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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Vermessung einer elektronischen Struktur im Terahertz- oder Sub-Terahertz-Bereich, welche Mittel zur beidseitigen Kontaktierung von ausgewählten Bereichen der elektronischen Struktur sowie Mittel zu Übertragung von elektrischen Signalen aufweist.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Vermessung einer elektronischen Struktur, bei welchem durch ein Mittel zur Kontaktierung mit ausgewählten Bereichen der elektronischen Struktur eine elektrische Verbindung hergestellt wird und eine Messung von Parametern der elektronischen Struktur erfolgt.
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Zur Ermittlung verschiedener Parameter von elektronischen Schaltungen, Schaltungsteilen oder einzelnen Bauelementen, wie beispielsweise eine sich mit der Frequenz ändernde Signalamplitude bei einer Signalübertragung, müssen Messungen durchgeführt werden.
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Diese zu vermessenden Schaltungen, Schaltungsteile oder Bauelemente werden in dieser Beschreibung als elektronische Struktur bezeichnet. Derartige elektronische Strukturen können beispielsweise auf einer Leiterplatte oder einem Wafer aufgebracht oder strukturiert sein.
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Als Mittel zur Kontaktierung werden beispielsweise Messspitzen eingesetzt, welche einen elektrischen Kontakt mit der elektronischen Struktur sowie auch eine Übertragung von Signalen ermöglichen.
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Unter den Mitteln zu Übertragung von elektrischen Signalen werden beispielsweise geeignete Leitungen und im Bereich hoher Frequenzen der zu übertragenden Signale sogenannte Hohlleiter verstanden.
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Der bisherige Stand der Technik basiert auf speziellen Messspitzen, welche im Folgenden als sogenannte „Probes“ bezeichnet werden. Mittels dieser Probes werden beispielsweise die Halbleiterstrukturen auf einem Wafer oder Bauelementestrukturen auf einer Leiterplatte kontaktiert, um Messungen an den ausgewählten elektronischen Strukturen vorzunehmen.
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Hierzu sind für eine vollständige Vermessung beispielsweise der Hochfrequenzeigenschaften der elektronischen Struktur stets zwei Messspitzen notwendig, die die zu vermessende Struktur beispielsweise von zwei sich gegenüberliegenden Seiten her kontaktieren. Dabei wird eine erste Messspitze auf einer ersten Seite der zu vermessenden Struktur und eine zweite Messspitze auf einer zweiten Seite der Struktur auf dem Wafer aufgesetzt, um einen Kontakt, also eine elektrische Verbindung mit der Struktur, herzustellen.
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Für eine anschließende Kalibrierung des Messaufbaus mitsamt den Messspitzen können verschiedene Verfahren verwendet werden, die zumeist alle auf die Vermessung einer oder mehrerer unterschiedlich langer Messleitungen auf dem Wafer zurückgreifen.
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Aus der
DE 20 1008 010 533 U1 geht eine Messeinheit mit Messspitzen und einem unmittelbar neben diesen angeordneten Messwandler hervor, wobei jede Messspitze jeweils als eine planare Leitung mit einem Kontakt ausgebildet ist, der Teil der planaren Leitung ist und mit einem ersten Ende der planaren Leitung verbunden ist. Das zweite Ende der planaren Leitung ist mit einer Hohlleitung verbunden, um das von der Messspitze erfasste Messsignal zum Messwandler zu übertragen.
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In der
DE 202008 010 533 U1 wird eine kontaktlose Schleifensonde zum Auskoppeln eines HF-Signals mit einer Koppelstruktur als HF-Wellenleiter beschrieben. Die Koppelstruktur umfasst eine Planarleitung mit einem Innenleiter und einem Außenleiter oder alternativ einen Koaxialleiter mit einem Innenleiter und einem Außenleiter.
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Weiterhin wird in der
US 6 798 223 B2 eine Vorrichtung zum Testen von drahtlosen HF-Geräten beschrieben, bei der mehrere Prüfspitzen in zwei Reihen von oben senkrecht nebeneinander, sowie eine Reihe von Prüfspitzen jeweils schräg seitlich mit einem Chipträger kontaktiert werden.
