DE112007000256T5

DE112007000256T5 - Verfahren zum Bonden von Messsonden und Verfahren zur Herstellung einer Messsondenkarte unter Verwendung desselben

Info

Publication number: DE112007000256T5
Application number: DE112007000256T
Authority: DE
Inventors: Ki-Joon Kim; Yong-Hwi Bucheon Jo
Original assignee: Phicom Corp
Current assignee: Soulbrain ENG Co Ltd
Priority date: 2006-04-17
Filing date: 2007-03-19
Publication date: 2008-12-11
Also published as: CN101366108A; KR100716434B1; CN100592487C; JP2009522573A; US20080290139A1; TW200741214A; TWI323786B; US7886957B2; JP5297200B2; WO2007119930A1

Abstract

Verfahren zum Bonden von Messsonden oder Prüfspitzen, umfassend:
Bilden von Schwellenschichtmustern („bump layer pattern") auf Anschlüssen eines mehrschichtigen Substrats;
Bilden eines ersten Benetzungsschichtmusters und eines Nicht-Benetzungsschichtmusters auf den Schwellenschichtmustern, wobei das erste Benetzungsschichtmuster eine Benetzbarkeit im Hinblick auf die Lötpaste aufweist und das Nicht-Benetzungsschichtmuster keine Benetzbarkeit im Hinblick auf die Lötpaste aufweist;
Bilden der Lötpaste auf dem ersten Benetzungsschichtmuster und dem Nicht-Benetzungsschichtmuster;
Bonden der Messsonden, die mit einem Gegenstand Kontakt herstellen, an die Lötpaste; und Zurückfließen der Lötpaste auf dem Nicht-Benetzungsschichtmuster in Richtung einer Oberfläche des ersten Benetzungsschichtmusters, um eine Haftschicht auf dem ersten Benetzungsschichtmuster zu bilden.

Description

Technisches Gebiet
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.
Hintergrund des Standes der Technik
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.
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.
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.
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.
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.
Offenbarung der Erfindung
Technisches Problem
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.
Beispielausführungsformen der vorliegenden Erfindung liefern ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung einer Messsondenkarte unter Verwendung des oben erwähnten Verfahrens.
Technische Lösung
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.
Gemäß einer Beispielausführungsform kann weiterhin ein zweites Benetzungsschichtmuster auf den Messsonden, die auf der Lötpaste gebondet sind, gebildet werden.
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.
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.
Gemäß noch einer weiteren Beispielausführungsform kann das Nicht-Benetzungsschichtmuster ein Oxidschichtmuster umfassen.
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.
Vorteilhafte Effekte
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.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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:
die 1 bis 6 Querschnittsansichten sind, die ein Verfahren zum Bonden von Messsonden gemäß einer ersten Beispielausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen;
die 7 bis 12 Querschnittsansichten sind, die ein Verfahren zum Bonden von Messsonden gemäß einer zweiten Beispielausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen;
13 eine Querschnittsansicht darstellt, die eine Messsondenkarte gemäß einer dritten Beispielausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
14 ein Flussdiagramm darstellt, das ein Verfahren zur Herstellung der Messsondenkarte in 13 veranschaulicht.
Beste Ausführungsform zur Durchführung der Erfindung
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.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung in Einzelheiten anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Ausführungsform 1
Die 1 bis 6 sind Querschnittsansichten, die ein Verfahren zum Bonden von Messsonden bzw. Prüfspitzen gemäß der ersten Beispielausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Ausführungsform 2
Die 7 bis 12 sind Querschnittsansichten, die ein Verfahren zum Bonden von Messsonden bzw. Prüfspitzen gemäß einer zweiten Beispielausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Ausführungsform 3
13 ist eine Querschnittsansicht, die eine Messsondenkarte gemäß einer dritten Beispielausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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.
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.
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.
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.
Weiterhin sind die Messsonde 330, die Schaltung des mehrschichtigen Substrats 320, der Interfacestift 340 und die Schaltung des PCB 310 elektrisch miteinander verbunden.
14 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zur Herstellung der Messsondenkarte in 13 veranschaulicht.
Mit Bezug auf 14 wird in Schritt S410 das mehrschichtige Substrat 320 mit der Schaltung hergestellt.
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.
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.
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.
Industrielle Anwendbarkeit
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.
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.
Zusammenfassung
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.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- KR 2005-109331 [0004]
- KR 2004-88947 [0004]

