DE102007046443A1 - Method for measuring needle monitoring in test mode - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Online-Überwachung von mehreren gemeinsam in einem Prüfsystem relativ zu Wafern (11), darauf positionierten Chips oder Baugruppen verfahrbaren Messnadeln (3), wobei diese zum elektrischen Kontaktieren und Prüfen mittels Messnadelspitzen (4) entsprechend aufsetzen und die Messnadeln (3) in einer ringförmigen Messspinne (1) aufgenommen sind, die auf einer Messkarte (6) gelagert ist, wobei mittels eines optischen Sensors die Messnadeln (3) und/oder die Messnadelspitzen (4) mittels Auflichtprinzip durch die ringförmige Messspinne (1) hindurch beleuchtet und von einer auf der gleichen Seite wie die Beleuchtung platzierten Zeilen-Kamera (18) erfasst werden, die Messnadeln (3) und/oder die Messnadelspitzen (4) auf ihre aktuelle Lage im Messsystem überprüft werden, Fehlstellungen von Messnadeln (3) und/oder Messnadelspitzen (4) erfasst werden und durch Drehung und/oder Verkippung der Messspinne (1) oder eines rückgelagerten Stützelements mittels mindestens einem Stellantrieb Fehlstellungen im laufenden Prüfbetrieb mit einer einem Kontaktiervorgang vorausgehenden Lagekorrektur ausgeglichen werden.Method for online monitoring of a plurality of measuring needles (3) movable together in a test system relative to wafers (11), chips or subassemblies positioned thereon, the measuring wires (4) correspondingly fitting for electrical contacting and testing and the measuring needles (3) in an annular measuring spider (1) are mounted, which is mounted on a measuring card (6), wherein by means of an optical sensor, the measuring needles (3) and / or the measuring needle tips (4) illuminated by incident light principle through the annular measuring spider (1) and from a line camera (18) placed on the same side as the illumination are detected, the measuring needles (3) and / or the measuring needle tips (4) are checked for their current position in the measuring system, misalignments of measuring needles (3) and / or measuring needle tips (4) are detected and by rotation and / or tilting of the measuring spider (1) or a rear-mounted support element by means of at least one Stellant misalignments in the current test operation are compensated with a position correction preceding a contacting process.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrischen Testen von Baugruppen, Chips auf Wafern oder sonstiger Komponenten, wobei das zu testende Objekt an Messnadelspitzen eines Messinstrumentes herangefahren wird, mit den Messspitzen kontaktiert wird und die Messung beginnt.The The invention relates to a method for electrical testing of assemblies, Chips on wafers or other components, where the object to be tested at measuring needle tips of a measuring instrument is moved, with the measuring tips is contacted and the measurement begins.
Die hauptsächliche Einsatzmöglichkeit ergibt sich im technischen Bereich von Geräten zum Inspizieren von Wafern bzw. darauf strukturierten Elementen. Beim elektrischen Wafertest werden mehrere auf einer Messspinne sitzende Messnadeln auf zur Messung vorgesehenen Kontaktpunkten, so genannten Pads, des oder der zu vermessenden Chips mechanisch aufgesetzt und anschließend wird bei elektrischer Kontaktierung die Funktion des Chips gemessen.The primary possible use arises in the technical field of devices for inspecting wafers or elements structured thereon. At the electrical wafer test be on a measuring spider sitting needles on the Measurement provided contact points, so-called pads, or the chips to be measured mechanically placed and then measured at electrical contacting the function of the chip.
Zum Kontaktieren wird der Wafer angehoben und gegen die Messnadeln gedrückt, bzw. es wird die die Messnadeln in der Messspinne enthaltene Vorrichtung auf den Wafer abgesenkt. Bei sogenannten Kontaktfahrten verfahren Messeinheit und Prüfling bzw. Chuck im Wesentlichen unter Beibehaltung der parallelen gegenseitigen Ausrichtung.To the Contact the wafer is raised and pressed against the measuring needles, or it becomes the device containing the measuring needles in the measuring spider lowered to the wafer. Proceed in so-called contact journeys Measuring unit and test piece or Chuck essentially while maintaining the parallel mutual Orientation.