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In der
US 2009/0079451 A1 wird eine HF-Messspitze beschrieben, bei der sich an einem halbsteifen Koaxialkabel eine Prüfspitze mit drei Kontaktspitzen befindet, wobei das Koaxialkabel mit einem Wellenleiter im Trägerkörper verbunden ist.
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Schließlich wird in der
US 2005/0264276 A1 eine Prüfspitzenanordnung mit variablem Abstand der Messkontakte beschrieben, die sich am vorderen Ende von Messarmen befinden, die im Gehäuse federnd befestigt sind.
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Dieser bekannte Stand der Technik weist die nachfolgend beschriebenen Nachteile auf.
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Die Abstandsvariation der Messspitzen beim Vermessen der unterschiedlich langen Messleitungen oder auch unterschiedlich großer Strukturen auf dem Wafer führt zu einem Messfehler durch ein Übersprechen der elektrischen Signale der Messspitzen zueinander, der nicht oder nur unvollständig beseitigt werden kann.
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Durch die empfindliche mechanische Platzierung der Messspitzen werden zwangsläufig Positionierungenauigkeiten verursacht. Dabei können die beiden Messspitzen sowohl einzeln als auch zueinander, beispielsweise in ihrem Abstand oder ihrer Flucht zueinander, ungenau platziert werden, was den gesamten Messfehler zusätzlich erhöht.
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Als Beispiele für eine ungenaue Einzelplatzierung ist sowohl der Winkel zum Wafer, als auch der Anpressdruck der Messspitze, zu nennen. Hierbei kann, bedingt durch das einzelne Aufsetzen der Messspitzen, eine Messspitze beispielsweise in eine Halbleiterstruktur 2 µm eindringen, während die zweite nur in einer Tiefe von 1 µm platziert wird. Außerdem kann ein zu tiefes Eindringen in die Struktur zu Zerstörungen führen.
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Zu Kontaktierungsproblemen mit einer Messspitze kann es auch für den Fall kommen, dass bei einem schrägen Aussetzen ein erster Kontakt der Messspitze beispielsweise eher eine leitende Verbindung herstellt als ein zweiter Kontakt derselben Messspitze. Dies ist unabhängig vom Problem der Platzierung der Messspitzen zueinander eine Fehlerquelle.
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Unabhängig von Fehlern bei der Platzierung der Messspitzen kann das spezielle Abstrahlverhalten der Messspitzen je nach Anwendung den Messfehler erhöhen.
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Außerdem ist für jeden zu vermessenden Frequenzbereich ein spezieller Satz Messspitzen mit zugehörigem Messequipment notwendig, um das eigentlich gemessene Signal weiterzuverarbeiten und für eine Darstellung im korrekten Frequenzbereich aufzuarbeiten.
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So sind für jeden Frequenzbereich abgestimmte Hohlleiter zur Signalführung, Mischer, die das gemessene Signal aus einem hohen Frequenzbereich auf den Anzeigebereich des Messgerätes heruntermischen, sowie Detektoren, beziehungsweise ein Netzwerkanalysator, als eigentliches Messgerät notwendig. Der Netzwerkanalysator oder andere geeignete Messgeräte werden genutzt, um beispielsweise ausgewählte Parameter der ausgewählten Struktur zu messen und in einem Frequenzspektrum bzw. einem Frequenzverlauf der ausgewählten Struktur darzustellen.
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Ein entsprechender Aufbau im Einzelnen und insbesondere mehrere Aufbauten zur Durchführung breitbandiger Messungen über mehrere Frequenzbereiche sind mit erheblichen finanziellen Aufwendungen verbunden. Der zeitliche Aufwand zum Aufbau des Messequipments zusammen mit den Messspitzen ist zudem hoch.
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Die oben beschriebenen Fehlermöglichkeiten führen dazu, dass eine mit dem Messaufbau vorgenommene Kalibrierung durch ein erneutes Platzieren der Messspitzen keine optimale Fehlerkompensation mehr ermöglichen kann.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung und ein Verfahren zur Vermessung einer elektronischen Struktur zu schaffen, mit der eine Vereinfachung bei einer Messdurchführung erreicht und die Genauigkeit der Messung verbessert wird.
