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Technisches Gebiet
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Beispielausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf ein Verfahren zum Bonden
von Messsonden bzw. Prüfspitzen sowie ein Verfahren zur
Herstellung einer Messsondenkarte unter Verwendung desselben. Noch
spezieller beziehen sich Beispiele von Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung auf ein Verfahren zum Bonden von Messsonden,
die direkt Kontakt mit einem Gegenstand, an ein mehrschichtiges
Substrat, herstellen sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Messsondenkarte
unter Verwendung des Verfahrens zum Bonden der Messsonden.
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Hintergrund des Standes der
Technik
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Im
Allgemeinen testet eine Messsondenkarte die elektrischen Kapazitäten
eines Chips auf einem Halbleitersubstrat. Die Messsondenkarte stellt Kontakt
mit Feldern beziehungsweise Blöcken des Chips her. Die
Messsondenkarte führt den Bereichen beziehungsweise Blöcken
dann ein elektrisches Signal zu. Die Messsondenkarte detektiert
ein elektrisches Antwortsignal der Bereiche beziehungsweise Blöcke,
um zu bestimmen, ob die Abläufe des Chips normal sind oder
nicht.
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Da
eine Halbleitervorrichtung hochgradig integriert vorliegt, wurde
das Schaltungsmuster der Halbleitervorrichtung verfeinert. Somit
ist es erforderlich, die Messsondenkarte mit einer Größe
herzustellen, die der Größe des winzigen Schaltungsmusters der
Halbleitervorrichtung entspricht.
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Im
Allgemeinen kann die Messsondenkarte hergestellt werden, indem eine
Vielzahl von Messsonden auf ein Schwellenschichtmuster („bump
layer pattern") auf einem mehrschichtigen Substrat unter Verwendung
einer Lötpaste gebondet wer den. Die Lötpaste kann
durch Siebdruckverfahren unter Verwendung einer Schablonenmaske
aufgebracht werden. Gemäß dem Siebdruckverfahren
wird auf der Schablonenmaske durch ein Laserverfahren, ein Ätzverfahren,
ein Elektroplattierungsverfahren etc. ein Muster gebildet. Die Lötpaste
tritt durch das Muster auf die Schablonenmaske, um die Lötpaste
aufzubringen. Beispiele eines herkömmlichen Verfahrens zum
Bilden einer Messsondenkarte sind in der
koreanischen offengelegten Patentveröffentlichung
Nr. 2005-109331 , Nr.
2004-88947 etc.
offenbart.
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Wenn
hier der Abstand eines Schwellenschichtmusters klein ist, kann die
Fläche des Schwellenschichtmusters auf dem die Lötpaste
aufgebracht wird, klein sein. Demgemäß kann Lötpaste
fehlen, so dass die Bonding-Festigkeit zwischen der Messsonde und
dem Schwellenschichtmuster geschwächt werden kann. Um eine
ausreichende Menge an Lötpaste auf dem Schwellenschichtmuster
mit besonders kleinem oder feinem Abstand aufzubringen, ist es erforderlich,
die Dicke der Schablonenmaske mit dem feinen Muster zu vergrößern.
Da jedoch das Muster eine kleine Dimension aufweist und die Schablonenmaske
ebenfalls eine große Dicke hat, kann die Lötpaste
nicht effektiv durch die dicke Schablonenmaske treten. Folglich,
obwohl die Schablonenmaske mit einer großen Dicke bereitgestellt
wird, kann es nach wie vor an Lötpaste fehlen. Weiterhin kann
sich die Lötpaste, die eine große Höhe
aufweist, aufgrund der Schwerkraft der Messsonde verteilen bzw.
zerfließen. Die verteilte Lötpaste kann einen elektrischen
Kurzschluss zwischen aneinander angrenzenden beziehungsweise anstoßenden
Schwellenschichtmustern hervorrufen.
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Daher
kann gemäß dem herkömmlichen Verfahren
keine ausreichende Menge an Lötpaste, die zum Bonden der
Messsonde erforderlich ist, auf das Schwellenschichtmuster aufgebracht
werden. Im Gegensatz hierzu können die angrenzenden Schwellenschichtmuster,
obwohl eine ausreichende Menge an Lötpaste auf das Schwellenschichtmuster
aufgebracht werden kann, durch die aufgrund der Schwerkraft der
Messsonde verteilte Lötpaste miteinander elektrisch verbunden
werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Technisches Problem
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Beispielausführungsformen
der vorliegenden Erfindung liefern ein Verfahren zum Bonden von Messsonden
bzw. Prüfspitzen, das dazu in der Lage, ist einen elektrischen
Kurzschluss zwischen Schwellenschichtmustern, hervorgerufen durch
die Lötpaste, zusammen mit der Lötpaste, die in
ausreichender Weise aufgebracht ist, zu verhindern.
