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Hintergrund der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Prüfsonde,
die geeignet ist, bei einer elektrischen Prüfung einer Mehrzahl von integrierten
Halbleiterschaltungen verwedet zu werden, welche auf einem Halbleitersubstrat
gebildet sind, und eine Prüfanordnung,
in welche diese Sonde eingebaut ist.
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Eine
Mehrzahl von integrierten Halbleiterschaltungen, die auf einem Halbleitersubstrat
gebildet sind, erfahren im Allgemeinen eine elektrische Prüfung, bevor
sie in entsprechende Chips zerteilt werden, um festzustellen, ob
sie in Übereinstimmung mit
den Spezifikationen hergestellt sind oder nicht. Bei dieser elektrischen
Prüfung
wird eine Prüfanordnung
verwendet, die elektrische Prüfsonden
umfasst, welche mit Elektroden von zu prüfenden Vorrichtungen, das heißt den entsprechenden
integrierten Halbleiterschaltungen zu verbinden sind. Die zu prüfenden Vorrichtungen
werden über
diese Prüfanordnung
mit einer Prüfervorrichtung
verbunden.
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Eine
dieser konventionellen Sonden, die für diese Prüfanordnung verwendet werden,
umfasst einen plattenförmigen
Sondenhauptkörperabschnitt und
einen Sondenspitzenabschnitt, der auf dem Sondenhauptkörperabschnitt
so vorgesehen ist, dass er eine Elektrode der zu prüfenden Einrichtung
kontaktiert (siehe zum Beispiel Patentdokument 1). Der Sondenhauptkörperabschnitt
weist einen Befestigungsabschnitt zu einer Sondenleiterplatte, ein
Paar Armabschnitte, die sich von dem Befestigungsabschnitt bis zu
der unteren Seite der Sondenleiterplatte seitlich entlang der Sondenleiterplatte
mit einem Abstand von der Sondenleiterplatte erstrecken und einen
Sokkelabschnitt auf, der einstückig
mit den Armabschnitten so ausgebildet ist, dass er die Enden der
beiden Armabschnitte verbindet, und der oben erwähnte Sondenspitzenabschnitt
ist auf dem Sockelabschnitt vorgesehen. Gemäss dem Patentdokument 1 wird
vorgeschlagen, dass der Sondenhauptkörperabschnitt aus einem hoch
flexiblen oder zähen leitenden
Material hergestellt sein soll und dass der Sondenspitzenabschnitt,
der an dem unteren Ende des Sockelabschnitts des Sondenhauptkörperabschnitts
vorgesehen ist, aus einem metallischen Material mit hoher Härte hergestellt
sein soll.
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Durch
das Herstellen des Sondenhauptkörperabschnitts
aus dem sehr zähen
metallischen Material ist eine elastische Verformung der Armabschnitte
des Sondenhauptkörperabschnitts verbessert,
wenn der Sondenspitzenabschnitt der Sonde auf die Elektrode der
zu prüfenden
Vorrichtung gestoßen
wird, was ermöglicht
den Sondenspitzenabschnitt mit der Elektrode angemessen und zuverlässig zu
verbinden. Wenn eine übersteuerte Kraft,
die die oben erwähnte
elastische Verformung an den Armabschnitten der Sonde erzeugt, auf
die Sonde ausgeübt
wird, gleitet zusammen mit der elastischen Verformung der Armabschnitte
auch die Spitze des Sondenspitzenabschnitts auf der Elektrode. Durch
das Formen des Sondenspitzenabschnitts aus dem sehr harten Material
wird der Abrieb der Spitze unterdrückt und die Verringerung der
Haltbarkeit der Sonde durch den Abrieb wird verhindert.
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Indessen
können
im Fall, dass eine einzelne Substratoberfläche in mehrere Chipbereiche
eingeteilt ist und unter Verwendung der konventionellen Prüfanordnung
eine elektrische Prüfung
pro eingeteiltem Bereich ausgeführt
wird, die Spitzen mancher Sonden, die von dem Chipbereich abweichen, manchmal
die geneigte Kante des Substrats in einem Zustand kontaktieren,
in welchem die übersteuerte Kraft
auf die Sonden ausge übt
wird. In einem solchen Fall wird, wenn die Spitzen entlang der geneigten Kante
des Substrats nach außen
gelenkt werden, eine Biegekraft auf die Sondenspitzenabschnitte
der Sonden ausgeübt.
Wenn die Spitze der Sonde die Kante des sich öffnenden Kantenabschnitts kontaktiert,
der die Elektrode aus dem Passivierungsfilm freilegt, welcher die
Oberfläche
des Halbleitersubstrats bedeckt, kann ebenfalls eine ähnliche
Biegekraft auf den Sondenspitzenabschnitt ausgeübt werden. Weil diese Biegekräfte einen
Bruch des aus dem sehr harten Material hergestellten Sondenspitzenabschnitts
verursachen können,
ist es erwünscht,
dass der Sondenspitzenabschnitt gegen solche Biegekräfte verstärkt werden
soll.
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Da
der feine Sondenspitzenabschnitt, der von der unteren Oberfläche des
Sockelabschnitts vorspringt, aus dem sehr harten metallischen Material
hergestellt ist, kann die Zerbrechlichkeit des Sondenspitzenabschnitts
auch einen Defekt oder einen Bruch hervorrufen, wenn eine Last auf
die Spitze des Sondenspitzenabschnitts aufgebracht wird. Somit ist es
erwünscht,
dass der Defekt oder Bruch des Sondenspitzenabschnitts zuverlässig verhindert
wird.
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Patentdokument
1: Internationale Veröffentlichung
WO 2006/075408 Offenlegungsschrift.
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Kurze Zusammenfassung der
Erfindung
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, den Sondenspitzenabschnitt
zu verstärken,
um einen Bruch des Sondenspitzenabschnitts zu verhindern.
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Es
ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Defekt oder
einen Bruch des Sondenspitzenabschnitts zu verhindern und die Haltbarkeit der
Sonde zu verbessern.
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Ein
erster Aspekt der Erfindung ist eine elektrische Prüfsonde,
die einen Sondenspitzenabschnitt und einen Sondenhauptkörperabschnitt
umfasst, der einen Sockelabschnitt aufweist, auf welchem der Sondenspitzenabschnitt
vorspringend ausgebildet ist, wobei der Sondenhauptkörperabschnitt
aus einem leitenden Material hergestellt ist, das eine größere Flexibilität oder Zähigkeit
als der Sondenspitzenabschnitt aufweist, und der Sondenspitzenabschnitt
aus einem leitenden Material hergestellt ist, das eine höhere Härte als
das Material des Sondenhauptkörperabschnitts
aufweist, und wobei auf dem Sockelabschnitt ein Sondenspitzenverstärkungsabschnitt
vorgesehen ist, welcher so an wenigstens eine seitliche Oberfläche des
Sondenspitzenabschnitts angrenzt, dass er sich zu einer Spitze des Sondenspitzenabschnitts
erstreckt, und ermöglicht, dass
die Spitze des Sondenspitzenabschnitts von dessen Erstreckungsende
in Erstreckungsrichtung vorspringt.
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Im
ersten Aspekt der Erfindung, ist der Sondenspitzenverstärkungsabschnitt
des Sondenhauptkörperabschnitts
auf wenigstens einer seitlichen Oberfläche des Sondenspitzenabschnitts
entlang dem Sondenspitzenabschnitt gebildet und ermöglicht,
dass die Spitze des Sondenspitzenabschnitts von dem Sondenspitzenverstärkungsabschnitt
vorspringt. Wenn der Sondenspitzenabschnitt eine Biegekraft erfährt, die
zum Sondenspitzenverstärkungsabschnitt
gerichtet ist, wird somit ein Teil der Gegenkraft zu dieser Biegekraft
auf den Sondenspitzenverstärkungsabschnitt übertragen,
ohne die Spitze an einem Kontakt mit der Elektrode zu hindern. Als
Ergebnis hat er einen zuverlässigen
Verstärkungseffekt.
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Der
Sondenspitzenverstärkungsabschnitt kann
aus dem gleichen Material wie der Sockelabschnitt hergestellt und
kann einstückig
mit dem Sockelabschnitt gebildet werden. Durch das einstückige Herstellen
des Sondenspitzenverstärkungsabschnitts
mit dem Sockelabschnitt aus dem gleichen Ma terial wie der Sockelabschnitt
kann der Sondenspitzenverstärkungsabschnitt
gleichzeitig mit dem Bilden des Sondenhauptkörperabschnitts gebildet werden.
Somit kann der Sondenspitzenverstärkungsabschnitt gebildet werden,
ohne dass neue weitere Schritte im Herstellungsverfahren hinzugefügt werden.
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Der
Sondenspitzenverstärkungsabschnitt kann
an dem Sondenspitzenabschnitt befestigt sein. Durch das Befestigen
des Sondenspitzenverstärkungsabschnitts
an dem Sondenspitzenabschnitt, ist es möglich zu bewirken, dass der
Sondenspitzenverstärkungsabschnitt
seine Verstärkungswirkung
nicht nur gegen die oben erwähnte
Biegekraft in Richtung Sondenspitzenverstärkungsabschnitt ausübt, sondern
auch gegen eine Biegekraft, die auf den Sondenspitzenabschnitt einwirkt
und in entgegengesetzte Richtung dieser (erstgenannten) Biegekraft
in eine Richtung gerichtet ist, die von dem Sondenspitzenverstärkungsabschnitt
beabstandet ist.
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Der
Sondenhauptkörperabschnitt
kann aus einem plattenförmigen
Element gebildet sein. In diesem Fall, kann die innere Seite des
Sondenspitzenverstärkungsabschnitts
entlang dem Sondenspitzenabschnitt angeordnet sein und seine äußere Seite kann
so angeordnet sein, dass sie einer seitlichen Oberfläche des
Sondenhauptkörperabschnitts
entspricht.
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An
der Spitze des Sondenspitzenabschnitts kann eine flache Oberfläche gebildet
sein, die ungefähr
senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Spitze ist. In diesem
Fall kann eine Endoberfläche
des Sondenspitzenverstärkungsabschnitts,
der an der Spitzenseite des Sondenspitzenabschnitts angeordnet ist,
eine gekrümmte
Oberfläche
sein.
