DE102019102457B3

DE102019102457B3 - Prüfvorrichtung mit sammelschienenmechanismus zum testen einer zu testenden vorrichtung

Info

Publication number: DE102019102457B3
Application number: DE102019102457.9A
Authority: DE
Inventors: Andreas Gneupel
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2019-01-31
Filing date: 2019-01-31
Publication date: 2020-07-09
Anticipated expiration: 2039-02-01
Also published as: US11307247B2; CN111579955B; CN111579955A; US20200249273A1

Abstract

Prüfvorrichtung (100) für ein Testsystem (102) zum Testen einer zu testenden Vorrichtung (106), wobei die Prüfvorrichtung (100) einen Sammelschienenmechanismus (104) für eine Übertragung elektrischer Signale zu und von der zu testenden Vorrichtung (106) aufweist.

Description

Hintergrund
Technisches Gebiet
Verschiedene Ausführungsbeispiele beziehen sich im Allgemeinen auf eine Prüfvorrichtung für ein Testsystem zum Testen einer zu testenden Vorrichtung, ein Testsystem, ein Verfahren zum Testen einer zu testenden Vorrichtung und ein Nachrüstverfahren.
Beschreibung des Stands der Technik
Nach Abschluss der Herstellung von Halbleiterchips oder Packages solcher Halbleiterchips werden solche Produkte in der Regel auf ihre Funktion geprüft. Dazu wird ein Testsystem mit aus einer Prüfvorrichtung und einer elektrischen Testeinheit bereitgestellt, in dem solche Produkte als zu testende Vorrichtungen (DUT) getestet werden.
Eine parasitäre Impedanz des Testsystems kann jedoch die Genauigkeit reduzieren oder sogar elektrische Signale verfälschen, die während des Tests der DUT angelegt und/oder erkannt werden. Dies kann die Zuverlässigkeit des Tests verschlechtern. Darüber hinaus kann eine hohe parasitäre Impedanz die DUT und/oder die Testeinrichtung beschädigen.
US 2008 / 0 164 895 A1 offenbart eine Spannungsabfall-Unterdrückungsvorrichtung zur Aufrechterhaltung einer konstanten Spannung auf einem Power-Bus einer Prüfkarte, die für den Test von Halbleiterwafern verwendet wird. Die Vorrichtung umfasst einen Bypass-Kondensator, der auf der Prüfkarte montiert ist, wobei der Bypass-Kondensator auf eine Spannung aufgeladen wird, die größer ist als die Versorgungsspannung VTDD einer zu testenden Vorrichtung; und eine aktive Regelschaltung, die die Entladung des Bypass-Kondensators steuert, um Strom an den Versorgungsbus zu liefern, um einen Spannungsabfall auf dem Versorgungsbus zu unterdrücken, der durch einen Stromstoß während des Testens der zu testenden Vorrichtung erzeugt wird.
US 2002 / 0 171 133 A1 offenbart eine Vorrichtung mit einem integrierten Schaltungschip mit einem Substrat mit einer ersten und einer zweiten Oberfläche und einer integrierten Schaltung und einer Vielzahl von integrierten Schaltungskontakten, die sich auf der ersten Oberfläche befinden und elektrisch mit der integrierten Schaltung verbunden sind; einer Vielzahl von Spannungsmetallfedern, die elektrisch mit den Kontakten der integrierten Schaltung verbunden sind, wobei die Vielzahl von Spannungsmetallfedern eine Vielzahl von Metallschichten umfasst, wobei mindestens zwei der Metallschichten unterschiedliche Anfangspegel der Spannung aufweisen, wobei die Spannungsmetallfedern eine Schleifenstruktur definieren, die um einen effektiven Drehwinkel von der ersten Oberfläche der integrierten Schaltung weggedreht ist; und einer Polymerschicht, die im Wesentlichen die erste Oberfläche der integrierten Schaltung und einen Teil von jeder der Vielzahl von Spannungsmetallfedern bedeckt, so dass sich ein Teil der Schleifenstruktur von jeder der Vielzahl von Spannungsmetallfedern über die Polymerschicht hinaus erstreckt.
