-
TECHNISCHES GEBIET
-
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.
-
STAND DER TECHNIK
-
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 Prüfgerät
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.
-
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 (siehe zum Beispiel
Patentdokument 1 oder 2). 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.
- [Patentdokument 1] Nationale Japanische Patentveröffentlichung
Nr. 2005-533263
- [Patentdokument 2] Japanische
Patentanmeldung Offenlegungs-Nr. 2004-340654
-
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.
-
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
-
PROBLEME, DIE DURCH DIE ERFINDUNG GELÖST
WERDEN SOLLEN
-
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.
-
MITTEL ZUM LÖSEN
DER PROBLEME
-
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.
-
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.
-
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.
-
Es
ist wünschenswert, dass eine Normale des ebenen Oberflächenbereichteils,
der die Ausrichtungsmarkierung bildet, in derselben Richtung weist, wie
die Überstandsrichtung der Sondenspitze des Sondenspitzenteils.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
Die
Ausrichtungsmarkierung kann in einer ungefähr quadratischen
Form gebildet werden.
-
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.
-
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.
-
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.
-
WIRKUNG DER ERFINDUNG
-
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.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
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.
-
BESTE ART UND WEISE ZUM AUSFÜHREN
DER ERFINDUNG
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
-
Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die obige Ausführungsform
beschränkt, sondern kann auf verschiedene Weise verändert
werden, ohne den Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung zu
verlassen.
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
Es
ist eine Sonde vorgesehen, die eine Ausrichtungsmarkierung aufweist,
die durch Fragmente einer von einer Sondenspitze abgekratzten Elektrode kaum
beeinflusst wird. 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 aus, 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 so ausgebildet, dass er aus dem ebenen Oberflächenbereich übersteht,
und die Ausrichtungsmarkierung wird von mindestens einem Teil des
ebenen Oberflächenbereichs gebildet.
-
- 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.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2005-533263 [0003]
- - JP 2004-340654 [0003]