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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sonde, die zur Verwendung bei einer elektrischen Prüfung eines Halbleiterbauelements, wie einer integrierten Halbleiterschaltung, geeignet ist, sowie eine elektrische Verbindungsvorrichtung, in welche diese Sonde aufgenommen worden ist.
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STAND DER TECHNIK
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Eine Mehrzahl von Halbleiterbauelementen, wie integrierte Halbleiterschaltungen, die auf jeweiligen Chipbereichen auf einem Halbleiter-Wafer ausgebildet sind, werden einer elektrischen Prüfung unterzogen, um festzustellen, ob jeder von ihnen entsprechend der Spezifikation hergestellt ist, oder nicht. Bei dieser Art von elektrischer Prüfung wird eine elektrische Verbindungsvorrichtung verwendet, die allgemein Sondenkarte genannt wird. Die Sondenkarte ist auf einem Prüfgerat für die elektrische Prüfung montiert, und eine Mehrzahl von Sonden (Kontakten), die auf der Sondenkarte vorgesehen sind, werden gegen jeweilige entsprechende Elektroden eines Bauelements in der Prüfung auf einer Stufe angepresst. Das Bauelement in der Prüfung wird über diese Sondenkarte mit dem Prüfgerät verbunden und somit der elektrischen Prüfung unterzogen.
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Die zuvor erwähnte Sonde umfasst einen Basisteil, der aus einer Sondenplatte übersteht, einen Armteil, der sich vom Basisteil aus in seitlicher Richtung entlang der Platte erstreckt, und einen Kontaktfleckteil (Sondenspitzenteil), der vom Armteil aus zu der zur Platte entgegengesetzten Seite hin übersteht, und auf diesem Kontaktfleckteil ist eine Sondenspitze ausgebildet. Der Kontaktfleckteil ist vorgesehen, um eine Störung zwischen der Unterseite des Armteils und dem Bauelement in der Prüfung oder einer anderen darauf angeordneten Elektrode zu verhindern und um die Sondenspitze zuverlässig mit einer Elektrode in Kontakt treten zu lassen, wenn die Sondenspitze gegen die Elektrode des Bauelements in der Prüfung angepresst wird. Auf diesem Kontaktfleckteil ist eine zur Ausrichtung zwischen jeder Sonde der Sondenkarte und einer entsprechenden Elektrode des Bauelements in der Prüfung verwendete Ausrichtungsmarkierung ausgebildet. Aus einem aufgenommenen Bild dieser Ausrichtungsmarkierung erhält man Informationen über die Relativposition zwischen einem Auflagetisch, auf dem das Bauelement in der Prüfung angeordnet ist, und der Sondenkarte, und auf der Grundlage dieser Positionsinformationen wird eine Positionsjustierung der Sondenkarte durchgeführt. Zum Stand der Technik wird verwiesen auf:
JP 2005-533263A ,
JP 2004-340654 A ,
EP 1624 308 A1 ,
US 2003/013 340 A1 .
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Jedoch ist die auf dem Kontaktfleckteil vorgesehene Ausrichtungsmarkierung in der Nachbarschaft der Höhenposition der Sondenspitze vorgesehen. Da die Ausrichtungsmarkierung nahe der Höhenposition der Sondenspitze ausgebildet ist, können an der Sondenspitze haftende Fragmente der Elektrode an der Ausrichtungsmarkierung haften. Die Fragmente der Elektrode, die an der Ausrichtungsmarkierung haften, können es schwierig machen, die Bildform der Ausrichtungsmarkierung genau zu bestimmen. Dementsprechend ist bei der konventionellen elektrischen Verbindungsvorrichtung eine genaue Positionsjustierung manchmal schwierig.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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PROBLEME, DIE DURCH DIE ERFINDUNG GELÖST WERDEN SOLLEN
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Dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Sonde bereitzustellen, die eine Ausrichtungsmarkierung aufweist, welche durch Fragmente einer Elektrode, die durch eine Sondenspitze der Sonde abgekratzt werden, kaum beeinflusst wird, sowie eine elektrische Verbindungsvorrichtung, in welche diese Sonde integriert worden ist.
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Die Aufgabe wird gelöst durch den jeweiligen Gegenstand der Ansprüche 1 und 6. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung an.
