DE102008045726B4 - Tester - Google Patents
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Abstract
Prüfvorrichtung (3, 4, 5, 3', 4', 5') zum Übertragen von Prüfsignalen von einem Prüfgerät zu einem IC-Wafer zum Erfassen von elektrischen Eigenschaften des IC-Wafers, wobei die Prüfvorrichtung (3, 4, 5, 3', 4', 5') umfasst: ein Gestell (30, 30', 80'), wobei das Gestell (30, 30', 80') eine obere Oberfläche (301) und eine der oberen Oberfläche abgewandte untere Oberfläche (302) aufweist, wobei das Gestell (30, 30', 80') ein erstes Stützelement (36, 31', 81') und ein zweites Stützelement (35, 32', 82') umfasst, das durch das erste Stützelement umgeben wird, worin das erste Stützelement des Gestells (30, 30', 80') mindestens einen Ringbereich (32) und mehrere radiale Rippen (33) umfasst, worin das Gestell mehrere Lücken (33') umfasst, die zwischen dem ersten Stützelement und dem zweiten Stützelement vorliegen, eine Leiterschicht (40, 45, 70, 40', 45'), die an der oberen Oberfläche des Gestells (30, 30', 80') angebracht ist und an dem ersten Stützelement gestützt wird, wobei die Leiterschicht (40, 45, 70, 40', 45') mehrere Prüfkontakte (41, 45, 70, 40', 45') für eine elektrische Verbindung mit dem Prüfgerät umfasst, wobei der Querschnittsbereich der Anordnung des mindestens einen Ringbereichs und der radialen Rippen dem transversalen Querschnittsbereich der Leiterschicht (40, 45, 70, 40', 45') entspricht und mit einer horizontalen Oberfläche der Leiterschicht (40, 45, 70, 40', 45') in Kontakt gehalten wird, eine Fühleranordnung (50, 55, 80, 50', 70', 90'), wobei die Fühleranordnung (50, 55, 80, 50', 70', 90') mehrere elektrisch isolierte Fühlerhalter (51, 82, 52', 720', 71', 91', 92', 93') umfasst, die an dem zweiten Stützelement gestützt werden und wobei mehrere Fühler (53, 56, 54', 722', 94') in dem Fühlerhalter (51, 82, 52', 720', 71', 91', 92', 93') fest angebracht sind, wobei jeder der Fühler (53, 56, 54', 722', 94') eine Spitze aufweist, die unterhalb des Fühlerhalters (51, 82, 52', 720', 71', 91', 92', 93') hängt, und mehrere Signalleitungen (60, 62, 65, 90, 60', 65'), die zwischen den Prüfkontakten (41, 45, 70, 40', 45') der Leiterschicht (40, 45, 70, 40', 45') und den Fühlern der Prüfvorrichtung (3, 4, 5, 3', 4', 5') elektrisch verbunden sind, wobei sich die Signalleitungen durch die Lücken erstrecken, um die Fühler (53, 56, 54', 722', 94') der Fühleranordnung zu verbinden.Test device (3, 4, 5, 3 ', 4', 5 ') for transmitting test signals from a tester to an IC wafer for detecting electrical properties of the IC wafer, wherein the test device (3, 4, 5, 3 ', 4', 5 ') comprises: a frame (30, 30', 80 '), wherein the frame (30, 30', 80 ') has an upper surface (301) and a lower surface (302 ), wherein the frame (30, 30 ', 80') comprises a first support element (36, 31 ', 81') and a second support element (35, 32 ', 82') which is surrounded by the first support element, wherein the first support member of the frame (30, 30 ', 80') comprises at least one annular portion (32) and a plurality of radial ribs (33), wherein the frame comprises a plurality of gaps (33 ') formed between the first support member and the second support member a conductor layer (40, 45, 70, 40 ', 45') attached to the upper surface of the frame (30, 30 ', 80') and supported on the first support element, where in the conductor layer (40, 45, 70, 40 ', 45') comprises a plurality of test contacts (41, 45, 70, 40 ', 45') for electrical connection to the tester, wherein the cross-sectional area of the arrangement of the at least one ring portion and the radial ribs corresponds to the transverse cross-sectional area of the conductor layer (40, 45, 70, 40 ', 45') and is held in contact with a horizontal surface of the conductor layer (40, 45, 70, 40 ', 45'), a sensor arrangement ( 50, 55, 