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Beispielausführungsformen
der vorliegenden Erfindung liefern ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung
einer Messsondenkarte unter Verwendung des oben erwähnten
Verfahrens.
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Technische Lösung
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In
einem Verfahren zum Bonden von Messsonden gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung werden Schwellenschichtmuster
auf Anschlüssen eines mehrschichtigen Substrats gebildet.
Ein erstes Benetzungsschichtmuster mit einer Benetzbarkeit im Hinblick
auf die Lötpaste und ein Nicht-Benetzungsschichtmuster
ohne Benetzbarkeit im Hinblick auf die Lötpaste werden
auf den Schwellenschichtmustern gebildet. Die Lötpaste
wird auf der ersten Benetzungsschicht und dem Nicht-Benetzungsschichtmuster
gebildet. Die Messsonden, die mit einem Gegenstand Kontakt herstellen,
werden auf der Lötpaste gebondet. Die Lötpaste
auf dem Nicht-Benetzungsschichtmuster fließt entlang der Oberfläche
des ersten Benetzungsschichtmusters zurück, um eine Haftschicht
auf dem ersten Benetzungsschichtmuster zu bilden.
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Gemäß einer
Beispielausführungsform kann weiterhin ein zweites Benetzungsschichtmuster
auf den Messsonden, die auf der Lötpaste gebondet sind,
gebildet werden.
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Gemäß einer
weiteren Beispielausführungsform kann das Bilden des ersten
Benetzungsschichtmusters und des Nicht-Benetzungsschichtmusters das
Bilden des Nicht-Benetzungsschichtmusters auf einer ersten Region
der Schwellenschichtmuster umfassen, sowie Bilden des ersten Benetzungsschichtmusters
auf einer zweiten Region des Nicht-Benetzungsschichtmusters, das
einer Region von der Gesamtregion entspricht, ausgenommen der ersten
Region.
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Gemäß einer
weiteren Beispielausführungsform kann das Bilden des ersten
Benetzungsschichtmusters und des Nicht-Benetzungsschichtmusters umfassen:
Bilden des Nicht-Benetzungsschichtmusters auf der gesamten Oberfläche
der Schwellenschichtmuster und partielles Bilden des ersten Benetzungsschichtmusters
auf dem Nicht-Benetzungsschichtmuster.
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Gemäß noch
einer weiteren Beispielausführungsform kann das Nicht-Benetzungsschichtmuster ein
Oxidschichtmuster umfassen.
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In
einem Verfahren zur Herstellung einer Messsondenkarte gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein mehrschichtiges Substrat
hergestellt. Schwellenschichtmuster werden auf Anschlüssen
des mehrschichtigen Substrats gebildet. Ein erstes Benetzungsschichtmuster
mit einer Benetzbarkeit im Hinblick auf die Lötpaste und
ein Nicht-Benetzungsschichtmuster ohne Benetzbarkeit im Hinblick
auf die Lötpaste werden auf den Schwellenschichtmustern
gebildet. Die Lötpaste wird auf dem ersten Benetzungsschichtmuster
und dem Nicht-Benetzungsschichtmuster gebildet. Die Messsonden,
die mit einem Gegenstand Kontakt herstellen, werden auf der Lötpaste
gebondet. Die Lötpaste auf dem Nicht-Benetzungsschichtmuster
fließt entlang einer Oberfläche des ersten Benetzungsschichtmusters
zurück, um eine Haftschicht auf dem ersten Benetzungsschichtmuster
zu bilden, wobei die Messsonden auf dem mehrschichtigen Substrat
gebondet werden. Das mehrschichtige Substrat, auf dem die Messsonden
gebondet werden, wird mit einer gedruckten Schaltkarte bzw. Platine
zusammengebaut, um das mehrschichtige Substrat mit der gedruckten Schaltkarte
elektrisch zu verbinden.
