專利名稱：用于加工檢驗(yàn)半導(dǎo)體芯片用的具有多觸點(diǎn)接頭的卡的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于加工具有多觸點(diǎn)接頭的卡的方法，卡是用來在封裝前檢驗(yàn)半導(dǎo)體芯片或集成電路的，它包括一個(gè)基底，基底的一個(gè)表面提供有連接到接頭形式的觸點(diǎn)的導(dǎo)電條。
具有觸點(diǎn)接頭的卡是用來在加工后和封裝前檢驗(yàn)芯片或集成電路的。目前已知的卡使用不同類型的技術(shù)，即，如文獻(xiàn)EP-A-0475050，WO9409374和EP-0646800中所描述的焊接片接頭卡，環(huán)氧樹脂環(huán)卡，薄膜卡。在這些已知的卡上放置接頭仍然局限于給定的數(shù)量，這已經(jīng)跟不上半導(dǎo)體芯片集成的不斷發(fā)展了。
文件WO96/36884描述的卡的制造方法必須事先切割以獲得撓性大小的系統(tǒng)。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(fā)明的第一個(gè)目的是確定用于制造具有多接頭的卡的方法，使得完成的觸點(diǎn)的精度和密度增加。
制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(gè)絕緣表面上沉積一薄金屬層，在獲得導(dǎo)電條之前進(jìn)行硅基底的各向異性蝕刻，所述蝕刻是非緊急蝕刻的(non-emergent)，以構(gòu)造一電觸點(diǎn)連接點(diǎn)，●導(dǎo)電條是通過直接蝕刻得到的，●接著進(jìn)行UV光刻操作，包括在薄蝕刻層上沉積感光樹脂厚層，然后樹脂被顯現(xiàn)出接頭的圖，●接頭是通過金屬離子槽用電鑄(electroforming)制造的，得到相應(yīng)于圖的形狀的電鑄襯墊，●剩余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硅浸入氫氧化鉀(KOH)中實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)該方法的一個(gè)特征，基底的各向異性蝕刻發(fā)生在第一UV光刻之后，包括穿過掩模產(chǎn)生先前沉積于基底的一個(gè)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(dǎo)電材料。
本發(fā)明的第二目的在于得到多接頭卡，其中不同接頭之間的間隙減小到最小，從而實(shí)現(xiàn)高觸點(diǎn)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(gè)接頭沉積于薄導(dǎo)電層上，固定或不固定于基底中?；卓裳b備有阻尼材料，安置在導(dǎo)電層上于相應(yīng)的接頭對(duì)立。
參考附圖，通過對(duì)制造方法的描述，和對(duì)所示不同接頭的實(shí)施例的描述，其它優(yōu)點(diǎn)和特征會(huì)更為明顯，其中

圖1顯示了根據(jù)本發(fā)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(jù)卡的應(yīng)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(jī)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(duì)著接頭的表面；圖12顯示了根據(jù)本發(fā)明，制造過程中完成的不同階段a-m的例子。
為便于說明，圖12示出了為完成用于檢驗(yàn)芯片的多接頭卡方法的不同階段的例子。
階段a從由氧化硅制成的單片基底10開始形成絕緣層20?；走m合于UV光刻技術(shù)，能獲得所需的精度，具體地說是微米以下的精度。其它材料也可用于形成基底10，具體地說如砷化鎵，石英，或玻璃等。
階段b基底10涂上感光樹脂12以獲得均勻的層。
階段c接著進(jìn)行第一UV光刻(photolithography)操作，其包括穿過有預(yù)定形狀的孔16的掩模14，產(chǎn)生上層樹脂12的局部絕緣。UV輻射是通過置于掩模14上的紫外線燈產(chǎn)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的氧化硅。
階段f用溶劑溶解樹脂12。
階段g基底浸入氫氧化鉀(KOH)之后，進(jìn)行硅10的各向異性濕蝕刻。這導(dǎo)致基底的非緊急蝕刻(non-emergent etching)18，能達(dá)到約200微米的深度，構(gòu)成了電觸點(diǎn)的連接點(diǎn)。
階段h在溶劑槽中去掉基底10上保留的氧化硅。留下基底10的蝕刻18。
階段i進(jìn)行硅基底10的熱氧化，在基底的兩個(gè)表面上得到氧化硅(SiO2)的絕緣層20。
階段j薄金屬22，例如鎳，金或鋁，沉積于上部絕緣層20的整個(gè)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(jìn)行的。
階段k這個(gè)階段包含根據(jù)階段b和c的規(guī)則的第二UV光刻操作，和根據(jù)所要獲得的接頭的位置和形狀實(shí)現(xiàn)金屬層22的蝕刻。