80, 50 ', 70', 90 '), wherein the sensor arrangement (50, 55, 80, 50', 70 ', 90') comprises a plurality of electrically insulated sensor holders (51, 82, 52 ', 720', 71 ', 91', 92 ', 93') which are supported on the second support element and wherein a plurality of sensors (53, 56, 54 ', 722', 94 ') in the sensor holder (51, 82, 52', 720 ', 71', 91 ', 92', 93 ') are fixed, each of the sensors (53, 56, 54', 722 ', 94') having a tip which extends below the sensor holder (51, 82, 52 ', 720', 71 ', 91', 92 ', 93') depends, and a plurality of Sign lines (60, 62, 65, 90, 60 ', 65') connected between the test contacts (41, 45, 70, 40 ', 45') of the conductor layer (40, 45, 70, 40 ', 45') and the sensors of the test apparatus (3, 4, 5, 3 ', 4', 5 ') are electrically connected, the signal lines extending through the gaps to the sensors (53, 56, 54', 722 ', 94') to connect the sensor arrangement.
Description
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
1. Gebiet der Erfindung1. Field of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Testvorrichtung und insbesondere eine Messfühler- bzw. Prüfvorrichtung zum Testen von IC-Wafern.The present invention relates to a test apparatus, and more particularly to a probe apparatus for testing IC wafers.
2. Beschreibung des Standes der Technik2. Description of the Related Art
Wird ein IC-Wafer getestet, wird eine Prüfkarte zum Übertragen von Testsignalen von einem Prüfgerät zu einem IC-Wafer verwendet. Eine gewöhnliche Prüfkarte umfasst eine Platine zum Aufsetzen durch einen Prüfkopf eines Prüfgerätes und zum Aufnehmen bzw. Empfangen von Testsignalen von dem Prüfgerät, und mehrere Messfühler bzw. Sonden, die mit hoher Dichte im Mittenbereich der unteren Seite der Platine zum Übertragen von Testsignalen von der Platine zu dem zu untersuchenden IC-Wafer angeordnet sind. Nachdem die Fühler auf den elektronischen Komponenten des zu untersuchenden IC-Wafers aufgesetzt wurden, werden Testsignale von dem Prüfgerät zu den elektronischen Komponenten des IC-Wafers durch die Prüfkarte übertragen, und wobei erfasste Signale durch die Prüfkarte von den elektronischen Komponenten zur Analyse an das Prüfgerät zurück übertragen werden. Während des gesamten Testvorgangs auf der Waferebene beeinflusst der Weiterleitungs- bzw. Übertragungsschaltungsaufbau der Platine der Prüfkarte das Testergebnis stark. Entsprechend der Entwicklung der elektronischen Technologie für einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb muss der Testbetrieb unter einer Hochgeschwindigkeitsumgebung ausgeführt werden. Folglich muss die Gestaltung der Weiterleitungsschaltung den Erfordernissen für einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb entsprechen.When an IC wafer is tested, a probe card is used to transmit test signals from a tester to an IC wafer. An ordinary probe card includes a board for placement through a test head of a tester and for receiving test signals from the tester, and a plurality of high-density probes in the center region of the lower side of the board for transmitting test signals from the board are arranged to be examined IC wafer. After the probes have been mounted on the electronic components of the IC wafer to be examined, test signals are transmitted from the tester to the electronic components of the IC wafer through the probe card and signals detected by the probe card from the electronic components to the tester for analysis be transferred back. Throughout the wafer level testing process, the routing map of the probe board greatly affects the test result. According to the development of the electronic technology for high-speed operation, the test operation must be performed under a high-speed environment. Consequently, the design of the routing circuit must meet the requirements for high-speed operation.