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Vorteilhafte Effekte
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung wird die Lötpaste auf dem ersten
Benetzungsschichtmuster und dem Nicht-Benetzungsschichtmuster gebildet. Somit
kann eine ausreichende Menge der Lötpaste, die zum Bonden
der Messsonden erforderlich ist, ohne elektrischen Kurzschluss zwischen
angrenzenden Schwellenschichtmustern bereitgestellt werden. Weiterhin
fließt die Lötpaste entlang der Oberfläche des
ersten Benetzungsschichtmusters, basierend auf einem Unterschied
zwischen dem Benetzungsgrad des ersten Benetzungsschichtmusters
und des Nicht-Benetzungsschichtmusters, zurück, so dass die
Messsonden unter Verwendung der Lötpaste fest gebondet
werden können.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
obigen und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden mit
Bezug auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung unter Berücksichtigung
der beigefügten Zeichnungen ohne weiteres offensichtlich,
worin:
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die 1 bis 6 Querschnittsansichten sind,
die ein Verfahren zum Bonden von Messsonden gemäß einer
ersten Beispielausführungsform der vorliegenden Erfindung
veranschaulichen;
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die 7 bis 12 Querschnittsansichten sind,
die ein Verfahren zum Bonden von Messsonden gemäß einer
zweiten Beispielausführungsform der vorliegenden Erfindung
veranschaulichen;
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13 eine
Querschnittsansicht darstellt, die eine Messsondenkarte gemäß einer
dritten Beispielausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
und
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14 ein
Flussdiagramm darstellt, das ein Verfahren zur Herstellung der Messsondenkarte
in 13 veranschaulicht.
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Beste Ausführungsform
zur Durchführung der Erfindung
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Es
sollte verstanden werden, dass die Beispielausführungsformen
der vorliegenden Erfindung, die nachfolgend beschrieben sind, auf
viele Arten modifiziert werden können, ohne von den hier
offenbarten erfindungsgemäßen Prinzipien abzuweichen und
der Umfang der vorliegenden Erfindung ist daher nicht auf diese
besonderen nachfolgenden Ausführungsformen beschränkt.
Diese Ausführungsformen werden bereitgestellt, so dass
diese Offenbarung vollständig und komplett ist und vollständig
das Konzept der Erfindung für den Fachmann im Stand der Technik
beispielhaft und nicht begrenzend zur Verfügung stellt.
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Nachfolgend
wird die vorliegende Erfindung in Einzelheiten anhand der beigefügten
Zeichnungen beschrieben.
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Ausführungsform 1
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Die 1 bis 6 sind
Querschnittsansichten, die ein Verfahren zum Bonden von Messsonden
bzw. Prüfspitzen gemäß der ersten Beispielausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
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Mit
Bezug auf 1 wird ein erster Photoresistfilm
(nicht gezeigt) auf einem mehrschichtigen Substrat (110)
gebildet, auf dem Schaltmuster gebildet sind. Der erste Photoresistfilm
ist freiliegend, um ein erstes Photoresistmuster (nicht gezeigt)
zu bilden, um eine Schwellenschicht zu bilden. Hier werden Anschlüsse
(nicht gezeigt) auf dem mehrschichtigen Substrat (110)
durch das erste Photoresistmuster freigelegt. Die Schwellenschicht
(nicht gezeigt) wird auf dem ersten Photoresistmuster gebildet,
um die Anschlüsse abzudecken. Beispielsweise umfasst die
Schwellenschicht eine Metallschicht, wie eine Nickelschicht. Weiterhin kann
die Schwellenschicht durch ein Elektroplattierverfahren, ein chemisches Dampfabscheidungs-(CVD)Verfahren
etc. gebildet werden.
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Die
Schwellenschicht wird dann teilweise durch ein chemisch-mechanisches
Polier-(CMP, chemical mechanical polishing)Verfahren, ein Zurückätzverfahren
etc. entfernt, bis die Oberfläche des ersten Photoresistmusters
freiliegt, um ein Schwellenschichtmuster 120 zu bilden.
Das Schwellenschichtmuster 120 stellt Kontakt mit den Anschlüssen
her. Beispielsweise weist das Schwellenschichtmuster 120 eine
rechteckige Form mit einer kurzen Achse und einer langen Achse auf.
Weiterhin kann die lange Achse viel länger sein als die
kurze Achse.
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Mit
Bezug auf 2 wird ein zweiter Photoresistfilm
(nicht gezeigt) auf dem ersten Photoresistmuster und dem Schwellenschichtmuster 120 gebildet.
