DE102017117672A1

DE102017117672A1 - Verfahren zum Testen von Wafern und Testsystem

Info

Publication number: DE102017117672A1
Application number: DE102017117672.1A
Authority: DE
Inventors: Krzysztof Szenklarz
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2017-08-03
Filing date: 2017-08-03
Publication date: 2019-02-07

Abstract

In einer Ausführungsform ist das Verfahren zum Testen von Wafern (2) eingerichtet und umfasst die Schritte:- Bereitstellen einer Mehrzahl der Wafer (2),- Bereitstellen einer Mehrzahl von Kontaktwerkzeugen (3) zum elektrischen Kontaktieren der Wafer (2),- Bereitstellen eines Testsystems (1) zum Testen der Wafer (2), wobei das Testsystem (1) mindestens einen Effektor (4) umfasst,- Wechseln der Wafer (2) mit dem mindestens einen Effektor (4),- Wechseln der Kontaktwerkzeuge (2) mit dem mindestens einen Effektor (4), und- Testen der Wafer (2)

Description

Es wird ein Verfahren zum Testen von Wafern angegeben. Darüber hinaus wird ein Testsystem angegeben, mit dem ein solches Verfahren durchgeführt werden kann.
Eine zu lösende Aufgabe liegt darin, ein Verfahren und ein Testsystem anzugeben, mit dem effizient verschiedenartige Wafer zuverlässig getestet werden können.
Diese Aufgabe wird unter anderem durch ein Verfahren und durch ein Testsystem mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt des Bereitstellens einer Mehrzahl von Wafern. Bei den Wafern handelt es sich insbesondere um Halbleiterwafer. Beispielsweise kann es sich um Wafer für optoelektronische Bauteile handeln, etwa für adaptive Frontscheinwerfer oder für Hinterleuchtungseinrichtungen beispielsweise in Displays. Die bereitgestellten Wafer können untereinander im Rahmen der Herstellungstoleranzen baugleich sein. Bevorzugt werden verschiedenartige Wafer bereitgestellt. Die Wafer beinhalten je mindestens eine, bevorzugt je eine Vielzahl von zu testenden Strukturen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt des Bereitstellens einer Mehrzahl von Kontaktwerkzeugen. Die Kontaktwerkzeuge sind zum elektrischen Kontaktieren der Wafer eingerichtet. Insbesondere ist es über die Kontaktwerkzeuge möglich, Ströme und/oder Spannungen an die Wafer anzulegen sowie Signale aus den Wafern auszulesen und/oder Spannungsabfälle, Widerstände, Induktivitäten und/oder Kapazitäten zu bestimmen. Das Kontaktwerkzeug umfasst besonders bevorzugt eine Vielzahl von elektrischen Kontaktpunkten, die auf den Wafer aufgebracht werden können. Bei den bereitgestellten Kontaktwerkzeugen handelt es sich insbesondere um voneinander verschiedene Kontaktwerkzeuge, die etwa zum Testen von verschiedenen Typen von Wafern vorgesehen sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt des Bereitstellens eines Testsystems zum Testen der Wafer. Bevorzugt werden die bereitgestellten Wafer und die bereitgestellten Kontaktwerkzeuge innerhalb des Testsystems zumindest zeitweilig gelagert und gehandhabt.
Die Kontaktwerkzeuge können hinsichtlich elektrischer Kontaktpunkte somit als Adapter zwischen dem Testsystem und den zu testenden Wafern aufgefasst werden, sodass mit dem Testsystem aufgrund der Kontaktwerkzeuge verschiedene Arten von Wafern mit unterschiedlich gelegenen Kontaktpunkten elektrisch kontaktierbar sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Testsystem einen oder mehrere Effektoren, auch als Aktor bezeichnet. Bei dem mindestens einen Effektor handelt es sich beispielsweise um einen Roboterarm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt des Wechselns der Wafer. Das Wechseln wird automatisiert mit dem mindestens einen Effektor oder mit einem der Effektoren oder mit mehreren der Effektoren durchgeführt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt des Wechselns der Kontaktwerkzeuge. Auch dieses Wechseln wird automatisiert mit dem oder mit einem der oder mit mehreren der Effektoren durchgeführt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt des Testens der Wafer. Das Testen erfolgt bevorzugt sequentiell, sodass die Wafer zeitlich nacheinander getestet werden, entweder mit derselben oder mit unterschiedlichen Kontaktwerkzeugen. Während des Testens werden die Wafer mittels des entsprechenden Kontaktwerkzeugs bevorzugt zumindest zeitweilig bestromt und/oder mit Spannung versorgt.