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Wenn
die flache Oberfläche
der Spitze als Ausrichtungsmarkierung für das Ausrichten einer Prüfanordnung
verwendet wird, wird das von dieser Ausrichtungsmarkierung re flektierte
Licht von einer Kamera eingefangen und die Ausrichtung der Prüfanordnung
wird basierend auf dem Bild dieser Ausrichtungsmarkierung ausgeführt. Wird
dabei von dem Sondenspitzenverstärkungsabschnitt
reflektiertes Licht von der oben erwähnten Kamera eingefangen, verursacht
dies, dass eine genaue Erkennung der Ausrichtungsmarkierung verhindert
wird. Indem jedoch die Endfläche
des Sondenspitzenverstärkungsabschnitts
als gekrümmte
Oberfläche
gebildet wird, wird verhindert, dass das von der Endfläche des Sondenspitzenverstärkungsabschnitts
reflektierte Licht von der oben erwähnten Kamera für das oben beschriebene
Ausrichten eingefangen wird. Da es verhindert werden kann, dass
die Endoberfläche
des Sondenspitzenverstärkungsabschnitts
irrtümlich
als eine Ausrichtungsmarkierung erkannt wird, ist es somit möglich zu
verhindern, dass eine genaue Ausrichtung der Prüfanordnung von dem Sondenspitzenverstärkungsabschnitt
gestört
wird.
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Wenn
die Spitze des Sondenspitzenabschnitts eine flache Oberfläche aufweist,
die ungefähr
senkrecht zu der Erstreckungsrichtung ist, wird die Endfläche des
Sondenspitzenverstärkungsabschnitts,
der auf der Spitzenseite des Sondenspitzenabschnitts angeordnet
ist, mit einer winklig geneigten Oberfläche bezüglich der flachen Oberfläche der Spitze
versehen. Dadurch ist es möglich
zu verhindern, dass der Sondenspitzenverstärkungsabschnitt das Ausrichten
in der gleichen Weise wie oben beschrieben stört.
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Der
Sondenspitzenabschnitt kann so ausgebildet sein, dass ein Teil desselben
im Sockelabschnitt eingebettet ist.
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Der
Sondenhauptkörperabschnitt
kann aus einem Befestigungsabschnitt, der einem konventionellen ähnlich ist,
einem Paar Armabschnitte, die sich in seitlicher Richtung ausgehend
vom Befestigungsabschnitt so erstrecken, dass sie voneinander in
Höhenrichtung
des Befestigungsabschnitts beabstandet sind, und einem Sockelabschnitt,
der mit den Armabschnitten verbunden ist, gebildet sein.
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Ein
zweiter Aspekt der Erfindung ist eine elektrische Prüfsonde,
die einen Sondenhauptkörperabschnitt,
der aus einem flexiblen metallischen Material hergestellt ist, und
einen Sondenspitzenabschnitt umfasst, der auf dem Sondenhauptkörperabschnitt
vorgesehen ist, wobei der Sondenspitzenabschnitt eine Mehrschichtenstruktur
ist, mit einer Schicht aus einem ersten metallischen Material, das eine
höhere
Härte als
das den Sondenhaupkörperabschnitt
bildende flexible metallische Material aufweist, und einer Schicht
aus einem zweiten metallischen Material, das eine größere Flexibilität als die Schicht
aus dem ersten metallischen Material aufweist.
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Im
zweiten Aspekt der Erfindung ist der Sondenspitzenabschnitt eine
Mehrschichtenstruktur mit der Schicht aus einem ersten sehr harten
metallischen Material und der Schicht aus einem zweiten metallischen
Material, die eine größere Flexibilität als die
Schicht aus dem ersten metallischen Material aufweist. Die Flexibilität, die der
Schicht aus dem ersten sehr harten metallischen Material fehlt,
ist somit ergänzt
durch die Schicht aus dem zweiten metallischen Material. Da eine
Sonde mit einem Sondenspitzenabschnitt mit großem Abriebwiderstand und ohne
das Erzeugen eines Defekts oder eines Bruches vorgesehen ist, ist
dementsprechend ihre Haltbarkeit verbessert.
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Der
Sondenhauptkörperabschnitt
kann aus einem plattenförmigen
Element gebildet sein und der Sondenspitzenabschnitt kann eine Mehrschichtenstruktur
sein, die in Richtung einer Plattendicke des Sondenhauptkörperabschnitts
geschichtet ist. Die Sonde kann somit gemäß der vorliegenden Erfindung
relativ einfach, beispielsweise durch die Verwendung einer Photoli thographietechnik
und eines Galvanisierungsverfahrens, gebildet werden.
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Die
Schicht aus dem zweiten metallischen Material kann aus dem flexiblen
metallischen Material hergestellt sein, das den Sondenhauptkörperabschnitt
bildet. Unter Verwendung des gleichen Materials für die Schicht
aus dem zweiten metallischen Material und für den Sondenhauptkörperabschnitt kann
der Sondenhauptkörperabschnitt
einstückig
mit der Schicht aus dem zweiten metallischen Material des Sondenspitzenabschnitts
gebildet werden. Somit können
Herstellungsvorrichtungen für
die Sonde vereinfacht werden und die mechanisch kombinierte Festigkeit
zwischen dem Sondenhauptkörperabschnitt
und dem Sondenspitzenabschnitt kann erhöht werden.
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Die
Dickenabmessung der Schicht aus dem ersten metallischen Material
ist vorzugsweise größer als
die der Schicht aus dem zweiten metallischen Material. Demgemäß ist es
möglich,
den Sondenspitzenabschnitt zuverlässiger mit dem erforderlichen Abriebwiderstand
auszustatten.
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Ein
Sockelabschnitt, auf welchem der Sondenspitzenabschnitt vorgesehen
ist, kann auf dem Sondenhauptkörperabschnitt
gebildet sein und die Schicht aus dem zweiten metallischen Material
des Sondenspitzenabschnitts kann aus dem gleichen Material wie der
Sockelabschnitt hergestellt sein und kann einstückig mit dem Sockelabschnitt
gebildet sein. Durch Verwendung des gleichen metallischen Materials
auch auf diese Weise kann der Sondenhaupkörperabschnitt einstückig mit
der Schicht aus dem zweiten metallischen Material des Sondenspitzenabschnitts
gebildet werden. Somit können
Herstellungsvorrichtungen für
die Sonde vereinfacht werden und die mechanisch kombinierte Festigkeit zwischen
dem Sondenhauptkörperabschnitt
und dem Sondenspitzenabschnitt kann erhöht werden.
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Der
Sondenspitzenabschnitt kann in einer sandwichartigen Mehrschichtenstruktur
mit der Schicht aus dem ersten metallischen Material und einem Schichtenpaar
aus dem zweiten metallischen Material vorliegen, welches beide Oberflächen der Schicht
aus dem metallischem Material bedeckt. Da beide Oberflächen der
Schicht aus dem ersten sehr harten metallischen Material mit den
Schichten aus dem zweiten metallischen Material mit einer hohen Flexibilität bedeckt
sind, erfährt
in diesem Fall die Schicht aus dem ersten metallischen Material
zwischen den Schichten aus dem zweiten metallischen Material kaum äußere Kratzer,
die einen Bruch oder einen Defekt verursachen, und es ist möglich, eine Verringerung
der Haltbarkeit aufgrund einer Zerbrechlichkeit des Sondenspitzenabschnitts
wirksam zu verhindern.
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Der
Sondenhauptkörperabschnitt
kann aus einem Befestigungsabschnitt, der einem konventionellen ähnlich ist,
einem Paar Armabschnitte, die sich in einer seitlichen Richtung
von dem Befestigungsabschnitt so erstrecken, dass sie voneinander
in einer Höhenrichtung
des Befestigungsabschnitts beabstandet sind, und einem mit den Armabschnitten
verbundenen Sockelabschnitt gebildet sein. Der Sockelabschnitt ist
so gebildet, dass er sich, wenn er von den Armabschnitten aus betrachtet
wird, zu einer Seite erstreckt, die entgegengesetzt zu einer Seite liegt,
auf welcher der Befestigungsabschnitt angeordnet ist, so dass er
die Erstreckungsenden der Armabschnitte verbindet, und der Sondenspitzenabschnitt
ist an einem Erstrekkungsende des Sockelabschnitts gebildet.
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Die
Sonde gemäß dem ersten
oder zweiten Aspekt der Erfindung kann in eine konventionelle elektrische
Prüfsondenanordnung
eingebaut sein.
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Da
ein Sondenspitzenverstärkungsabschnitt, der
auf einem Sockelabschnitt des Sondenhauptkörperabschnitts gebildet ist,
einen Teil der Gegenkraft zu einer Biegekraft ausübt, die
auf den auf dem Sockelabschnitt vorgesehenen Sondenspitzenabschnitt wirkt,
ohne die Spitze des Sondenspitzenabschnitts am Kontaktieren einer
Elektrode wie oben beschrieben zu hindern, kann er gemäß dem ersten
Aspekt der Erfindung den Sondenspitzenabschnitt zuverlässig verstärken.
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Da
ein Sondenspitzenabschnitt in einer Mehrschichtenstruktur mit einer
Schicht aus einem ersten sehr harten metallischen Material und einer Schicht
aus einem zweiten metallischen Material mit großer Zähigkeit vorliegt, können gemäß dem zweiten
Aspekt der Erfindung die Eigenschaften beider Schichten aus metallischem
Material wirksam verwendet werden. Somit ist es möglich, den
Abriebwiderstand des Sondenspitzenabschnitts der Sonde zu erhöhen, ihren
Defekt oder Bruch zu verhindern und die Haltbarkeit der Sonde zu
verbessern.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Ansicht, die teilweise eine Sondenanordnung mit
einer Sonde zeigt, in welcher ein Sondenspitzenverstärkungsabschnitt gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung vorgesehen ist.
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2(a) ist eine vergrößerte Vorderansicht der Sonde
gemäß dem ersten
Aspekt der Erfindung aus 1, und 2(b) ist
ihre vergrößerte Seitenansicht.