Der zweite Photoresistfilm wird freigelegt, um ein zweites Photoresistmuster
(nicht gezeigt) zu bilden, um eine erste Benetzungsschicht zu bilden.
Hier wird eine erste Region des Schwellenschichtmusters 120 durch
das zweite Photoresistmuster freigelegt. Eine erste Benetzungsschicht
(nicht gezeigt) wird auf dem zweiten Photoresistmuster gebildet,
um die erste Region des Schwellenschichtmusters 120 zu
bedecken. Hier weist die erste Benetzungsschicht eine hohe Benetzbarkeit
im Hinblick auf die Lötpaste 150 auf, was später
veranschaulicht wird. Somit kann die Lötpaste 150 auf
der ersten Benetzungsschicht ohne weiteres verteilt werden. Weiterhin
weist die erste Benetzungsschicht keine Oxidationsreaktivität
auf. Somit kann die erste Benetzungsschicht nicht oxidiert werden.
Beispielsweise umfasst die erste Benetzungsschicht eine Metallschicht,
wie eine Goldschicht, mit Benetzbarkeit und Nichtoxidationsreaktivität.
Alternativ kann die erste Benetzungsschicht eine Doppelschichtstruktur
umfassen, die eine erste Metallschicht mit Benetzbarkeit und eine
zweite Metallschicht mit Nichtoxidationsreaktivität aufweist.
Hier kann ein Beispiel der ersten Metallschicht eine Kupferschicht
umfassen und ein Beispiel der zweiten Metallschicht kann eine Goldschicht
umfassen. Weiterhin kann die erste Benetzungsschicht durch ein Elektroplattierungsverfahren,
ein CVD-Verfahren etc. gebildet werden.
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Die
erste Benetzungsschicht wird dann durch ein CMP-Verfahren, ein Zurückätzverfahren etc.
entfernt, bis die Oberfläche des zweiten Photoresistmusters
freiliegt, um ein erstes Benetzungsschichtmuster 130 zu
bilden. Das erste Benetzungsschichtmuster 130 wird nur
auf der ersten Region des Schwellenschichtmusters 120 aufgebracht.
Das erste Photoresistmuster und das zweite Photoresistmuster werden
dann durch ein Veraschungsverfahren und/oder ein Abziehverfahren
entfernt.
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Mit
Bezug auf 3 wird ein Nicht-Benetzungsschichtmuster 140 auf
einer zweiten Region des Schwellenschichtmusters 120 gebildet,
das der verbliebenen Region des Schwellenschichtmusters 120 außer
der ersten Region entspricht. Hier weist dann das Nicht-Benetzungsschichtmuster 140 eine geringe
Benetzbarkeit im Hinblick auf die Lötpaste 150 auf.
Somit kann die Lötpaste 150 auf dem Nicht-Benetzungsschichtmuster 140 nicht
ohne weiteres verteilt werden. In dieser Beispielausführungsform
kann ein Beispiel des Nicht-Benetzungsschichtmusters 140 eine
Oxidschicht umfassen. Die Oxidschicht kann durch thermisches Oxidieren
des Schwellenschichtmusters 120 gebildet werden. Das thermische
Oxidationsverfahren kann durch Erhitzen des Schwellenschichtmusters 120 und
durch Einsetzen eines Quellgases auf das erhitzte Schwellenschichtmusters 120 durchgeführt
werden. Alternativ kann die Oxidschicht durch Nassoxidieren des Schwellenschichtmusters 120 gebildet
werden. Das Nass-Oxidationsverfahren kann durch Einsetzen einer
Oxidationslösung für das Schwellenschichtmuster 120 durchgeführt
werden. Da das erste Benetzungsschichtmuster 130 Nichtoxidationsreaktivität aufweist,
kann das Nicht-Benetzungsschichtmuster 140 nicht auf dem
ersten Benetzungsschichtmuster 130 gebildet werden.
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Mit
Bezug auf 4 wird die Lötpaste 150 auf
dem ersten Benetzungsschichtmuster 130 und dem Nicht-Benetzungsschichtmuster 140 gebildet.