Die
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Die vorliegende Erfindung wurde unter den gegebenen Umständen vollbracht. Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin eine Prüfvorrichtung bereitzustellen, die eine hohe strukturelle Festigkeit aufweist, wodurch eine Weiterleitungseigenschaft von hoher Qualität erhalten bleibt. Anders gesagt besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Prüfvorrichtung bereitzustellen, die den Beanspruchungen durch die zu testenden Wafern widersteht.The present invention has been accomplished under the given circumstances. The main object of the present invention is to provide a test apparatus having a high structural strength, thereby maintaining a high quality routing property. In other words, the object of the invention is to provide a test apparatus that will withstand the stresses of the wafers to be tested.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin eine Prüfvorrichtung bereitzustellen, die hohe Wirksamkeits- und geringer Kosteneigenschaften aufweist.Another object of the present invention is to provide a testing device that has high efficiency and low cost characteristics.
Noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin eine Prüfvorrichtung bereitzustellen, die die internen Signalleitungen vor äußerer Feuchtigkeit wirksam isolieren.Still another object of the present invention is to provide a test apparatus which effectively isolates the internal signal lines from external moisture.
Um diese und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung zu lösen, wird eine Prüfvorrichtung zum Übertragen von Testsignalen von einem Prüfgerät zu einem IC-Wafer bereitgestellt, um elektronische Eigenschaften des IC-Wafers zu testen bzw. zu prüfen. Die Prüfvorrichtung umfasst ein Gestell, wobei das Gestell eine obere Oberfläche und eine der oberen Oberfläche abgewandte untere Oberfläche aufweist, wobei das Gestell ein erstes Stützelement und ein zweites Stützelement umfasst, das durch das erste Stützelement umgeben wird, worin das erste Stützelement des Gestells mindestens einen Ringbereich und mehrere radiale Rippen umfasst, worin das Gestell mehrere Lücken umfasst, die zwischen dem ersten Stützelement und dem zweiten Stützelement vorliegen; eine Leiterschicht, die an der oberen Oberfläche des Gestells angebracht ist und an dem ersten Stützelement gestützt wird, wobei die Leiterschicht mehrere Prüfkontakte für eine elektrische Verbindung mit dem Prüfgerät umfasst, wobei der Querschnittsbereich der Anordnung des mindestens einen Ringbereichs und der radialen Rippen dem transversalen Querschnittsbereich der Leiterschicht entspricht und mit einer horizontalen Oberfläche der Leiterschicht in Kontakt gehalten wird; eine Fühleranordnung, wobei die Fühleranordnung mehrere elektrisch isolierte Fühlerhalter umfasst, die an dem zweiten Stützelement gestützt werden und wobei mehrere Fühler in dem Fühlerhalter fest angebracht sind, wobei jeder der Fühler eine Spitze aufweist, die unterhalb des Fühlerhalters hängt; sowie mehrere Signalleitungen, die zwischen den Prüfkontakten der Leiterschicht und den Fühlern der Prüfvorrichtung elektrisch verbunden sind, wobei sich die Signalleitungen durch die Lücken erstrecken, um die Fühler der Fühleranordnung zu verbinden. Setzt das Prüfgerät auf der Schaltungsschicht der Prüfvorrichtung von der oberen Seite auf, dann trägt das äußere Stützelement des Gestells diese Aufsetz- bzw. Auflagerungslast. Werden die Fühler des Fühlerhalters auf den elektronischen Komponenten eines zu prüfenden IC-Wafers aufgesetzt, dann trägt das mittig gelegnen Stützelement des Gestells die Auflagekraft von dem IC-Wafer. Folglich ist die hohe strukturelle Festigkeit des Gestells dazu geeignet, um eine beliebig äquivalente Schaltungsschicht und eine Prüfanordnungsstruktur zu stützen, die die Testsignale von dem Prüfgerät zu dem zu prüfenden IC-Wafer weiterleiten. Da die Schaltungsschicht weiterhin eine elektrisch isolierte Materialstruktur aufweist, bei der die Schichtdicke dünner ist als eine gewöhnliche herkömmliche mehrschichtige Leiterplatte, ist der Wanderungsweg von jedem durch die Schaltungsschicht verlaufenden Testsignal kurz, was das Problem einer Leckstromwirkung zwischen jeden zwei angrenzenden Weiterleitungssignalen, wie