DE102007053862B4

DE102007053862B4 - Prober zum Testen von Halbleitersubstraten mit EMI-Abschirmung

Info

Publication number: DE102007053862B4
Application number: DE102007053862A
Authority: DE
Inventors: Stojan Dr. Kanev; Hans-Jürgen FLEISCHER; Stefan Kreissig; Karsten Stoll; Axel Schmidt; Andreas Kittlaus
Original assignee: SUSS MicroTec Test Systems GmbH
Current assignee: FormFactor Beaverton Inc
Priority date: 2006-11-17
Filing date: 2007-11-09
Publication date: 2011-05-26
Anticipated expiration: 2027-11-10
Also published as: DE102007053862A1

Abstract

Prober zum Testen von Halbleitersubstraten, folgende Komponenten umfassend:
– einen Chuck zur Aufnahme der Halbleitersubstrate,
– eine Sondenhalterplatte aus einem elektrisch leitfähigen Material, auf welcher Sonden zur elektrischen Kontaktierung des zu testenden Halbleitersubstrats mittels Sondenhalterung angeordnet sind,
– zumindest ein Positionierungssystem, mit welchem das Halbleitersubstrat relativ zu den Sonden positionierbar ist,
– ein zumindest Chuck und Sondenanordnung umhüllendes, eine elektromagnetische Abschirmung bildendes Gehäuse und
– eine Vorrichtung zur Signalaufbereitung von Messsignalen des Halbleitersubstrats, die innerhalb des Gehäuses auf der Sondenhalterplatte angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Testen von Halbleitersubstraten, d. h. von Wafern und anderen elektronischen Halbleiterbauelementen, die zur Durchführung von Low-Current- und Low-Voltage-Messung geeignet ist.
Eine solche Anordnung, die dem Fachmann als Prober bekannt ist, weist für solche Tests ein Abschirmsystem auf, mit welchem die elektromagnetische Beeinflussung (EMI) der Messung der Halbleitersubstrate minimiert werden kann. Prober mit EMI-Abschirmung sind z. B. aus der DE 298 20 106 U1 , DE 202 21 050 U1 oder US 2005/0 110 508 A1 bekannt.
Für besondere Testaufgaben, insbesondere für die Messung sehr kleiner Ströme ist es erforderlich, Störeinflüsse auf die Messanordnung, welche die Messergebnisse verfälschen können, zu verhindern. Aus den oben zitierten Druckschriften ist es bekannt, die Baugruppe zur Aufnahme der Halbleitersubstrate einschließlich deren Positionierungseinheit sowie die Baugruppe zur Aufnahme und Positionierung der Sonden mit einem Gehäuse von den äußeren elektromagnetischen Einflüssen abzuschirmen. Die Schnittstellen nach außen stellen die Kabel zu den Steuerungs- und Auswertungseinheiten dar. Damit werden eine optische und eine elektromagnetische Abschirmung des Messequipments erzielt.
Das Problem derartiger kompakter Gehäuse ist jedoch die Zugänglichkeit zu einzelnen Komponenten, insbesondere zu den Positionierungseinheiten der Sonden und/oder des Chucks. In der US6 492 822 B2 sind deshalb Teile beider Positionierungseinheiten durch die Gehäusewandung nach außen geführt, so dass deren Manipulation ohne Öffnung des Gehäuses von außen möglich ist. Derartige Gehäuseeingänge erweisen sich jedoch als nachteilig, da sie eine Unterbrechung der Schirmung darstellen.
Aus der DE 196 38 816 A1 ist deshalb ein Prober bekannt, dessen Gehäuse so unterteilt ist, dass die Sondenhalterungen mit deren Positioniereinheiten durch Öffnen dieser Gehäuseabschnitte zugänglich sind, während der das Halbleitersubstrat unmittelbar umgebende Gehäuseabschnitt geschlossen bleibt.