In dieser Beispielausführungsform kann die Lötpaste 150 unter
Verwendung einer Schablonenmaske gebildet werden. Da die Lötpaste 150 auf
dem ersten Benetzungsschichtmuster 130 und dem Nicht-Benetzungsschichtmuster 140 gebildet
wird und das Schwellenschichtmuster 120, auf dem das erste
Benetzungsschichtmuster 130 und das Nicht-Benetzungsschichtmuster 140 gebildet
werden, eine lange rechtwinklige Form aufweist, kann die beschichtete Fläche
der Lötpaste 150 sich relativ ausweiten. Demgemäß kann
eine ausreichende Menge der Lötpaste 150 gebildet
werden. Weiterhin ist es nicht erforderlich, die Dicke der Schablonenmaske
zu vergrößern, um die Menge der Lötpaste 150 zu
erhöhen. Da die Schablonenmaske mit einer dünnen
Dicke erhältlich ist, kann eine ausreichende Menge an Lötpaste 150 ohne
weiteres durch die dünne Schablonenmaske hindurchtreten.
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Mit
Bezug auf 5 wird eine Messsonde 160,
die mit einem Gegenstand direkten Kontakt herstellt, auf die Lötpaste 150 gebondet.
In dieser Beispielausführungsform kann die Messsonde 160 eine Messsonde
vom Trägertyp aufweisen. Die Messsonde 160 umfasst
einen Trägerstab 162, eine Spitze 164 und
ein zweites Benetzungsschichtmuster 166.
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Der
Trägerstab 162 hat ein erstes Ende, befestigt
auf der Lötpaste 150, um im wesentlichen parallel
mit dem mehrschichtigen Substrat 110 angeordnet zu sein.
Hier kann der Trägerstab 162 mit der gesamten
Lötpaste 150 auf dem ersten Benetzungsschichtmuster 130 und
dem Nicht-Benetzungsschichtmuster 140 verbunden sein. Alternativ
kann der Trägerstab 162 nur mit der Lötpaste 150 auf
dem ersten Benetzungsschichtmuster 130 befestigt sein. Die
Spitze 162 steht von einem zweiten Ende des Trägerstabs 162 entgegengesetzt
zum ersten Ende hervor. Das zweite Benetzungsschichtmuster 166 wird
auf einer Oberfläche des Trägerstabs 162 gebildet,
wo die Lötpaste 150 gebondet ist. In dieser Beispielausführungsform
kann das zweite Benetzungsschichtmuster 166 entsprechend
dem ersten Benetzungsschichtmuster 130 angeordnet sein.
Das zweite Benetzungsschichtmuster 166 weist Benetzbarkeit und
Nichtoxidationsreaktivität im wesentlichen ähnlich
zu derjenigen des ersten Benetzungsschichtmusters 130 auf.
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Mit
Bezug auf 6 wird das mehrschichtige Substrat 110,
auf dem die Messsonde 160 gebondet wird, auf eine Temperatur
erhitzt, damit die Lötpaste 150 zurückfließen
kann. Da das erste Benetzungsschichtmuster 130 eine Benetzbarkeit
aufweist, die größer ist als diejenige des Nicht-Benetzungsschichtmusters 140, fließt
die Lötpaste 150 aufgrund der Oberflächenspannung
der Lötpaste 150 auf dem Nicht-Benetzungsschichtmuster 140 zurück
in Richtung der Oberfläche des ersten Benetzungsschichtmusters 130.
Da weiterhin das zweite Benetzungsschichtmuster 166 auf
der Lötpaste 150 vorliegt, die dem ersten Benetzungsschichtmuster 130 entspricht,
kann die Lötpaste 150 auf dem Nicht-Benetzungsschichtmuster 140 noch
einfacher in Richtung der Oberfläche des ersten Benetzungsschichtmusters 130 zurückfließen.
Die Lötpaste 150, die zwischen dem ersten Benetzungsschichtmuster 130 und dem
zweiten Benetzungsschichtmuster 166 zurückfließt,
wird ausgehärtet, um eine Haftschicht 170 zu bilden.
Weiterhin wird eine Ausfüllung entlang der Kanten des ersten
Benetzungsschichtmusters 130 und des zweiten Benetzungsschichtmusters 166 gebildet.
Wenn hier die Ausfüllung an den Kanten des ersten Benetzungsschichtmusters 130 nicht
bei der Haftschicht 170 erfolgt, kann die Haftschicht 170 eine Fläche
aufweisen, die im Wesentlichen dieselbe ist, wie die des ersten
Benetzungsschichtmusters 130. Somit wird eine ausreichende
Menge der Lötpaste 150 zum Bilden der Haftschicht 170 verwendet,
so dass die Haftschicht 170 die Messsonde 160 fest
sichern kann.