US 2012 / 0 169 367 A1 offenbart eine Prüfkarte zum Testen auf WaferEbene, umfassend einen Raumtransformator mit einer Stromleitung, einer Masseleitung und darin eingebetteten Signalleitungen, wobei der Raumtransformator verschiedene Leitungen mit einem ersten Abstand auf einer ersten Oberfläche und einem zweiten Abstand auf einer zweiten Oberfläche enthält, wobei der zweite Abstand wesentlich kleiner als der erste Abstand ist; eine gedruckte Leiterplatte, die ungefähr so konfiguriert ist wie die erste Oberfläche des Raumtransformators; und eine Leistungsebene, die auf der ersten Oberfläche des Raumtransformators angeordnet und so strukturiert ist, dass sie die Stromleitung und die Masseleitung des Raumtransformators mit der gedruckten Leiterplatte koppelt.
Kurzfassung
Es kann die Notwendigkeit bestehen, eine zu testende Vorrichtung sicher und zuverlässig zu testen.
Entsprechend einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist eine Prüfvorrichtung für ein Testsystem zum Testen einer zu testenden Vorrichtung vorgesehen, wobei die Prüfvorrichtung einen Sammelschienenmechanismus für eine Übertragung elektrischer Signale zu und von der zu testenden Vorrichtung aufweist. Der Sammelschienenmechanismus weist eine zumindest teilweise elektrisch leitende erste Sammelschienenplatte zum Leiten eines elektrischen Signals zu und/oder von der zu testenden Vorrichtung und eine zumindest teilweise elektrisch leitende zweite Sammelschienenplatte zum Leiten des elektrischen Signals zu und/oder von der zu testenden Vorrichtung auf, und die Prüfvorrichtung weist einen Kontaktmechanismus auf, der zum selektiven Herstellen oder Unterbrechen eines elektrischen Kontakts zwischen der ersten Sammelschienenplatte und der zweiten Sammelschienenplatte konfiguriert ist.
Nach einem weiteren beispielhaften Ausführungsbeispiel ist ein Testsystem zum Testen einer zu testenden Vorrichtung vorgesehen, wobei das Testsystem eine Prüfvorrichtung mit den vorgenannten Merkmalen und eine mit der Prüfvorrichtung gekoppelte elektrische Testeinheit zur Zuführung von elektrischen Stimulussignalen zu der Prüfvorrichtung (insbesondere zur Zuführung von elektrischen Stimulussignalen zu der zu testenden Vorrichtung an der Prüfvorrichtung) und zur Analyse von elektrischen Antwortsignalen der Prüfvorrichtung (insbesondere zur Analyse von elektrischen Antwortsignalen der zu testenden Vorrichtung an der Prüfvorrichtung) aufweist.
Nach einem weiteren beispielhaften Ausführungsbeispiel ist ein Verfahren zum Testen einer zu testenden Vorrichtung vorgesehen, wobei das Verfahren das Leiten eines elektrischen Signals von oder zu der zu testenden Vorrichtung durch eine Prüfvorrichtung mit den oben genannten Merkmalen über eine erste Sammelschienenplatte, einen Kontaktmechanismus (insbesondere eine elektrisch leitende Schiene) und eine zweite Sammelschienenplatte aufweist.
Nach einem weiteren beispielhaften Ausführungsbeispiel ist ein Verfahren vorgesehen, bei dem eine vorhandene Waferprüfvorrichtung für ein Testsystem so umgerüstet wird, dass die umgerüstete Prüfvorrichtung für den Test von Wafern mit einem Sammelschienenmechanismus konfiguriert ist.
Nach einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist eine Prüfvorrichtung für ein Testsystem vorgesehen, bei dem die Übertragung der elektrischen Signale zwischen der Prüfvorrichtung und einer elektrischen Testeinheit durch einen Sammelschienenmechanismus und nicht durch lange elektrische Kabel erfolgt. Durch die Implementierung eines Sammelschienenmechanismus für die Signalübertragung kann der Test einer zu testenden Vorrichtung mit einem deutlich geringeren Induktivitätswert durchgeführt werden. Eine solche parasitäre Induktivität kann, beschreibend gesprochen, den Einfluss eines unerwünschten elektrischen Energiespeichers haben, der während des Betriebs des Testsystems zum Testen einer zu testenden Vorrichtung die gespeicherte oder gepufferte Energie dem Wafer oder einer anderen zu testenden Vorrichtung zuführen kann. So kann eine hohe parasitäre Induktivität eines Testsystems oder einer Prüfvorrichtung zu einer Verschlechterung oder sogar Beschädigung der zu testenden Vorrichtung führen. Durch den Einsatz des Sammelschienenmechanismus kann die Induktivität deutlich reduziert werden und der Test der zu testenden Vorrichtungen ohne Ausbeuteeinbußen durch beschädigte, zu testende Vorrichtungen durchgeführt werden. Gleichzeitig können die Ungenauigkeiten des Tests reduziert werden.