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3 zeigt
das Verhältnis
zwischen einem von der Sondenanordnung aus 1 zu prüfenden Halbleitersubstrat
und den Sonden.
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4 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht,
die eine Struktur einer Kontaktstelle auf dem Halbleitersubstrat
zeigt.
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5 zeigt
das Herstellungsverfahren für die
Sonde aus 2.
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6(a) bis (g) zeigen andere Ausführungsformen
des ersten Aspekts der Erfindung, welche Abwandlungsbeispiele für den Sondenspitzenverstärkungsabschnitt
gemäß dem ersten
Aspekt der Erfindung sind.
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7(a) ist eine vergrößerte Vorderansicht einer Sonde
gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung aus 1, und 7(b) ist ihre vergrößerte Seitenansicht.
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8 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht,
die den Sondenspitzenabschnitt der Sonde aus 7 zeigt.
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9(a) bis (c) sind ähnliche Ansichten wie 8,
die andere Ausführungsformen
des zweiten Aspekts der Erfindung zeigen, und 9(a) zeigt eine
Ausführungsform
mit einer Dreischichtenstruktur, 9(b) zeigt
eine Ausführungsform
mit einer Fünfschichtenstruktur
und 9(c) zeigt eine Ausführungsform
mit einer Zweischichtenstruktur.
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10 zeigt
ein Herstellungsverfahren für die
Sonde aus den 7 bis 9.
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11(a) und (b) sind ähnliche Ansichten wie die 9(a) bis (c), die weitere Ausführungsformen
des zweiten Aspekts der Erfindung zeigen, und 11(a) zeigt
eine Ausführungsform
mit einer Zweischichtenstruktur und 11(b) zeigt
eine Ausführungsform
mit einer Dreischichtenstruktur.
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12 zeigt
ein Herstellungsverfahren für die
Sonde aus 11.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Im
Folgenden wird ein erster Aspekt der Erfindung in Bezug auf die 1 bis 6 beschrieben.
Eine Sondenanordnung 10 gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung
wird für
eine elektrische Prüfung
einer Mehrzahl von integrierten Schaltkreisen (nicht gezeigt) verwendet,
welche, wie in 1 gezeigt, auf einem Halbleitersubstrat 12 gebildet
sind. Das Halbleitersubstrat 12 mit einer Mehrzahl von Elektroden 12a,
die auf seiner einen Oberfläche
nach oben gerichtet ausgebildet sind, ist lösbar, beispielsweise auf einem
Vakuumteller gehalten. Die Sondenanordnung 10 ist von einem
Rahmenelement (nicht gezeigt) so abgestützt, dass sie relativ zum Vakuumteller 14 für die elektrische
Prüfung
der oben genannten integrierten Schaltkreise des Halbleitersubstrats 12 auf
dem Vakuumteller 14 in Richtungen beweglich ist, die auf
das Halbleitersubstrat 12 auf dem Vakuumteller 14 hin
und davon weg führen.
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Die
Sondenanordnung 10 umfasst eine gedruckte Schaltung 16 und
eine Sondenleiterplatte 20, die über einer Keramikplatte 18 auf
der gedruckten Schaltung angeordnet ist. Auf einer Oberfläche der Sondenleiterplatte 20 ist
eine Mehrzahl von Sonden 22 gemäß der vorliegenden Erfindung
angeordnet und befestigt. Die Keramikplatte 18 und die
Sondenleiterplatte 20 sind an der gedruckten Schaltung 16 so
befestigt, dass sie auf der unteren Oberfläche der gedruckten Schaltung 16 mittels
einer herkömmlich bekannten
Befestigungsringanordnung 24 angeordnet sind, welche aus
einem dielektrischen Material wie Keramik hergestellt ist, so dass
die Sonden 22 auf der Sondenleiterplatte nach unten gerichtet
befestigt sind.
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Auf
der oberen Oberfläche
der gedruckten Schaltung 16 ist ein Verstärkungselement 26 angeordnet,
das aus einem metallischen Material hergestellt ist und ein teilweises
Freiliegen der vorher genannten oberen Oberfläche der gedruckten Schaltung 16 ermöglicht.
Die Sondenleiterplatte 20, die Keramikplatte 18,
die gedruckte Schaltung 16, das Verstärkungselement 26 und
die Befestigungsringanordnung 24 sind einstükkig mit
Vereinigungselementen (nicht gezeigt), die konventionellen ähnlich sind,
wie Bolzen, vereinigt.
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In
der Sondenleiterplatte 20 sind nicht gezeigte herkömmlich bekannte
Leiterbahnen gebildet. Die Sonden 22 sind an der Sondenleiterplatte 20 so befestigt,
dass sie fest mit den oben erwähnten
entsprechenden Leiterbahnen verbunden sind. Die oben erwähnten jeweiligen
Leiterbahnen in der Sondenleiterplatte 20, die den Sonden 22 entsprechen,
sind über
jeweilige die Keramikplatte 18 und die gedruckte Schaltung
nach einer konventionell bekannten Weise jeweils durchdringende
Leiterbahnen (nicht gezeigt) elektrisch mit Steckverbindungen (nicht
gezeigt) verbunden, die in einem Bereich angeordnet sind, der von
dem Verstärkungselement 26 auf
der oberen Oberfläche
der gedruckten Schaltung 16 freigelegt ist, und sind an
einem Schaltkreis des Prüfungshauptkörpers (nicht
gezeigt) über
die Steckverbindungen angeschlossen.
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Dementsprechend
können,
indem man die Prüfanordnung 10 und
den Vakuumteller 14 sich so bewegen läßt, dass sie sich einander
annähern,
so dass die jeweiligen Sonden 22 der Prüfanordnung 10 die
entsprechenden Elektroden 12a auf dem Halbleitersubstrat 12 als
zu prüfende
Vorrichtung kontaktieren, die Elektroden 12a an den Schaltkreis
des oben erwähnten
Prüfhauptkörpers angeschlossen
werden und eine elektrische Prüfung
der zu prüfenden
Vorrichtung 12 kann somit durchgeführt werden.
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Bezüglich 2,
welche eine vergrößerte Ansicht
jeder Sonde 22 ist, umfasst jede Sonde 22 einen
plattenförmigen
Sondenhauptkörperabschnitt 22a,
der aus einem metallischen Material wie Nickel oder einer Nickel-Chrom-Legierung
hergestellt ist und einen Sondenspitzenabschnitt 22b, der
aus einem harten metallischen Material wie Rhodium hergestellt ist.
Beide Abschnitte 22a und 22b, die aus diesen metallischen
Materialien hergestellt sind, haben eine relativ gute Leitfähigkeit.
In Bezug auf die Eigenschaften beider Abschnitte 22a und 22b,
die aus diesen metallischen Materialien hergestellt sind, weist
auch der Sondenhauptkörperabschnitt 22a eine
größere Zähigkeit
als der Sondenspitzenabschnitt 22b auf, während der
Sondenspitzenabschnitt 22b eine höhere Härte als der Sondenhauptkörperabschnitt 22a aufweist.
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Der
Sondenhauptkörperabschnitt 22a kann aus
einem sehr zähen
metallischen Material mit großer
Zähigkeit,
wie beispielsweise einer Nickel-Legierung, einer Nickel-Phosphor-Legierung, einer
Nickel-Wolfram-Legierung und einer Nickel-Cobalt-Legierung, Phosphorbronze oder
einer Palladium-Cobalt-Legierung
anstatt des oben genannten metallischen Materials hergestellt sein.
Der Sondenspitzenabschnitt 22b kann auch beliebig aus einem
anderen sehr harten metallischen Material als Rhodium hergestellt
sein.
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In
dem in der Figur gezeigten Beispiel umfasst der Sondenhauptkörperabschnitt 22a einen rechteckigen
Befestigungsabschnitt 28, dessen seitliche Richtung eine
Längsrichtung
ist, einen Verbindungsabschnitt 30, der sich von der einen
Seite des Befestigungsabschnitts nach unten erstreckt, Armabschnitte 32, 32,
die sich in einer seitlichen Richtung von dem Verbindungsabschnitt
mit einem Abstand entlang der unteren Kante des Befestigungsabschnitts 28 erstrecken,
und einen Sockelabschnitt 34, der die Erstreckungsenden
der Armabschnitte verbindet. Ein Paar Armabschnitte 32, 32,
die so geformt sind, dass sie voneinander in einer Höhenrichtung
des Befestigungsabschnitts 28, das heißt einer Erstreckungsrichtung
des Verbindungsabschnitts 30, beabstandet sind, ist in
dem in der Figur gezeigten Beispiel auch als die Armabschnitte ausgebildet.
Der Sockelabschnitt 34, der die Erstreckungsenden beider
Armabschnitte 32, 32 verbindet, erstreckt sich,
wenn er von dem Paar Armabschnitte 32 aus betrachtet wird,
zu einer Seite, die entgegengesetzt zu einer Seite liegt, auf welcher
der Befestigungsabschnitt 28 angeordnet ist.
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Das
Erstreckungsende dieses Sockelabschnitts 34 ist eine flache
Endoberfläche 34a und
der Sondenspitzenabschnitt 22b ist so vorgesehen, dass er
von dieser Endoberfläche
vorspringt. Der Sondenspitzenabschnitt 22b umfasst einen
Basisabschnitt 36 mit einer trapezförmigen flachen Oberflächenform,
dessen Abmessung sich in einer seitlichen Richtung zur vorstehenden
Richtung allmählich
verringert, und einen Säulenkörperabschnitt 38 mit
einer rechteckigen flachen Oberflächenform, der sich von der
kürzeren
Seite eines parallel gegenüberliegenden
Seitenpaares des Basisabschnitts erstreckt, wie in 2(a) gezeigt.
Die Spitzenoberfläche
dieses Säulenkörperabschnitts 38 ist
eine flache Oberfläche 38a,
die senkrecht zu der Achsenlinie des Säulenkörperabschnitts 38 ist.
