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Die
Erfindung bezieht sich auf Justierwerkzeuge zur Justierung der Position
von Prüfmesssonden
in einer Prüfeinrichtung
für Halbleiterscheiben, bei
der die Prüfmesssonden
in Kontakt mit den Anschlussflächen
von Halbleiterchips auf der Halbleiterscheibe gebracht werden.
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Halbleiterchips
werden in einem Schachbrettmuster auf einer Halbleiterscheibe hergestellt. Im
Verlauf des Herstellungsprozesses für Halbleiterchips wird zur
Erhöhung
der Leistungsfähigkeit
der Herstellung jeder einzelne Halbleiterchip, der auf der Halbleiterscheibe
gebildet wird, dadurch geprüft, dass
Prüfmesssonden
mit nadelförmigen
Spitzen in Kontakt mit den Anschlussflächen des Chips gebracht sowie
Prüfsignale
durch die Prüfmesssonden abgegeben
und nachgewiesen werden. Nach Beendigung der Prüfung werden die einzelnen Chips
vor ihrer Weiterleitung zum Montageprozess getrennt. Die Chips,
die sich bei der Prüfung
als fehlerhaft erwiesen haben, werden nicht zum Montageprozess weitergeleitet.
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Genauer
gesagt wird ein elektrischer Kontakt zwischen der Prüfausrüstung für Halbleiterchips
und jedem Chip auf einer Scheibe unter Verwendung einer als „Messsondenplatte" bezeichneten Leiterplatte hergestellt.
Die Messsondenplatte hat eine Öffnung, um
den Zugang zur Halbleiterscheibe zu ermöglichen. Die Öffnung ist
von leitfähigen
Anschlussflächen
umgeben, die durch die Messsondenplatte mit Plattenanschlüssen verbunden
sind, um so mit einer geeigneten Prüfeinrichtung verbunden zu werden. Die
aus Wolfram bestehenden Prüfmesssonden
mit nadelförmigen
Spitzen werden an ausgewählten
leitfähigen
Anschlussflächen
befestigt. Die Prüfmesssonden
erstrecken sich über
die Öffnung.
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Während der
Anwendung wird eine Scheibe unter der Messsondenplatte platziert.
Die Länge
und die Ausrichtung jeder Prüfmesssonde
sind so gestaltet, dass ihre Spitze eine entsprechende Anschlussfläche auf
einem Halbleiterchip auf einer Scheibe abgreift. Um einen wirksamen
Kontakt herzustellen, muss die Spitze der Prüfmesssonde mit ausreichender
Kraft auf die Anschlussflächen
drücken,
um eine feste Verbindung mit ihnen zu gewährleisten.
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Mit
zunehmender Verwendungsdauer werden die Prüfmesssonden deformiert bzw.
in ihrer Ausrichtung beeinträchtigt.
Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, deformierte bzw. schlecht
ausgerichtete Prüfmesssonden
mittels Werkzeugen wieder in die richtige Lage bringen. Solche Werkzeuge
sind z. B. aus dem Produktkatalog „Farnell", Bauelemente für die Elektronik v. 8.9.94,
S. 862 bekannt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Werkzeuge anzugeben,
die insbesondere in Anbetracht der schrumpfenden Größen der
Halbleiterchips und der äußerst geringen
Abstände
zwischen den Prüfmesssonden
genau und deren Herstellungskosten trotzdem gering sind.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe gelöst durch
die Merkmale des Anspruchs 1. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung
sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Danach
werden die Justierwerkzeuge aus gebrauchten Prüfmesssonden hergestellt, die
aus Wolfram bestehen.
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Das
Werkzeug ist zweckmäßig mit
einer Titannitridschicht überzogen,
um die Lebensdauer des Werkzeugs zu verlängern.
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Die
Werkzeuge werden in eine für
die Justierung zweckmäßige Form
gebracht, was durch mechanisches Verformen, ggf. unter Hitzeeinwirkung, erfolgt
und werden ggf. angeschliffen.