In mindestens einer Ausführungsform ist das Verfahren zum Testen von Wafern eingerichtet und umfasst die folgenden Schritte, die in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt werden können:

- Bereitstellen einer Mehrzahl von Wafern,
- Bereitstellen einer Mehrzahl von Kontaktwerkzeugen zum elektrischen Kontaktieren der Wafer,
- Bereitstellen eines Testsystems zum Testen der Wafer, wobei das Testsystem mindestens einen Effektor umfasst,
- Wechseln der Wafer mit dem mindestens einen Effektor,
- Wechseln der Kontaktwerkzeuge mit dem mindestens einen Effektor, und
- Testen der Wafer.

Kontaktwerkzeuge zum Testen von Wafern werden bislang manuell in das Testsystem durch Bedienpersonal eingebaut. Dabei wird in eine Werkzeughalterung das Kontaktwerkzeug, insbesondere als Nadelspinne gestaltet, eingebaut. Mit dem hier beschriebenen Verfahren erfolgt das Bestücken mit den Kontaktwerkzeugen eines Waferprobers für eine bevorzugt elektrooptische Charakterisierung von LED-Wafern automatisch. Dabei wird bevorzugt durch einen in dem Testsystem befindlichen Effektor wie einen Roboterarm eine Werkzeugaufnahme, auch als Werkzeughalterung bezeichnet, mit dem Kontaktwerkzeug bestückt.
Die Werkzeugaufnahme ist bevorzugt aus einer Kontaktierplatine und einer Beladeplatine zusammengesetzt. Die Beladeplatine kann durch einen Hubmechanismus mit der Kontaktierplatine verbunden sein. Der Roboterarm kann das Kontaktwerkzeug auf der Beladeplatine ablegen. Das Kontaktwerkzeug wird durch die Beladeplatine bevorzugt gegen Federkontaktstifte der Kontaktierplatine gedrückt. Somit besteht ein sicherer elektrischer Kontakt zum Kontaktwerkzeug und eine elektrische Verbindung zu einer Messtechnik.
Mit dem hier beschriebenen Verfahren ergibt sich ein höherer Automatisierungsgrad der Anlage. Eingriffe des Menschen in die Anlage werden minimiert, wodurch sich eine Zeiteinsparung ergeben kann und wodurch Fehlerquellen ausgeschlossen werden können. So sind üblicherweise die meisten Defekte an den Kontaktwerkzeugen durch die Handhabung durch das Bedienpersonal verursacht. Durch die Vermeidung solcher Defekte ergeben sich weitere Kostenreduzierungen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei den Kontaktwerkzeugen um Nadelspinnen, auch als Nadelkarten bezeichnet. Damit umfassen die Kontaktwerkzeuge jeweils eine Vielzahl von Kontaktnadeln. Die Kontaktnadeln sind zum Kontaktieren der Wafer eingerichtet. Die Kontaktnadeln verlaufen bevorzugt sowohl senkrecht als auch parallel zu einer Oberseite des Wafers, auf der die Kontaktnadeln aufgebracht werden. Dadurch weisen die Kontaktnadeln in Richtung senkrecht zur Oberseite des Wafers eine vergleichsweise große Elastizität auf, sodass die Kontaktnadeln aufgebracht werden können, ohne den Wafer zu beschädigen. Alternativ zu Kontaktnadeln sind etwa Mikrofedern verwendbar.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform erfolgt das Wechseln der Wafer und das Wechseln der Kontaktwerkzeuge mit dem gleichen Effektor in dem Testsystem. Es ist möglich, dass das Testsystem in diesem Fall nur einen einzigen Effektor aufweist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Testsystem eine Werkzeughalterung zur Aufnahme für bevorzugt genau eines der Kontaktwerkzeuge, das beim Testen des betreffenden Wafers verwendet wird. Die Werkzeughalterung umfasst bevorzugt zwei zueinander bewegliche Teile, die insbesondere parallel zum Kontaktwerkzeug ausgerichtet sind, und zwischen denen das Kontaktwerkzeug elektrisch und mechanisch fixierbar ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Werkzeughalterung eine Vielzahl von elektrischen Gegenkontakten, die zum Testen der Wafer elektrisch mit dem Kontaktwerkzeug in der Werkzeughalterung verbunden werden. Die elektrischen Gegenkontakte sind damit auch mit den Kontaktnadeln elektrisch verbunden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Gegenkontakte der Werkzeughalterung durch Federkontaktstifte gebildet. Die Federkontaktstifte befinden sich bevorzugt an einer dem zu testenden Wafer abgewandten Seite des zum Testen verwendeten Kontaktwerkzeugs. Bevorzugt sind die Federkontaktstifte zu einer elektrischen Kontaktierung in Richtung senkrecht zu einer Oberseite des zu testenden Wafers eingerichtet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Werkzeughalterung eine oder mehrere Hubeinheiten. Mittels der mindestens einen Hubeinheit werden die elektrischen Gegenkontakte auf das zum Testen der Wafer verwendete Kontaktwerkzeug gedrückt. Dabei werden die Gegenkontakte bevorzugt in Richtung senkrecht zur Oberseite des zu testenden Wafer bewegt. Damit ist es