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Eine Sonde gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Basisteil, der ein Befestigungsende aufweist und sich in einer vom Befestigungsende entfernten Richtung erstreckt, einen Armteil, der sich vom Basisteil aus in seitlicher Richtung erstreckt, mit einem Zwischenraum in der Erstreckungsrichtung des Basisteils vom Befestigungsende, einen Sondenspitzenteil, der aus dem Armteil übersteht und eine auf seinem überstehenden Ende ausgebildete Sondenspitze aufweist, sowie eine Ausrichtungsmarkierung zur Ausrichtung der Sondenspitze. Der Armteil weist bei Betrachtung entlang der Erstreckungsrichtung des Armteils auf der entgegengesetzten Seite einer Seite, wo das Befestigungsende des Basisteils angeordnet ist, einen ebenen Oberflächenbereich auf, der Sondenspitzenteil ist ausgebildet, um aus dem ebenen Oberflächenbereich überzustehen, und die Ausrichtungsmarkierung wird von mindestens einem Teil des ebenen Oberflächenbereichs gebildet.
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Bei der Sonde gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht der Abstand von dem ebenen Oberflächenbereich, auf dem die Ausrichtungsmarkierung ausgebildet ist, bis zur Sondenspitze der Summe der Höhe der Sondenspitze und der Stufe des Sondenspitzenteils (Kontaktfleckteils), auf dem die Sondenspitze ausgebildet ist. Daher nimmt der Abstand im Vergleich zum konventionellen Fall um soviel zu, wie die Stufe der Sondenspitzenteils. Aufgrund dieser Zunahme um soviel wie die Stufe, haften die an der Sondenspitze haftenden Fragmente des Elektrodenkontaktflecks kaum an der Ausrichtungsmarkierung.
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Auch kann die Sonde gemäß der vorliegenden Erfindung verhältnismäßig leicht gebildet werden, indem man zum Beispiel mittels einer Maske unter Verwendung von Fotolithografie eine in einer äußeren Form der Sonde ausgebildete Vertiefung formt und ein leitendes Material für die Sonde in der Vertiefung abscheidet, zum Beispiel unter Verwendung von Galvanik. Indem man bei der Bildung dieser Maske einen ebenen Oberflächenteil ausbildet, der dem ebenen Oberflächenbereich am Randteil der die ebene Oberflächenform der Sonde formenden Vertiefung entspricht, kann die Sonde gemäß der vorliegenden Erfindung leicht gebildet werden, ohne die Notwendigkeit, zur Ausbildung der Ausrichtungsmarkierung am Armteil eine spezifische Markierungsbearbeitung auszuführen.
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Es ist wünschenswert, dass eine Normale des ebenen Oberflächenbereichteils, der die Ausrichtungsmarkierung bildet, in derselben Richtung weist, wie die Uberstandsrichtung der Sondenspitze des Sondenspitzenteils.
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Es ist wünschenswert, dass der Sondenspitzenteil so gebildet wird, dass am Sondenspitzenteil mit Ausnahme der ebenen Oberfläche der Sondenspitze des Sondenspitzenteils keine reflektierende Oberfläche für eine die Ausrichtungsmarkierung aufnehmende Bildaufnahmevorrichtung bereitgestellt wird. In einem solchen Fall wird die seitliche Oberfläche des Sondenspitzenteils so ausgebildet, dass der Winkel zwischen der seitlichen Oberfläche des Sondenspitzenteils und der ebenen Oberfläche der Sondenspitze zum Beispiel 20 Grad übersteigen kann.
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Der ebene Oberflächenbereich des Armteils kann von einer Unterseite des Armteils gebildet werden. Die Unterseite kann auf dem Armteil auf der entgegengesetzten Seite von einer Seite angeordnet sein, wo das Befestigungsende des Basisteils angeordnet ist, und kann in einer rechteckigen ebenen Oberflächenform ausgebildet sein, die sich entlang der Erstreckungsrichtung des Armteils erstreckt.
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Der Sondenspitzenteil kann auf der Unterseite ausgebildet sein, um die Unterseite in der Erstreckungsrichtung des Armteils zu unterteilen. In einem solchen Fall kann die Ausrichtungsmarkierung von einem von den ebenen Oberflächenbereichsteilen gebildet werden, in welche die Unterseite durch den Sondenspitzenteil unterteilt wird.