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Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe bei einer Anordnung zur Vermessung einer elektronischen Struktur der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass ein Tastkopf vorgesehen ist, welcher zwei mit dem Tastkopf verbundene Messspitzen auf einer ersten und einer zweiten Seite aufweist, wobei die Messspitze jeder Seite mehrere parallel nebeneinander angeordnete planare Leitungen aufweist, die mit dem Tastkopf fest verbunden sind und in geschirmter Anordnung jeweils an einem ersten Ende einen oder mehrere Kontakte aufweisen, wobei die Kontakteder Messspitzen der ersten und zweiten Seite einen einstellbaren Abstand zueinander aufweisen und dass das jeweils andere Ende jeder planaren Leitung mittels eines Hohlleiterüberganges mit einem Hohlleiter der ersten oder zweiten Seite des Tastkopfes verbunden ist.
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Anstatt der typischerweise durch die Probes eingesetzten Messspitzen nach dem Stand der Technik werden im Rahmen der Erfindung erfindungsgemäße Messspitzen eingesetzt, welche auch als Bumps bezeichnet werden. Die Erfindung umfasst einen Tastkopf, welcher zumindest zwei dieser Messspitzen auf eine definierte Art und Weise anordnet und sicherstellt, dass der Abstand zwischen ihnen nicht unbeabsichtigt verändert wird. Zu diesem Zweck sind die Messspitzen zumindest mittelbar mit dem Tastkopf verbunden.
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Im Tastkopf sind darüber hinaus Strukturen vorgesehen, die das gemessene Signal von den erfindungsgemäßen Messspitzen ableiten und bereits weiterverarbeiten bzw. für die Darstellung aufbereiten. Auch Mittel zur Erzeugung eines bei einer Vermessung der elektronischen Struktur notwendigen Messsignals können im Tastkopf angeordnet sein.
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Durch die erfindungsgemäße Fixierung der Messspitzen mit dem Tastkopf wird sichergestellt, dass der Abstand zwischen ihnen sowie deren Flucht bei allen durchzuführenden Messungen an verschiedenen elektronischen Strukturen unverändert bleibt. Somit werden Fehler durch Abstandsvariationen und eine sich verändernde Flucht der Messspitzen zueinander minimiert.
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In einer Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass als Mittel zur Übertragung der elektrischen Signale nach dem Hohlleiterübergang mit dem Hohlleiter zumindest mittelbar weitere Mittel zur Übertragung von elektrischen Signalen zur Verbindung mit einer Messeinheit zur Auswertung der Messung angeordnet sind.
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Die Anordnung ermöglicht eine Übertragung von elektrischen Signalen von der elektronischen Struktur über die Kontakte der Messspitze, die planare Leitung, bis zu einem Hohlleiterübergang. Die Übertragung erfolgt weiter über einen Hohlleiter und weitere zur Signalübertragung geeignete Mittel bis hin zu einer Messeinheit, mittels welcher die durchgeführte Messung ausgewertet werden kann. Diese Auswertung liefert dann eine Bewertung der Parameter der zu vermessenden elektronischen Struktur.
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Zur Durchführung einer Messung muss die elektronische Struktur von zwei Seiten kontaktiert werden. Der erfindungsgemäße Tastkopf ist derart ausgeführt, dass auf einer ersten Seite des Tastkopfs eine erste Messspitze mit einem Kontakt und mit einer ersten planaren Leitung zur Übertragung von Signalen zur elektronischen Struktur hin und von dieser weg, fest mit dem Tastkopf verbunden, angeordnet ist. Auf einer der ersten Seite, beispielsweise gegenüberliegenden zweiten Seite, ist ebenfalls mit dem Tastkopf verbunden eine zweite Messspitze mit einem Kontakt und einer planaren Leitung angeordnet.
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Alternativ kann die zweite Seite auch rechts oder links von der ersten Seite beispielsweise in einem Winkel von 90 Grad liegen.
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Durch die feste Verbindung der beiden zur Messung notwendigen Messspitzen mit dem Tastkopf muss nur noch der Tastkopf über die zu vermessende elektronische Struktur bewegt werden und nicht mehr jede Messspitze einzeln. Somit bleibt der Abstand der Messspitzen wie auch der Kontakte zueinander unverändert und die Kontakte dringen bei der Kontaktierung gleich tief in die Struktur ein, da eine auf den Tastkopf ausgeübte Druckkraft gleichmäßig auf beide Kontakte verteilt wird.