Besonders problematisch erweist sich auch eine Abschirmung gegenüber niederfrequenten magnetischen Feldern. Eine solche NF-Abschirmung ist durch dickwandige Gehäuse aus ferromagnetischen Materialien zu erzielen. Zugänge durch solche Wandungen, wie aus der US 6 492 822 B2 bekannt, sind jedoch nicht realisierbar, ohne die Schirmung wesentlich zu schwächen. Auch das Gehäuse, das in der DE 196 38 816 A1 beschrieben ist und das grundsätzlich auch mit der erforderlichen Wandung ausführbar ist, gewährleistet nicht die erforderliche niederfrequente Abschirmung.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, einen Prober anzugeben, der eine variable EMI-Schirmung ermöglicht bei gleichzeitig guter Zugänglichkeit zu Komponenten des Probers.
Die Aufgabe wird durch einen Prober mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den bezogen Ansprüchen zu entnehmen.
Der beschriebene Prober stellt ein umfassendes und an verschiedene Anforderungen anzupassendes EMI-Abschirmsystem zur Verfügung. So werden in einer Ausgestaltung eine Vorrichtung zur Signalaufbereitung, z. B. zur Signalvorverarbeitung oder zur Signalverarbeitung in die EMI-Abschirmung einbezogen, indem die betreffende Vorrichtung in das Gehäuse integriert wird, so dass diese Vorrichtung in unmittelbarer Nähe zum Signaleingang anzuordnen sind. Damit sind sehr kurze Kabel zu Vorrichtungen zur Signalaufbereitung oder Signalverarbeitung und zu weiteren Schaltungskomponenten möglich. Außerdem sind solche Kabel in die Schirmung des Gehäuses integrierbar, welche außerhalb des Gehäuses als Antenne wirken und die Messung verfälschen können. Die Aufnahme von Komponenten und Kabeln in die Schirmung betreffen z. B. Signalvorverstärker, Impedanz-Analysator wie z. B. das 42941A, ein Impedanz Probe Kit, welches für Impedanz-Messungen und Impedanz-Analysen in einem weiten Frequenzbereich bis zu 110 MHz verwendbar ist, oder Vorrichtungen zur Einspeisung eines Bias-Signals, Schaltungseinrichtungen zur Schaltung des Guards, Verstärkungs- oder Signalverarbeitungseinrichtungen zur Messung des 1/f-Rauschens oder 1 mm-Kabel, die zur Verwendung für Hochfrequenzsignale einen definierten Aufbau aufweisen, usw.
Die Integration solcher oder vergleichbarer Vorrichtungen und deren Kabel in das EMI-Abschirmsystem erfolgt in einer solchen Weise, dass auch innerhalb des Systems eine gegenseitige Beeinflussung der Vorrichtungen und des Halbleitersubstrats minimiert werden kann.
Der vorgeschlagene Prober umfasst auch die Möglichkeit, das Abschirmsystem für die Abschirmung gegenüber niederfrequenten magnetischen Feldern zu konfigurieren. Eine solche Abschirmung wird durch Gehäuse oder Gehäuseabschnitte aus dickwandigen, ferromagnetischen Materialien erzielt.
Trotz des komplexen und variablen Abschirmsystems sind die einzelnen, während eines Messzyklus zu bedienenden Komponenten, wie z. B. die Positionierungseinheit des Chucks und gegebenenfalls auch der Sonden, zugänglich und eine Beobachtung des Halbleitersubstrats während der Messung möglich. Zu diesem Zweck ist das Gehäuse des Probers so unterteilt ist, dass die Sondenhalterungen mit deren Positioniereinheiten eigene Gehäuseabschnitte aufweisen, die weitere Komponenten oder Vorrichtungen aufnehmen können, die modular erweiterbar und durch Öffnen dieser Gehäuseabschnitte zugänglich sind, während der das Halbleitersubstrat unmittelbar umgebende Gehäuseabschnitt geschlossen bleibt.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt
1 einen Prober mit einem Gehäuse in einer frontalen Schnittdarstellung, wobei das Gehäuse durch eine Probenhalterplatte in zwei Gehäuseabschnitte unterteilt ist,
2 einen Prober gemäß 1 in einer seitlichen Schnittdarstellung, welche rückseitig durch einen weiteren Gehäuseabschnitt ergänzt ist und
3 eine perspektivische Draufsicht auf einen Gehäuseabschnitt eines Probers, welcher die Sonden einschließlich der Sondenhalterung umhüllt.