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Gemäß dieser
Beispielausführungsform kann die Lötpaste 150 keinen
elektrischen Kurzschluss zwischen angrenzenden Schwellenschichtmustern 120 mit
einem winzigen Abstand hervorrufen. Weiterhin kann die Messsonde 160 an
das Schwellenschichtmuster 120 fest gesichert werden.
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Ausführungsform 2
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Die 7 bis 12 sind
Querschnittsansichten, die ein Verfahren zum Bonden von Messsonden
bzw. Prüfspitzen gemäß einer zweiten
Beispielausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
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Mit
Bezug auf 7 wird ein erster Photoresistfilm
(nicht gezeigt) auf einem mehrschichtigen Substrat 210 gebildet,
auf dem Schaltkreismuster gebildet werden. Der erste Photoresistfilm
wird freigelegt, um ein erstes Photoresistmuster (nicht gezeigt) zu
bilden, um eine Schwellenschicht („Bump Layer") zu bilden.
Hier werden die Anschlüsse (nicht gezeigt) auf dem mehrschichtigen
Substrat 210 durch das erste Photoresistmuster freigelegt.
Die Schwellenschicht (nicht gezeigt) wird auf dem ersten Photoresistmuster
gebildet, um die Anschlüsse zu bedecken. Beispielsweise
umfasst die Schwellenschicht eine Metallschicht, wie eine Nickelschicht.
Weiterhin kann die Schwellenschicht durch ein Elektroplattierverfahren,
ein chemisches Dampfabscheidungsverfahren (CVD-Verfahren) etc. gebildet
werden.
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Die
Schwellenschicht wird dann teilweise durch ein chemisch-mechanisches
Polierverfahren (CMP), ein Zurückätzverfahren
etc. entfernt, bis die Oberfläche des ersten Photoresistmusters
freiliegt, um ein Schwellenschichtmuster 220 zu bilden.
Das Schwellenschichtmuster 220 stellt mit den Anschlüssen
Kontakt her. Das erste Photoresistmuster wird dann durch ein Veraschungsverfahren
und/oder ein Abziehverfahren entfernt.
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Mit
Bezug auf 8 wird ein Nicht-Benetzungsschichtmuster 230 auf
dem Schwellenschichtmuster 220 gebildet. Hier weist das
Nicht-Benetzungsschichtmuster 230 eine geringe Benetzbarkeit im
Hinblick auf die Lötpaste 250 auf. Somit kann
die Lötpaste 250 auf dem Nicht-Benetzungsschichtmuster 230 nicht
ohne weiteres verteilt werden. In dieser Beispielausführungsform
kann ein Beispiel des Nicht-Benetzungsschichtmusters 230 eine
Oxidschicht umfassen. Die Oxidschicht kann durch thermisches Oxidieren
oder Nass-Oxidieren des Schwellenschichtmusters 220 gebildet
werden.
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Mit
Bezug auf 9 wird ein zweiter Photoresistfilm
(nicht gezeigt) auf dem mehrschichtigen Substrat 210 und
dem Nicht-Benetzungsschichtmuster 230 gebildet. Der zweite
Photoresistfilm wird freigelegt, um ein zweites Photoresistmuster
(nicht gezeigt) zu bilden, um eine erste Benetzungsschicht zu bilden.
Hier wird eine erste Region des Nicht-Benetzungsschichtmusters 230 durch
das zweite Photoresistmuster freigelegt. Die erste Region des Nicht-Benetzungsschichtmusters 230 wird
unter Verwendung des zweiten Photoresistmusters als Ätzmaske
geätzt, um das Schwellenschichtmuster 220 teilweise freizulegen.
In dieser beispielhaften Ausführungsform kann die erste
Region des Nicht-Benetzungsschichtmusters 230 durch ein
Nassätzverfahren geätzt werden.
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Eine
erste Benetzungsschicht (nicht gezeigt) wird auf dem zweiten Photoresistmuster
gebildet, um das freiliegende Schwellenschichtmuster 220 zu
bedecken. Hier weist die erste Benetzungsschicht eine hohe Benetzbarkeit
im Hinblick auf die Lötpaste 250 auf. Somit kann
die Lötpaste 250 auf der ersten Benetzungsschicht
ohne weiteres verteilt werden. Weiterhin weist die erste Benetzungsschicht
Nichtoxidationsreaktivität auf. Somit kann die erste Benetzungsschicht
nicht oxidiert werden. Beispielsweise umfasst die erste Benetzungsschicht
eine Metallschicht, wie eine Goldschicht, mit Benetzbarkeit und
Nichtoxidationsreaktivität. Alternativ kann die erste Benetzungsschicht
eine Doppelschichtstruktur umfassen, die eine erste Metallschicht
mit Benetzbarkeit und eine zweite Metallschicht mit Nichtoxidationsreaktivität aufweist.