階段1厚感光樹脂層24沉積于蝕刻的金屬層22上之后，進(jìn)行第三UV光刻操作，樹脂顯現(xiàn)出接頭的圖形。光刻操作之后是電鑄操作，制造直徑為30微米，厚度為60至100微米的金屬襯墊的形式的接頭26。這里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包括基于光刻技術(shù)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，特別是恒定截面的直柱體(圖4)，可能具有不同材料的兩個(gè)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)和用于頻率檢測(cè)的同軸形(圖7)。
將接頭26電或機(jī)械地連接到基底10的各種方法示于圖8至10。
在圖8中，接頭26直接沉積在導(dǎo)體22的薄層上，沿垂直于基底10的方向延伸。
在圖9中，接頭26的底部穿過導(dǎo)體22固定在基底10中。
在圖10中，阻尼材料30置于基底10中導(dǎo)體22下面。接頭26的底部固定在圖8所示導(dǎo)體22的外表面的對(duì)立面。
取代在蝕刻的基底上的薄層中沉積長(zhǎng)條(如圖1中所示的狀況)，也可能根據(jù)圖11，提供穿過基底10的通路32，使電連接穿過對(duì)著接頭26的表面34。
權(quán)利要求
1.一種用于制造具有多接頭的卡的方法，該卡用于在封裝前檢驗(yàn)一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體芯片或集成電路，卡包括基底(10)，提供有以接頭(26)的形式連接到觸點(diǎn)的導(dǎo)電條的一個(gè)表面，所述方法的特征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(gè)絕緣表面上沉積以薄金屬層(22)，在進(jìn)行薄金屬層(22)的沉積之前進(jìn)行硅基底(10)的各向異性蝕刻，所述蝕刻是非緊急的，形成了一個(gè)電觸點(diǎn)連接點(diǎn)，使用感光樹脂，通過UV光刻操作的方法得到導(dǎo)電條，接著根據(jù)接頭(26)的位置和形狀蝕刻薄金屬層(22)，進(jìn)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)，然后樹脂顯現(xiàn)出接頭(26)的圖(25)，通過金屬離子槽，用電鑄產(chǎn)生接頭(26)，得到對(duì)應(yīng)于圖(25)形狀的電鑄襯墊，剩余的樹脂層(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(quán)利要求1所述的用于制造具有多接頭的卡的方法，其特征在于基底(10)是由包括硅，砷化鎵，玻璃或石英基的材料形成的。
3.如權(quán)利要求1所述的用于制造具有多接頭的卡的方法，其特征在于基底(10)的蝕刻發(fā)生在第一UV光刻之后，包括穿過掩模(14)，產(chǎn)生前面沉積于基底(10)一表面上感光樹脂(12)的一個(gè)局部絕緣層，各向異性蝕刻是通過將硅基底(10)浸沒在氫氧化鉀中實(shí)現(xiàn)的。
4.如權(quán)利要求1所述的用于制造具有多接頭的卡的方法，其特征在于薄金屬層(22)是由鎳-，金-或鋁基材料形成的。
5.如權(quán)利要求1所述的用于制造具有多接頭的卡的方法，其特征在于接頭(26)的電鑄是在電流密度約為1A/dm2的鎳槽中進(jìn)行的。
6.一種用于檢驗(yàn)半導(dǎo)體芯片的多接頭卡，包括基底(10)，它是根據(jù)權(quán)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(quán)利要求6所述的多接頭卡，其特征在于接頭(26)的襯墊具有圓形或多邊形截面。
8.如權(quán)利要求6或7所述的多接頭卡，其特征在于每個(gè)接頭(26)沉積在薄導(dǎo)電層(22)上，固定或不固定在基底(10)中。
9.如權(quán)利要求6或7所述的多接頭卡，其特征在于基底(10)裝配有阻尼材料(30)，置于薄導(dǎo)電層(22)下，與相應(yīng)的接頭(26)相對(duì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于制造具有多接頭的卡的方法,卡是特別設(shè)計(jì)來在封裝前檢驗(yàn)半導(dǎo)體芯片或集成電路的,它包括兩個(gè)相對(duì)表面上的氧化硅基底(10),一個(gè)表面提供有連接到接頭(26)形式的觸點(diǎn)的導(dǎo)電條。薄金屬層(22)通過真空中的蒸汽沉積或陰極濺射沉積于單片基底(10)的一個(gè)絕緣表面上,導(dǎo)電條是通過利用感光樹脂的UV光刻操作得到的,接著根據(jù)接頭(26)的位置和形狀蝕刻薄金屬層(22)。接著進(jìn)行另一UV光刻操作,在于在薄蝕刻層上沉積感光樹脂厚層(24),樹脂中顯現(xiàn)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(duì)應(yīng)于圖(25)的形狀。
文檔編號(hào)G01R1/067GK1252129SQ98803898
公開日2000年5月3日 申請(qǐng)日期1998年4月9日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月10日
發(fā)明者安德烈·貝爾蒙特, 文森特·雷諾, 威廉·達(dá)尼奧 申請(qǐng)人:梅塞特羅尼克公司