Es steht im Vordergrund, bei Prüfvorgängen ein gleichzeitiges Aufsetzen sämtlicher Messnadelspitzen auf die hierfür vorgesehenen Kontaktpunkte zu erreichen. Falls diese Bedingung nicht gegeben ist, treten bei den beispielsweise zu früh aufgesetzten Messnadeln höhere mechanische Spannungen auf als bei den zum Schluss aufgesetzten Messnadeln. Gefordert ist jeweils die Kontaktierung sämtlicher Messnadeln einer Gruppe bei einer Messung. Somit kann im schlechtesten Fall ein Nadelausfall stattfinden, indem eine der zu früh aufgesetzten Nadeln mechanisch bricht. Bei einer Überdehnung von Messnadeln können auch Schädigungen der Chipoberfläche entstehen.It is in the foreground, during testing simultaneous placement of all Measuring needle tips on this to achieve intended contact points. If this condition is not is given occur in the example too early patch needles higher mechanical Tension on than at the end attached needles. In each case, the contacting of all measuring needles of a group is required during a measurement. Thus, in the worst case, a needle failure take place by one of the too early patched needles mechanically breaks. In case of overstretching of measuring needles also damages the chip surface arise.
Schlecht justierte Messspinnen erfordern eine längere Kontaktfahrt, d. h. einen längeren Weg, bis der Kontakt aller Messnadeln hergestellt ist.Bad adjusted spiders require a longer contact travel, d. H. one longer Way, until the contact of all measuring needles is established.
Durch längere Verfahrwege der zu kontaktierenden Partner ist eine entsprechend größere Zeit für derartige Kontaktfahrten einzurechnen. Gut justierte Messnadeln erfordern kürzere Wege und es wird jede Kontaktfahrt kürzer sein, wenn die entsprechenden Justierungen exakt ausgeführt sind oder reproduzierbar für eine Vielzahl von Testvorgängen abrufbar sind. Somit wird die Summe der Messzeiten für den gesamten Wafertest bzw. für die Vielzahl von prozessierten Elementen verkürzt. Aufgrund ungenügend ebener Wafer, Wafer-Chuck-Systeme oder verbogener Messnadeln kann es zu einem frühzeitigen Aufsetzen vereinzelter Messnadeln kommen.By longer Trajectories of the partners to be contacted is a corresponding greater time for such Include contact trips. Require well adjusted measuring needles shorter Paths and it will be shorter each contact trip, if the corresponding Adjustments exactly executed are or reproducible for a variety of testing are available. Thus, the sum of the measurement times for the entire Wafer test or for the number of processed elements is shortened. Due to insufficient level Wafers, wafer chuck systems or bent measuring needles can cause it an early touchdown isolated needles come.
Bisher war es notwendig, dass in bestimmten zeitlichen Intervallen Messnadeln unter einem Mikroskop manuell einzujustieren waren, so dass der Einbau einer Messspinne in ein entsprechendes Prüfsystem und entsprechend weitere Apparaturen zu einer optimalen Ausrichtung der Messnadelspitzen führte. Zusätzlich konnte der Weg zur Kontaktierung zwischen Messnadelspitzen und elektronischem Bauelement mit einem Übermaß versehen sein, so dass sichergestellt ist, dass bei nicht optimaler Ausrichtung der Messnadeln auch die am weitesten vom elektronischen Bauelement entfernte Messnadel kontaktiert wird. Dies ist jedoch mit dem Nachteil verbunden, dass die zuerst kontaktierte Nadel bis zum Abschluss des Vorgangs mit einer wesentlichen Kraft angedrückt wird, die unter Umständen zum Bruch einer Nadel führen kann. Da die Geschwindigkeiten mit denen Prüflingen und Messsystem gegeneinander zur Kontaktierung verfahren werden sehr hoch sind existiert bisher keine Überwachung für Messnadeln während der Prüfvorgänge.So far it was necessary that at certain time intervals measuring needles manually adjusted under a microscope, so that the Installation of a measuring spider in a corresponding test system and others Equipment led to an optimal alignment of the measuring needle tips. Additionally could the way to make contact between measuring needle tips and electronic component provided with an excess so that it is ensured that when not optimally aligned the measuring needles also the furthest from the electronic component remote measuring needle is contacted. This is however with the disadvantage connected that first contacted needle until completion of the process is pressed with a substantial force, which may be to Lead breakage of a needle can. Since the speeds with which test specimens and measuring system against each other Contacting procedures are very high so far there is no monitoring for measuring needles during the Testing procedures.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Prüfen von elektronischen Baugruppen, Chips oder Wafern bereitzustellen, mit dem im Betrieb eine optimale Positionie rung sämtlicher Messnadeln auf zu prüfende Bauelemente, gewährleistet ist.Of the Invention is based on the object, a method for testing to provide electronic assemblies, chips or wafers, with the optimal positioning of all measuring needles during operation tested Components guaranteed is.