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Vorgesehen ist, dass eine Messspitze mehrere Kontakte aufweist. Ebenso ist vorgesehen, dass eine Messspitze mehrere planare Leitungen aufweist. Sowohl die planaren Leitungen, wie auch die Kontakte, sind innerhalb einer Messspitze nebeneinander angeordnet. Eine typische Anzahl von Kontakten einer Messspitze kann beispielsweise bei drei liegen.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kontakte eine Kegelform oder Kugelform aufweisen.
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Vorgesehen ist, die Kontakte, mittels derer eine elektrische Verbindung zu der elektronischen Struktur hergestellt wird, in der Form eines Kegels, einer Kugel, eines Zylinders oder Quaders auszuführen. Beispielsweise bei der Ausführung der Kontakte als Zylinder ergibt sich eine kreisförmige Kontaktfläche zur Kontaktierung der Struktur, während sich bei einer Kegelform nur eine kleine spitz zulaufende Kontaktfläche ergibt.
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In einer besonderen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen den Messspitzen des Tastkopfs eine Blockade- oder Absorberschicht angeordnet ist.
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Zur Verringerung eines Übersprechens eines Signals von einer Messspitze auf der ersten Seite des Tastkopfs zu einer zweiten Messspitze auf der zweiten Seite des Tastkopfs, also einer unerwünschten gegenseitigen Beeinflussung, ist im Raum zwischen den Kontakten eine Schicht oder ein Bereich vorgesehen, welcher derartige elektrische Eigenschaften aufweist, dass das Übersprechen verringert wird. Eine derartige Schicht kann beispielsweise als Absorberschicht oder Blockadeschicht ausgeführt werden. Eine derartige Absorberschicht kann beispielsweise aus einem verlustbehafteten Dielektrikum bestehen. Eine derartige Blockadeschicht kann beispielsweise aus Aluminium oder Kupfer bestehen.
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In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass am Tastkopf ein Verstellmittel angeordnet ist, mit welchem der Abstand der mit dem Tastkopfs verbundenen Messspitzen zueinander verändert wird.
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Optional ist vorgesehen, den Tastkopf derart auszuführen, dass die feste Verbindung der Messspitzen sowie der zugehörigen Kontakte mit einer ersten und einer zweiten Seite erhalten bleibt und sich der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Seite einstellen lässt. Zu diesem Zweck ist am Tastkopf zwischen den Seiten ein Verstellmittel angeordnet, mit welchem der Abstand vor einer Messung an einer Struktur eingestellt wird. Somit kann eine Anpassung an verschiedene Größen verschiedener Strukturen erfolgen. Nach einer vorgenommenen Einstellung des benötigten Abstands der Kontakte bleibt diese Einstellung beispielsweise während einer nachfolgenden Messserie unverändert.
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In einer Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Hohlleiter mit einem reflexionsarmen Abschluss und/oder einem Richtkoppler und/oder einer Signalquelle verbunden ist.
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Der Tastkopf wird bevorzugt zur Durchführung von Messung an elektronischen Strukturen im Terahertz- oder Sub-Terahertz-Bereich eingesetzt. In diesen Frequenzbereichen kommen zur Signalübertragung statt üblicher elektrischer Leitungen sogenannte Hohlleiter zum Einsatz. Zur Vermeidung von ungewollten Veränderungen des zu übertragenden Signals, beispielsweise durch eine Reflexion des zu übertragenden Signals im Hohlleiter, ist vorgesehen, im Hohlleiter einen reflexionsarmen Abschluss anzuordnen.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Hohlleiter über den Richtkoppler mit einem zweiten Hohlleiter und/oder einem zweiten reflexionsarmen Abschluss und/oder einem Mischer verbunden ist.
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Zur Durchführung einer Messung an der elektronischen Struktur muss ein Signal von der Struktur über die Kontakte, die planare Leitung, den Hohlleiterübergang in den Hohlleiter und weiter bis zu einem Mess- oder Analysegerät übertragen werden. Zu diesem Zweck ist vorgesehen, das Signal vom Hohlleiter aus über einen Richtkoppler und einen weiteren Hohlleiter zu einem Mischer zu übertragen. In diesem Mischer kann eine Vorverarbeitung des Messsignals erfolgen, bevor das derart vorverarbeitete zum Signal zur Auswertung der Messung zum Mess- oder Analysegerät übertragen wird. Vorgesehen ist, alle genannten Bestandteile in den Tastkopf zu integrieren. Ausgehend vom Mischer wird das Signal beispielsweise über einen Hohlleiter und ein geeignetes Signalkabel zum Mess- oder Analysegerät weitergeleitet.
