DE10125798A1

DE10125798A1 - Abbildungssystem zur Positionierung einer Messspitze auf einen Kontaktbereich eines Mikrochips

Info

Publication number: DE10125798A1
Application number: DE10125798A
Authority: DE
Inventors: Thilo Marx; Stefan Dietrich; Peter Mayer; Manfred Dobler
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Polaris Innovations Ltd
Priority date: 2001-05-26
Filing date: 2001-05-26
Publication date: 2002-12-12
Anticipated expiration: 2021-05-27
Also published as: US20020176095A1; DE10125798B4; US6842260B2

Abstract

Abbildungssystem zur Hilfe bei einer Positionierung einer Messspitze (6) beim Aufsetzen auf einen Kontaktbereich (7) eines Mikrochips (2), um ein chipinternes Signal zu messen, mit einer Abbildungsebene (3), in der der Kontaktbereich (7) vergrößert abgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einblendvorrichtung vorgesehen ist, die geeignet ist, eine Darstellung des chipinternen Signals in der Abbildungsebene (3) vorzusehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Abbildungssystem zur Positionie rung einer Messspitze beim Aufsetzen auf einen Kontaktbereich eines Mikrochips gemäß dem Oberbegriff nach Anspruch 1.

Bei der Analyse von Mikrochips, insbesondere bei der Prototy penfertigung, ist es oftmals erforderlich, chipinterne Sig nale, d. h., Signale, die nicht an einer dafür vorgesehenen Kontaktfläche abgegriffen werden können, mit Hilfe von Mess spitzen abzutasten. Der Kontaktbereich der Messspitze wird dabei auf eine auf dem Mikrochip freiliegende Leiterbahn auf gesetzt, so dass eine elektrische Kontaktierung entsteht. Die Messspitze muss dazu auf wenige Mikrometer genau auf der Messfläche aufgesetzt und das Verhalten des Signals mit einem Messgerät, das mit der Messspitze verbunden ist, beobachtet werden. Das Aufsetzen muss sorgfältig erfolgen, da die Lei terbahn durch die Messspitze nicht zerstört, d. h. unterbro chen, werden darf.

Durch die sehr kleinen Dimensionen der Messbereiche auf den Mikrochips, z. B. von Leiterbahnen, muss das Messgerät während des Justier- und Kontaktiervorganges beobachtet werden, da es nicht möglich ist, die Qualität des zwischen Messspitze und Messbereich entstehenden Kontaktes optisch durch das Mikro skop zu beurteilen. Dies ist ein sehr zeitaufwendiger Vor gang, da man entweder gezwungen ist, ständig zwischen Mikro skop und Messgerät hin- und herzuschauen oder aber einen Hel fer braucht, der das Messgerät beobachtet und der Zeichen gibt, sobald die Kontaktierung erfolgt ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Ver fügung zu stellen, mit der das Kontaktieren von Messbereichen auf Mikrochips erleichtert werden kann, und mit der es mög lich ist, den Zeitaufwand zur Kontaktierung zu verringern.

Diese Aufgabe wird durch das Abbildungssystem nach Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß ist ein Abbildungssystem bei einer Positio nierung einer Messspitze beim Aufsetzen auf einen Kontaktbe reich eines Mikrochips vorgesehen, um ein chipinternes Signal zu messen. Das Abbildungssystem weist eine Abbildungsebene auf, in der der Kontaktbereich vergrößert abgebildet wird. Weiterhin ist eine Einblendvorrichtung vorgesehen, die geeig net ist, eine Darstellung des chipinternen Signals in der Ab bildungsebene vorzusehen.