möglich, dass das betreffende Kontaktwerkzeug in die Werkzeughalterung eingeklemmt wird. Eine mechanische Fixierung kann also durch Klemmen erfolgen. Alternativ ist es möglich, dass das Kontaktwerkzeug in der Werkzeughalterung etwa über Vakuumsauger und/oder magnetisch und/oder durch mechanische Rastpunkte gelagert und/oder gehaltert wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Werkzeughalterung in Draufsicht gesehen ortsfest in dem Testsystem. Dies kann bedeuten, dass in Draufsicht gesehen nur die Wafer, die Kontaktwerkzeuge und der Effektor beim Wechseln der entsprechenden Komponenten bewegt werden. Zusätzlich ist es möglich, dass eine bewegliche Aufspannvorrichtung, auch als Chuck bezeichnet, für die Wafer vorhanden ist. Diese Aufspannvorrichtung kann sich beim Wechseln der Wafer ebenfalls bewegen oder während des Wechselns der Wafer auch in Ruhe sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Testsystem eines oder mehrere Magazine zur Aufbewahrung der Kontaktwerkzeuge. Beispielsweise sind die Kontaktwerkzeuge in dem Magazin übereinandergestapelt angeordnet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind das Magazin und der Effektor relativ zueinander höhenverstellbar. Dies bedeutet, das Magazin kann in dem Testsystem aufwärts und abwärts gefahren werden oder der Effektor bewegt sich gegenüber dem feststehenden Magazin entlang einer Höhenachse.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden die Kontaktwerkzeuge beim Einsetzen in die Werkzeughalterung mit dem Effektor aus dem Magazin geholt und in die Werkzeughalterung geschoben. Entsprechend werden die Kontaktwerkzeuge beim Entnehmen aus der Werkzeughalterung mit dem Effektor aus der Werkzeughalterung geholt und wieder in dem Magazin abgelegt. Das Einschieben und das Entnehmen kann somit vollständig automatisiert verlaufen, ohne dass manuelle Eingriffe durch Bedienpersonal vonnöten sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die Kontaktwerkzeuge in Draufsicht gesehen mindestens vier Ecken, insbesondere genau vier Ecken oder sechs Ecken, auf. Das heißt, bei dem Kontaktwerkzeug kann es sich in Draufsicht gesehen um ein Rechteck oder um ein Trapez handeln. Es ist möglich, dass das Kontaktwerkzeug in Draufsicht gesehen lediglich genau eine oder genau zwei Symmetrielinien aufweist. Dies gilt in Draufsicht gesehen insbesondere hinsichtlich einer äußeren Umrissform des Kontaktwerkzeugs. Damit ist ein geometrischer und/oder mechanischer Schutz gegen ein falsches Einsetzen der Kontaktwerkzeuge in der Werkzeughalterung realisierbar.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem oder zumindest bei einigen der zu testenden Wafer um Wafer mit einer Vielzahl von optoelektronischen Halbleiterbauteilen. Dabei weisen alle oder zumindest einige der Wafer bevorzugt eine Halbleiterschichtenfolge etwa mit einem III-V-Halbleitermaterial wie AlInGaN auf. Die optoelektronischen Halbleiterbauteile sind insbesondere zur Erzeugung von sichtbarem Licht wie blauem Licht und/oder weißem Licht vorgesehen. Bei den Halbleiterbauteilen handelt es sich etwa um Leuchtdioden, kurz LEDs, und/oder um Laserdioden, kurz LDs. Einzelne lichtemittierende Regionen auf den Wafern können zu komplexeren Gebilden wie adaptiven Frontscheinwerfern oder Displayhinterleuchtungseinrichtungen elektrisch und/oder optisch zusammengefasst sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform erfolgt das Wechseln sowohl der Wafer als auch der Kontaktwerkzeuge innerhalb des Testsystems bestimmungsgemäß vollautomatisch. Das bedeutet, weder zum Wechseln der Wafer noch der Kontaktwerkzeuge innerhalb des Testsystems sind Eingriffe durch Bedienpersonal nötig. Dagegen kann ein Bestücken des Testsystems mit den Wafern und den Kontaktwerkzeugen, etwa das Einbringen der Kontaktwerkzeuge in das zugehörige Magazin, durchaus durch Bedienpersonal erfolgen oder alternativ ebenso teilweise oder vollständig automatisiert sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfassen die Kontaktwerkzeuge je mindestens eine optische und/oder elektronische Identifizierungseinheit. Bevorzugt ist die Identifizierungseinheit von dem Effektor und/oder von einer anderen Komponente des Testsystems wie einer Kamera auslesbar. Im Falle einer elektronischen Identifizierungseinheit kann es sich beispielsweise um ein RIFD oder um eine magnetische Kennung handeln. Im Falle einer optischen Identifizierungseinheit ist diese beispielsweise durch einen Schriftzug und/oder einen Strichcode gebildet, welcher bevorzugt maschinenlesbar ist. Zudem können mechanische Kodierungen wie Erhebungen und/oder Rastpunkte vorhanden sein.