Beispielsweise ist die Höhenabmessung
H des Säulenkörperabschnitts 38 28 ± 3 μm, die Breitenabmessung
W ist 14,5 ± 2 μm oder 12,5 ± 1,5 μm und die
seitliche Richtungsabmessung L ist 15 ± 2 μm. Diese Abmessungen H, W, L
können beliebig
gewählt
werden.
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Auch
die Dickenabmessung des Sondenspitzenabschnitts 22b ist
14,5 ± 2 μm oder 12,5 ± 1,5 μm und die
Dickenabmessung des Sondenhauptkörperabschnitts 22a ist
43 ± 2 μm oder 38 ± 2 μm. Diese Dickenabmessungen
können
beliebig gewählt
werden. Was diesen Sondenspitzenabschnitt 22b betrifft,
ist der Kan tenabschnitt, der die längere Seite des vorher genannten
parallel gegenüberliegenden Seitenpaares
des Basisabschnitts 36 einschließt, in den Sockelabschnitt 34 des
Sondenhauptkörperabschnitts 22a so
eingebettet, dass der Sondenspitzenabschnitt 22b, wenn
er von einer Dickerichtung des Sondenhauptkörperabschnitts 22a aus
betrachtet wird, ungefähr
in der Mitte des Sondenhauptkörperabschnitts
angeordnet ist.
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In
der Sonde 22 gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ein Sondenspitzenverstärkungsabschnitt 40 einstückig beispielsweise
mit dem Sondenhauptkörperabschnitt 22a so
ausgebildet, dass dessen innere Oberfläche an eine seitliche Oberfläche des Sondenspitzenabschnitts 22b angrenzt.
In dem in 2 gezeigten Beispiel erstreckt
sich der Sondenspitzenverstärkungsabschnitt 40 in
eine Richtung von der Endoberfläche 34a des
Sockelabschnitts 34 nach unten in einem Bereich von einem
Ende zu dem anderen Ende der Endoberfläche 34a in einer seitlichen
Richtung der Endoberfläche 34a entlang
der seitlichen Oberfläche
des Sondenspitzenabschnitts 22b auf einer Seite des Sondenspitzenabschnitts 22b und
hat somit eine rechteckige flache Oberflächenform. Eine untere Oberfläche 40a des
Sondenspitzenverstärkungsabschnitts 40 ist
somit durch eine flache Oberfläche
parallel zu der Endoberfläche 34a des
Sockelabschnitts 34 gebildet.
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Diese
flache Oberfläche 40a ist
an einer höheren
Position als die Spitzenoberfläche 38a des Säulenkörperabschnitts 38 des
Sondenspitzenabschnitts 22b angeordnet. Da der Säulenkörperabschnitt 38 des
Sondenspitzenabschnitts 22b sich über die untere Oberfläche 40a des
Sondenspitzenverstärkungsabschnitts 40 hinaus
erstreckt und nach unten unter dessen unterer Seite vorspringt,
springt somit die Spitzenoberfläche 38a des
Säulenkörperabschnitts 38,
das ist die Sondenspitzenoberfläche, nach
unten unter die untere Seite des Sondenspitzenverstärkungsabschnitts 40 vor.
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Der
Sondenspitzenverstärkungsabschnitt 40 ist
auch so gebildet, dass seine äußere Oberfläche mit
einer seitlichen Oberfläche
des Sondenhauptkörperabschnitts 22a übereinstimmt.
Die oben erwähnte innere
Oberfläche
dieses Sondenspitzenverstärkungsbereichs 40 grenzt,
wie oben beschrieben, an eine seitliche Oberfläche des Sondenspitzenabschnitts 22b an.
Wenn der Sondenspitzenabschnitt 22b eine Kraft erfährt, die
in Richtung des Sondenspitzenverstärkungsabschnitts 40 gerichtet
ist, übt der
Sondenspitzenverstärkungsabschnitt 40 einen Teil
der Gegenkraft zu dieser Druckkraft aus. Dies hat somit eine Verstärkungswirkung
auf den Sondenspitzenabschnitt 22b.
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Wenn
der Sondenspitzenabschnitt 22b eine Druckkraft erfährt, die
in die Richtung gerichtet ist, die zu der zum Sondenspitzenverstärkungsabschnitt 40 gerichteten
Druckkraft entgegengesetzt ist, das heißt eine Druckkraft X in Dickenrichtung,
die von dem Sondenspitzenverstärkungsabschnitt 40 beabstandet
ist, oder wenn der Sondenspitzenabschnitt 22b eine Druckkraft
Y in seitlicher Richtung senkrecht zu der oben erwähnten Druckkraft
entlang dem Sondenspitzenverstärkungsabschnitt 40 erfährt, kann
der Sondenspitzenverstärkungsabschnitt 40 auf
der oben erwähnten
seitlichen Oberfläche
des Sondenspitzenabschnitts 22b befestigt werden, um einen Teil
seiner Gegenkraft auszuüben.
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Die
Sonde 22 ist gemäß der vorliegenden
Erfindung auf der Sondenleiterplatte 20 so befestigt, dass
die obere Kante des Befestigungsabschnitts 28 mit der oben
erwähnten
Leiterbahn in der Sondenleiterplatte 20 verbunden ist.
Jede Sonde 22 wird demgemäß durch die Sondenleiterplatte 20 frei
getragen. Die Prüfanordnung 10,
in welcher diese Sonde 22 vorgesehen ist, wird so verwendet,
dass die Spitzenoberfläche 38a des
Sondenspitzenabschnitts 22b, welcher eine Sondenspitze jeder
Sonde 22 ist, an die entsprechende Elektrode 12a anstößt, wie oben
beschrieben.
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Wenn
ein Halbleitersubstrat 12 in mehrere Chipbereiche eingeteilt
ist und jeder Chipbereich einer elektrischen Prüfung durch die Prüfanordnung 10 unterzogen
wird, kommt es manchmal vor, dass manche Sonden 22 von
dem Chipbereich abweichen und dass die Sondenspitzen 38a der
Sonden 22 an eine Position kommen, die der geneigten Kante 12b des Halbleitersubstrats 12 entspricht,
wie in 3 gezeigt. Wenn die Sondenanordnung 10 in
das Halbleitersubstrat 12 durch eine übersteuerte Kraft gestoßen wird,
die eine elastische Verformung der Armabschnitte 32 auf
jeder Sonde 22 in diesem Zustand bewirkt, wird die Spitzenoberfläche 38a der Sonde,
die der geneigten Kante 12b entspricht, von der geneigten
Kante 12b geführt.
Durch diese Führungswirkung
der geneigten Kante 12b wirkt eine relativ starke Biegekraft,
beispielsweise in Richtung des Sondenspitzenverstärkungsabschnitt 40,
auf den Sondenspitzenabschnitt 22b dieser Sonde 22.
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Hingegen
ist in der Sonde 22 gemäß der vorliegenden
Erfindung jeder Sondenspitzenabschnitt 22b durch seinen
Sondenspitzenverstärkungsabschnitt 40 verstärkt. Somit
wird die Sonde 22 durch eine solche Biegekraft nicht gebrochen
und die Haltbarkeit der Sonde 22 und der Sondenanordnung 10, auf
welcher die Sonde vorgesehen ist, wird verbessert.
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4 zeigt
ein Beispiel, in welchem ein Passivierungs-Film 42, wie
ein Oxid-Silicium-Film oder ein Silicium-Nitrid-Film, und ein Schutzfilm 44,
wie ein Polyimid-Film, der den Passivierungs-Film überdeckt,
auf dem Halbleitersubstrat 12 so gebildet werden, dass
sie die Oberfläche
des Halbleitersubstrats 12 und den Kantenabschnitt der
auf der Oberfläche gebildeten
Elektrode 12a bedecken. In jedem der Filme 42, 44 ist
eine Öffnung 46 mit
beispielsweise einer rechteckigen Form gebildet, die ein Freilegen
der Elektrode 12a ermöglicht.
Der Abstand d einer Seite der Öffnung 46 beträgt im Allgemeinen
50 bis 100 μm und
deren Höhe
h beträgt
5 bis 10 μm.
In dem Fall, in dem bei einer elektrischen Prüfung eines solchen Halbleitersubstrats 12 der
Sondenspitzenabschnitt 22b der oben erwähnten Sonde 22 an
die entsprechende Elektrode 12a anstößt, wenn der Sondenspitzenabschnitt 22b in
den Kantenabschnitt der Öffnung 46 eingreift,
wirkt eine starke Biegekraft auf den Sondenspitzenabschnitt 22b.
Der Sondenspitzenverstärkungsabschnitt 40 gemäß der vorliegenden
Erfindung übt
eine Verstärkungswirkung
auf den Sondenspitzenabschnitt 22b gegen eine solche Druckkraft wirksam
aus.
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Ein
Beispiel für
ein Verfahren zum Herstellen der Sonde 22 wird bezüglich des
Herstellungsverfahrens erklärt,
das in 5 gezeigt ist. Wie in 5(a) gezeigt,
wird durch eine herkömmlich
bekannte selektive Belichtung und ein Entwicklungsverfahren zu einer
Photoresist-Schicht eine Photolithographie-Maske 54 für eine Opferschicht 52,
die später entfernt
wird, auf einer Stahl-Basisplatte 50 mit einer flachen
Oberfläche
gebildet. Ein Opferschichtmaterial wie Nickel wird durch ein Galvanisierungsverfahren
auf dem Oberflächenabschnitt
der Basisplatte 50, der von die Photolithographie-Maske 54 freigelegt
ist, mit einer gegebenen Dicke abgeschieden, wobei als Ergebnis
die Opferschicht 52 gebildet wird.
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Nachdem
die Photolithographie-Maske 54 entfernt wurde, wird eine
neue zweite Photolithographie-Maske 56 gebildet, um den
Oberflächenabschnitt
der Basisplatte 50 und die Opferschicht 52 zu bedecken,
wie in 5(b) gezeigt. Diese zweite
Photolithographie-Maske 56 bildet auf der oben erwähnten Oberfläche der
Basisplatte 50 eine ebene Form, in welcher der Sondenhauptkörperabschnitt 22a der Sonde 22 und
der Sondenspitzenverstärkungsabschnitt 40,
der mit dem Sockelab schnitt 34 des Sondenhauptkörperabschnitts
verbunden ist, fortlaufend angeordnet werden.