Mit Hilfe der Erfindung ist es möglich, Messspitze, Kontakt bereich sowie Signal bzw. Signalverlauf auf der gleichen Ab bildungsebene anzuzeigen, entweder durch Überlagerung der Ab bildungen oder durch Nebeneinanderabbildung. Dadurch muss man beim Kontaktieren des Kontaktbereichs mit der Messspitze kei nen zeitaufwendigen Blickwechsel ausführen, um die Qualität der Kontaktierung zu messen. Vielmehr ist es möglich, dass ein Benutzer durch Bedienelemente die Messspitze auf den Kon taktbereich aufsetzt und gleichzeitig den Signalverlauf be obachten kann, so dass anhand des Signalverlaufs erkennbar ist, wann der Kontaktbereich erfolgreich durch die Messspitze kontaktiert wurde. Durch das Verknüpfen von zwei bisher räum lich getrennten optischen Ebenen auf eine gemeinsame Abbil dungsebene wird somit ermöglicht, eine Information über die aktuelle Position der Messspitze bezüglich des Kontaktberei ches gleichzeitig mit einem Signal, an dem die Qualität der Kontaktierung erkennbar ist bzw. erkennbar ist, ob die Kon taktierung erfolgt ist, darzustellen.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Abbildungssystem ein optisches Abbildungssystem ist, wobei die Einblendvorrichtung eine transparente Anzeigevorrichtung aufweist, die in einem Strahlengang des optischen Abbildungssystems angeordnet ist. Vorzugsweise weist das optische Abbildungssystem ein Okular und ein Objektiv auf, zwischen denen die transparente Anzei gevorrichtung angeordnet ist. Es besteht nun zum einen die Möglichkeit, die transparente Anzeigevorrichtung dazu zu ver wenden, das angezeigte Signal mit Hilfe des Objektivs auf den Kontaktbereich des Mikrochips abzubilden. Die dort darge stellte Abbildung wird dann gemeinsam mit dem Kontaktbereich über Objektiv und Okular auf der Abbildungsebene abgebildet. Zum anderen ist es möglich, die transparente Anzeigevorrich tung dazu zu verwenden, mit Hilfe des Okulars das auf der transparenten Anzeigevorrichtung dargestellte Signal auf die Abbildungsebene abzubilden. Die transparente Anzeigevorrich tung ist vorzugsweise in einer Zwischenbildebene zwischen Okular und Objektiv angeordnet, so dass das auf der transpa renten Anzeigevorrichtung dargestellte Signal deutlich auf der Abbildungsebene angezeigt wird.

Vorzugsweise ist die Einblendvorrichtung so ausgestaltet, um die Qualität des zwischen der aufgesetzten Messspitze und dem Kontaktbereich gebildeten Kontakt in geeigneter Weise darzu stellen. Insbesondere sind auf diese Weise schlechte Kontak tierungen aufgrund eines hohen Kontaktwiderstandes, einem zwischen Kontaktbereich und Messspitze gebildeten Schottky- Kontakt oder ähnlichen Effekten erkennbar. Insbesondere ist es vorteilhaft, die Anzeige so zu gestalten, dass der Verlauf des Signals angezeigt wird. Somit ist es bevorzugt, eine Os zilloskopanzeige mit der transparenten Anzeigevorrichtung an zuzeigen, so dass die Qualität der Kontaktierung anhand Quan tität und Qualität des Signals bzw. dessen Verlauf abgelesen werden kann.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgen den anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines optischen Abbil dungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfin dung; und

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines optischen Abbil dungssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfin dung.

Fig. 1 zeigt schematisch ein optisches Abbildungssystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Mit dem op tischen Abbildungssystem wird ein abzubildender Bereich 1 auf einem Chip 2, in dem sich ein zu kontaktierender Kontaktbe reich befindet, in einer Abbildungsebene 3 abgebildet. Das Abbildungssystem weist ein Objektiv 4 und ein Okular 5 auf. Mit Hilfe des Objektivs 4 und des Okulars 5 wird der abzubil dende Bereich 1 auf dem Chip 2 optisch vergrößert auf die Ab bildungsebene 3 abgebildet. Die Vergrößerung ergibt sich aus den optischen Eigenschaften des Objektivs 4 und des Okulars 5 sowie deren Anordnung zueinander.