Darüber hinaus wird ein Testsystem angegeben. Mit dem Testsystem ist ein Verfahren durchführbar, wie in Verbindung mit einer oder mehrerer der oben genannten Ausführungsformen beschrieben. Merkmale des Testsystems sind daher auch für das Verfahren offenbart und umgekehrt.
In mindestens einer Ausführungsform ist das Testsystem für ein Verfahren, wie oben beschrieben, eingerichtet. Das Testsystem umfasst zumindest zeitweise eine Mehrzahl von Kontaktwerkzeugen zum elektrischen Kontaktieren von zu testenden Wafern. Weiter beinhaltet das Testsystem mindestens einen Effektor sowie mindestens eine Messgruppe zum Auslesen von elektronischen Signalen beim Testen der Wafer. Ferner ist mindestens eine Verfahreinheit zum Bewegen des zu testenden Wafers relativ zur Messgruppe vorhanden. Der mindestens eine Effektor ist sowohl zum Wechseln der Wafer als auch der Kontaktwerkzeuge eingerichtet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Testsystem modular zusammengesetzt. Insbesondere umfasst das Testsystem eine Testeinheit und eine Ladeeinheit. Es ist möglich, dass das Testsystem aus der Testeinheit und der Ladeeinheit besteht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Testeinheit eine Werkzeughalterung für das zum Testen jeweils verwendete Kontaktwerkzeug. Ferner kann die Testeinheit die Verfahreinheit und die Messgruppe umfassen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform beinhaltet die Ladeeinheit den Effektor sowie mindestens ein Magazin für die Kontaktwerkzeuge. Ebenso kann die Ladeeinheit wenigstens einen Vorratsbehälter für die Wafer aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Testsystem eine Sensoreinheit. Die Sensoreinheit ist beispielsweise durch zumindest eine Kamera für sichtbares Licht, nahultraviolette Strahlung, nahinfrarote Strahlung und/oder Wärmestrahlung gebildet oder umfasst entsprechende Komponenten. Die Sensoreinheit, insbesondere als Kamera gestaltet, ermöglicht es, die Wafer elektrooptisch zu testen. Ferner ist durch die Sensoreinheit eine korrekte Positionierung des Kontaktwerkzeugs relativ zum zu testenden Wafer und/oder relativ zur Werkzeughalterung überprüfbar. Das heißt, mit Hilfe der Sensoreinheit ist es möglich, eine Position des Kontaktwerkzeugs relativ zur Werkzeughalterung und/oder relativ zum Wafer nachzuregeln.
Nachfolgend werden ein hier beschriebenes Verfahren und ein hier beschriebenes Testsystem unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Es zeigen:

1 eine schematische Draufsicht auf ein hier beschriebenes modular aufgebautes Testsystem für ein hier beschriebenes Verfahren,
2 im Figurenteil A eine schematische Schnittdarstellung und im Figurenteil B eine schematische Draufsicht auf ein hier beschriebenes Testsystem,
3 eine schematische Schnittdarstellung einer Werkzeughalterung für ein hier beschriebenes Testsystem,
4 eine schematische Schnittdarstellung eines Magazins und eines Effektors für ein hier beschriebenes Testsystem, und
5 in den Figurenteilen A, C und D schematische Draufsichten und im Figurenteil B eine schematische Schnittdarstellung von Kontaktwerkzeugen für ein hier beschriebenes Verfahren.

In 1 ist schematisch ein Testsystem 1 für ein Verfahren zum Testen von Wafern 2 dargestellt. Das Testsystem 1 ist modular aufgebaut und umfasst eine Testeinheit 91 sowie eine Ladeeinheit 92.