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Auf
dem Oberflächenabschnitt
der Basisplatte 50, der von der zweiten Photolithographie-Maske 56 freigelegt
wird, wird durch ein Galvanisierungsverfahren ein sehr zähes metallisches
Material 58 wie Nickel-Chrom mit ungefähr der gleichen Dicke wie die
Opferschicht 52 abgeschieden, wie in 5(c) gezeigt.
Durch das Abscheiden des metallischen Materials wird eine vollständige Form
des Sondenhauptkörperabschnitts 22a auf
der Basisplatte 50 so gebildet, dass dessen Dicke ungefähr ein Drittel
so dick wie die Dickenabmessung des Sondenhauptkörperabschnitts 22a ist,
und der Sondenspitzenverstärkungsabschnitt 40 wird
einstückig
auf der Basisplatte 50 so gebildet, dass er sich in den
Sockelbereich 34 des Sondenhauptkörperabschnitts 22a fortsetzt.
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Anschließend wird
die zweite Photolithographie-Maske 56 entfernt und eine
dritte Photolithographie-Maske 60 wird für den Sondenspitzenabschnitt so
gebildet, dass eine vorbestimmte Fläche der Opferschicht 52,
des Sondenspitzenverstärkungsabschnitts 40 und
des Sondenhauptkörperabschnitts 22a auf
der Basisplatte 50 freigelegt wird, wie in 5(d) gezeigt.
Diese dritte Photolithographie-Maske 60 legt teilweise
die Fläche
der Opferschicht 52, des Sondenspitzenverstärkungsabschnitts 40 und
des Sondenhauptkörperabschnitts 22a frei,
so dass eine vorbestimmte Fläche
freigelegt wird, die einer flachen Oberflächenform des Sondenspitzenabschnitts 22b entspricht.
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Auf
der Fläche,
die von der dritten Photolithographie-Maske 60 freigelegt wird, wird
durch ein Galvanisierungsverfahren ein sehr hartes metallisches Material 62 wie
Rhodium mit einer vorbestimmten Dicke abgeschieden, wie in 5(e) gezeigt. Durch diese Abscheidung
des sehr harten metallischen Materials 62 wird der Sondenspitzenabschnitt 22b gebildet.
Da der durch das Galvanisierungsverfahren abgeschiedene Sondenspitzenabschnitt 22b mit
dem sehr flexiblen oder zähen
metallischen Material 58 gebildet und fest damit vereinigt
wird, können
die seitliche Oberfläche
des Sondenspitzenabschnitts 22b und der Sondenspitzenverstärkungsabschnitt 40 ohne
Verwendung eines speziellen Klebers bleibend und fest verbunden
werden.
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Nachdem
der Sondenspitzenabschnitt 22b gebildet worden ist, wird
die dritte Photolithographie-Maske 60 entfernt und eine
vierte Photolithographie-Maske 64 neu gebildet, wie in 5(f) gezeigt. Diese vierte Photolithographie-Maske 64 legt
eine Fläche
frei, die mit einer flachen Oberflächenform des Sondenhauptkörperabschnitts 22a in
dem Bereich des abgeschiedenen sehr zähen metallischen Materials 58 und
des sehr harten metallischen Materials 62 übereinstimmt,
um den restlichen Teil des Sondenhauptkörperabschnitts 22a zu
bilden. In dieser durch die vierte Photolithographie-Maske 64 freigelegten
Fläche,
ist nicht wie im Fall der ersten photolithographischen Maske 56 eine
Fläche
eingeschlossen, die mit dem Sondenspitzenverstärkungsabschnitt 40 übereinstimmt,
sondern es wird nur die Fläche
freigelegt, die der ebenen Form des Sondenhauptkörperabschnitt 22a entspricht.
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Auf
der Fläche,
die durch die vierte Photolithographie-Maske 64 freigelegt
wird, wird das gleiche sehr zähe
metallische Material 58, wie das oben erwähnte, abgeschieden,
mit dem Ergebnis, dass der restliche Teil des Sondenhauptkörperabschnitts 22a gebildet
wird. Als Ergebnis ist die Sonde 22 mit dem Sondenspitzenabschnitt 22b und
dem Sondenspitzenverstärkungsabschnitt 40 auf
der Basisplatte 50 gebildet, wie in 5(g) gezeigt.
Nachdem die Photolithographie-Maske 64, welche diese Sonde 22 umgibt,
entfernt worden ist, und die Opferschicht 52 entfernt worden
ist, wird die Sonde 22 von der Basisplatte 50 gelöst.
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Das
Verfahren zum Bilden der Sonde 22 ist nicht auf das oben
genannte Verfahren beschränkt, sondern
die Sonde 22 kann beispielsweise durch Befestigen des Sondenspitzenverstärkungsabschnitts 40 an
einer konventionellen Sonde gebildet werden, die den Sondenspitzenverstärkungsabschnitt 40 nicht
aufweist. Jedoch kann durch Bilden der Sonde 22 gemäß der vorliegenden
Erfindung unter Verwendung einer Photolithographie-Technik und eines
Galvanisierungsverfahrens, wie oben beschrieben, die vorliegende
Erfindung ausgeführt
werden, indem nur die Formen mancher herkömmlicher Photolithographie-Masken verändert werden,
ohne dass spezielle Herstellungsverfahren hinzugefügt werden.
Darüber hinaus
kann der Sondenspitzenverstärkungsabschnitt 40 mit
dem Sondenhauptkörperabschnitt 22a und
dem Sondenspitzenabschnitt 22b ohne Verwendung spezieller
Klebemittel verbunden werden.
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Für die relative
Ausrichtung zwischen der Sondenanordnung 10 und dem Halbleitersubstrat 12 wird
die Spitzenoberfläche 38a des
Sondenspitzenabschnitts 22b der Sondenanordnung 10 manchmal als
Ausrichtungsmarkierung verwendet. In diesem Fall wird das Licht,
das von der Spitzenoberfläche 38a reflektiert
wird, als eine Ausrichtungsmarkierung von einer Kamera eingefangen
und das Ausrichten der Sondenanordnung 10 wird basierend
auf diesem Ausrichtungsmarkierungsbild durchgeführt, wie oben beschrieben.
Wenn dabei von dem Sondenspitzenverstärkungsabschnitt 40 reflektiertes
Licht von der oben erwähnten
Kamera eingefangen wird, verhindert dies eine zuverlässige Erkennung
der Ausrichtungsmarkierung.
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6(a) bis (g) zeigen verschiedene Abwandlungsbeispiele
in welchen darauf geachtet wurde, dass das von der unteren Oberfläche 40a des Sondenspitzenverstärkungsab schnitts 40 reflektierte Licht
das Ausrichten der Sondenanordnung 10 nicht verhindert,
wenn die Spitzenoberfläche 38a des
Sondenspitzenabschnitts 22b der Prüfanordnung 10 als Ausrichtungsmarkierung
verwendet wird.
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6(a) zeigt ein Beispiel, in welchem eine winklig
geneigte Oberfläche 40b bezüglich der
Achse des Säulenkörperabschnitts 38a auf
dem unteren Teil des Sondenspitzenverstärkungsabschnitts 40 gebildet
ist, um die Menge des von der unteren Oberfläche 40a des Sondenspitzenverstärkungsabschnitts 40 zu
der oben erwähnten
Kamera reflektierten Lichts zu verringern. Durch Formen der geneigten Oberfläche 40b auf
dem Sondenspitzenverstärkungsabschnitt 40 kann
die Fläche
der unteren Oberfläche 40a verringert
werden, welche parallel zu der Spitzenoberfläche 38a des Säulenkörperabschnitts 38 ist.
Dementsprechend kann die Menge des von der unteren Oberfläche 40a reflektierten
Lichts, das in die gleiche Richtung wie das von der Spitzenoberfläche 38a des
Sondenspitzenabschnitts 22b zu der oben erwähnten Kamera
reflektierte Licht gerichtet ist, verringert werden.
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Wie
in 6(b) kann durch Formen der unteren
Oberfläche 40a des
Sondenspitzenverstärkungsabschnitts 40 in
zwei geneigte Oberflächenteile 40c, 40c,
die so kombiniert sind, dass sie eine bergförmige nach unten vorspringende
Form bilden, die untere zu der Spitzenoberfläche 38a des Säulenkörperabschnitts 38 parallele
Oberfläche
beseitigt werden. Das von dem Sondenspitzenverstärkungsabschnitt 40 zu
der oben erwähnten
Kamera reflektierte Licht kann somit wirksamer beseitigt werden.
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Wie
in 6(c) gezeigt, kann auch durch das
Formen der untere Oberfläche 40a des
Sondenspitzenverstärkungsabschnitts 40 als
eine nach unten gekrümmte
Oberfläche 40d das
von dem Sondenspitzenverstärkungsabschnitt 40 zu
der oben er wähnten
Kamera reflektierte Licht in der gleichen Weise wirksamer beseitigt
werden.
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Die 6(d) und 6(g) zeigen
Beispiele, in welchen der Sondenspitzenverstärkungsabschnitt 40 in
der Breitendimension des Sondenspitzenabschnitts 22b gebildet
ist. Wie in 6(d) gezeigt, kann durch
Formen des Sondenspitzenverstärkungsabschnitts 40 entlang
der Form des Sondenspitzenabschnitts 22b der Bereich der
unteren Oberfläche 40a des
Sondenspitzenverstärkungsabschnitts 40, der
parallel zu der Spitzenoberfläche 38a des
Sondenspitzenabschnitts 22b ist, so bestimmt werden, dass
er ungefähr
die gleiche Fläche
aufweist wie die Spitzenoberfläche 38a,
was eine erhebliche Verringerung eines Einflusses des von der unteren
Oberfläche 40a reflektierten
Lichts ermöglicht.