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Indem man den Sondenspitzenteil so ausbildet, dass er in einem Abstand von einem Erstreckungsrand des Armteils angeordnet ist, kann die Ausrichtungsmarkierung auch von einem ebenen Oberflächenbereichsteil gebildet werden, der zwischen dem Erstreckungsrand und dem Sondenspitzenteil auf der Unterseite des Armteils ausgebildet ist.
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Die Ausrichtungsmarkierung kann in einer ungefähr quadratischen Form gebildet werden.
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Der Sondenspitzenteil kann eine Seitenwand in der Nähe des die Ausrichtungsmarkierung bildenden ebenen Oberflächenbereichsteils aufweisen, und aus dem ebenen Oberflächenbereichsteil nach oben stehend, und ein Teil der Seitenwand in der Nähe des ebenen Oberflächenbereichsteils kann eine vertiefte oder zurückgesetzte gekrümmte Linie sein, die sich zum ebenen Oberflächenbereichsteil hin öffnet.
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Der Armteil kann von einem Paar von Armteilen gebildet werden, die in der Erstreckungsrichtung des Basisteils im Abstand voneinander angeordnet sind und sich in seitlicher Richtung erstrecken. In einem solchen Fall kann eine Unterseite eines unteren Armteils von dem Paar von Armteilen, die auf der vom Befestigungsende des Basisteils abgewandten Seite angeordnet ist, den ebenen Oberflächenbereichsteil bilden.
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Die Sonden gemäß der vorliegenden Erfindung können eine elektrische Verbindungsvorrichtung mit einer Sondenplatte bilden, indem man sie an der Sondenplatte befestigt, so dass sie mit entsprechenden Verdrahtungspfaden der Sondenplatte verbunden sind, auf der die Mehrzahl von Verdrahtungspfaden ausgebildet ist.
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WIRKUNG DER ERFINDUNG
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Da gemäß der vorliegenden Erfindung die Fragmente des Elektrodenkontaktflecks kaum an der Ausrichtungsmarkierung haften, wird weniger häufig durch diese Fragmente verhindert, dass ein helles Bild der Ausrichtungsmarkierung aufgenommen wird. Infolgedessen kann basierend auf der genauen Erkennung des Bildes der Ausrichtungsmarkierung eine genaue Ausrichtung der Sondenspitze vorgenommen werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Ansicht, die ein Ausrichtungsbeispiel einer elektrischen Verbindungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 2 ist eine Unterseitenansicht der in 1 dargestellten elektrischen Verbindungsvorrichtung.
- 3 ist eine vergrößerte Vorderseitenansicht einer Sonde der elektrischen Verbindungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
- 4 ist eine vergrößerte Seitenansicht der Sonde der elektrischen Verbindungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
- 5 ist eine perspektivische Ansicht der Sonde gemäß der vorliegenden Erfindung.
- 6 zeigt ein Beispiel eines aufgenommenen Bildes einer Ausrichtungsmarkierung der Sonde gemäß der vorliegenden Erfindung.
- 7 ist eine teilweise Vorderseitenansicht, die ein anderes Beispiel der Sonde gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
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BESTE ART UND WEISE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
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Eine elektrische Verbindungsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung wird in einem in 1 dargestellten Beispiel für eine elektrische Prüfung eines Halbleiter-Wafers 12 verwendet. Der Halbleiter-Wafer 12 wird abnehmbar auf einer Spannfutteroberseite 16 gehalten, die auf einer XYZθ-Stufe 14 vorgesehen ist, in dem Beispiel in der Figur zum Beispiel durch einen Ansaug-Unterdruck. Obwohl dies in der Figur nicht dargestellt ist, sind auf dem Halbleiter-Wafer 12 eine Mehrzahl von IC-Chip-Bereichen in einer Matrixform angeordnet, und in jedem der IC-Chip-Bereiche ist eine integrierte Schaltung ausgebildet. Um eine Mehrzahl von Elektroden, die in dieser integrierten Schaltung ausgebildet sind, für die elektrische Prüfung mit dem Grundkörper eines Prüfgeräts (nicht dargestellt) zu verbinden, wird die elektrische Verbindungsvorrichtung 10 von einem Prüfgerätekopf, nicht dargestellt, auf der Oberseite der XYZθ-Stufe 14 gehalten.