Eine in 1 dargestellte Ausführungsform eines Probers weist ein Gehäuse mit zwei Gehäuseabschnitten 2, 3 auf. In dem unteren der beiden Gehäuseabschnitte ist ein Chuck 5 angeordnet, auf dem ein Halbleitersubstrat 7 aufgelegt und gehalten ist. Als Chuck 5 wird allgemein eine besondere Haltevorrichtung für Halbleitersubstrate 7 verstanden, die auf deren besonderen mechanischen, elektrischen und geometrischen Anforderungen angepasst ist und entsprechend des Halbleitersubstrats 7 und des Test geeignete Haltemechanismes realisiert. Ein Chuck 5 umfasst regelmäßig eine Chuck-Positionierungseinheit 6, mit welcher der Chuck 5 in X-, Y- und Z-Richtung zu bewegen und um die Z-Achse in einem gewissen Winkelbereich drehbar ist. Der Chuck 5 einschließlich seiner Chuck-Positionierungseinheit 6 ist auf einer Grundplatte 1 des Probers montiert und seitlich von einer unteren Gehäusewandung 10 umgeben.
Dem Chuck 5 und gleichzeitig dem Halbleitersubstrat 7 gegenüberliegend ist eine Sondenhalterplatte 4 angeordnet, welche die untere Gehäusewandung 10 nach oben abschließt und somit den unteren Gehäuseabschnitt 2 bildet. Der untere Gehäuseabschnitt 2 umhüllt den Chuck 5, die Chuck-Positionierungseinheit 6 und das Halbleitersubstrat 7. Die untere Gehäusewandung 10, die Grundplatte 1 und die Sondenhalterplatte 4 bestehen aus einem elektrisch leitfähigen Material und realisieren, ggf. durch einen speziellen Aufbau des Chucks 5 ergänzt, die EMI-Abschirmung des Halbleitersubstrats 7.
Oberhalb der Sondenhalterplatte 4 erstreckt sich der obere Gehäuseabschnitt 3, dessen Wandung zum EMI-Abschirmung der darin angeordneten Komponenten ebenfalls aus elektrisch leitfähigem Material bestehen. Folglich unterteilt die Sondenhalterplatte 4 das Gehäuse des Probers in einen unteren Gehäuseabschnitt 2 und einen oberen Gehäuseabschnitt 3, wobei beide Gehäuseabschnitte eine EMI-Abschirmung zur Umgebung und zum jeweils anderen Gehäuseabschnitt realisieren. Die einzelnen Gehäuseteile und die Sondenhalterplatte sind über ihre Flächenkontakte miteinander elektrisch verbunden, so dass eine geschlossene Abschirmung erzielt wird.
In der Sondenhalterplatte 4 ist eine zentrale Öffnung 26 angeordnet, durch welche die Sonden 24, die auf der Sondenhalterplatte 4 mittels Probeheads 21 montiert sind, das Halbleitersubstrat 7 elektrisch kontaktieren. Als Probeheads 21 werden allgemein Halterungen verstanden, welche die Sonden entweder einzeln oder angeordnet auf so genannten Sondenkarten (Probecards) in ihrer definierten Position zur Sondenhalterplatte und zu den weiteren Sonden halten und die elektrische Verbindung zu den Sonden realisieren.
Die zentrale Öffnung 26 der Sondenhalterplatte 4 stellt eine Öffnung in der Abschirmung des unteren Gehäuseabschnitts 2 nach oben sowie des obern Gehäuseabschnitts nach unten dar. Diese Öffnung wird durch ein Schild 12 nahezu vollständig geschlossen, das sich zwischen der Sondenhalterplatte 4 und dem Halbleitersubstrat 7 erstreckt und lediglich in dem unmittelbaren Bereich der Kontaktierung des Halbleitersubstrats 5 durch die Sondenspitzen 25 eine Öffnung aufweist. Da das Schild 12 die Abschirmung beider hier aneinandergrenzender Gehäuseabschnitte 2, 3 ergänzt, besteht auch das Schild 12 aus einem elektrisch leitfähigen Material und ist mittels Abstandshalter 14 an der Sondenhalterplatte 4 montiert. In einer Ausgestaltung bestehen die Abstandshalter 14 aus elektrisch isolierendem Material.