in den Gestaltungen des Standes der Technik gesehen, wirksam beseitigt und ebenfalls den Nachteil eines komplizierten Herstellungsprozesses der mehrschichtigen Leiterplatte der Gestaltung des Standes der Technik beseitigt.In order to achieve these and other objects of the present invention, there is provided a test apparatus for transmitting test signals from a tester to an IC wafer to test electronic properties of the IC wafer. The test apparatus comprises a frame, the frame having an upper surface and a lower surface facing away from the upper surface, the frame comprising a first support member and a second support member surrounded by the first support member, wherein the first support member of the frame is at least one Annular region and a plurality of radial ribs, wherein the frame comprises a plurality of gaps which exist between the first support member and the second support member; a conductor layer attached to the upper surface of the frame and supported on the first support member, the conductor layer comprising a plurality of test contacts for electrical connection to the tester, wherein the cross-sectional area of the array of the at least one annular region and the radial ribs is the transverse cross-sectional region corresponding to the conductor layer and held in contact with a horizontal surface of the conductor layer; a probe assembly, the probe assembly comprising a plurality of electrically insulated probe holders supported on the second support member and having a plurality of probes fixedly mounted in the probe holder, each of the probes having a tip suspended beneath the probe holder; and a plurality of signal lines electrically connected between the test contacts of the conductor layer and the probes of the test apparatus, the signal lines extending through the gaps to connect the probes of the probe assembly. When the tester is placed on the circuit layer of the test apparatus from the upper side, the outer support member of the rack carries this load. When the feelers of the probe holder are placed on the electronic components of an IC wafer to be tested, the centered support member of the frame carries the bearing force from the IC wafer. Consequently, the high structural strength of the rack is suitable for supporting any equivalent circuit layer and test layout structure that pass the test signals from the tester to the IC wafer to be tested. Further, since the circuit layer has an electrically insulated material structure in which the layer thickness is thinner than a conventional conventional multilayer printed circuit board, the migration path of each test signal passing through the circuit layer is short, causing the problem of leakage between each two adjacent relay signals as in the configurations As seen in the prior art, effectively eliminated and also eliminates the disadvantage of a complicated manufacturing process of the multilayer printed circuit board of the prior art design.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführliche Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention
In den
Das Gestellt
Die Schaltungsschicht
Die Fühleranordnung
Wie vorstehend angegeben, verwendet die Erfindung die steife Struktur des Gestells
Da weiterhin die Schaltungsschicht
Es sollte klar sein, dass die Strukturen der Schaltungsschicht
Wie weiterhin in
In
Für eine bessere Leistung bei einer Hochfrequenzanwendung stellt, wie in
Die Schaltungsschicht
The
Wenn die Prüfkontakte
Abgesehen von der Anwendung der Auslegerfühlerstrukturen der vorstehend erwähnten zwei Prüfvorrichtungen, kann auch die Prüfvorrichtung in der, in
Die Schaltungsschicht
The
Die Fühleranordnung
In gleicher Weise wie die vorstehenden ersten und zweiten Prüfvorrichtungen wird von der dritten Prüfvorrichtung
Die
Das Gestell
Die Schaltungsschicht
Die Auslegerfühleranordnung
Werden, hinsichtlich
Die Prüfvorrichtung
Es sollte klar sein, dass die Strukturen der Schaltungsschicht
In
Die
Die integrierte Fühleranordnung
Die MEMS Prüfvorrichtung kann weiterhin durch unmittelbares Ausbilden der MEMS Fühler
Wenn folglich die Schaltungsschicht
Die Prüfvorrichtung kann in der in
Die vertikale Fühleranordnung
The vertical sensor arrangement
Diese Prüfvorrichtung
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