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Die elektrische Verbindungsvorrichtung 10 umfasst eine Sondenplatte 20, auf der eine Mehrzahl von Verdrahtungspfaden 18 (siehe 3 und 4) vorgesehen sind, sowie eine Mehrzahl von Sonden 22, die an der Sondenplatte befestigt sind. Die jeweiligen Sonden 22 sind auf einer Unterseite 20a der Sondenplatte 20 angeordnet und so auf jeder Geraden (L) ausgerichtet, dass ihre Sondenspitzen 24 den Elektroden des Halbleiter-Wafers 12 entsprechen können, wie in 2 dargestellt. Die Sondenplatte 20 wird vom Prüfgerätekopf über eine mit ihrer Oberseite 20b verbundene Leiterplatte 26 so gehalten, dass die Sondenspitzen 24 der auf ihrer Unterseite 20a vorgesehenen Sonden 22 nach unten gerichtet sein können und dass die Sondenplatte 20 zur Spannfutteroberseite 16 auf der XYZθ-Stufe 14 parallel sein kann, wie in 1 dargestellt.
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Jede Sonde 22, die auf der Sondenplatte 20 vorgesehen ist, ist mit jedem auf der Oberseite 20b der Sondenplatte vorgesehenen Prüfgeräterücken 28 (siehe 2) über den dieser Sonde entsprechenden Verdrahtungspfad 18 und einen leitenden Pfad (nicht dargestellt) verbunden, der so in der Leiterplatte 26 vorgesehen ist, dass er dem Verdrahtungspfad entspricht, wie konventionell wohlbekannt ist. Jeder Prüfgeräterücken 28 ist mit dem Prüfgerätegrundkörper wie im konventionellen Fall über einen nicht dargestellten Draht verbunden. Daher ist jede Sonde 22 über den entsprechenden Prüfgeräterücken 28 elektrisch mit dem Prüfgerätegrundkörper verbunden.
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Die XYZθ-Stufe 14 kann verlagert werden, zum Beispiel in einer X-Achsen-Richtung entlang der seitlichen Richtung in 1, einer zu der X-Achse senkrechten Y-Achsen-Richtung, und einer zu der X- und der Y-Achse senkrechten Z-Achsen-Richtung, und ermöglicht eine Drehung θ um die Z-Achse, wie es konventionell wohlbekannt ist. Auf dieser XYZθ-Stufe 14 ist eine Aufnahmevorrichtung 30 vorgesehen, wie eine CCD-Kamera, die ein Bild der Ausrichtungsmarkierung aufnimmt, welche auf der oberhalb der Stufe angeordneten elektrischen Verbindungsvorrichtung 10 vorgesehen ist.
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Wenn man durch die Aufnahmevorrichtung 30 ein aufgenommenes Bild der auf der elektrischen Verbindungsvorrichtung 10 vorgesehenen Ausrichtungsmarkierung erhält, erhält man durch eine konventionelle wohlbekannte Bildverarbeitung relative Positionsinformationen zwischen der Spannfutteroberseite 16, auf welcher der Halbleiter-Wafer 12 als Bauelement in der Prüfung montiert ist, und der elektrischen Verbindungsvorrichtung 10 als Sondenkarte, und basierend auf diesen Positionsinformationen wird die XYZθ-Stufe 14 in den Richtungen der X- und Y-Achse und um die Z-Achse angetrieben, so dass die Sondenspitze 24 von jeder Sonde 22 mit der entsprechenden Elektrode des Halbleiter-Wafers 12 in Kontakt treten kann, und daher wird eine relative Position der elektrischen Verbindungsvorrichtung 10 gegen den Halbleiter-Wafer 12 justiert.
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Nach dieser Positionsjustierung wird die XYZθ-Stufe 14 in der Z-Achsen-Richtung angetrieben, so dass die Elektrode des Halbleiter-Wafers 12 mit der Sondenspitze 24 der entsprechenden Sonde 22 verbunden wird. Infolge der elektrischen Verbindung zwischen den Sondenspitzen 24 der Sonden 22 und den jeweiligen entsprechenden Elektroden wird der Prüfgerätegrundkörper mit den jeweiligen integrierten Schaltungen auf dem Halbleiter-Wafer 12 verbunden, um eine vorbestimmte elektrische Prüfung auszuführen.