Durch das Formen der unteren Oberfläche 40a in 6(d) als zwei geneigte Oberflächenteile 40e, 40e,
die so kombiniert sind, dass sie eine bergförmige Form bilden, wie in 6(e) gezeigt, oder durch das Formen derselben
als eine nach unten gekrümmte
Oberfläche 40f,
wie in 6(f) gezeigt, kann das von
dem Sondenspitzenverstärkungsabschnitt 40 zu
der oben erwähnten
Kamera reflektierte Licht wirksamer beseitigt werden.
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Des
Weiteren können,
wie in 6(g) gezeigt, durch die Verwendung
des Sondenspitzenverstärkungsabschnitts 40,
dessen untere Oberfläche von
zwei geneigten Oberflächenteilen 40e, 40e gebildet
ist, die so kombiniert sind, dass sie eine bergförmige Form bilden, geneigte
Oberflächenteile 34b, 34b,
welche so kombiniert sind, dass sie eine bergförmige Form aufweisen, auf den
Flächen
des Sockelabschnitts 34 des Sondenhauptkörperabschnitts 22a gebildet
werden, mit Ausnahme des mittleren Teils, der ein Befestigungsabschnitt
des Sondenspitzenabschnitts 22b ist. Demgemäß ist es
möglich, Ausrichtungs-Interferenz-Licht
zu verringern, welches durch das von dem Sondenspitzenverstärkungsabschnitt 40 reflektierte Licht
und das von dem Sockelabschnitt 34 reflektierte Licht verursacht
wird.
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Obwohl
in der bisherigen Beschreibung die vorliegende Erfindung mit Bezug
auf ein Beispiel erläutert
wurde, in welchem der Sondenspitzenverstärkungsabschnitt 40 auf
einer Seite des Sondenspitzenabschnitts 22b gebildet ist,
können
die Sondenspitzenverstärkungsabschnitte 40 auf
beiden Seiten des Sondenspitzenabschnitts 22b gebildet
werden. Da die Sondenspitzenverstärkungsabschnitte 40,
die auf beiden Seiten des Sondenspitzenabschnitts 22b gebildet
sind, im Wesentlichen bewirken, dass der Sondenspitzenabschnitt
kurz ist, ist es jedoch vorteilhaft, den Sondenspitzenverstärkungsabschnitt 40 auf
einer Seite des Sondenspitzenabschnitts 22b auszubilden,
wie in den Figuren gezeigt. Die Sondenspitzenverstärkungsabschnitte
können
auch beispielsweise in einer seitlichen Richtung (Y-Richtung) der
Sonde 22 gebildet sein, wobei der Sondenspitzenabschnitt 22b zwischen
ihnen eingeschlossen ist, anstatt den Sondenspitzenverstärkungsabschnitt
auf beiden Seiten des Sondenspitzenabschnitts 22b auszubilden.
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Im
Folgenden wird ein zweiter Aspekt der Erfindung mit Bezug auf die 7 bis 12 erläutert. Jede
an der in 1 gezeigten Sondenanordnung 10 zu
befestigende Sonde, ist als eine Sonde 122 gezeigt.
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Mit
Bezug auf die 7 umfasst jede Sonde 122 einen
plattenförmigen
Sondenhauptkörperabschnitt 122a,
der aus einem metallischen Material wie Nickel oder einer Nickel-Chrom-Legierung gebildet ist,
und einen Sondenspitzenabschnitt 122b, dessen Basisschicht
aus einem harten metallischen Material, wie Rhodium, hergestellt
ist. Beide Abschnitte 122a und 122b haben eine
relativ gute Leitfähigkeit.
Der Sondenhauptkörperabschnitt 122a weist
eine größere Flexibilität oder Zähigkeit
auf als das die Basisschicht des Sondenspitzenab schnitts 122b bildende Rhodium,
während
Rhodium eine höhere
Härte als das
oben erwähnte
metallische Material aufweist, das den Sondenhauptkörperabschnitt 122a bildet.
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Der
Sondenhauptkörperabschnitt 122a kann aus
einem sehr zähen
metallischen Material mit herausragender Zähigkeit, wie beispielsweise
einer Nickel-Legierung, einer Nikkel-Phosphor-Legierung, einer Nickel-Wolfram-Legierung
und einer Nickel-Cobalt-Legierung, Phosphor-Bronze oder einer Palladium-Cobalt-Legierung,
anstatt des oben erwähnten metallischen
Materials hergestellt sein. Die Basisschicht des Sondenspitzenabschnitts 122b kann auch
beliebig aus einem anderen sehr harten metallischen Material als
Rhodium hergestellt sein.
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In
dem in der Figur gezeigten Beispiel umfasst der Sondenhauptkörperabschnitt 122a einen rechteckigen
Befestigungsabschnitt 128, dessen seitliche Richtung eine
Längsrichtung
ist, einen Verbindungsabschnitt 130, der sich von einer
Seite des Befestigungsabschnitts nach unten erstreckt, Armabschnitte 132, 132,
die sich in seitlicher Richtung von dem Verbindungsabschnitt mit
einem Abstand entlang der unteren Kante des Befestigungsabschnitts 128 erstrecken,
und einen Sockelabschnitt 134, der mit den Erstreckungsenden
der Armabschnitte verbunden ist. In dem in der Figur gezeigten Beispiel
ist auch ein Paar Armabschnitte 132, 132, die
so geformt sind, dass sie in einer Höhenrichtung des Befestigungsabschnitts 128 voneinander beabstandet
sind, das heißt
in einer Erstreckungsrichtung des Verbindungsabschnitts 130 gebildet sind,
als die Armabschnitte ausgebildet. Der Sockelabschnitt 134,
der die Erstreckungsenden beider Armabschnitte 132, 132 verbindet,
erstreckt sich, wenn er von dem Paar Armabschnitte 132 aus
betrachtet wird, zu einer Seite, die entgegengesetzt zu einer Seite
liegt, auf welcher der Befestigungsabschnitt 128 angeordnet
ist.
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Das
Erstreckungsende dieses Sockelabschnitts 134 ist eine flache
Endoberfläche 134a und der
Sondenspitzenabschnitt 122b ist so vorgesehen, dass er
von dieser Endoberfläche
vorspringt. Der Sondenspitzenabschnitt 122b umfasst einen
Basisabschnitt 136 mit einer trapezförmigen ebenen Form, dessen
Abmessung sich in einer seitlichen Richtung allmählich in Richtung des Vorsprungs
verkleinert, und einen Säulenkörperabschnitt 138 mit
einer rechteckigen flächigen
Form, der sich von dem kürzeren Ende
eines parallel gegenüberliegenden
Seitenpaares des Basisabschnitts aus erstreckt, wie in 7(a) gezeigt. Die Spitzenoberfläche des
Säulenkörperabschnitts 138 ist
in dem in den 7(a) und (b) gezeigten
Beispiel, eine flache Oberfläche 138a,
die ungefähr
senkrecht zu der Achse des Säulenkörperabschnitts 138 ist.
Zum Beispiel ist die Höhenabmessung
H des Sondenspitzenabschnitts 122b, der von dem Sockelabschnitt 134 vorspringt,
35 ± 3 μm, die Dickenabmessung
T des Sondenspitzenabschnitts 122b ist ungefähr 15 μm oder 12,5 μm und die
seitliche Abmessung L des Säulenkörperabschnitts 138 ist
15 ± 2 μm. Diese
Abmessungen H, T und L können beliebig
gewählt
sein. Die Spitzenoberfläche
des Säulenkörperabschnitts 138 kann
auch in kugelförmiger
Form oder in spiralförmiger
Form nach unten vorspringen.
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Der
Sondenspitzenabschnitt 122b liegt über den gesamten Abschnitt
des Basisabschnitts 136 und des Säulenkörperabschnitts 138 als
eine Mehrschichtenstruktur mit einer Basisschicht aus dem oben erwähnten sehr
harten Material vor, wie in den 7(b) und 8 gezeigt.
Das heißt,
der Sondenspitzenabschnitt 122b ist in den in 7 und 8 gezeigten
Beispiel in einer Mehrschichtenstruktur mit drei Schichten gebildet,
die aus einer Schicht 140a aus einem ersten metallischen
Material, wie dem oben erwähnten
Rhodium, und einem Schichtenpaar aus einem zweiten metallischen
Material 140b, 140b hergestellt ist, das so angeordnet
ist, dass es beide Seiten der Schicht aus dem ersten metallischen
Material als eine Basisschicht bedeckt. Die entsprechenden Schichten 140a und 140b sind
aufeinander folgend in Richtung der Plattendikke des Sondenhauptkörperabschnitts 122a geschichtet.
Die Kantenabschnittseite, die die längere Seite des oben erwähnten parallelen
gegenüberliegenden
Seitenpaares des Basisabschnitts 136 einschließt, ist
in dem Sockelabschnitt 134 des Sondenhauptkörperabschnitts 122a so
eingebettet, dass der Säulenkörperabschnitt 138 des
Sondenspitzenabschnitts 122b von der Endfläche 134a des
Sockelabschnitts 134 vorspringt. Auf diese Weise ist der
Sondenspitzenabschnitt 122b auf dem Sondenhauptkörperabschnitt 122a bleibend
befestigt.
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Beide
Metallmaterial-Schichten 140b des Sondenspitzenabschnitts 122b sind
aus einem sehr zähen
metallischen Material hergestellt und sind an beiden Seiten der
Schicht 140a aus dem ersten metallischen Material befestigt,
die zwischen den beiden Schichten angeordnet ist. Vorzugsweise sollen
beide Metallmaterial-Schichten 140b aus dem gleichen metallischen
Material wie der Sondenhauptkörperabschnitt 122a hergestellt
sein, mit dem Ziel die beiden Metallmaterial-Schichten 140b und
den Sondenhauptkörperabschnitt 122a einstückig auszubilden, um
die Haftfestigkeit zwischen dem Sondenspitzenabschnitt 122b und
dem Sondenhauptkörperabschnitt 122a zu
erhöhen
und mit dem Ziel einer Vereinfachung der Herstellungsvorrichtungen,
welche später
beschrieben werden.