Dieser Vorteil kann besonders ausgeprägt sein, wenn es sich bei der zu testenden Vorrichtung um einen Halbleiterwafer handelt, insbesondere um einen Halbleiterwafer aus Halbleiter-Leistungschips, die einen dynamischen Test, d.h. einen Test mit schnell wechselnden Signalen, erfordern. In beispielhaften Ausführungsbeispielen kann so ein technisch überlegenes Sammelschienenprinzip für eine Waferprüfvorrichtung realisiert werden. Ein solches niederinduktives Konzept kann auf Wafer aller Abmessungen angewendet werden, aber auch mit großen Waferabmessungen wie 300 mm Durchmesser oder mehr kompatibel sein.
Beschreibung weiterer beispielhafter Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden weitere beispielhafte Ausführungsbeispiele der Prüfvorrichtung, des Testsystems und der Verfahren erläutert.
Der Begriff „zu testende Vorrichtung“ (DUT) kann im Rahmen der vorliegenden Anwendung insbesondere eine elektronische Komponente wie zum Beispiel einen Halbleiterwafer oder einen Halbleiterchip bezeichnen, der nach der Herstellung auf seine gewünschte Funktionalität geprüft werden soll. Insbesondere kann die zu testende Vorrichtung eine elektronische Komponente sein, die als Leistungshalbleiterwafer oder -chip konfiguriert ist, insbesondere für Anwendungen im Automobilbereich.
Der Begriff „Prüfvorrichtung“ kann im Zusammenhang mit der vorliegenden Anwendung insbesondere eine Handhabungsvorrichtung für die Handhabung von zu testenden Vorrichtungen, insbesondere von Halbleiterwafern, im Hinblick auf den Test ihrer Funktionalität durch ein Testsystem bezeichnen. Eine Prüfvorrichtung kann insbesondere der mechanische Teil eines Testsystems sein, der mit einer elektrischen Testeinheit als elektronischem Teil des Testsystems im Hinblick auf den Test der zu testenden Vorrichtungen zusammenarbeiten kann. Ein elektrischer Test einer solchen zu testenden Vorrichtung kann das Anlegen von elektrischen Stimulationssignalen an eine oder beide gegenüberliegende Hauptflächen der zu testenden Vorrichtung erfordern, z. B. an Pads oder anderen elektrisch leitenden Teilen von Chips eines Wafers. Der Test kann auch die Erfassung und Verarbeitung von elektrischen Antwortsignalen als Antwort auf das Anlegen der Stimulussignale erfordern, wobei die Antwortsignale von einer oder beiden gegenüberliegenden Hauptflächen der zu testenden Vorrichtung in Abhängigkeit von den Besonderheiten einer bestimmten Anwendung erfasst werden können.
Im Rahmen der vorliegenden Anwendung kann der Begriff „Sammelschienenmechanismus“ insbesondere eine Anordnung von mindestens zwei relativ großen, elektrisch leitfähigen Körpern wie Platten bezeichnen, die elektrisch miteinander verbunden werden können. Einer der Körper oder Platten kann mit elektrisch leitfähigen Kontakten einer Spannvorrichtung, die die zu testende Vorrichtung trägt, zusammenwirken, und der gegenüberliegende andere Körper oder die gegenüberliegende Platte kann zum Zusammenwirken mit dem vorgenannten Körper oder der vorgenannten Platte verwendet werden, um eine Verbindung mit der elektrischen Testeinheit herzustellen. Beschreibend kann eine solche Anordnung von zwei elektrisch gekoppelten oder elektrisch koppelbaren elektrisch leitenden Körpern wie Platten als Parallelschaltung von Induktivitäten interpretiert werden. Nach den physikalischen Gesetzen summiert sich eine Parallelschaltung mehrerer Induktivitäten reziprok, so dass durch die Bereitstellung eines Sammelschienenmechanismus die Induktivität des signalführenden Sammelschienenmechanismus deutlich reduziert werden kann.