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Die Sonde 22, auf der die Ausrichtungsmarkierung vorgesehen ist, die für die zuvor erwähnte Positionsjustierung der elektrischen Verbindungsvorrichtung 10 verwendet wird, ist in den 3 und 4 dargestellt. Die Sonde 22 ist aus einem vollständig plattenförmigen leitenden Element hergestellt. Die Sonde 22 umfasst einen Basisteil 32, dessen eines Ende ein Befestigungsende 32a zur Befestigung am Verdrahtungspfad 18 ist, einen Armteil 34, der mit dem anderen Ende des Basisteils verbunden ist und sich in seitlicher Richtung erstreckt, sowie einen Sondenspitzenteil 36, der als Einheit auf dem Erstreckungsendteil des Armteils ausgebildet ist, und auf dem Spitzenende des Sondenspitzenteils ist die Sondenspitze 24 ausgebildet.
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Die Teile 32, 34 und 36 mit Ausnahme der Sondenspitze 24 werden vorzugsweise aus einem hochgradig elastischen Metallmaterial hergestellt, wie Nickel, Nickellegierung oder Phosphorbronze. Die Sondenspitze 24 kann aus demselben Metallmaterial hergestellt werden, wie einem für die anderen Teile 32, 34 und 36. Um jedoch die Haltbarkeit zu verbessern, ist es von Vorzug, die Sondenspitze 24 mittels eines harten Metallmaterials zu bilden, wie Kobalt, Rhodium oder einer Legierung davon, und diese Sondenspitze 24 in das überstehende Ende des Sondenspitzenteils 36 einzubetten.
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Bei dem in den Figuren dargestellten Beispiel erstreckt sich für eine leichte flexible Verformung des Armteils 34 in der Längsrichtung des Armteils 34 auch eine längliche Öffnung 38, die den Armteil 34 in einen oberen und einen unteren Armteil 34a und 34b unterteilt. Diese längliche Öffnung 38 wird den Armteil 34 in Plattendickenrichtung durchsetzend ausgebildet. Bei dem in den Figuren dargestellten Beispiel sind auch auf dem Sondenspitzenteil 36 und dem Basisteil 32 Öffnungen 40, 42 bzw. 44 vorgesehen, die den Sondenspitzenteil 36 und den Basisteil 32 jeweils in Plattendickenrichtung durchsetzen.
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Die am Sondenspitzenteil 36 ausgebildete Öffnung 40 dient dazu, die elastische Verformung des Sondenspitzenteils 36 zusammen mit der flexiblen Verformung des Armteils 34 zu fördern, wenn die Sondenspitze 24 des Sondenspitzenteils 36 gegen die Elektrode angepresst wird, wie später ausführlich beschrieben wird. Auch wird, wie später beschrieben wird, nachdem die Sonde 22 gebildet worden ist, indem ihr Metallmaterial auf einem nicht dargestellten Unterlagetisch abgeschieden worden ist, die Sonde 22 vom Unterlagetisch gelöst, indem man Ätzmittel verwendet, und die am Basisteil 32 vorgesehenen Öffnungen 42 und 44 sind welche, um die Ätzwirkung des Ätzmittels zu fördern, wenn das Ätzmittel in den Spalt zwischen dem Unterlagetisch und der Sonde 22 gelangt. Daher können diese Öffnungen 40, 42, 44 beseitigt werden.
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Bei dem in den Figuren dargestellten Beispiel ist das Befestigungsende 32a des Basisteils 32 in einer wellenförmigen Gestalt ausgebildet, um einen Spalt sicherzustellen, der ein Lotmaterial 46' zwischen dem Befestigungsende und dem Verdrahtungspfad 18 festhält. Obwohl das Befestigungsende 32a eine zum Verdrahtungspfad 18 parallele ebene Oberfläche sein kann, ist es für eine feste Verbindung zwischen dem Basisteil 32 und dem Verdrahtungspfad 18 vorzugsweise eine gewellte Stirnfläche, wie in der Figur dargestellt.
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Der Armteil 34 erstreckt sich mit einem vorbestimmten Zwischenraum vom Befestigungsende 32a, das heißt mit einem vorbestimmten Zwischenraum von der Sondenplatte 20, in seitlicher Richtung aus einer Seite des Basisteils 32. Bei dem in den Figuren dargestellten Beispiel ist der Armteil 34 durch die längliche Öffnung 38 in den oberen und den unteren Armteil 34a und 34b unterteilt, wie oben beschrieben, und diese Armteile 34a, 34b sind an ihren beiden Enden als Einheit miteinander verbunden.