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Wenn
die Dickenabmessung T des Sondenspitzenabschnitts 122b etwa
15 μm oder
12,5 μm
beträgt,
wie oben beschrieben, sind die Schichten 140b, 140b aus
dem zweiten metallischen Material so gebildet, dass jede eine Dickenabmessung
t1 beispielsweise von 1 bis 2 μm
aufweist. Die Dickenabmessung der Schicht 140a aus dem
ersten metallischen Material hat einen Wert, der sich aus Subtraktion
der Dickenabmessungen t1 der beiden Schichten 140b, 140b aus
dem zweiten metallischen Ma terial von der Dickenabmessung T des
Sondenspitzenabschnitts 122b (T – 2t1) hergeleitet.
-
Die
Schicht 140a aus dem ersten metallischen Material, die
aus einem harten metallischen Material hergestellt ist und eine
Basisschicht des Sondenspitzenabschnitts 122b ist, fungiert
hauptsächlich
als eine abriebbeständige
Schicht des Sondenspitzenabschnitts, als ein Kernmaterial des Sondenspitzenabschnitts 122b.
Die Schichten 140b, 140b aus dem zweiten metallischen
Material, die beide seitlichen Oberflächen der Schicht 140a aus
dem ersten metallischen Material bedecken, verhindern unter Ausnutzung
ihrer Zähigkeit
auch, dass die Schicht 140a aus dem ersten metallischen
Material durch Aufnahme eines Stoßes von außen rissig und beschädigt wird.
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Wie
in 9(a) gezeigt, können die Schichten 140b, 140b aus
dem zweiten metallischen Material, die jeweils eine Dickenabmessung
t2 von beispielsweise 2 bis 3 μm
haben ohne Änderung
der Dickenabmessung T des Sondenspitzenabschnitts 122b gebildet
werden.
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Wie
in 9(b) gezeigt, kann auch ein Sondenspitzenabschnitt 122b,
der insgesamt fünf Schichten
aufweist, ohne eine Änderung
der Dickenabmessung T des Sondenspitzenabschnitts 122b verwendet
werden, indem man abwechselnd zwei Schichten 140a aus dem
ersten metallischen Material und drei Schichten 140b aus
dem zweiten metallischen Material übereinanderlegt. Die Dickenabmessung
t1 jeder der drei Schichten 140b aus dem zweiten metallischen
Material kann 1 bis 2 μm betragen,
was die gleiche Dickenabmessung wie beispielsweise die in dem Beispiel
in 8 gezeigte ist.
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Des
Weiteren kann, wie in 9(c) gezeigt, der
Sondenspitzenabschnitt 122b, der zwei Schichten aufweist,
die aus einer einzelnen Schicht 140a aus einem ersten metalli schen
Material und einer einzelnen Schicht 140b aus einem zweiten
metallischen Material besteht, ohne Änderung der Dikkenabmessung
T des Sondenspitzenabschnitts 122b gebildet werden. Die
Dickenabmessung t dieser einzelnen Schicht 140a aus dem
ersten metallischen Material kann wie gewünscht im Bereich beispielsweise
von 1 bis 3 μm
gewählt
werden.
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In
jedem dieser Beispiele kann eine Mehrschichtenstruktur mit so viele
Schichten 140 aus dem ersten metallischen Material und
Schichten 140b aus dem zweiten metallischen Material, wie
gewünscht verwendet
werden, um den Sondenspitzenabschnitt 122b mit der erwünschten
Zähigkeit
und Abriebwiderstand auszustatten. Die Dickenabmessungen der Schichten 140a aus
dem ersten metallischen Material und der Schichten 140b aus
dem zweiten metallischen Material und die Dickenabmessung T des
Sondenspitzenabschnitts 122b können ebenfalls beliebig wie
benötigt
bestimmt werden.
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Jede
Sonde 122 gemäß der vorliegenden
Erfindung ist auf der Sondenleiterplatte 20 so befestigt (siehe 1),
dass die obere Kante des Befestigungsabschnitts mit der oben erwähnten Leiterbahn in
der Sondenleiterplatte 20 verbunden ist. Die Sondenanordnung 10,
auf welcher diese Sonde 122 vorgesehen ist, wird so verwendet,
dass die Spitzenoberfläche 138a des
Sondenspitzenabschnitts 122b, welcher eine Sondenspitze
jeder Sonde 122 ist, an die entsprechende Elektrode 12a anstoßen kann (siehe 1),
wie oben beschrieben.
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Wenn
ein Halbleitersubstrat 12 in mehrere Chipbereiche eingeteilt
ist und jeder Chipbereich einer elektrischen Prüfung durch die Sondenanordnung 110 unterzogen
wird, kommt es manchmal vor, dass die Sonden 122 von dem
Chipbereich abweichen und dass die Sondenspitzen 138a der
Sonden 122 in eine Position kommen, die der geneigten Kante
des Halbleitersubstrats 12 entspricht. Wenn die Sondenanordnung 10 auf
das Halbleitersubstrat 12 durch eine Übersteuerung gestoßen wird,
die eine elastische Verformung der Armabschnitte 132 auf
jeder Sonde 122 in diesem Zustand bewirkt, wird die Spitzenoberfläche 138a der
Sonde 122, die der oben erwähnten geneigten Kante entspricht,
von der oben erwähnten
geneigten Kante geführt.
Durch diese Führungswirkung
der geneigten Kante kann eine Überlast,
die eine Biegung bewirkt, auf den Sondenspitzenabschnitt 122b dieser
Sonde 122 wirken.
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In
der Sonde 122 gemäß der vorliegenden Erfindung
verhindern die Schichten 140b aus dem sehr zähen zweiten
metallischen Material, die die Schicht 140a mit hervorragendem
Abriebwiderstand aus dem ersten metallischen Material bedecken, dass
die Schicht 140a aus dem ersten metallischen Material rissig
oder beschädigt
wird, auch wenn eine solche Überlast
auf den Sondenspitzenabschnitt 122b wirkt. Da es verhindert
werden kann, dass ein Bruch oder ein Defekt, der durch diesen Riß oder diese
Beschädigung
bewirkt wird, in der Schicht aus dem ersten metallischen Material 140a auftritt,
wird somit ein Defekt oder ein Bruch des Sondenspitzenabschnitts 122b verhindert,
so dass die Haltbarkeit der Sonde 122 verbessert wird.
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Ein
Beispiel für
ein Herstellungsverfahren für die
Sonde 122 ist mit Bezug auf den Herstellungsprozess in 10 beschrieben.
Wie in 10(a) gezeigt, wird durch eine
herkömmlich
bekannte selektive Belichtung und ein Entwiklungsverfahren zu einer Photoresist-Schicht
eine Photolithographie-Maske 154 für eine Opferschicht 152,
die später
entfernt wird, auf einer Basisplatte 150 mit einer flachen Oberfläche aus
Edelstahl gebildet. Ein Opferschichtmaterial wie Kupfer wird durch
ein Galvanisierungsverfahren auf dem Oberflächenabschnitt der Basisplatte 150,
der von der Photolithographie-Maske 154 freigelegt ist,
mit einer vorbestimmten Dicke abgeschieden, wobei als Ergebnis die
Opferschicht 152 gebildet wird.
-
Nachdem
die Photolithographie-Maske 154 entfernt wurde, wird eine
neue zweite Photolithographie-Maske 156 so gebildet, dass
sie den Oberflächenabschnitt
der Basisplatte 150 und die Opferschicht 152 bedeckt,
wie in 10(b) gezeigt. Diese zweite
Photolithographie-Maske 156 bildet auf der oben erwähnten Oberfläche der
Basisplatte 150 eine ebene Form des Sondenhauptkörperabschnitts 122a mit
dem Befestigungsabschnitt 128, dem Verbindungsabschnitt 130,
dem Paar Armabschnitte 132 und dem Sockelabschnitt 134.
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Auf
dem Oberflächenabschnitt
der Basisplatte 150, der von der zweiten Photolithographie-Maske 156 freigelegt
wird, wird durch ein Galvanisierungsverfahren ein sehr zähes metallisches
Material 158 wie Nickel-Chrom mit ungefähr der gleichen Dicke wie die
der Opferschicht 152 abgeschieden, wie in 10(c) gezeigt.
Durch diese Abscheidung des metallischen Materials wird eine vollständige Form des
Sondenhauptkörperabschnitts 122a so
auf der Basisplatte gebildet, dass dessen Dicke beispielsweise ungefähr ein Drittel
der Dickenabmessung des Sondenhauptkörperabschnitts 122a beträgt.
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Anschließend wird
die zweite Photolithographie-Maske 156 entfernt und eine
dritte Photolithographie-Maske 160 für den Sondenspitzenabschnitt 122b so
gebildet, dass eine vorbestimmter Fläche der Opferschicht 152 und
des Sondenhauptkörperabschnitts 122a auf
der Basisplatte 150 freigelegt wird, wie in 10(d) gezeigt. Diese dritte Photolithographie-Maske 160 legt
teilweise die Fläche
der Opferschicht 152 und des Sondenhauptkörperabschnitts 122a frei,
so dass eine vorbestimmte Fläche freigelegt
wird, die der ebenen Form des Sondenspitzenabschnitts 122b entspricht.
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Auf
der Fläche,
die von der dritten Photolithographie-Maske 160 freigelegt wird,
werden durch ein Galvanisierungsverfahren nacheinander ein sehr hartes
metallisches Material 162 wie Rhodium und ein sehr zähes metallisches
Material 158 mit einer vorbestimmten Dicke abgeschieden,
wie in 10(e) gezeigt. Um den beispielsweise
in 9(c) gezeigten Zwei-Schichten-Sondenspitzenabschnitt 122b zu
bilden, werden in diesem Prozess das sehr harte metallische Material 162 und
das sehr zähe
metallische Material 158 nacheinander so abgeschieden,
dass jedes eine einzelne Schicht mit vorbestimmter Dicke bilden
kann. Um den in den 8 und 9(a) gezeigten
Drei-Schichten-Sondenspitzenabschnitt 122b, oder den beispielsweise
in 9(b) gezeigten Fünf-Schichten-Sondenspitzenabschnitt 122b zu
bilden, werden das sehr harte metallische Material 162 und
das sehr zähe
metallische Material 158 nacheinander mit einer vorbestimmten Dicke
in Übereinstimmung
mit der erforderlichen Anzahl von Schichten wiederholt abgeschieden.