Eine Messspitze 6 wird so über dem Chip 2 angeordnet, dass der Kontaktierungsbereich der Messspitze 6 in etwa über dem Bereich 1 des Chips 2 angeordnet ist und auf der Abbildungs ebene 3 erscheint. Mit Hilfe einer (nicht gezeigten) Positio niereinrichtung für die Messspitze 6 wird die Messspitze 6 so über den Bereich 1 des Chips 2 bewegt, dass sie sich senk recht über den zu kontaktierenden Kontaktbereich 7 in dem ab zubildenden Bereich 1 befindet. Der zu kontaktierende Kon taktbereich 7 wird durch die Messspitze 6 abgedeckt, weil sich die Messspitze 6 im Strahlengang zwischen Abbildungs ebene 3 und Bereiche 1 befindet. Somit ist auf der Abbil dungsebene 3 nicht erkennbar, wann die Messspitze 6 den Kon taktbereich 7 berührt. Zur Ausleuchtung von Kontaktbereich 7, Messspitze 6 und abzubildendem Bereich 1 ist eine Lichtquelle 8 vorgesehen, die seitlich zum Strahlengang angeordnet ist und den Chip 2 anstrahlt.

Die Messspitze 6 ist elektrisch mit einem Signaleingang 9 ei nes Oszilloskops 10 verbunden. Das Oszilloskop 10 weist einen Datenausgang 12 auf, der als eine transparente Abbildungsvor richtung 11 ausgebildet ist. Die transparente Abbildungsvor richtung 11 ist zwischen Okular 5 und Objektiv 4 in einer Zwischenbildebene angeordnet, so dass die auf der transparen ten Anzeigevorrichtung 11 dargestellte Ausgabe mit Hilfe von von dem abzubildenden Bereich 1 reflektierten Licht und des Okulars 5 in der Abbildungsebene 3 abgebildet ist. So wird die Abbildung des Bereiches 1 auf der Abbildungsebene 3 von der Ausgabe der Anzeigevorrichtung 11 überlagert.

Der Strahlengang durch Objektiv 4 und Okular 5 ist durch Strahlen S1 und S2 schematisch dargestellt. Die Zwischenbild ebene ist eine Ebene zwischen Objektiv 4 und Okular 5, an dem sich die Strahlen S1 und S2 schneiden, wobei die Position der Zwischenbildebene bezüglich des Objektivs 4 durch die Brech kraft des Objektivs 4 und den Abstand des Objektivs 4 von dem abzubildenden Bereich 1 auf dem Chip 2 abhängt.

Fig. 2 zeigt eine schematisch Darstellung einer zweiten Aus führungsform der Erfindung. Elemente mit gleichen Bezugszei chen stellen dabei gleiche oder im Wesentlichen funktions gleiche Bauelemente dar.

In der Ausführungsform der Fig. 2 wird die transparente An zeigevorrichtung 11 dazu verwendet, das Bild nicht direkt auf die Abbildungsebene 3 zu projizieren, sondern zunächst auf den abzubildenden Bereich 1 des Chips 2 abzubilden. Die Ober fläche des Chips 2 dient dabei als Abbildungsebene für das auf der transparenten Anzeigevorrichtung 11 dargestellte Sig nal. Die Lichtquelle 8 ist dann im Strahlengang, d. h. entlang der optischen Achse von Okular 5 und Objektiv 4 über der An zeigevorrichtung 11 angeordnet. Das auf den Bereich 1 proji zierte Bild wird dann über Objektiv 4 und Okular 5 auf die Abbildungsebene 3 abgebildet.

In der dargestellten Ausführungsform befindet sich die trans parente Anzeigevorrichtung 11 im Strahlengang zwischen Objek tiv 4 und Okular 5, es ist jedoch auch möglich, dass sich die transparente Anzeigevorrichtung 11 bei dieser Ausführungsform außerhalb dieses Strahlengangs befindet und der anzuzeigende Signalverlauf z. B. seitlich auf den abzubildenden Bereich 1, in dem sich der zu kontaktierende Kontaktbereich 7 befindet, abgebildet wird. Dann ist jedoch darauf zu achten, dass die Messspitze 6 so angeordnet ist, dass sie keinen störenden Schatten auf den abzubildenden Bereich 1 wirft.

Die Abbildungsvorrichtung ist nicht auf zwei optische Abbil dungselemente, wie Objektiv 4 und Okular 5 beschränkt. Es können auch weitere optische Elemente, z. B. Prismen und wei tere Linsen in dem Abbildungssystem eingesetzt werden.