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Eine Unterseite 46 des unteren Armteils 34b von den Armteilen 34a, 34b, die auf der vom Befestigungsende 32a des Basisteils 32 entfernten Seite angeordnet ist, wird von einer ebenen Oberfläche gebildet, die ungefähr parallel zu der horizontalen Ebene entlang der Sondenplatte 20 ist, und ist entlang der Erstreckungsrichtung des Armteils 34 in einer länglichen rechteckigen ebenen Gestalt ausgebildet, wie in den 4 und 5 dargestellt.
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Der Sondenspitzenteil 36 ist so ausgebildet, dass er in der senkrechten Richtung aus der Unterseite 46 übersteht, das heißt ein ebener Oberflächenbereich des Armteils 34b mit einer Breite W verbleibt vom Rand des Armteils 34 aus, wie in 5 dargestellt. Dementsprechend wird die Unterseite 46 vom Sondenspitzenteil 36 in der Erstreckungsrichtung des Armteils 34 in einen Unterseitenteil 46a, der ein erster, der Breite W entsprechender Oberflächenbereichsteil ist, und einen Unterseitenteil 46b unterteilt, der ein vom restlichen Teil gebildeter zweiter ebener Oberflächenbereichsteil ist. Daher entsprechen die Überstandsrichtung des Sondenspitzenteils 36 und die Überstandsrichtung der Sondenspitze 24 der Normalen-Richtung der Unterseite 46, die aus dem ersten Unterseitenteil 46a und dem zweiten Unterseitenteil 46b besteht.
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6 zeigt ein aufgenommenes Bild der Sonde 22, das von der Aufnahmevorrichtung 30 aufgenommen worden ist. In 6 sind die Bildteile, die dem ersten Unterseitenteil 46a, der Sondenspitze 24 und dem zweiten Unterseitenteil 46b entsprechen, zum Zweck der Beschreibung jeweils mit den gleichen Bezugszeichen angezeigt. Der Bildteil, der dem Unterseitenteil 46a entspricht, ist als ein ungefähr quadratischer Bildteil nahe dem Bildteil der Sondenspitze 24 dargestellt.
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Wieder Bezug nehmend auf 5, ist auf einer Seitenwand 48 des Sondenspitzenteils 36 in der Nähe des Unterseitenteils 46a, welcher der erste ebene Oberflächenbereichsteil ist, und aus dem Unterseitenteil nach oben stehend ein gekrümmter Oberflächenteil 48a ausgebildet, der mit dem Unterseitenteil 46a kommuniziert. Durch diesen gekrümmten Oberflächenteil 48a wird an der Seitenwand 48 ein Vertiefungsteil gebildet, der sich in seitlicher Richtung öffnet.
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Wenn die Sondenspitze 24 der Sonde 22 mit der entsprechenden Elektrode des Halbleiter-Wafers 12 in Kontakt kommt und danach eine übermäßige Antriebskraft auf die Sonde 22 ausgeübt wird, tritt an den Armteilen 34a, 34b der Sonde 22 eine bogenförmige elastische Verformung auf, die den Rand des Armteils 34 nach oben verlagert. Wenn am Armteil 34 durch die übermäßige Antriebskraft die zuvor erwähnte bogenförmige elastische Verformung auftritt, verschiebt sich die Sondenspitze 24 auf der Elektrode in einer durch ein Bezugszeichen 50 angezeigten Pfeilrichtung.
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Dieses Gleiten der Sondenspitze 24 durchbricht einen Oxidfilm auf der Elektrode und stellt eine elektrische Verbindung zwischen der Sondenspitze 24 und der Elektrode sicher. Zusammen mit dem Gleiten der Sondenspitze 24 wird dabei eine Druckkraft auf die Seitenwand 48 des Sondenspitzenteils 36 ausgeübt. Der auf der Seitenwand 48 ausgebildete gekrümmte Oberflächenteil 48a ist angepasst, um diese Druckkraft zu verteilen und eine Beanspruchungszunahme zu verhindern, die durch ihre teilweise Konzentration verursacht wird, um die mechanische Festigkeit der Seitenwand 48 des Sondenspitzenteils 36 zu verbessern.