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Die
oben erwähnten
Aspekte und sich aus der Erfindung ergebende Vorteile werden durch
die folgenden Ausführungsbeispiele
noch verständlicher. In
den zugehörigen
Zeichnungen zeigen
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1A eine
Querschnittsseitenansicht eines Werkzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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1B eine
Querschnittsvorderansicht des in 1A gezeigten
Werkzeugs,
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2A eine
Querschnittsseitenansicht eines Werkzeugs gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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2B eine
Querschnittsvorderansicht des in 2A gezeigten
Werkzeugs,
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3 eine
Querschnittsseitenansicht eines Werkzeugs gemäß einer dritten Ausführungsform
der Erfindung und
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4 eine
perspektivische Ansicht des in 3 gezeigten
Werkzeugs, wobei das Werkzeug von einer Handhabungsvorrichtung erfasst
ist.
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1A bis 3 zeigen
drei Ausführungsformen
eines Werkzeugs zur Justierung von deformierten bzw. schlecht ausgerichteten
Prüfmesssonden,
die bei der Prüfung
von Halbleiterchips verwendet werden. Die Werkzeuge gemäß allen
drei Ausführungsformen
der Erfindung werden aus ausrangierten Prüfmesssonden hergestellt. Die
ausrangierten Prüfmesssonden
werden mit einem Schleifgerät mit.
einer Sandpapierspitze oder nach einem anderen geeigneten Verfahren
zur Herstellung der Werkzeuge angeschliffen. Da die ausrangierten
Prüfmesssonden
sonst nicht anderweitig verwendbar sind und verworfen würden, sind
die Materialkosten bei der Herstellung der Werkzeuge gering.
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Die
Prüfmesssonden
bestehen im allgemeinen aus Wolfram. Wolfram eignet sich besonders
gut für
die Herstellung der Werkzeuge, da sie so aus dem gleichen Material
wie die zu justierenden Prüf messsonden.
bestehen, wodurch eine Beschädigung
der Spitzen der Prüfmesssonden
weniger wahrscheinlich wird.
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In
den 1A und 1B wird
ein Werkzeug zur Positionierung von Prüfmesssonden gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung gezeigt. Das Werkzeug wird im folgenden mit Justierwerkzeug 10 bezeichnet. 1A zeigt
eine Querschnittsseitenansicht des Justierwerkzeugs 10,
und 1B zeigt eine Querschnittsvorderansicht des Justierwerkzeugs 10.
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Das
Justierwerkzeug 10 hat drei Abschnitte, die ein einheitliches
Ganzes bilden: den Unterabschnitt 12, den Zwischenabschnitt 14 und
den Spitzenabschnitt 16. Der Unterabschnitt 12 ist
von zylindrischer Form und hat vorzugsweise einen Durchmesser von
ca. 500 μm
und eine Länge
von ca. 5 mm. Der Zwischenabschnitt 14 beginnt an einem Ende 18 des
Unterabschnitts 12 und läuft zu einer länglichen
Spitze 20 zu. Der Zwischenabschnitt 14 ist vorzugsweise
ca. 1,5 mm hoch. Der Spitzenabschnitt 16 erstreckt sich
von der länglichen
Spitze 20 des Zwischenabschnitts 14 und bildet
eine rechteckige Oberfläche 22 an
seinem freien Ende, die vorzugsweise ca. 100 μm mal 500 μm umfasst. Der Spitzenabschnitt 16 ist
vorzugsweise ca. 3,5 mm lang.
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In
einer alternativen Ausführungsform
ist es auch möglich,
den Unterabschnitt 12 und den Zwischenabschnitt 14 wegzulassen.
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2A und 2B zeigen
eine zweite Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Werkzeugs. Das
Werkzeug wird hier als Drückerwerkzeug 30 bezeichnet. 2A ist
eine Querschnittsseitenansicht des Drückerwerkzeugs 30,
und 2B ist eine Querschnittsvorderansicht des Drückerwerkzeugs 30. Das
Drückerwerkzeug
hat einen Unterabschnitt 32 und einen Spitzenabschnitt 34.
