通常通过布线连接到保护性封装的导体。)第二，即使当布线 被成功地接合到带有探针标记的端子，探针标记可能减少布线和端子之间的接 合的有效寿命。第三，探针标记可削弱端子，导致端子松弛甚至与半导体器件 分离。(参见授予Puar的美国专利No.5,506,499(″Puar″)，栏2第21-40行和 栏3第7-25行，关于探针标记的有害效果的论述。)以上的问题可通过减小 探针标记的大小和/或通过减小以端子的表面形成的探针标记的不连续水平来 减少。因此，例如，因为图38所示的端子2516的表面3704中穿孔标记3802 比图42所示的现有技术探针标记4208小很多，所以穿孔标记3802与现有技 术标记4208相比更不可能导致以上参照探针标记论述的任何问题。此外，因 为图38所示端子2516的表面3704上的穿孔标记3802所形成的不连续比图42 中端子4206的表面4206上的探针标记4208和碎屑堆4214所形成的不连续小 很多，所以穿孔标记3802与现有技术探针标记4208和碎屑堆4214相比更不 可能导致以上参照探针标记论述的任何问题。图39中的压痕3902和图40所 示的穿孔标记4002与现有技术探针标记4208和碎屑堆4214相比同样小很多 且在端子2516的表面3704上形成较少的不连续，因此更不可能导致以上参照 探针标记论述的任何问题。
正如应该显而易见的，探针标记4208比图38中的穿孔标记3802、图39 中的压痕或图40中的各个穿孔标记4002中的任一个大很多。此外，与图38 中的穿孔标记3802妨碍端子2516′的表面3704、图39中的压痕3902妨碍端子 2516′的表面3704或图40中的穿孔标记4002妨碍端子2516″的表面3704相比， 探针标记4208和碎屑堆4214妨碍更大百分比的端子4204的表面4206。
类似图26接触器2606的接触器和类似图35探针卡组件3400的探针卡组 件不是碳纳米管的柱104的唯一应用。图43A和43B(分别示出立体图和横截 面侧视图)示出另一个示例性应用，其中柱104可包括内插器4300的弹簧接 触结构(例如互连结构)。内插器4300可包括附连柱104的布线衬底4302(例 如，印刷电路板、陶瓷衬底或其它布线衬底)。如图所示，柱104(可以是第 一弹簧接触结构和第二弹簧接触结构的非限制性示例)可附连到布线衬底4302 的对侧(可以是第一表面和第二表面的示例)。例如，如图43B所示，柱104 中的一些可附连至布线衬底4302的一侧上的端子4306，且其它柱104可附连 到布线衬底的对侧上的端子4306。布线4308(例如布线衬底4302之中或之上 的迹线和/或通孔)可将布线衬底4302的一侧上的端子与布线衬底4302的对侧 上的端子4306电连接，从而还可将布线衬底4302的一侧上的柱104与布线衬 底4302的对侧上的柱104电连接。布线4308可以是电连接的非限制性示例。
可利用本文所述或所提及的任何技术或工艺生长柱104。此外，例如如图 2-7和12-14所示可在牺牲衬底(例如衬底202)上生长柱104，并将其转移到 布线衬底4302(例如利用图8-11B或12-14所示的技术中的任一种)。或者， 可利用本文所述或所提及的任何适当技术或工艺在布线衬底4302的端子4306 上生长柱104。例如，能够以与图15A-16B中在端子1504上生长柱1604相同 的方式在端子4306上生长柱104。作为又一个选择，能够以与图17A-18B中 在凹坑1705中生长柱1804相同的方式在布线衬底4302的凹坑(未示出)中 生长柱104。此外，可利用图19-22B所示处理中的一种或多种或本文描述或提 及的其它方式处理柱104，且柱104可通过锚固结构4304或利用本文所述或所 提及的任何锚固技术锚固到端子4306和/或布线衬底4302，锚固结构4304可 类似于图16A和16B中的锚固结构1606或图18A和18B中的锚固结构1806。 在某些实施例中，柱104可类似于柱2204或2304。
图44示出另一个示例性应用，其中柱104可包括附连到半导体管芯4402 的端子(例如接合焊盘)4404的弹簧接触结构(例如互连结构)，该半导体管 芯4402是布线衬底的非限制性示例。管芯4402可以是任何类型的半导体管芯。 例如，管芯4402可包括存储器或数据存储电路、数字逻辑电路处理器电路等 等。正如已知的，端子4404可与集成到管芯4402的电路电连接，因此可提供 关于信号、电源和接地的输入和输出。
可利用本文所述或所提及的任何技术或工艺生长柱104。此外，例如如图 2-7和12-14所示，可在牺牲衬底(例如衬底202)上生长柱104，并将其转移 到管芯4402(例如利用图8-11B或12-14所示的技术中的任一种)。或者，可 利用本文所述或所提及的任何适当技术或工艺在管芯4402的端子4404上生长 柱104。例如，能够以与图15A-16B中在端子1504上生长柱1604相同的方式 在端子4404上生长柱104。作为又一个选择，能够以与图17A-18B中在凹坑 1705中生长柱1804相同的方式在管芯4402中的凹坑(未示出)中生长柱104。 此外，可利用图19-22B所示处理中的一种或多种或本文描述或提及的其它方 式处理柱104，且柱104可通过锚固结构(未示出)或利用本文所述或所提及 的任何锚固技术锚固到端子4404和/或管芯4402，该锚固结构可类似于图16A 和16B中的锚固结构1606或图18A和18B中的锚固结构1806。在某些实施 例中，柱104可类似于柱2204或2304。
管芯4404可以是单片化管芯(即，从其上制造管芯4404的硅晶片单片化)， 且管芯4404可以是封装或未封装的。或者，管芯4404可能未从其上制造管芯 4404的晶片单片化。例如，柱104可被附连到管芯4402，同时管芯4402仍是 其上制造管芯4402的晶片的一部分。在某些实施例中，柱104可在管芯从晶 片单片化之前附连到硅晶片上的部分或所有管芯(例如，类似管芯4402)。如 上所述，可在类似图26的测试系统2600的测试系统中并根据类似图36的过 程3600的测试过程测试这种管芯(在从晶片单片化之前或之后)。如上所论 述的，在这种情形中，柱104可附连到DUT 2614的端子2616上，且可用构 造成接触从DUT 2614的端子2616延伸的柱104的扁端子替换接触器2606的 探针2610。如果探针卡组件3400被用作接触器2606，则探针2610可同样地 被扁端子替换。
柱104(因此柱504、704、1404、1604、1804、2204、2304和2304′) 以及探针2610可以是弹簧接触结构、探针、弹簧探针、第一弹簧结构、第二 弹簧接触结构或测试探针的非限制性示例。
虽然在本说明书中描述了本发明的特定实施例和应用，但这不是为了使本 发明限于本文所描述的这些典型实施例和应用或其中这些典型实施例和应用 工作的方式。例如，尽管在本文中示出了其中柱104附连到和/或电连接到布线 衬底的端子的实施例，但柱104可附连到布线衬底之上或之中的其它电元件。 事实上，端子可以是电元件的非限制性示例。作为另一个示例，柱104(因此 柱504、704、1404、1604、1804、2204、2304和2304′)以及探针2610可以 是弹簧接触结构、探针、弹簧探针、第一弹簧结构、第二弹簧接触结构或测试 探针的非限制性示例。