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Wie oben beschrieben, fördert die Öffnung 40 des Sondenspitzenteils 36 auch die elastische Verformung des Sondenspitzenteils 36 zusammen mit dem Gleiten der Sondenspitze 24, um die elektrische Verbindung zwischen der Sondenspitze 24 und der Elektrode zuverlässiger zu machen.
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Bei der elektrischen Verbindungsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung wird der erste Unterseitenteil 46a, das heißt der erste auf der Unterseite 46 des Armteils 34 der Sonde 22 ausgebildete ebene Oberflächenteil, als Ausrichtungsmarkierung verwendet. Wenn daher, wie in 6 dargestellt, der Bildteil, welcher dem Unterseitenteil 46a entspricht, der auf einer vorbestimmten Sonde 22 der Sondenplatte 20 vorgesehen ist, von der Aufnahmevorrichtung 30 aufgenommen wird, erhält man wie im konventionellen Fall aus zuvor bekannten Positionsinformationen der Sonde 22 auf der Sondenplatte 20 Positionsinformationen des Unterseitenteils 46a gegen den Halbleiter-Wafer 12 auf der XYZθ-Stufe 14. Basierend auf den Positionsinformationen wird eine relative Position zwischen der elektrischen Verbindungsvorrichtung 10 und dem Halbleiter-Wafer 12 justiert, indem man die XYZθ-Stufe 14 so antreibt, dass jede Sonde 22 der elektrischen Verbindungsvorrichtung in geeigneter Weise mit der entsprechenden Elektrode auf dem Halbleiter-Wafer 12 verbunden wird.
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Der als Ausrichtungsmarkierung verwendete Unterseitenteil 46a ist so ausgebildet, dass er von der Sondenspitze 24 aus eine Stufe aufweist, die so hoch ist, wie der Sondenspitzenteil 36. Selbst wenn die Elektrode des Halbleiter-Wafers 12 durch die Verschiebung der Sondenspitze 24 abgekratzt wird, wie oben beschrieben, kann daher sicher verhindert werden, dass die Fragmente oben am Unterseitenteil 46a haften, und somit werden die zuvor erwähnten Fragmente nicht in einem Bild des Unterseitenteils 46a erscheinen. Infolgedessen wird das zuvor erwähnte Fragmentbild nicht in dem Umriss des Ausrichtungsmarkierungsbildes (46a) enthalten sein, das man mittels der Aufnahmevorrichtung 30 erhält, und man kann ein scharf umrissenes Ausrichtungsmarkierungsbild (46a) erhalten. Daher ist es möglich, eine genaue Ausrichtung schnell durchzuführen.
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Der zweite Unterseitenteil 46b kann als Ausrichtungsmarkierung verwendet werden, und sein aufgenommener Bildteil (46b) kann als Ausrichtungsmarkierungsbild verwendet werden. Da sich jedoch, wie in 6 dargestellt, der erste Unterseitenteil 46a näher bei der Sondenspitze 24 befindet als der zweite Unterseitenteil 46b, ist es von Vorzug, den Unterseitenteil 46a als Ausrichtungsmarkierung zu benutzen, um die Positionsgenauigkeit der Sondenspitze 24 jeder Sonde 22 zu verbessern.
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Auch ist, wie in 3 dargestellt, die Form der seitlichen Oberfläche des Sondenspitzenteils 36 bevorzugt so gestaltet, dass ein Kreuzungswinkel α zwischen einem beliebigen Teil der seitlichen Oberfläche des Sondenspitzenteils 36 und der ebenen Oberfläche der Sondenspitze 24 zum Beispiel 20 Grad übersteigt. Indem man dies tut, ist es möglich, sicher zu verhindern, dass von einem Teil des Sondenspitzenteils 36 mit Ausnahme der Sondenspitze 24 intensives reflektiertes Licht von der Aufnahmevorrichtung 30 aufgenommen wird. Das hießt, indem man die Form der seitlichen Oberfläche des Sondenspitzenteils 36 so gestaltet, dass der Kreuzungswinkel α zwischen der seitlichen Oberfläche des Sondenspitzenteils 36 und der ebenen Oberfläche der Sondenspitze 24 zum Beispiel 20 Grad übersteigen kann, kann verhindert werden, dass der Teil des Sondenspitzenteils 36 mit Ausnahme der Sondenspitze 24 als Reflexionsoberfläche wirkt. Daher können der Bildteil des Sondenspitzenteils 36 und das Ausrichtungsmarkierungsbild getrennt identifiziert werden.