Die Testeinheit 91 beinhaltet eine Verfahreinheit 7 sowie eine Aufspannvorrichtung 71 für die Wafer 2, auch als Chuck bezeichnet. Über die Verfahreinheit 7 sind die Wafer 2 relativ zu einer bevorzugt feststehenden Werkzeughalterung 6 bewegbar. Die Werkzeughalterung 6 ist zur Aufnahme eines Kontaktwerkzeugs 3 wie einer Nadelkarte eingerichtet. Weiterhin kann die Testeinheit 91 eine Messgruppe 8 umfassen, welche zu einer Bestromung der Wafer 2 während des Testens eingerichtet ist sowie zu einer Verarbeitung von Messsignalen. Die Messgruppe 8 kann auch optische Sensoren, in 1 nicht gezeichnet, beinhalten, um ein elektrooptisches Testen der Wafer 2 zu ermöglichen.
Die Ladeeinheit 92 weist einen Effektor 4 auf, beispielsweise einen Roboterarm. Der Effektor 4 ist bevorzugt drehbar um eine Achse senkrecht zur Zeichenebene der 1 gelagert. Der Effektor 4, der Teil eines Roboters 40 sein kann, weist ferner bevorzugt ein Gelenk 41 auf, mit dem der Effektor 4 in Richtung senkrecht zur Zeichenebene der 1 kippbar gelagert sein kann. Ferner ist es möglich, dass der Effektor 4 entlang einer Längsachse über das Gelenk 41 verschiebbar ist, sodass der Effektor 4 einstellbare unterschiedliche Längen beiderseits des Gelenks 41 aufweisen kann.
Ferner beinhaltet die Ladeeinheit 92 ein Magazin 5. Das Magazin 5 ist zur Aufnahme einer Mehrzahl der Kotaktwerkzeuge 3 eingerichtet, die zum Testen der Wafer 2 gerade nicht benötigt werden. Die Kontaktwerkzeuge 3 sind mit dem Effektor 4 in dem Magazin 5 greifbar und in die Werkzeughalterung 6 ladbar.
Außerdem weist die Ladeeinheit 92 einen oder mehrere Vorratsbehälter 52 für die Wafer 2 auf. Die Vorratsbehälter 52 können für unterschiedliche Arten von Wafern 2 vorgesehen sein. Die Wafer 2 sind mit dem Effektor 4 aus den Vorratsbehältern 52 entnehmbar, auf der Aufspannvorrichtung 71 platzierbar und von dort wieder beispielsweise in einen anderen der Vorratsbehälter 52 zurückbringbar.
Es ist möglich, dass das Magazin 5 sowie die Vorratsbehälter 52 automatisiert, teilautomatisiert oder manuell durch Bedienpersonal beladen werden.
In 1 sind die Testeinheit 91 sowie die Ladeeinheit 92 schematisch nebeneinander liegend gezeichnet. Eine solche einfach Geometrie ist nicht notwendigerweise gegeben. So können die als Module gestaltete Testeinheit 91 sowie Ladeeinheit 92 teilweise ineinandergreifen und/oder übereinandergestapelt angeordnet sein, abweichend von der Darstellung in 1.
In 2 ist ein beispielhaftes Testsystem 1 näher illustriert. Die optionale Unterteilung in die Testeinheit 91 sowie die Ladeeinheit 92 ist in 2 nicht explizit aufgegriffen.
Die Messgruppe 8 kann aus mehreren Komponenten zusammengesetzt sein, insbesondere aus einer Rechnereinheit und aus Messeinheiten etwa für Spannung und/oder Ströme und/oder optische Signale. Dazu ist die Messgruppe 8 bevorzugt mit einer Sensoreinheit 65 verbunden. Bei der Sensoreinheit 65 handelt es sich beispielsweise um eine Kamera. Zum Auslesen und zur Dokumentation der Ergebnisse der Messgruppe 8 ist diese bevorzugt mit einer oder mit mehreren Datenports wie Kabelsteckverbindungen 81 versehen, über die die Messgruppe 8 mit einer externen Recheneinheit wie einem Computer verbindbar ist. Damit kann das Testsystem 1 extern ansteuerbar sein.
Eine elektrische Verbindung zwischen der Messgruppe 8 und der Werkzeughalterung 6 ist beispielsweise über ein Verbindungskabel 63 wie ein Flachbandkabel realisierbar. Dazu können entsprechende Steckverbindungen 81 vorgesehen sein.