Hier kann ein Beispiel der ersten Metallschicht eine Kupferschicht
umfassen und ein Beispiel der zweiten Metallschicht kann eine Goldschicht
umfassen. Weiterhin kann die erste Benetzungsschicht durch ein Elektroplattierverfahren,
ein CVD-Verfahren etc. gebildet werden.
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Die
erste Benetzungsschicht wird dann durch ein CMP-Verfahren, ein Rückätzverfahren
etc. entfernt, bis die Oberfläche des zweiten Photoresistmusters
freiliegt, um ein erstes Benetzungsschichtmuster 240 zu
bilden. Das erste Benetzungsschichtmuster 240 wird teilweise
nur auf dem Schwellenschichtmuster 220 angeordnet. Das
zweite Photoresistmuster wird dann durch ein Veraschungsverfahren
und/oder ein Abziehverfahren entfernt.
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Mit
Bezug auf die 10 bis 12 wird
die Lötpaste 250 auf dem ersten Benetzungsschichtmuster 240 und
dem Nicht-Benetzungsschichtmuster 230 gebildet. Eine Messsonde 260,
die mit einem Gegenstand direkten Kontakt herstellt, wird auf der
Lötpaste 250 gebondet. Die Lötpaste 250 fließt
zurück, damit die Lötpaste 250 sich auf
dem Nicht-Benetzungsschichtmuster 240 in Richtung der Oberfläche des
ersten Benetzungsschichtmusters 230 bewegen kann und hierdurch
eine Haftschicht 270 zwischen dem ersten Benetzungsschichtmuster 230 und
dem zweiten Benetzungsschichtmuster 266 bildet.
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Hierbei
sind die Verfahren in den 10 bis 12 im
Wesentlichen dieselben wie in den 4 bis 6.
Somit werden hier jegliche weitere veranschaulichende Erläuterungen
im Hinblick auf die Verfahren in den 10 bis 12 aus
Gründen der Kürze weggelassen.
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Ausführungsform 3
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13 ist
eine Querschnittsansicht, die eine Messsondenkarte gemäß einer
dritten Beispielausführungsform der vorliegenden Erfindung
veranschaulicht.
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Mit
Bezug auf 13 umfasst eine Messsondenkarte 300 in
dieser Beispielausführungsform eine gedruckte Schaltkarte
bzw. Platine (PCB, printed circuit board) 310, ein mehrschichtiges
Substrat 320, eine Messsonde 330, einen Interfacestift 340, eine
obere Trägerplatte 350, eine untere Trägerplatte und
ein Befestigungsteil 370.
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Die
PCB 310 weist eine Öffnung in Verbindung mit einer
Schaltung des mehrschichtigen Substrats 320 und einer Schaltung
des PCB 310 auf. Das mehrschichtige Substrat 320 ist
angeordnet, um von einer unteren Fläche des PCB 310 räumlich
getrennt zu sein. Weiterhin ist das mehrschichtige Substrat 320 im
Wesentlichen parallel zum PCB 310 angeordnet. Die Messsonde 330 ist
mit einer unteren Fläche des mehrschichtigen Substrats 320 elektrisch
verbunden.
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Der
Interfacestift 340 wird in die Öffnung des PCB 310 eingeführt.
Der Interfacestift 340 weist elastisches Material auf.
Weiterhin ist der Interfacestift 340 mit dem PCB 310 und
dem mehrschichtigen Substrat 320 elektrisch verbunden.
In dieser Beispielausführungsform kann der Interfacestift 340 einen
Springstift aufweisen. Der Interfacestift 340 kann elastisches
Material aufweisen, das im Springstift vor gesehen ist. Daher kann
der Springstift ein Intervall zwischen dem PCB 310 und
dem mehrschichtigen Substrat 320 einstellen.
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Die
obere Trägerplatte 350 ist auf einer oberen Fläche
des PCB 310 angeordnet. Die untere Trägerplatte 360 ist
auf einer unteren Fläche des mehrschichtigen Substrats 320 angeordnet.