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Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe bei einem Verfahren zur Vermessung einer elektronischen Struktur der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das die Mittel zur Kontaktierung mit ausgewählten Bereichen mit zwei zueinander beabstandeten mit Kontakten versehenen einer ersten und einer zweiten Seite des Tastkopfes bereitgestellt wird und derart auf eine zu vermessende elektronische Struktur aufgesetzt werden, dass eine gleichzeitige Kontaktierung der elektronischen Struktur von beiden Seiten und ohne Änderung des Abstandes der Messspitzen zueinander erfolgt und eine elektrischen Verbindung zu der zu messenden elektronischen Struktur hergestellt wird.
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Durch die vorgesehene Verbindung der Messspitzen zumindest mit dem Tastkopf wird nur der Tastkopf selbst über die zu vermessende elektronische Struktur bewegt und zur Herstellung der elektrischen Verbindung über die zur Messspitze zugehörigen Kontakte auf die Struktur aufgesetzt.
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Dies gewährleistet einen über mehrere Messungen hinweg gleichbleibenden Abstand der Messspitzen und ihrer Kontakte zueinander sowie eine Vermeidung eines seitlichen Versatzes der Kontakte zueinander. Ebenso werden ein seitliches Verkanten der Messspitze und ein dadurch verursachtes nacheinander folgendes Aufsetzen der Kontakte einer Messspitze verhindert.
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In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Abstand der Messspitzen zueinander zwischen den Bewegungen und der Messung der elektronischen Struktur veränderbar ist.
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Das Verfahren ermöglicht eine Veränderung des Abstands der Messspitzen mit ihren Kontakten zueinander, wobei vorgesehen ist, eine Abstandsänderung nur außerhalb von Messphasen und in Phasen der Bewegung des Tastkopfs zur elektronischen Struktur hin oder von dieser weg zuzulassen. Während dieser Phasen wird der Abstand stets konstant gehalten.
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Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt
- 1 eine erfindungsgemäße Anordnung zur Vermessung elektronischer Schaltungen oder Halbleiterstrukturen in einer Seitenansicht der Anordnung,
- 2 eine weitere Ansicht der erfindungsgemäßen Anordnung in einer schrägen Perspektive von oben,
- 3 einen Ausschnitt der erfindungsgemäßen Anordnung, welcher eine Ausführung mit drei Kontakten und der zugehörigen planaren Leitung über einer Halbleiterstruktur zeigt und
- 4 eine beispielhafte Verschaltung der Anordnung zur Vermessung elektronischer Strukturen mit weiteren zur Durchführung eines Messablaufs notwendigen Einheiten.
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Die Erfindung ermöglicht durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Tastkopfs 1 eine zuverlässige Vermessung der Hochfrequenzeigenschaften von auf einem Wafer 6 oder einer Leiterplatte 6 angeordneten elektronischen Strukturen oder Halbleiterstrukturen 7. Insbesondere werden Messungen im sogenannten Terahertz- oder Sub-Terahertz-Bereich durch die Erfindung ermöglicht beziehungsweise im Vergleich zu bestehenden Lösungen verbessert.
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In der 1 ist eine erfindungsgemäße Anordnung 1 zur Vermessung elektronischer Strukturen oder Halbleiterstrukturen 7 in einer Seitenansicht der Anordnung 1 dargestellt.
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Der Tastkopf 1 beinhaltet die Messspitzen 2 sowie planare Leitungen 4, an deren Ende jeweils ein oder mehrere Kontakte 3 angeordnet sind. Die Kontakte 3 stellen den Kontakt zur beispielsweise unter ihnen liegenden Struktur 7 auf einem Wafer 6 her. Der Signalweg verläuft beispielsweise ausgehend von der elektronischen Struktur 7 auf dem Wafer 6 über einen Kontakt 3, die zugehörige planare Leitung 4, einen Übertragungskoppler 8 in einen Hohlleiter 5 hinein. Ausgehend von diesem Hohlleiter 5 sind die weiteren Elemente, wie beispielsweise Mischer, Detektor, Signalleitungen und ein Netzwerkanalysator, in der 1 nicht dargestellt, angeordnet.