Die Werkzeughalterung 61 ist aus einer Kontaktierplatine und aus einer Beladeplatine zusammengesetzt, siehe auch 3. Die Beladeplatine, auch als Endeffektor 64 bezeichenbar, befindet sich näher an dem zu testenden Wafer 2. Kontaktnadeln 33 des Kontaktwerkzeugs 3 können durch den Endeffektor 64 hindurch in Richtung hin zu dem Wafer 2 reichen. Die Kontaktierplatine umfasst mehrere elektrische Gegenkontakte 61, beispielsweise als Federkontaktstifte gestaltet. Über die Gegenkontakte 61 ist das Kontaktwerkzeug 3 elektrisch mit der Messgruppe 8 verbindbar. Eine räumliche Anordnung der Kontaktnadeln 33 ist auf den zu testenden Wafer 2 abgestimmt.
Ferner beinhaltet die Werkzeughalterung 6 eine Hubeinheit 62, beispielsweise durch vier Hubzylinder gebildet. Die Hubeinheit 62 kann pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch, etwa magnetisch, handhabbar sein. Bevorzugt handelt es sich bei der Hubeinheit 62 um pneumatische Hub-Senk-Zylinder. Über die Hubeinheit 62 ist eine Hubrichtung H vorgegeben, in Richtung senkrecht zu einer Oberseite des zu testenden Wafers 2. Durch Verkürzen und Verlängern der Hubzylinder der Hubeinheit 62 ist das Kontaktwerkzeug 3 zwischen der Kontaktierplatine mit den Gegenkontakten 61 und der Beladeplatine mechanisch und elektrisch fixierbar. Dies ist detaillierter in 3 illustriert.
In 3 ist gezeigt, dass die Kontaktnadeln 33 des bevorzugt als Nadelkarte gestalteten Kontaktwerkzeugs 3 in einer Öffnung 38 des Kontaktwerkzeugs 3 angeordnet sind. Auch die Kontaktierplatine mit den Gegenkontakten 61 weist bevorzugt eine Öffnung 68 auf, durch die hindurch die Sensoreinheit 65 ein freies Blickfeld auf den Wafer 2 hat.
Die Kontaktierplatine kann somit ein Oberteil 67 bilden. Die Beladeplatine stellt bevorzugt ein Unterteil 66 dar. Das Unterteil 66 ist über die Hubzylinder der Hubeinheit 62 relativ zum Oberteil 67 bewegbar, sodass das Kontaktwerkzeug 3 elektrisch an die Gegenkontakte 61 angeschlossen wird und die Gegenkontakte 61 mit elektrischen Anschlussstellen 37 verbunden werden und das Kontaktwerkzeug 3 zwischen dem Oberteil 67 und dem Unterteil 66 eingeklemmt wird. Es ist möglich, dass das Oberteil 67 fest steht und nur das Unterteil 66 beim Beladen und Entladen mit dem Kontaktwerkzeug 3 bewegt wird.
Um eine korrekte Position der elektrischen Anschlussstellen 67 relativ zu den Gegenkontakten 61 sicherzustellen, weist die Werkzeughalterung 6 bevorzugt einen in 3 nicht gezeichneten Anschlag auf. Ebenso können Positioniermarken vorhanden sein. Ferner kann eine relative Position des Kontaktwerkzeugs 3 in der Werkzeughalterung 6 durch die Sensoreinheit 65 bestimmt werden, sodass eine Positionsnachregelung ermöglicht wird.
In 4 ist das Entnehmen von einzelnen Kotaktwerkzeugen 3 aus dem Magazin 5 mit dem Effektor 4 illustriert. Der Effektor 4 mit dem Gelenk 41 wird in das Magazin 5 eingeführt. Dazu weist der Effektor 4 bevorzugt Greifvorrichtungen 42 auf, beispielsweise durch Vakuumsauger oder Magnethalterungen gebildet. Die Greifvorrichtungen 42 können rund um eine Öffnung 43 herum angeordnet sein. Die Kontaktnadeln 33 können in die Öffnung 43 des Effektors 4 reichen.
Bevorzugt weisen die Kontaktwerkzeuge 3 jeweils eine Identifizierungseinheit 35 auf, wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen möglich. Die Identifizierungseinheit 35 ist elektrisch und/oder optisch und/oder mechanisch auslesbar, entweder durch den Effektor 4 selbst oder durch die Sensoreinheit 65. Damit ist sicherstellbar, dass das gewünschte Kontaktwerkzeug 3 ausgewählt wird und/oder in richtiger Art und Weise durch den Effektor 4 gegriffen wird.