Der obere Gehäuseabschnitt 3 wiederum ist durch einen Beobachtungsbereich 40 in zwei Teilabschnitte untergliedert, indem sich der Beobachtungsbereich 40 zentral und über die gesamte Tiefe (senkrecht zur Zeichnungsebene betrachtet) des oberen Gehäuseabschnittes erstreckt und gegenüber der oberen Gehäusewandung 30 bis nahe an die Sondenhalterplatte 4 abgesenkt ist. Der abgesenkte Beobachtungsbereich 40 wird zur Sondenhalterplatte 4 hin durch den abgesenkten Teil 31 der oberseitigen Gehäusewandung 30 begrenzt, der ungefähr parallel und mit einem solchen Abstand zur Sondenhalterplatte 4 verläuft, dass sich in diesem Abstand die Sonden 24 erstrecken können, ohne die Sondenhalterplatte 4 oder den besagten abgesenkten Teil 31 zu berühren.
Mit der Absenkung der Gehäusewandung im Beobachtungsbereich 40 wird die Beobachtung in der unmittelbaren Umgebung der Sondenspitzen 25 ermöglicht. Sofern gemäß einer weiteren Ausführungsform der abgesenkte Teil 32 deutlich größer ist als die zentrale Öffnung 26 der Sondenhalterplatte 4, ist bei paralleler Anordnung beider gegenüber liegender Komponenten und bei einem geringen Abstand zwischen beiden sowie bei geeigneten Druckverhältnissen im unteren Gehäuseabschnitt 2 ein Strömungswiderstand realisierbar, der im Falle der Öffnung eines oberen Gehäuseabschnitts 3 eine mögliche Luftströmung von der Gehäuseöffnung zum Halbleitersubstrat 7 und damit dessen Befeuchtung oder Verunreinigung infolge der Luftströmung minimiert.
Der abgesenkte Teil 31 der oberseitigen Gehäusewandung 30 weist in einer Ausgestaltung eine Beobachtungsöffnung 41 auf. Die Beobachtungsöffnung 41 erstreckt sich oberhalb des Bereichs, in dem die Sondenspitzen 25 das Halbleitersubstrat 5 kontaktieren, und somit oberhalb der Öffnung des Schilds 12 und der zentralen Öffnung 26 der Sondenhalterplatte 4. Zum Schließendes oberen Gehäuseabschnitts 3 in dem Beobachtungsbereich 40 ist die Beobachtungsöffnung 41 wiederum durch eine Abdeckplatte 42 verschlossen, durch welche in einer weiteren Ausgestaltung das Objektiv eines Mikroskops 43 geführt ist. Mittels des Mikroskops 43 ist die Herstellung des Kontakts zwischen Sondenspitzen 25 und Halbleitersubstrat 5 sowie dessen Beibehaltung während des Tests zu beobachten.
Seitlich ist der Beobachtungsbereich 40 zu den beiden angrenzenden Teilabschnitten des oberen Gehäuseabschnitts 3 durch einen weiteren, winklig zur oberseitigen Gehäusewandung 30 verlaufenden Teil der Gehäusewandung begrenzt, der den Zwischenraum zwischen der oberseitigen Gehäusewandung 30 und dessen abgesenkten Teil 31 verschließt und im Folgenden als Abkantung 32 bezeichnet sein soll. Folglich wird jeder der beiden oberen Gehäuseabschnitte 3 durch seitliche 31 und oberseitige Gehäusewandungen 30 sowie durch eine Abkantung 32 und die Sondenhalterplatte 4 gebildet.
Beide obere Gehäuseabschnitte 3 umfassen jeweils eine Gruppe von Probeheads 21. Jedes Probehead 21 nimmt eine Sonde 24 auf und umfasst eine Sonden-Positionierungseinheit 22, vorliegend Mikrometerschrauben, mit der jede Sonde 24 einzeln in X-, Y- und Z-Richtung fein positionierbar ist. In alternativen Ausgestaltungen des Probers können anstelle der Mikrometerschrauben andere, auch elektrisch angetriebene Mittel zur Positionierung der Sonden 24 angeordnet sein oder die Sonden 24 sind selbst nicht beweglich, so dass die Kontaktierung des Halbleitersubstrats 7 durch die Sonden 24 mittels einer Zustellbewegung erfolgt, die durch die Chuck-Positionierungseinheit 6 oder durch eine Bewegung der gesamten Sondenhalterplatte 4 ausgeführt wird.