Claims

Verfahren zum Bonden von Messsonden oder Prüfspitzen, umfassend: Bilden von Schwellenschichtmustern („bump layer pattern") auf Anschlüssen eines mehrschichtigen Substrats; Bilden eines ersten Benetzungsschichtmusters und eines Nicht-Benetzungsschichtmusters auf den Schwellenschichtmustern, wobei das erste Benetzungsschichtmuster eine Benetzbarkeit im Hinblick auf die Lötpaste aufweist und das Nicht-Benetzungsschichtmuster keine Benetzbarkeit im Hinblick auf die Lötpaste aufweist; Bilden der Lötpaste auf dem ersten Benetzungsschichtmuster und dem Nicht-Benetzungsschichtmuster; Bonden der Messsonden, die mit einem Gegenstand Kontakt herstellen, an die Lötpaste; und Zurückfließen der Lötpaste auf dem Nicht-Benetzungsschichtmuster in Richtung einer Oberfläche des ersten Benetzungsschichtmusters, um eine Haftschicht auf dem ersten Benetzungsschichtmuster zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin aufweist: Bilden eines zweiten Benetzungsschichtmusters auf einer Oberfläche der Messsonden, an die die Lötpaste gebondet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Messsonden mit der Lötpaste auf dem ersten Benetzungsschichtmuster gebondet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Bilden des ersten Benetzungsschichtmusters und des Nicht-Benetzungsschichtmusters umfasst: Bilden des Nicht-Benetzungsschichtmusters auf einer ersten Region des Schwellenschichtmuster; und Bilden des ersten Benetzungsschichtmusters auf einer zweiten Region des dann Benetzungsschichtmusters, das einer Region von der Gesamtregion entspricht, ausgenommen die erste Region.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bilden des ersten Benetzungsschichtmusters und des Nicht-Benetzungsschichtmusters aufweist: Bilden des Nicht-Benetzungsschichtmusters auf der gesamten Oberfläche der Schwellenschichtmuster und teilweise Bilden des ersten Benetzungsschichtmusters auf dem Nicht-Benetzungsschichtmuster.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Nicht-Benetzungsschichtmuster ein Oxidschichtmuster aufweist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Nicht-Benetzungsschichtmuster durch thermisches Oxidieren des Schwellenschichtmusters gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Nicht-Benetzungsschichtmuster durch Nassoxidieren des Schwellenschichtmusters gebildet wird.
Verfahren zur Herstellung einer Messsondenkarte, umfassend: Herstellen eines mehrschichtigen Substrats; Bonden der Messsonden auf dem mehrschichtigen Substrat und Zusammenbauen des mehrschichtigen Substrats mit einer gedruckten Schalttafel bzw. Platine, um den Messsonden zu ermöglichen, mit der gedruckten Schalttafel elektrisch verbunden zu sein, wobei das Bonden der Messsonden an das mehrschichtige Substrat umfasst: Bilden von Schwellenschichtmustern auf Anschlüssen des mehrschichtigen Substrats; Bilden eines ersten Benetzungsschichtmusters und eines Nicht-Benetzungsschichtmusters auf den Schwellenschichtmustern, wobei das erste Benetzungsschichtmuster eine Benetzbarkeit im Hinblick auf die Lötpaste aufweist, und das Nicht-Benetzungsschichtmuster keine Benetzbarkeit im Hinblick auf die Lötpaste aufweist; Bilden der Lötpaste auf dem ersten Benetzungsschichtmuster und dem Nicht-Benetzungsschichtmuster; Bonden der Messsonden, die mit einem Gegenstand Kontakt herstellen, an die Lötpaste; und Zurückfließen der Lötpaste auf dem Nicht-Benetzungsschichtmuster in Richtung einer Oberfläche des ersten Benetzungsschichtmusters, um eine Haftschicht auf dem ersten Benetzungsschichtmuster zu bilden.