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Durch
diese Abscheidung des sehr harten metallischen Materials 162 und
des sehr zähen
metallischen Materials 158 wird der Sondenspitzenabschnitt 122b mit
einer Mehrschichtenstruktur der Schicht(en) 140a aus einem
ersten metallischen Material und der Schicht(en) 140b aus
einem zweiten metallischen Material gebildet. Da der Sondenspitzenabschnitt 122b,
der durch das Galvanisierungsverfahren abgeschieden ist, so gebildet
ist, dass die Schicht(en) 140a aus dem ersten metallischen
Material und die Schicht(en) 140b aus dem zweiten metallischen
Material als Ergebnis ihrer Abscheidung fest miteinander verbunden
sind, können
die Schicht(en) 140a und die Schicht(en) 140b miteinander
ohne die Verwendung eines speziellen Klebers verbunden werden und
die seitlichen Oberflächen
des Sondenspitzenabschnitts 122b und des sehr zähen metallischen
Materials 158 für
den Sondenhauptkörperabschnitt 122a können bleibend
und fest miteinander vereinigt werden.
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Nachdem
der Sondenspitzenabschnitt 122b gebildet worden ist, wird
die dritte Photolithographie-Maske 160 entfernt und eine
vierte Photolithographie-Maske 164 wird neu gebildet, wie
in 10(f) gezeigt. Diese vierte Photolithographie-Maske 164 legt
eine Fläche
frei, die der ebenen Form des Sondenhauptkörperabschnitts 122a entspricht
und eine Fläche
ist, die einen Abschnitt des abgeschiedenen Sondenspitzenabschnitts 122b einschließt, der
in dem Sondenhauptkörperabschnitt 122a eingebettet
sein wird, um den verbleibenden Teil des Sondenhauptkörperabschnitts 122a zu
bilden.
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Auf
der Fläche,
die von der vierten photolithographischen Maske 164 freigelegt
worden ist, wird das gleiche sehr zähe metallische Material 158 wie das
oben erwähnte
abgeschieden, mit dem Ergebnis, dass der verbleibende Teil des Sondenhauptkörperabschnitts 122a gebildet
wird. Als Ergebnis wird die Sonde 122, die den Sondenspitzenabschnitt 122b mit
der Mehrschichtenstruktur, wie in den 8 und 9 gezeigt,
und den Sondenhauptkörperabschnitt 122a umfasst,
auf der Basisplatte 150 gebildet, wie in 10(g) gezeigt.
Nachdem die Photolithographie-Maske 164, welche diese Sonde 122 umgibt, entfernt
worden ist und die Opferschicht 152 entfernt worden ist,
wird die Sonde 122 von der Basisplatte 150 gelöst.
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Die
Schicht 140b aus dem zweiten metallischen Material kann
eine Schicht aus metallischem Material sein, welche aus einem anderen
zähen metallischen
Material als dem metallischen Material des Sondenhauptkörperabschnitts 122a hergestellt
ist. Wenn die Sonde 122 jedoch durch Verwendung einer Photolithographietechnik
und eines Galvanisierungsverfahrens gebildet wird, wie mit Bezug
auf 10 beschrieben, können, indem man den Sondenhauptkörperabschnitt 122a und
die Schicht 140b aus dem zweiten metallischen Material
des Sondenspitzen abschnitts 122b mit dem gleichen metallischen
Material bildet, wie oben beschrieben, beide Abschnitte 122a und 140b ohne
die Verwendung spezieller Klebemittel fest verbunden werden. Die
Art der Komponentenmaterialien kann auch weiter als in dem Fall
vereinfacht werden, in dem die Schicht 140b aus dem zweiten
metallischen Material aus einem anderen zähen metallischen Material als
dem des Sondenhauptkörperabschnitts 122a hergestellt
ist. Die Herstellungsvorrichtungen können somit vereinfacht werden.
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Eine
Mehrschichtenstruktur, die aus der Schicht 140a aus einem
ersten metallischen Material und den Schicht(en) 140b aus
einem zweiten metallischen Material auf ähnliche Weise, wie eine oben beschriebene
gebildet ist, kann bei einem Sondenspitzenabschnitt 122b Anwendung
finden, der eine herkömmlich
bekannte gekröpft
ausgebildete Querschnittsform, wie in den 11(a) und
(b) gezeigt, anstatt des Sondenspitzenabschnitts 122b mit
einer linearen Querschnittsform aufweist, wie in den 8 und 9 gezeigt.
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Ein
Beispiel für
ein Verfahren zum Herstellen der Sonde 122 mit einem solchen
Sondenspitzenabschnitt 122b, dessen Querschnitt in gekröpft ausgebildeter
Form vorliegt, ist in 12 gezeigt. Wie in 12(a) gezeigt, wird eine Photolithographie-Maske 154 für eine Opferschicht 152 auf
einer Basisplatte 150 gebildet, die der in 10(a) gezeigten ähnlich ist.
Die Opferschicht 152 wird durch ein Galvanisierungsverfahren
auf dem Oberflächenabschnitt
der Basisplatte 150 gebildet, der von der Photolithographie-Maske 154 freigelegt
worden ist.
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Nachdem
die Photolithographie-Maske 154 entfernt worden ist, wird
eine neue zweite Photolithographie-Maske 156 so gebildet,
dass der Oberflächenabschnitt
der Basisplatte 150 und die Opferschicht 152 bedeckt
werden, wie in 12(b) gezeigt. In diesem
Prozess zur Bildung des Sondenspitzenabschnitts 122b mit
einer gekröpft
ausgebildeten Querschnittsform, wird die zweite Photolithographie-Maske 156 so
gebildet, dass die Hälfte
der Opferschicht 152 in Längsrichtung freigelegt wird.
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Auf
dem Oberflächenabschnitt
der Basisplatte 150, der von der zweiten Photolithographie-Maske 156 freigelegt
wird, und der Fläche
auf der Opferschicht 152, die durch die zweite Photolithographie-Maske 156 freigelegt
wird, werden durch ein Galvanisierungsverfahren nacheinander ein
sehr hartes metallisches Material 162 wie Rhodium und ein
hoch flexibles metallisches Material 158 mit einer vorbestimmten
Dicke abgeschieden, wie in 12(c) gezeigt.
Um den Zwei-Schichten-Sondenspitzenabschnitt 122b zu
bilden, werden in dem in 12(c) gezeigten
Beispiel das sehr harte metallische Material 162 und das
sehr zähe
metallische Material 158 nacheinander so abgeschieden,
dass jedes eine einzelne Schicht mit einer vorbestimmten Dicke bilden kann.
Auf die gleiche Weise, wie in dem Beispiel mit Bezug auf 10 beschrieben,
werden das sehr harte metallische Material 162 und das
sehr zähe
metallische Material 158 nacheinander mit einer vorbestimmten
Dikke in Übereinstimmung
mit der erforderlichen Anzahl von Schichten wiederholt abgeschieden.
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Durch
diese Abscheidung des sehr harten metallischen Materials 162 und
des sehr zähen
metallischen Materials 158 wird der Sondenspitzenabschnitt 122b mit
einer Mehrschichtenstruktur aus der Schicht aus einem ersten metallischen
Material und der Schicht 140b aus einem zweiten metallischen Material
gebildet. Wenn das sehr harte metallische Material 162 und
das sehr zähe
metallische Material 158 für die Bildung des Sondenspitzenabschnitts 122b abgeschieden
werden sollen, wird von der Opferschicht 152 eine Stufe
an der durch die zweite Photolithographie-Maske 156 freigelegten
Fläche
gebil det. Somit wird der Sondenspitzenabschnitt 122b mit
einer Mehrschichtenstruktur und einer gekröpft ausgebildeten Querschnittsform
gebildet, wie in den 11(a) und (b)
gezeigt.
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Nachdem
der Sondenspitzenabschnitt 122b gebildet worden ist, wird
die zweite Photolithographie-Maske 156 entfernt und eine
dritte Photolithographie-Maske 160 wird neu gebildet, wie
in 12(d) gezeigt. Diese dritte Photolithographie-Maske 160 legt
eine Fläche
frei, die einer flachen Oberflächenform
des Sondenhauptkörperabschnitts 122a entspricht
und eine Fläche
ist, die einen Abschnitt des abgeschiedenen Sondenspitzenabschnitts 122b einschließt, der
in dem Sondenhauptkörperabschnitt 122a eingebettet
sein wird, um den Sondenhauptkörperabschnitt 122a zu
formen.
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Auf
der Fläche,
die von der dritten photolithographischen Maske 160 freigelegt
wird, wird das gleiche sehr zähe
metallische Material 158 wie das oben erwähnte abgeschieden,
mit dem Ergebnis, dass der Sondenhauptkörperabschnitt 122a mit
einem Befestigungsabschnitt 128, einem Verbindungsabschnitt 130,
einem Paar Armabschnitte 132 und einem Sockelabschnitt 134 gebildet
ist. Anschließend
wird die Photolithographie-Maske 160 entfernt, die diese Sonde 122 umgibt,
die Opferschicht 152 entfernt und danach die Sonde 122 von
der Basisplatte 150 gelöst.
Als Ergebnis ist die Sonde 122 gebildet, die aus dem Sondenspitzenabschnitt 122b mit
einer Mehrschichtstruktur und einer gekröpft ausgebildeten Querschnittsform,
wie in 11 gezeigt, und dem Sondenhauptkörperabschnitt 122a besteht.
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Die
vorliegende Erfindung beschränkt
sich nicht auf die oben erwähnten
Ausführungsformen und
kann auf verschiedene Art und Weise verändert werden, ohne vom Geist
und Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Der erste Aspekt
der Erfindung kann mit dem zweiten Aspekt der Erfindung kombiniert
werden. In diesem Fall ist der oben erwähnte Sondenspitzenverstärkungsabschnitt 40 auf dem
Sockelabschnitt der Sonde vorgesehen und die oben erwähnte Mehrschichtenstruktur
wird für
den Sondenspitzenabschnitt der Sonde verwendet.