Die Lösung dieser Aufgabe geschieht durch die Merkmalskombination entsprechend Patentanspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen können den Unteransprüchen entnommen werden.The solution This task is done by the combination of features accordingly Claim 1. Advantageous embodiments can be taken from the subclaims become.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei automatisch aufgenommener Ist-Position der Nadeln eine erkannte Fehlpositionierung von Messnadeln oder deren Spitzen während des Prüfbetriebs durch entsprechende Nachstellung ausgleichbar ist. Der dazu eingesetzte optische Sensor beleuchtet die Messnadeln und/oder die Messnadelspitzen im ,Auflicht' durch die ringförmig ausgebildete Messspinne, die die Messnadeln hält, und von der den Messnadelspitzen gegenüberliegenden Seite hindurch. Zugleich wird von der gleichen Seite die Szene mit einer mindestens einzeiligen Zeilen-Kamera erfasst. Die Messnadeln und/oder die Messnadelspitzen werden auf ihre aktuelle Lage im Messsystem überprüft. Fehlstellungen von Messnadeln und/oder Messnadelspitzen werden ermittelt, und durch Drehung und/oder Verkippung der Messspinne oder eines nachgelagerten zugeordneten Stützelements der Messspinne mittels mindestens eines Stellantriebs im laufenden Prüfbetrieb mit einer zwischen Kontaktiervorgängen durchführbaren Lagekorrektur ausgeglichen.Of the Invention is based on the finding that when automatically recorded Actual position of the needles is a detected mispositioning of measuring needles or their tips during of the test operation is compensated by appropriate adjustment. The used for it optical sensor illuminates the measuring needles and / or the measuring needle tips in the incident light the ring-shaped trained spider holding the measuring needles and of the measuring needle tips opposite Page through. At the same time the scene is played from the same side an at least one-line line camera detected. The measuring needles and / or the measuring needle tips are checked for their current position in the measuring system. deformities of measuring needles and / or needle points are detected, and by Rotation and / or tilting of the measuring spider or of a downstream one associated support element the measuring spider by means of at least one actuator in the current test operation offset with a feasible between contacting operations position correction.
Die Positions- bzw. Lageprüfung bezieht sich auf die Messnadelspitzen und kann zugleich die Lage der Messnadelstellungen berücksichtigen. Idealerweise sollten die Messnadelspitzen einer Messspinne parallel zu einer Oberfläche eines Prüflings liegen, so dass bei parallelem gegenseitigem Zusammenfahren von Messsystemen bzw. Messnadelspitzen und Prüfling, wie Wafer, Chip oder Baugruppe, sämtliche Messnadelspitzen gleichzeitig auf entsprechenden Kontaktstellen aufsetzen. Somit sind vor einer Kontaktierung die Messnadelspitzen auf bestimmte Sollwerte einzustellen, die zum Teil erst unmittelbar vorher festgelegt werden.The position or attitude test refers to the measuring needle tips and can at the same time take into account the position of the measuring needle positions. ideally For example, the measuring needle tips of a measuring spider should lie parallel to a surface of a test object, so that in parallel mutual movement of measuring systems or measuring needle tips and DUT, such as wafer, chip or assembly, all measuring needle tips sit on the same contact points simultaneously. Thus, prior to contacting, the measuring needle tips must be set to specific nominal values, some of which are only determined immediately before.