Die beiden Gruppen der Probeheads 21 sind beidseits der zentralen Öffnung 26 der Sondenhalterplatte 4 und somit in jeweils einer der oben beschriebenen oberen Gehäuseabschnitte 3 angeordnet. Unmittelbar neben jeder Gruppe von Probeheads 26 und damit innerhalb eines jeden oberen Gehäuseabschnitts 3 ist je eine Vorrichtung zur Signalaufbereitung 27 auf der Sondenhalterplatte 4 angeordnet. Während z. B. mit einer Signalverarbeitungseinheit die von dem Halbleitersubstrat 7 abgegriffenen Signale zumindest in einem ersten Schritt auswertbar sind, erfolgen mit einer Signalvorverarbeitungseinheit verschiedene erste Bearbeitungen des Messsignals, mit denen das Messsignal für die Weiterleitung und weitere Verarbeitung vorbereitet, jedoch qualitativ nicht verändert wird. Solche vorverarbeitende Maßnahmen sind z. B. eine Filterung oder eine Vorverstärkung. Jede Vorrichtung zur Signalaufbereitung 27 ist über einen Verbinder 29 mit außerhalb des Gehäuses angeordneten und nicht näher dargestellten Messanordnungen oder Auswertungseinrichtungen verbunden, wobei der Gehäusedurchgang mittels geeigneter, die EMI-Abschirmung an die externen Einrichtungen anpassenden Kontakte realisiert ist. Es ist selbstverständlich, dass sich alternativ auch mehrere Vorrichtungen zur Signalaufbereitung 27 im oberen Gehäuseabschnitt befinden können.
Eine weitere Ausgestaltung des Probers umfasst eine Remoteschnittstelle zur Übertragung von Daten und Signalen von und zu einem externen Computer. Je nach Art und Umfang des Tests des Halbleitersubstrats 7, der Ausstattung der Probeheads, z. B. mit einer Sonden-Positionierungseinheit 22 oder weiteren Anforderungen an die Steuerung des Tests sind über die Remoteschnittstelle die Kontaktierung des Halbleitersubstrats 7, eine Signalbeaufschlagung oder ein Signalabgriff, verschieden Verarbeitungsstufen der Signale und gewonnenen Daten von dem externen Computer aus steuerbar und vorzunehmen.
Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung sind die einzelnen Gehäuseabschnitte 2, 3 getrennt voneinander zu öffnen. Der Anschluss und die Gestaltung der beiden oberen Gehäuseabschnitte 3 ist dabei so ausgebildet, dass jeder obere Gehäuseabschnitt 3 für sich und auch der gesamte, oberhalb der Sondenhalterplatte befindliche Gehäuseabschnitt 3 zu öffnen ist, so dass sowohl jede Probeheadgruppe für sich als auch die gesamte Sondenanordnung frei zugänglich sind. Die Öffnung eines der beiden oberen Gehäuseabschnitte 3 erfolgt mittels der oberseitigen Gehäusewandung 30, die als schwenkbare Klappe 34 ausgeführt ist mit der oberen Kante einer der seitliche Gehäusewandungen 31 als Drehachse. Zu diesem Zweck ist zumindest eine der seitlichen Gehäusewandungen 31 mit der Sondenhalterplatte 4 verbunden und feststehend. Um die Zugänglichkeit der Sonden 24 und der Probeheads 21 zu erzielen, ist die Abkantung 33 mit der angrenzenden oberseitigen Gehäusewandung 30 verbunden und somit Teil der Klappe 34.
Sofern entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der Gehäusewandung auch der vordere, d. h. dem Betrachter der 1 zugewandte Teil der seitlichen Gehäusewandung 31 mit der Klappe 34 verbunden ist (2), wird durch das Öffnen der Klappe 34 eines der beiden oberen Gehäuseabschnitte 3 die darin befindlichen Probeheads 21 und gegebenenfalls die Vorrichtung zur Signalaufbereitung 27 von drei Seiten frei zugänglich.