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Als Mittel zur Kontaktierung mit ausgewählten Bereichen der Halbleiterstruktur werden erfindungsgemäß mit dem Tastkopf 1 fest verbundene planare Leitungen 4 mit einem oder mehreren mit einem Ende der planaren Leitung 4 verbundenen Kontakt 3 eingesetzt. Durch diese feste Verbindung der planaren Leitungen 4 mit dem Tastkopf 1 werden Variationen des Abstands der Kontakte 3 zueinander sowie deren seitlicher Versatz beim Aufsetzen auf eine Struktur 7 ausgeschlossen.
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Zur Durchführung einer Messung wird der Tastkopf 1 auf die zu vermessende elektronische Struktur 7 mittels der Kontakte 3 aufgesetzt und derart eine Kontaktierung der elektronischen Struktur 7 von beiden Seiten der Struktur erreicht.
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Zum Trennen der für einen Messvorgang hergestellten Verbindung wird der Tastkopf 1 vom Wafer 6 wegbewegt und derart die mittels der Kontakte 3 hergestellte Verbindung getrennt.
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Diese Vorgänge des Kontaktierens und des Trennens können beliebig oft erfolgen, ohne dass sich der Abstand zwischen den Kontakten 3 der Messspitzen 2 verändert. Somit werden die weiter oben beschriebenen Fehler durch Positionierungsungenauigkeiten oder Abstandsvariation vermieden. Eine mit diesem Tastkopf vorgenommene Kalibrierung muss somit auch nicht mehr wiederholt werden, um reproduzierbare Messergebnisse zu erhalten.
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Zur Verminderung des Übersprechens zwischen den erfindungsgemäßen Messspitzen 2 mit ihren Kontakten 3 ist eine Absorber- oder Blockadeschicht 15 innerhalb des Tastkopfs 1 vorgesehen.
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In der 2 ist der Tastkopf 1 zum besseren Verständnis in einer Perspektive von schräg oben über einem Wafer 6 dargestellt. Auf dem Wafer 6 sind Chips 14 erkennbar, welche die beispielsweise nacheinander zu vermessenden elektronischen Strukturen 7 beinhalten.
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Der in der 2 gezeigte Tastkopf 1 weist auf einer ersten Seite, beispielsweise rechts in der 2 dargestellt, drei planare Leitungen 4 auf, welche an einem ersten Ende je einen Kontakt 3 und an einem zweiten Ende einen Hohlleiterübergang 8 aufweisen. Auf einer zweiten Seite, in der 2 links dargestellt, weist der Tastkopf 1 spiegelbildlich dargestellt ebenfalls die Kombination aus Kontakt 3, drei planaren Leitungen 4 sowie den Hohlleiterübergängen 8 auf.
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Die Hohlleiterübergänge 8 der rechten Seite führen in einen ersten Hohlleiter 5, wobei die Hohlleiterübergänge 8 der linken Seite in einen zweiten Hohlleiter 5 führen.
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Wie bereits zur 1 beschrieben, sind auch in der 2 weitere Elemente, wie beispielsweise ein Mischer, Detektor, Signalleitungen und ein Netzwerkanalysator, nicht dargestellt, vorgesehen.
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Zwischen den Messspitzen 2 ist eine Absorber- oder Blockadeschicht 15 dargestellt, mittels welcher ein Übersprechen der Hochfrequenzsignale zwischen dem Kontakt 3 der rechten Seite und dem Kontakt 3 der linken Seite verhindert wird. Hierzu wird die Blockadeschicht 15 entsprechend elektrisch geerdet.
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Die 3 zeigt einen Ausschnitt einer Seite des Tastkopfs 1. In dieser Ausführung sind drei Kontakte 3 mit ihren zugehörigen planaren Leitungen 4 in einer Anordnung parallel zueinander gezeigt. Unter den Kontakten 3 sind die zu kontaktierenden elektrischen Strukturen 7 auf einem Wafer 6 zu sehen. Im Beispiel sind die Kontakte 3 zylinderförmig ausgeführt.