Somit ist durch den Effektor 4 einerseits ein automatisierter Wechsel verschiedener Kontaktwerkzeuge 3 für verschiedene Arten von Wafern 2 aus dem Magazin 5 heraus möglich. Ferner kann mit dem Effektor 4 ein Wechseln der Wafer 2 aus den Vorratsbehältern 52 automatisiert erfolgen, siehe 1.
In 5 sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Kontaktwerkzeuge 3 dargestellt, die jeweils als Nadelspinnen oder Nadelkarten ausgeführt sind. Gemäß der 5A und 5B weist das Kontaktwerkzeug 3 in Draufsicht gesehen eine kreisförmige äußere Umrisslinie und damit eine kreisförmige Gestalt auf. Die Kontaktnadeln 33 reichen durch die Öffnung 38 in Richtung weg von den elektrischen Anschlussstellen 37 für die Werkzeughalterung 6 hindurch. Die elektrischen Anschlussstellen 37 sind bevorzugt in einer 1-zu-1-Zuordnung an die Kontaktnadeln 33 angeschlossen, elektrische Leiterbahnen hierzu in dem Kontaktwerkzeug 3 sind nicht gezeichnet. Ein Durchmesser des Kontaktwerkzeugs 3 gemäß 5A liegt beispielsweise in der Größenordnung um 50 mm.
Bei Kontaktwerkzeugen 3 mit einer kreisförmigen Gestalt, wie in 5A gezeichnet, ist neben der Position des Kontaktwerkzeugs 3 in der Werkzeughalterung 6 auch als zusätzlicher Freiheitsgrad die Orientierung um eine Drehachse zu beachten. Dieser Freiheitsgrad ist bei der Gestaltung der 5C eliminiert, da das Kontaktwerkzeug 3 in Draufsicht gesehen eine rechteckige Grundform aufweist. Die Kontaktnadeln 33 stehen an einer Seite über einen Träger 39 des Kontaktwerkzeugs 3 über. Die elektrischen Anschlussstellen 37 erstrecken sich nicht wie in 5A rings um den Träger 39 herum, sondern sind bevorzugt an nur einer Längsseite des Trägers 39 angeordnet.
Das Kontaktwerkzeug 3 der 5D ist in Draufsicht gesehen näherungsweise als symmetrisches Trapez gestaltet, wobei das Kontaktwerkzeug 3 in Draufsicht gesehen als Sechseck geformt ist. In Richtung hin zu den Kontaktnadeln 33 verschmälert sich der Träger 39. Damit ist eine Selbstjustierung des Trägers 39 in der Werkzeughalterung 6 beim Einschieben durch den Effektor 4 erreichbar.
Wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen ist es für die Kontaktnadeln 33 möglich, dass die Kontaktnadeln 33 ausgehend von dem Träger 39 in einen bestimmten Raumbereich konvergieren und somit aufeinander zusammenlaufen.
Die in den Figuren gezeigten Komponenten folgen, sofern nicht anders kenntlich gemacht, bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge jeweils unmittelbar aufeinander. Sich in den Figuren nicht berührende Schichten sind bevorzugt voneinander beabstandet. Soweit Linien parallel zueinander gezeichnet sind, sind die entsprechenden Flächen bevorzugt ebenso parallel zueinander ausgerichtet. Ebenfalls, soweit nicht anders kenntlich gemacht, sind die relativen Positionen der gezeichneten Komponenten zueinander in den Figuren korrekt wiedergegeben.
Die hier beschriebene Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste

1: Testsystem
2: Wafer
3: Kontaktwerkzeug
33: Kontaktnadel
34: elektrische Leitung
35: Identifizierungseinheit
37: elektrische Anschlussstelle
38: Öffnung
39: Träger
4: Effektor/Roboterarm
40: Roboter
41: Gelenk
42: Greifvorrichtung
43: Öffnung
5: Magazin
52: Vorratsbehälter
6: Werkzeughalterung
61: Gegenkontakt
62: Hubeinheit
63: Verbindungskabel
64: Endeffektor
65: Sensoreinheit
66: Unterteil
67: Oberteil
68: Öffnung
7: Verfahreinheit
71: Aufspannvorrichtung/Chuck
8: Messgruppe
81: Kabelsteckverbindung
91: Testeinheit
92: Ladeeinheit
H: Hubrichtung

Claims

Verfahren zum Testen von Wafern (2) mit den Schritten: - Bereitstellen einer Mehrzahl der Wafer (2), - Bereitstellen einer Mehrzahl von Kontaktwerkzeugen (3) zum elektrischen Kontaktieren der Wafer (2), - Bereitstellen eines Testsystems (1) zum Testen der Wafer (2), wobei das Testsystem (1) mindestens einen Effektor (4) umfasst, - Wechseln der Wafer (2) mit dem mindestens einen Effektor (4), - Wechseln der Kontaktwerkzeuge (2) mit dem mindestens einen Effektor (4), und - Testen der Wafer (2).