Mit den beiden verbleibenden, feststehenden seitlichen Gehäusewandungen 31, der hinteren und der vom Beobachtungsbereich 30 abgewandten, stehen fixe Bauteile zur Aufnahme von Scharnieren 35 (2) zum Schwenken der Klappe 34 und zur Aufnahme von Verbindern 29 zum Anschluss von Kabeln zur Verfügung. Damit sind die Komponenten innerhalb des oberen Gehäusesabschnitts 3, z. B. zur Positionierung und zum Wechsel von Sonden 24, frei zugänglich und ein vibrationsfreies Öffnen und Schließen der Klappen sowie verschiedene elektrische Anschlüsse der Komponenten des Probers von außen herstellbar. Lediglich zur besseren Übersicht sind in 1 und 2 die feststehenden Teile der Gehäusewandung mit einer größeren Dicke und mit Schraffur gekennzeichnet, ohne dass das Material und der Aufbau dieser Teile von den beweglichen, der Öffnung des Gehäuses dienenden Teile abweichen muss.
Darüber hinaus gestattet die Ausführung der Wandung des oberen Gehäuseabschnitts 3 im Beobachtungsbereich 30 auch das Entfernen des beide Gehäuseabschnitte 3 verbindenden abgesenkten Teils 32 der oberseitigen Gehäusewandung 30, so dass die gesamte Anordnung auf der Sondenhalterplatte 4 frei zugänglich ist. Die Ausführung des abgesenkten Teils 32 kann in Form eines schwenkbaren Deckels ausgeführt sein, der aufklappbar ist, wenn die beiden daran anschließenden Klappen 34 geöffnet sind. Alternativ ist es auch möglich, den abgesenkten Teil 32 lösbare Platte zu gestalten, die im Bedarfsfall vollständig entfernt werden kann.
Sofern zur Beobachtung das Objektiv eines Mikroskops 43 nah an die Sondenspitzen 25 heranzuführen ist, kann in einer weiteren Ausgestaltung die oben beschriebene Abdeckplatte 42, welche die eine Beobachtungsöffnung 41 im abgesenkten Teil 32 verschließt, mit dem Mikroskop 43 verbunden sein, so dass bei einem Anheben des Mikroskops 43 diese Abdeckplatte 42 so weit mit angehoben wird, dass die weiteren zu öffnenden Teile der Gehäusewandung geschwenkt oder entfernt werden können.
Die verschiedenen Bauteile des Gehäuses des Probers sind unabhängig von ihrer Funktion stets so ausgeführt und schließen so an die benachbarten beweglichen oder fixen Bauteile an, dass die entsprechenden Abschnitte des Gehäuses lichtdicht sind, wodurch mit der beschriebenen Prober auch solche Test an Halbleitersubstraten 7 durchführbar sind, bei denen besondere Anforderungen an die optischen Testparameter gestellt sind.
2 zeigt einen Prober, dessen Aufbau im Wesentlichen dem in 1 dargestellten vergleichbar ist. Die Ausführung des vorderen, d. h. in der 1 linken, mit der Klappe 34 verbundenen Teils der seitlichen Gehäusewandung 31 mit einem schrägen Anstieg dient lediglich der besseren Bedienung des Klappenverschlusses 36 und kann in Abhängigkeit von der Gestaltung des gesamten Gehäuses selbstverständlich auch eine abweichende Gestaltung aufweisen.
Die über der Sondenhalterplatte 4 befindlichen oberen Gehäuseabschnitte 3 des Probers gemäß 2 sind durch zumindest einen weiteren ergänzt, der rückseitig angeordnet ist und weitere Messtechnik oder Komponenten zur Signalaufbereitung aufnehmen kann. Auch dieser obere Gehäuseabschnitt 3 ist durch eine Klappe 34 zu öffnen, die durch die oberseitige Gehäusewandung 30 und einen Teil der seitlichen, dem Mikroskop abgewandten Gehäusewandung 31 (in 2 nicht ersichtlich) gebildet ist. Auch die Wandung, die jenen ergänzenden oberen Gehäuseabschnitt 3 umschließt, kann aus elektrisch leitfähigem Material bestehen, um auch diesen Gehäuseabschnitt in das EMI-Abschirmsystem einzubeziehen und gleichzeitig eine Abschirmung gegenüber den benachbarten Gehäuseabschnitten zu realisieren.