Der Unterabschnitt 32 ist von zylindrischer Form und hat
vorzugsweise einen Durchmesser von ca. 500 μm und eine Länge von ca. 9,7 mm. Wie in 2A dargestellt,
hat der Spitzenabschnitt 34 ein dreieckiges Seitenprofil.
Wie in 2B dargestellt, bildet der Spitzenabschnitt 34 zwei
runde Oberflächen 36 an
seinem freien Ende. Die runden Oberflächen 36 haben vorzugsweise
einen Durchmesser von ca. 50 μm
und sind mit einem Zwischenraum von ca. 200 μm zueinander angeordnet. Der
Spitzenabschnitt 34 hat einen konkaven Bereich 38 zwischen
den beiden runden Oberflächen 36.
Der konkave Bereich 38 ist dazu einsetzbar, eine Prüfmesssonde
der Länge
nach zu drücken.
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3 zeigt
eine Querschnittsseitenansicht eines Werkzeugs gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung. Das Werkzeug wird hier als Hakenwerkzeug 40 bezeichnet.
Das Hakenwerkzeug 40 hat einen Unterabschnitt 42 und
einen Hakenabschnitt 44. Der Unterabschnitt 42 ist
von zylindrischer Form und hat vorzugsweise einen Durchmesser von ca.
200 μm und
eine Länge
von ca. 920 mm. Der Hakenabschnitt 44 ist im wesentlichen
U-förmig
und hat eine Durchmesserstärke
von ca. 200 μm.
Das durch den Hakenabschnitt 44 gebildete „U" hat vorzugsweise
eine Höhe
von ca. 800 μm
und eine Breite von ca. 1 mm. Das Hakenwerkzeug 40 wird
hergestellt, indem die ausrangierte Prüfmesssonde auf ca. 100 °C erhitzt
und die Spitze der Prüfmesssonde
so gebogen wird, dass eine Hakenform entsteht. Dann wird das Hakenwerkzeug 40 abgekühlt.
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Zur
Verlängerung
der Lebensdauer des Werkzeugs gemäß allen drei Ausführungsformen wird
eine Schicht aus Titannitrid (TiN) auf die Werkzeugoberfläche aufgetragen.
Das Titannitrid ist im PVD-Verfahren
oder nach anderen bekannten geeigneten Verfahren auftragbar. Vorzugsweise
ist die TiN-Schicht ca. 3 bis 5 μm
stark. Eine 3 bis 5 μm
starke TiN-Schicht verlängert
die Lebensdauer des Werkzeugs ca. 5 bis 7 mal.
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Die
Werkzeuge werden von einer in 4 gezeigten
Handhabungsvorrichtung 46 erfasst. 4 zeigt
ein von der Handhabungsvorrichtung 46 erfasstes Hakenwerkzeug 40.
Jedoch ist die Handhabungsvorrichtung 46 auch zur Handhabung
des Justierwerkzeugs 10 und des Drückerwerkzeugs 30 verwendbar.
Die Handhabungsvorrichtung 46 klemmt das Hakenwerkzeug 40 ein.
Die Handhabungsvorrich tung 46 schließt einen Griff 48 ein,
mit dem ein Benutzer die Handhabungsvorrichtung 46 halten
und dirigieren kann. Ein drehbarer Abschnitt 50 wird in
eine Richtung gedreht, um eine Mehr- zahl von Klemmen 52 zentral
nach innen zu bewegen, damit das Hakenwerkzeug 40 in Position
gehalten wird. Der drehbare Abschnitt 50 wird in eine entgegengesetzte
Richtung gedreht, um die Klemmen 52 nach außen zu bewegen,
damit das Hakenwerkzeug 40 gelöst wird. Es sind mindestens
zwei Klemmen 52 und vorzugsweise mindestens drei Klemmen 52 vorhanden.
Der Griff 48 und der drehbare Abschnitt 50 können aus
einem beliebigen geeigneten Material, zum Beispiel Metall oder Plastik,
bestehen. Die Klemmen 52 können aus Metall oder einem
beliebigen anderen geeigneten Material bestehen.
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In
einer alternativen Ausführungsform
ist das Werkzeug an einem länglichen
Stab, der aus einem unelastischen Material besteht, anbringbar.