Eine Optimierung der Objektbeleuchtung sieht vor, dass LED-Lichtquellen verwendet werden.A Optimization of object lighting provides that uses LED light sources become.
Die Justierung erfolgt dabei während des Betriebs, also während des Prüfens. Es wird sichergestellt, dass die Messnadeln mit ihren Messnadelspitzen nicht nur an der richtigen Stelle auf einem Prüfling aufsetzen, sondern dass die Messnadeln, die gemeinsam verfahrbar sind, und eine Messnadelgruppe bilden, bei jeder Kontaktierung optimal, d. h. gleichzeitig auf dem entsprechenden Prüfling aufsetzen.The Adjustment takes place during of the operation, that is during of testing. It ensures that the measuring needles with their needle points not just in the right place on a test object, but that the measuring needles, which are movable together, and a measuring needle group form optimally at each contact, d. H. at the same time the corresponding examinee put on.
Es ist vorteilhaft die Dauer und/oder die Länge einer Kontaktfahrt ein beim Aufsetzen der Messnadeln auf einer Prüflingsoberfläche erzeugtes Signal an eine Überwachungseinheit zu liefern. Abhängig von vorgegebenen Sollwerten wird eine Nachführung der Messnadellage zwischen zwei Kontaktierungen durchgeführt.It is advantageous the duration and / or the length of a contact trip produced when placing the measuring needles on a Prüflingsoberfläche Signal to a monitoring unit to deliver. Dependent from predetermined setpoints, a tracking of the measuring needle layer between two contacts carried out.
Im Folgenden werden anhand von begleitenden Figuren die Erfindung nicht einschränkende Ausführungsbeispiele beschrieben.in the The invention will not be described below on the basis of accompanying figures restrictive embodiments described.
In
In
Die
wesentlichen Bestandteile des optischen Sensors sind eine Beleuchtung,
die Kamera
Es
werden ständig,
beispielsweise als Bestandteil eines Messprogramms oder eines Justierprogramms,
mit Hilfe eines optischen Messsystems die Messnadelstellung und
die Lage der Messnadelspitzen im Prüfsystem analysiert und es wird
eine Korrekturgröße für Fehlstellungen
berechnet. Die Messkarte
Der
Chuck
Die Verstellbereiche liegen im μm-Bereich. Im Strahlengang des optischen Sensors kann mindestens ein Umlenkspiegel bzw. Strahlteiler enthalten sein. Maßgeblich für die parallele Ausrichtung ist die Oberfläche, beispielsweise eines Wafers oder eine Baugruppe. Die Lagekorrektur wird erst vorgenommen, wenn die Bildaufnahme nicht parallele Verhältnisse festgestellt hat.The Adjustment ranges are in the μm range. in the Beam path of the optical sensor can be at least one deflection mirror be included or beam splitter. Decisive for the parallel alignment is the surface, for example, a wafer or an assembly. The position correction is only made if the image acquisition is not parallel Has been established.
Mit der Online-Messnadelüberwachung kann eine Kontaktierfahrt überwacht werden. Es können Schädigungen elektrischer Bauelemente beim Kontaktieren auf ein Minimum reduziert werden. Die Geometrie unebener Chuckoberflächen oder keilförmiger Wafer lässt sich ohne zeitintensive vorherige Abtastung online erfassen und entsprechend nachregeln. Die Gesamtprozesszeit wird optimiert. Nadelschäden werden frühzeitig erkannt, wodurch die Produktivität erhöht wird.With the online measuring needle monitoring can a Kontaktierfahrt be monitored. Damage to electrical components when contacting can be reduced to a minimum. The geometry of uneven chuck surfaces or wedge-shaped wafers can be captured online without time-consuming prior sampling and readjusted accordingly. The overall process time is optimized. Needle damage is detected early, increasing productivity.
Claims (10)
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