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In der 4 ist der erfindungsgemäße Tastkopf 1 in einer Verschaltung mit weiteren für einen Messablauf notwendigen Einheiten dargestellt. Die Ausgestaltung des Tastkopfs 1 weist, wie bereits aus der 3 bekannt, drei nebeneinander angeordnete Kontakte 3 in einer Messspitze 2 auf, welche jeweils mit einer planaren Leitung 4 verbunden sind. Die planaren Leitungen 4 sind jeweils mittels eines Hohlleiterübergangs 8 mit einem Hohlleiter 5 verbunden. Auch in der 4 ist wieder der spiegelsymmetrische Aufbau der genannten Elemente zu erkennen. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich auf den in der 4 im oberen Bereich dargestellten, zur Durchführung einer Messung notwendigen Schaltungsteil, da der untere Teil die gleichen Elemente, nur in einer spiegelsymmetrischen Darstellung, zeigt.
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Der mit dem Hohlleiterübergang 8 verbundene Hohlleiter 5 weist zur Vermeidung von Signalverfälschungen während einer durchzuführenden Messung beispielsweise einen reflexionsarmen Abschluss 11 auf. Weiterhin ist der Hohlleiter 5 über einen Richtkoppler 9 mit einem weiteren Hohlleiter 5 verbunden. Dieser weitere Hohlleiter 5 ist ebenfalls mit einem reflexionsfreien Abschluss 11 versehen und weist außerdem eine Verbindung mit einem Mischer 12 zur Vorverarbeitung eines Messsignals auf. Ein zur Durchführung einer Messung notwendiges Messsignal wird in einer Signalquelle 13 erzeugt, über den Hohlleiter 5, den Hohlleiterübergang 8 sowie die planaren Leitungen 4 und über den Kontakt 3 zur zu vermessenden elektronischen Struktur 7 übertragen. Dieses Signal wird auf einer ersten Seite des Tastkopfs 1 eingespeist. Das Messsignal wird auf einer zweiten Seite des Tastkopfs 1 über die dort angeordneten Kontakte 3, die planaren Leitungen 4 über den Hohlleiterübergang 8 in den Hohlleiter 5 übertragen. Von diesem Hohlleiter 5 gelangt das Signal über Richtkoppler 9 in den weiteren Hohlleiter 5 zu einem Mischer 12 und wird in diesem signaltechnisch vorverarbeitet. Dieses vorverarbeitete Messsignal wird über den weiteren Hohlleiter 5 zu einem nicht dargestellten Netzwerkanalysator oder sonstigen Messgerät zur Auswertung der Messung übertragen. Die beschriebene Anordnung ist eine beispielhafte Ausführung der Erfindung und keine Beschränkung dieser.
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Die besonderen Vorteile der Erfindung werden nachfolgend aufgezeigt:
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Über einen festen Abstand der Kontakte zueinander und eine vorausgegangene Kalibrierung können mit der Erfindung Messfehler durch Übersprechen ausgeschlossen werden.
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Durch den festen Abstand der Kontakte zueinander, einen gleichmäßigen Anpressdruck beider Kontakte durch einen gemeinsamen Aufbau sowie keine Winkelabhängigkeit bei der Platzierung werden zudem Positionierfehler minimiert.
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Die Kontakte und weitere Zuleitungen werden gemeinsam in einen geschirmten Aufbau vorgesehen, sodass Abstrahlung und Übersprechen verhindert werden.
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Das notwendige Messequipment (Hohlleiter zur Signalführung, Mischer, Detektoren) wird nahezu vollständig mit in den Aufbau integriert, sodass bis auf die Erfindung lediglich ein Netzwerkanalysator zur Messung benötigt wird. Dies reduziert den aufbautechnischen und finanziellen Aufwand enorm, da hier durch Einsatz entsprechender Fertigungstechnologien auf teureres externes Equipment und den zugehörigen Aufbau verzichtet werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Tastkopf
- 2
- Messspitze/Bump
- 3
- Kontakt
- 4
- planare Leitung
- 5
- Hohlleiter
- 6
- Wafer/Leiterplatte
- 7
- elektronische Struktur
- 8
- Hohlleiterübergang
- 9
- Richtkoppler
- 10
- Verstellmittel
- 11
- reflexionsarmer Abschluss (Absorbierer)
- 12
- Mischer
- 13
- Signalquelle
- 14
- Chip
- 15
- Blockadeschicht oder Absorberschicht