In der Ausführungsform gemäß 2 ist eine Vorrichtung zur Signalaufbereitung 27 nicht in jenem oberen Gehäuseabschnitt 3, welcher die Probeheads 21 umfasst, sondern in dem ergänzten, rückseitigen oberen Gehäuseabschnitt 3 angeordnet. Sofern es sich bei dieser Vorrichtung 27 z. B. um einen Impedanz Analyzer handelt, ist die Abschirmung dieses ergänzten oberen Gehäuseabschnitts 3 durch eine ferromagnetische Wandung größerer Dicke ausgeführt.
In weiteren Ausgestaltungen kann das Gehäuse des Probers durch weitere Abschnitte ergänzt und in weitere Abschnitte untergliedert werden, um das Gehäuse und damit auch das EMI-Abschirmsystem den Anforderungen verschiedener Tests variabel anzupassen. So kann auch die Art der Abschirmung gezielt an die umhüllten Komponenten angepasst werden und z. B. einzelne Gehäuseabschnitte gegenüber hochfrequenten Störfeldern oder gegenüber niederfrequenten magnetischen Feldern geshieldet sein. In einer weiteren Ausgestaltung sind verschiedene Ergänzungen oder Unterteilungen der Gehäusewandung lösbar gestaltet, so dass das Gehäuse modulartig durch den Anwender des Probers selbst modifizierbar ist.
3 zeigt eine perspektivische Darstellung von zwei über einer Sondenhalterplatte 4 angeordneten oberen Gehäuseabschnitten 3 eines Probers mit einem dazwischen befindlichen Beobachtungsbereich 40, wie zu 1 beschrieben. Im Beobachtungsbereich 40 ist in der dargestellten Ausführungsform ein Mikroskop 43 mit einer Kamera zur Aufnahme der Kontaktierung des Halbleitersubstrats 7 durch die Sondenspitzen 25 kombiniert.
Bezugszeichenliste

1: Grundplatte
2: unterer Gehäuseabschnitt
3: oberer Gehäuseabschnitt
4: Sondenhalterplatte
5: Chuck
6: Chuck-Positionierungseinheit
7: Halbleitersubstrat
10: untere Gehäusewandung
12: Schild
21: Probehead
22: Sonden-Positionierungseinheit
24: Sonde
25: Sondenspitze
26: zentrale Öffnung
27: Vorrichtung zur Signalaufbereitung
29: Verbinder
30: oberseitige Gehäusewandung
31: seitliche Gehäusewandung
32: abgesenkter Teil der oberseitigen Gehäusewandung
33: Abkantung
34: Klappe
35: Scharnier
36: Klappenverschluss
40: Beobachtungsbereich
41: Beobachtungsöffnung
42: Abdeckplatte
43: Mikroskop

Claims

Prober zum Testen von Halbleitersubstraten, folgende Komponenten umfassend: – einen Chuck zur Aufnahme der Halbleitersubstrate, – eine Sondenhalterplatte aus einem elektrisch leitfähigen Material, auf welcher Sonden zur elektrischen Kontaktierung des zu testenden Halbleitersubstrats mittels Sondenhalterung angeordnet sind, – zumindest ein Positionierungssystem, mit welchem das Halbleitersubstrat relativ zu den Sonden positionierbar ist, – ein zumindest Chuck und Sondenanordnung umhüllendes, eine elektromagnetische Abschirmung bildendes Gehäuse und – eine Vorrichtung zur Signalaufbereitung von Messsignalen des Halbleitersubstrats, die innerhalb des Gehäuses auf der Sondenhalterplatte angeordnet ist.
Prober zum Testen von Halbleitersubstraten nach Anspruch 1, wobei eine Remoteschnittstelle zur Übertragung von Daten und Signalen von und zu einem externen Computer angeordnet ist.