Der Befestigungsteil 370 sichert die obere Trägerplatte 350 und die
untere Trägerplatte 360 mit dem PCB 310 beziehungsweise
dem mehrschichtigen Substrat 320, um hierdurch das PCB 310 und
das mehrschichtige Substrat 320 voneinander zu trennen.
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Weiterhin
sind die Messsonde 330, die Schaltung des mehrschichtigen
Substrats 320, der Interfacestift 340 und die
Schaltung des PCB 310 elektrisch miteinander verbunden.
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14 ist
ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zur Herstellung der Messsondenkarte
in 13 veranschaulicht.
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Mit
Bezug auf 14 wird in Schritt S410 das
mehrschichtige Substrat 320 mit der Schaltung hergestellt.
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In
Schritt S420 wird die Messsonde 330 auf das mehrschichtige
Substrat 320 gebondet. Hier wird die Messsonde 330 auf
Anschlüssen des mehrschichtigen Substrats 320 angeordnet.
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Verfahren
zum Bonden der Messsonde 330 können in einer Art
und Weise durchgeführt werden, die im Wesentlichen dieselben
sind, wie mit Bezug auf die 1 bis 6 veranschaulicht.
Somit werden weitere Veranschaulichungen im Hinblick auf die Verfahren
zum Bonden der Messsonde 330 aus Gründen der Kürze
weggelassen.
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In
Schritt S430 wird der Interfacestift 340 in die Öffnung
des PCB 310 eingeführt. Das mehrschichtige Substrat 320,
auf welchem die Messsonde 330 gebondet wird, ist unter
der PCB 310 mit dem Interfacestift 340 angeordnet,
um das mehrschichtige Substrat 320 mit dem Interfacestift 340 elektrisch
zu verbinden. Die obere Trägerplatte 350 ist auf
der oberen Fläche der PCB 310 angeordnet. Die
untere Trägerplatte 360 wird dann auf der unteren
Fläche des mehrschichtigen Substrats 320 angeordnet.
Das Befestigungsteil 370 befestigt die obere Trägerplatte 350 und
die untere Trägerplatte 360 an der PCB 310 beziehungsweise
dem mehrschichtigen Substrat 320, um hierdurch die PCB 310 und
das mehrschichtige Substrat 320 voneinander zu trennen.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung wird die Lötpaste auf dem ersten
Benetzungsschichtmuster und dem Nicht-Benetzungsschichtmuster auf
dem Schwellenschichtmuster gebildet. Somit kann eine ausreichende
Menge an Lötpaste, die zum Bonden der Messsonde erforderlich
ist, ohne elektrischen Kurzschluss zwischen den angrenzenden Schwellenschichtmustern
bereitgestellt werden.
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Weiterhin
fließt die Lötpaste entlang der Oberfläche
des ersten Benetzungsschichtmusters zurück, um die Haftschicht
mit einer starken Bindungsfestigkeit zu bilden. Folglich kann die
Messsondenkarte für exaktes Testen einer Halbleitervorrichtung,
die eine winzige Dimension aufweist, hergestellt werden.
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Zusammenfassung
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In
einem Verfahren zur Herstellung gebondeter Messsonden oder Prüfspitzen
werden Schwellenschichtmuster auf Anschlüssen eines mehrschichtigen
Substrats gebildet. Ein erstes Benetzungsschichtmuster mit einer
Benetzbarkeit im Hinblick auf eine Lötpaste und ein Nicht-Benetzungsschichtmuster
ohne Benetzbarkeit im Hinblick auf die Lötpaste werden
auf den Schwellenschichtmustern gebildet. Die Lötpaste
wird auf dem ersten Benetzungsschichtmuster und dem Nicht-Benetzungsschichtmuster
gebildet. Die Messsonden, die mit einem Gegenstand Kontakt herstellen,
werden auf der Lötpaste gebondet. Die Lötpaste
auf dem Nicht-Benetzungsschichtmuster fließt entlang einer
Oberfläche des ersten Benetzungsschichtmusters zurück,
um eine Haftschicht auf dem ersten Benetzungsschichtmuster zu bilden.
Somit kann eine ausreichende Menge an Lötpaste, die zum
Bonden der Messsonden erforderlich ist, bereitgestellt werden, um
die Messsonden fest zu bonden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - KR 2005-109331 [0004]
- - KR 2004-88947 [0004]