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Sonden 22, die den Unterseitenteil 46a aufweisen, können für sämtliche Sonden 22 verwendet werden, die auf der Sondenplatte 20 vorgesehen sind. Jedoch ist es von Vorzug, mindestens drei Sonden 22, welche die Ausrichtungsmarkierung 46a aufweisen, so auf der Sondenplatte 20 anzuordnen, dass sie sich im Abstand voneinander befinden können. In einem solchen Fall können für andere Sonden 22 Sonden verwendet werden, welche die zuvor erwähnte Ausrichtungsmarkierung 46a nicht aufweisen, bei denen zum Beispiel der Sondenspitzenteil 36 aus der Unterseite 46 nach oben steht, ohne die Breite W vom Rand des Armteils 34b aus. Indem man dies tut, können die zur Ausrichtung verwendeten Zielsonden 22, welche die Ausrichtungsmarkierung 46a aufweisen, leicht von den anderen Sonden 22 unterschieden werden.
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Die zuvor erwähnte Sonde 22 kann zum Beispiel wie folgt gebildet werden. Zuerst wird auf dem Unterlagetisch unter Verwendung einer Fotolithografietechnik, die beim Halbleiter-Herstellungsprozess verwendet wird, mittels eines Fotoresist ein vertieftes Muster gebildet, das in einer ebenen Oberflächenform der Sonde 22 (eine ebene Oberflächenform der anderen Teile 32, 34 und 36 mit Ausnahme der Sondenspitze 24 kann ebenfalls verfügbar sein) geformt wird. Als nächstes werden Metallmaterialien für die Sonde 22 durch Plattierung, wie Galvanoplastik, oder Abscheidung, wie Sputtern, in ihrer Dickenrichtung nacheinander in dem durch dieses Resistmuster gebildeten vertieften Teil abgeschieden. Anschließend wird das Resistmuster entfernt, die Sonde 22 wird durch Ätzen teilweise vom Unterlagetisch gelöst, und dann wird die Sonde 32 vom Unterlagetisch getrennt.
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Da bei dieser Ätzbearbeitung das Ätzmittel durch die auf dem Basisteil 32 der Sonde 22 vorgesehene Öffnungen 42, 44 in den Spalt zwischen der Sonde 22 und dem Unterlagetisch gelangt, kann die Bereitstellung der Öffnungen 42, 44 eine effektive Ätzbearbeitung zum Lösen der Sonde 22 vom Unterlagetisch hervorbringen, wie oben beschrieben. Diese das Ätzen fördernde Wirkung wird auch durch die längliche Öffnung 38 und die Öffnung 40 hervorgebracht.
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Das in den 3 und 5 dargestellte Beispiel zeigt, dass auf der Seitenwand 48 des Sondenspitzenteils 36 der vertiefte oder zurückgesetzte gekrümmte Oberflächenteil 48a ausgebildet ist. Alternativ kann die Seitenwand 48 eine aufrechte Seitenwand sein, die senkrecht zum Unterseitenteil 46a ist, wie durch eine durchgezogene Linie in 7 dargestellt. Wie durch eine virtuelle Linie in 7 dargestellt, kann die Seitenwand 48 auch eine Seitenwand mit einer erhabenen gekrümmten Oberfläche sein, die sich so weit nach außen erstreckt, wie die Seitenwand die Aufnahme des Unterseitenteils 46a durch die Aufnahmevorrichtung 30 nicht wesentlich stört.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- elektrische Verbindungsvorrichtung
- 20
- Sondenplatte
- 22
- Sonde
- 24
- Sondenspitze
- 30
- Aufnahmevorrichtung
- 32
- Sondenbasisteil
- 32a
- Befestigungsende
- 34
- Armteil
- 34a, 34b
- Armteil
- 36
- Sondenspitzenteil
- 46
- Unterseite des Armteils
- 46a, 46b
- ebener Oberflächenbereichsteil
- 48
- Seitenwand
- 48a
- gekrümmter Oberflächenteil.