Prober zum Testen von Halbleitersubstraten nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Vorrichtung zur Signalaufbereitung in unmittelbarer Nähe der Sonden angeordnet ist.
Prober zum Testen von Halbleitersubstraten nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse durch die Sondenhalterplatte in zumindest zwei Gehäuseabschnitte unterteilt ist, von denen ein Gehäuseabschnitt, im Folgenden als Sondengehäuse bezeichnet, die Sondenanordnung, d. h. die Sonden einschließlich deren Sondenhalterung, vollständig umhüllt, und wobei das Sondengehäuse unabhängig von dem anderen Gehäuseabschnitt derart zu öffnen ist, dass durch die Öffnung des Sondengehäuses wahlweise ein Teil der Sondenanordnung oder die gesamte Sondenanordnung zugänglich ist und zumindest ein Abschnitt der an die Sondenhalterung angrenzenden Wandung des Sondengehäuses nicht an der Öffnung des Sondengehäuses teilhat.
Prober zum Testen von Halbleitersubstraten nach Anspruch 4, wobei das Sondengehäuse einen Beobachtungsbereich mit einer Beobachtungsöffnung zur Beobachtung der Sondenspitzen im Kontakt mit dem Halbleitersubstrat aufweist, wobei der Beobachtungsbereich gegenüber der umgebenden Gehäusewandung in Richtung der Sondenspitzen abgesenkt ist und zumindest ein Teil der den Beobachtungsbereich umgebenden Gehäusewandung mit dem daran angrenzenden, absenkenden Abschnitt der Gehäusewandung eine zu öffnende Klappe des Sondengehäuses bildet, so dass bei Öffnung der Klappe zumindest ein Teil der Sondenanordnung zugänglich ist.
Prober zum Testen von Halbleitersubstraten nach Anspruch 5, wobei der abgesenkte Bereich der Gehäusewandung parallel zur Sondenhalterplatte und mit einem solchen minimalen Abstand zu ihr angeordnet ist, dass sich die Sonden zwischen der Sondenhalterplatte und dem abgesenkten Bereich der Gehäusewandung erstrecken ohne eines von beiden zu berühren.
Prober zum Testen von Halbleitersubstraten nach Anspruch 5, wobei der Beobachtungsbereich im Bereich der Sondenspitzen eine Öffnung aufweist, die durch eine Abdeckplatte abgedeckt ist, die auf der umgebenden Gehäusewandung aufliegt.
Prober zum Testen von Halbleitersubstraten nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei zumindest ein Gehäuseabschnitt gegenüber zumindest einem anderen Gehäuseabschnitt die Abschirmung aufweist, die auch das gesamte Gehäuse gegenüber der äußeren Umgebung aufweist.
Prober zum Testen von Halbleitersubstraten nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei die Vorrichtung zur Signalaufbereitung in einem separaten, allseitig umschlossenen und zu öffnenden Gehäuseabschnitt angeordnet ist, welcher von besagtem Sondengehäuse getrennt und ihm gegenüber elektromagnetisch abgeschirmt ist.
Prober zum Testen von Halbleitersubstraten nach Anspruch 9, wobei der separate Gehäuseabschnitt eine von dem übrigen Gehäuse abweichende Abschirmung aufweist.
Prober zum Testen von Halbleitersubstraten nach Anspruch 9, wobei zumindest ein Gehäuseabschnitt gegenüber zumindest einem anderen Gehäuseabschnitt die Abschirmung aufweist, die auch das gesamte Gehäuse gegenüber der äußeren Umgebung aufweist.
Prober zum Testen von Halbleitersubstraten nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse eine Abschirmung niederfrequenter magnetischer Felder realisiert.
Prober zum Testen von Halbleitersubstraten nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse lichtdicht ausgeführt ist.
Prober zum Testen von Halbleitersubstraten nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Sondenhalterung eine Sonden-Positionierungseinheit umfasst.
Prober zum Testen von Halbleitersubstraten nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse in zueinander abgeschlossene Funktionsabschnitte unterteilt ist und die einzelnen Funktionsabschnitte lösbar zueinander montiert sind.