Vorzugsweise ist zur Darstellung des Signals eine transpa rente Anzeigevorrichtung 11 vorgesehen, mit der ein Signal verlauf dargestellt werden kann. Der Signalverlauf zeigt dem Betrachter ein Signal, das auf dem Chip 2 an dem Kontaktbe reich 7 abgegriffen wird, wobei die Form des Signals ein Kennzeichen für die Qualität der Kontaktierung gibt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Auswertung der Qualität der Kontaktierung automatisch erfolgt, und die erfolgte Kon taktierung sowie die Qualität der Kontaktierung über z. B. eine Leuchtdiodenanzeige, die in den Strahlengang des Abbil dungssystems integriert ist, stattfindet. D. h. es wird ein optisches Signal ausgesendet, wenn die Kontaktierung erfolg reich war und/oder die Kontaktierung nicht erfolgt ist.

Selbstverständlich kann das Abbildungssystem auch ein elekt ronisches Abbildungssystem sein, wobei der abzubildende Be- reich 1 mit einer elektronischen Kamera erfasst wird und ver größert auf einen Bildschirm übertragen wird. Der Signalver lauf bzw. die Anzeige zur Darstellung der Kontaktierungsqua lität werden dann auf einer einzigen Bildschirmanzeige darge stellt. Dies kann beispielsweise nebeneinander oder überla gernd o. a. erfolgen.

Es sind vielerlei Ausgestaltungen denkbar, mit denen es dem Benutzer ermöglicht wird, sowohl den Bereich auf dem Chip, in dem sich die Kontaktstelle befindet, das aufzusetzende Ende der Messspitze 6 und den Signalverlauf des abgegriffenen Sig nals an der Kontaktstelle 7 gleichzeitig in einem Sichtfeld darzustellen. Es ist somit für den Fachmann offensichtlich, dass viele Ausgestaltungen und Realisierungsmöglichkeiten existieren, die alle im Bereich der Erfindung liegen.

Bezugszeichenliste

1

Abzubildender Bereich

2

Chip

3

Abbildungsebene

4

Objektiv

5

Okular

6

Messspitze

7

Kontaktbereich

8

Lichtquelle

9

Oszilloskopeingang

10

Oszilloskop

11

Transparente Anzeigevorrichtung

12

Datenausgang des Oszilloskops
S1, S2 Strahlengänge

Claims

1. Abbildungssystem bei einer Positionierung einer Mess spitze (6) beim Aufsetzen auf einen Kontaktbereich (7), vor zugsweise eines Mikrochips (2), um ein Signal zu messen, mit einer Abbildungsebene (3), in der der Kontaktbereich (7) ver größert abgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einblendvorrichtung vorgesehen ist, die geeignet ist, eine Darstellung des Signals in der Abbildungsebene (3) vorzusehen.

2. Abbildungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass das Abbildungssystem ein optisches Abbildungssystem ist.

3. Abbildungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, dass die Einblendvorrichtung eine transparente Anzeige vorrichtung (11) zur Darstellung des chipinternen Signals aufweist, die in einem Strahlengang (S1, S2) des optischen Abbildungssystem angeordnet ist.

4. Abbildungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, dass die transparente Anzeigevorrichtung (11) so ange ordnet ist, um die Darstellung des chipinternen Signals auf den Kontaktbereich (7) abzubilden.

5. Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, dass das Abbildungssystem ein Okular (5) aufweist.

6. Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, dass das Abbildungssystem ein Objektiv (4) aufweist.

7. Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, dass die Anzeige so ausgestaltet ist, um die Qualität des zwischen der aufgesetzten Messspitze (6) und dem Kontaktbereich (7) gebildeten Kontaktes dazustellen.

8. Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, dass die Darstellung des chipinternen Signals so gestaltet ist, um den Verlauf des chipinternen Signals anzuzeigen.

9. Verfahren zur Darstellung eines Kontaktbereiches, wobei eine Messspitze über einem Kontaktbereich dargestellt wird, wobei mit der Messspitze ein Messsignal erfasst wird, da durch gekennzeichnet, dass das Messsignal und der Kontaktbereich in einer Abbildungs ebene dargestellt werden.