用於加工檢驗半導體晶片用的具有多觸點接頭的卡的方法

2023-05-30 21:03:26 1

專利名稱：用於加工檢驗半導體晶片用的具有多觸點接頭的卡的方法
技術領域：
本發明涉及用於加工具有多觸點接頭的卡的方法，卡是用來在封裝前檢驗半導體晶片或集成電路的，它包括一個基底，基底的一個表面提供有連接到接頭形式的觸點的導電條。
具有觸點接頭的卡是用來在加工後和封裝前檢驗晶片或集成電路的。目前已知的卡使用不同類型的技術，即，如文獻EP-A-0475050，WO9409374和EP-0646800中所描述的焊接片接頭卡，環氧樹脂環卡，薄膜卡。在這些已知的卡上放置接頭仍然局限於給定的數量，這已經跟不上半導體晶片集成的不斷發展了。
文件WO96/36884描述的卡的製造方法必須事先切割以獲得撓性大小的系統。連接條不是單層的，且沒有使用單片基底的各向異性蝕刻。
本發明的第一個目的是確定用於製造具有多接頭的卡的方法，使得完成的觸點的精度和密度增加。
製造方法具有以下步驟●通過在真空中的氣相沉積或陰極濺射，在單片基底的一個絕緣表面上沉積一薄金屬層，在獲得導電條之前進行矽基底的各向異性蝕刻，所述蝕刻是非緊急蝕刻的(non-emergent)，以構造一電觸點連接點，●導電條是通過直接蝕刻得到的，●接著進行UV光刻操作，包括在薄蝕刻層上沉積感光樹脂厚層，然後樹脂被顯現出接頭的圖，●接頭是通過金屬離子槽用電鑄(electroforming)製造的，得到相應於圖的形狀的電鑄襯墊，●剩餘的樹脂層最終溶解在溶劑槽中，在單片基底上得到最終植入(implantation)的接頭。
各向異性蝕刻最好是通過將矽浸入氫氧化鉀(KOH)中實現。
根據該方法的一個特徵，基底的各向異性蝕刻發生在第一UV光刻之後，包括穿過掩模產生先前沉積於基底的一個表面上的感光樹脂層的局部絕緣。
薄金屬層可由鎳，金或鋁基材料形成。也可使用其它金屬導電材料。
本發明的第二目的在於得到多接頭卡，其中不同接頭之間的間隙減小到最小，從而實現高觸點密度。
通過厚UV光刻和電鑄得到的接頭是由直徑10至100微米，厚度10至幾十微米的金屬襯墊(pad)形成的。襯墊的截面可是方形或多邊形。
每個接頭沉積於薄導電層上，固定或不固定於基底中。基底可裝備有阻尼材料，安置在導電層上於相應的接頭對立。
參考附圖，通過對製造方法的描述，和對所示不同接頭的實施例的描述，其它優點和特徵會更為明顯，其中