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Kontaktwerkzeuge (3) jeweils Nadelkarten mit einer Vielzahl von Kontaktnadeln (33) zum Kontaktieren der Wafer (2) sind, wobei das Wechseln der Wafer (2) und der Kontaktwerkzeuge (3) mit dem gleichen Effektor (4) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Testsystem (1) eine Werkzeughalterung (6) zur Aufnahme für eines der Kontaktwerkzeuge (3) beim Testen der Wafer (2) umfasst, wobei die Werkzeughalterung (6) eine Vielzahl von elektrischen Gegenkontakten (61) aufweist, die zum Testen der Wafer (2) elektrisch mit dem Kontaktwerkzeug (3) in der Werkzeughalterung (6) verbunden werden.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Gegenkontakte (61) durch Federkontaktstifte gebildet sind, die sich an einer dem zu testenden Wafer (2) abgewandten Seite des zum Testen verwendeten Kontaktwerkzeugs (3) befinden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, bei dem die Werkzeughalterung (6) mindestens eine Hubeinheit (62) umfasst, wobei mittels der Hubeinheit (62) die Gegenkontakte (61) auf das zum Testen der Wafer (2) verwendete Kontaktwerkzeug (3) gedrückt werden und die Gegenkontakte (61) in Richtung senkrecht zu dem zu testenden Wafer (2) beim Wechseln des Kontaktwerkzeugs (3) relativ zum betreffenden Kontaktwerkzeug (3) bewegt werden, sodass das betreffende Kontaktwerkzeug (3) in der Werkzeughalterung (6) eingeklemmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem die Werkzeughalterung (6) in Draufsicht gesehen ortsfest ist, sodass bei Wechseln in Draufsicht gesehen nur die Wafer (2), die Kontaktwerkzeuge (2) und der Effektor (4) bewegt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Testsystem (1) mindestens ein Magazin (5) zur Aufbewahrung der Kontaktwerkzeuge (3) umfasst, wobei das Magazin (5) und der Effektor (4) relativ zueinander höhenverstellbar sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6 und nach Anspruch 7, bei dem die Kontaktwerkzeuge (3) beim Einsetzen mit dem Effektor (4) aus dem Magazin (5) geholt und in die Werkzeughalterung (6) geschoben werden und beim Entnehmen mit dem Effektor (4) aus der Werkzeughalterung (6) geholt und in das Magazin (5) abgelegt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kontaktwerkzeuge (3) in Draufsicht gesehen mindestens vier Ecken und eine oder zwei Symmetrielinien aufweisen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem es sich bei den zu testenden Wafern (2) um Wafer (2) mit einer Vielzahl von optoelektronischen Halbleiterbauteilen handelt und zumindest einige der Wafer eine Halbleiterschichtenfolge mit einem III-V-Halbleitermaterial zur Erzeugung von sichtbarem Licht aufweisen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Wechseln sowohl der Wafer (2) als auch der Kontaktwerkzeuge (3) innerhalb des Testsystems (2) bestimmungsgemäß vollautomatisch erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kontaktwerkzeuge (3) eine elektronische Identifizierungseinheit (35) umfassen, die von dem Effektor (4) auslesbar ist.
Testsystem (1) für ein Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche mit - einer Mehrzahl von Kontaktwerkzeugen (3) zum elektrischen Kontaktieren von zu testenden Wafern (2), - mindestens einem Effektor (4), - mindestens einer Messgruppe (8) zum Auslesen von elektronischen Signalen beim Testen der Wafer (2), und - einer Verfahreinheit (7) zum Bewegen des zu testenden Wafers (2) relativ zur Messgruppe (8), wobei der mindestens einen Effektor (4) sowohl zum Wechseln der Wafer (2) als auch der Kontaktwerkzeuge (2) eingerichtet ist.
Testsystem (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, das modular aus einer Testeinheit (91) und aus einer Ladeeinheit (92) zusammengesetzt ist, wobei die Testeinheit (91) eine Werkzeughalterung (6) für das zum Testen verwendete Kontaktwerkzeug (3), die Verfahreinheit (7) und die Messgruppe (8) umfasst, und wobei die Ladeeinheit (92) den Effektor (4) sowie wenigstens ein Magazin (5) für die Kontaktwerkzeuge (3) sowie zumindest einen Vorratsbehälter (52) für die Wafer (2) beinhaltet.