圖1顯示了根據本發明方法得到的卡；圖2是配備有電鑄接頭的基底的垂直截面圖；圖3是圖2的平面圖；圖4至7顯示了根據卡的應用接頭的不同形狀；圖8至10顯示了基底上接頭的不同的電的和機械的連接方法；圖11是圖1的另一種形式，用具有通路的基底使電連接到對著接頭的表面；圖12顯示了根據本發明，製造過程中完成的不同階段a-m的例子。
為便於說明，圖12示出了為完成用於檢驗晶片的多接頭卡方法的不同階段的例子。
階段a從由氧化矽製成的單片基底10開始形成絕緣層20。基底適合於UV光刻技術，能獲得所需的精度，具體地說是微米以下的精度。其它材料也可用於形成基底10，具體地說如砷化鎵，石英，或玻璃等。
階段b基底10塗上感光樹脂12以獲得均勻的層。
階段c接著進行第一UV光刻(photolithography)操作，其包括穿過有預定形狀的孔16的掩模14，產生上層樹脂12的局部絕緣。UV輻射是通過置於掩模14上的紫外線燈產生的。
階段d用溶劑溶解絕緣的樹脂12。
階段e在去除樹脂12的位置處溶解層20的氧化矽。
階段f用溶劑溶解樹脂12。
階段g基底浸入氫氧化鉀(KOH)之後，進行矽10的各向異性溼蝕刻。這導致基底的非緊急蝕刻(non-emergent etching)18，能達到約200微米的深度，構成了電觸點的連接點。
階段h在溶劑槽中去掉基底10上保留的氧化矽。留下基底10的蝕刻18。
階段i進行矽基底10的熱氧化，在基底的兩個表面上得到氧化矽(SiO2)的絕緣層20。
階段j薄金屬22，例如鎳，金或鋁，沉積於上部絕緣層20的整個表面。金屬層22的沉積是通過真空中的氣相沉積或陰極濺射進行的。
階段k這個階段包含根據階段b和c的規則的第二UV光刻操作，和根據所要獲得的接頭的位置和形狀實現金屬層22的蝕刻。
階段1厚感光樹脂層24沉積於蝕刻的金屬層22上之後，進行第三UV光刻操作，樹脂顯現出接頭的圖形。光刻操作之後是電鑄操作，製造直徑為30微米，厚度為60至100微米的金屬襯墊的形式的接頭26。這裡電鑄的襯墊的材料與蝕刻的金屬層22的材料相同。
階段m樹脂層24最終溶解在溶劑槽中，在單片基底10上獲得了植入的接頭26的最終形狀。
在圖2和圖3中，多接頭卡28包括基於光刻技術的高密度接頭26，不同電子沉積的接頭26之間的間隙可以是幾十微米。
參考圖4至7，接頭26可以是具有任何形式的不同的圓柱形，特別是恆定截面的直柱體(圖4)，可能具有不同材料的兩個疊放的圓柱體(圖5)，沿高度方向直徑遞減的疊放的圓柱體(圖6)和用於頻率檢測的同軸形(圖7)。
將接頭26電或機械地連接到基底10的各種方法示於圖8至10。
在圖8中，接頭26直接沉積在導體22的薄層上，沿垂直於基底10的方向延伸。
在圖9中，接頭26的底部穿過導體22固定在基底10中。
在圖10中，阻尼材料30置於基底10中導體22下面。接頭26的底部固定在圖8所示導體22的外表面的對立面。
取代在蝕刻的基底上的薄層中沉積長條(如圖1中所示的狀況)，也可能根據圖11，提供穿過基底10的通路32，使電連接穿過對著接頭26的表面34。
權利要求
1.一種用於製造具有多接頭的卡的方法，該卡用於在封裝前檢驗一個或多個半導體晶片或集成電路，卡包括基底(10)，提供有以接頭(26)的形式連接到觸點的導電條的一個表面，所述方法的特徵是包括以下步驟通過在真空中的氣相沉積或陰極濺射在單片基底(10)的一個絕緣表面上沉積以薄金屬層(22)，在進行薄金屬層(22)的沉積之前進行矽基底(10)的各向異性蝕刻，所述蝕刻是非緊急的，形成了一個電觸點連接點，使用感光樹脂，通過UV光刻操作的方法得到導電條，接著根據接頭(26)的位置和形狀蝕刻薄金屬層(22)，進行另一次UV光刻操作，包括在薄蝕刻的層上沉積感光樹脂厚層(24)，然後樹脂顯現出接頭(26)的圖(25)，通過金屬離子槽，用電鑄產生接頭(26)，得到對應於圖(25)形狀的電鑄襯墊，剩餘的樹脂層(24)最終溶解在溶劑槽中，在單片基底(10)上得到最終完成的接頭(26)。
2.如權利要求1所述的用於製造具有多接頭的卡的方法，其特徵在於基底(10)是由包括矽，砷化鎵，玻璃或石英基的材料形成的。
3.如權利要求1所述的用於製造具有多接頭的卡的方法，其特徵在於基底(10)的蝕刻發生在第一UV光刻之後，包括穿過掩模(14)，產生前面沉積於基底(10)一表面上感光樹脂(12)的一個局部絕緣層，各向異性蝕刻是通過將矽基底(10)浸沒在氫氧化鉀中實現的。
4.如權利要求1所述的用於製造具有多接頭的卡的方法，其特徵在於薄金屬層(22)是由鎳-，金-或鋁基材料形成的。
5.如權利要求1所述的用於製造具有多接頭的卡的方法，其特徵在於接頭(26)的電鑄是在電流密度約為1A/dm2的鎳槽中進行的。
6.一種用於檢驗半導體晶片的多接頭卡，包括基底(10)，它是根據權利要求1至5之一所述的方法，能得到高密度的接頭(26)，不同接頭之間的間隙最大為100微米。
7.如權利要求6所述的多接頭卡，其特徵在於接頭(26)的襯墊具有圓形或多邊形截面。
8.如權利要求6或7所述的多接頭卡，其特徵在於每個接頭(26)沉積在薄導電層(22)上，固定或不固定在基底(10)中。
9.如權利要求6或7所述的多接頭卡，其特徵在於基底(10)裝配有阻尼材料(30)，置於薄導電層(22)下，與相應的接頭(26)相對。
全文摘要
本發明涉及用於製造具有多接頭的卡的方法,卡是特別設計來在封裝前檢驗半導體晶片或集成電路的,它包括兩個相對表面上的氧化矽基底(10),一個表面提供有連接到接頭(26)形式的觸點的導電條。薄金屬層(22)通過真空中的蒸汽沉積或陰極濺射沉積於單片基底(10)的一個絕緣表面上,導電條是通過利用感光樹脂的UV光刻操作得到的,接著根據接頭(26)的位置和形狀蝕刻薄金屬層(22)。接著進行另一UV光刻操作,在於在薄蝕刻層上沉積感光樹脂厚層(24),樹脂中顯現出接頭的圖(25)。最終通過含有金屬離子的槽用電鑄得到接頭(26)使電鑄的襯墊對應於圖(25)的形狀。
文檔編號G01R1/067GK1252129SQ98803898
公開日2000年5月3日 申請日期1998年4月9日 優先權日1997年4月10日
發明者安德烈·貝爾蒙特, 文森特·雷諾, 威廉·達尼奧 申請人:梅塞特羅尼克公司