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Sammelschienenmechanismus als beweglicher Sammelschienenmechanismus ausgeführt. Ein beweglicher Sammelschienenmechanismus kann ein Sammelschienenmechanismus sein, bei dem mindestens ein Teil davon, insbesondere eine der mindestens zwei Platten aus elektrisch leitendem Material, während des Betriebs der Prüfvorrichtung räumlich bewegt werden kann. So ist es durch die Bewegung einer der Platten in Bezug auf eine andere der Platten während des Betriebs der Prüfvorrichtung möglich, die beiden Platten in eine Konfiguration zu bringen, in der sie während der Übertragung elektrischer Signale elektrisch gekoppelt sind. Es ist jedoch auch möglich, eine der Platten gegenüber der anderen zu bewegen, um die Kontaktstellung der Prüfvorrichtung zu verändern. Während einer solchen Bewegung ist es auch möglich, dass die elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Platten zumindest zeitweise unterbrochen wird.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Prüfvorrichtung als Waferprüfvorrichtung zum Testen von Chips (insbesondere Halbleiterchips) an einem Wafer als zu testende Vorrichtung konfiguriert. So kann die Prüfvorrichtung zum Testen eines Wafers, insbesondere mehrerer elektronischer Chips, die im Waferverbund noch integral verbunden sind, konfiguriert werden. Der Wafer und seine elektronischen Chips können an einer oder beiden gegenüberliegenden Hauptflächen elektrisch leitende Pads und/oder andere elektrisch leitende Teile aufweisen, die kontaktiert werden müssen, um elektrische Testsignale anzulegen und elektrische Antwortsignale zu messen, um die Funktionalität der elektronischen Chips und des Wafers als Ganzes zu testen. Eine solche Waferprüfvorrichtung kann in der Lage sein, den Wafer an einer ebenen Oberfläche einer Spannvorrichtung mit elektrisch leitenden Abschnitten aufzunehmen, die mit elektrisch leitenden Teilen an einer Hauptfläche des Wafers kontaktiert werden. Eine Nadelkarte, zum Beispiel mit einer Mehrzahl von elektrisch leitenden Nadeln, kann Pads an einer gegenüberliegenden anderen Hauptfläche des auf der Spannvorrichtung platzierten Wafers kontaktieren.
Bei einem Ausführungsbeispiel weist die Prüfvorrichtung elektrisch leitende Kontaktelemente zum Anlegen eines elektrischen Stimulationssignals an mindestens einer Seite der zu testenden Vorrichtung und zum Erfassen eines elektrischen Antwortsignals als Reaktion auf das angelegte elektrische Stimulationssignal an mindestens einer Seite der zu testenden Vorrichtung auf. Bei den genannten elektrisch leitenden Elementen kann es sich um Nadeln oder Federkontaktstifte (d.h. federbelastete, elektrisch leitende Kontakte) handeln, die Kontaktflächen und/oder andere elektrisch leitende Teile an einer Hauptfläche des Wafers oder anderer zu testenden Vorrichtungen kontaktieren. Andere Kontaktelemente können planare elektrisch leitende Bereiche an einer Oberfläche der Spannvorrichtung sein, auf die die zu testende Vorrichtung gesetzt werden kann. Wenn die zu testende Vorrichtung zwischen elektrisch leitende Elemente an den beiden gegenüberliegenden Hauptflächen gelegt wird, ist es möglich, elektrische Tests durchzuführen, indem elektrische Stimulationssignale angelegt und elektrische Antwortsignale an den jeweiligen Pads und/oder anderen elektrisch leitenden Teilen über die jeweiligen Kontaktelemente gemessen werden. Durch den oben beschriebenen Sammelschienenmechanismus kann die parasitäre Induktivität, die durch den Messvorgang entsteht, klein bleiben.
Der Sammelschienenmechanismus weist eine zumindest teilweise elektrisch leitende erste Sammelschienenplatte zum Leiten eines elektrischen Signals zu oder von der zu testenden Vorrichtung und eine zumindest teilweise elektrisch leitende zweite Sammelschienenplatte zum Leiten desselben elektrischen Signals zu oder von der zu testenden Vorrichtung auf. Die beiden Sammelschienenplatten können ein elektrisch leitfähiges Material aufweisen und zusammenwirken, um die parasitäre Induktivität deutlich zu verringern, wenn sich ein elektrisches Signal entlang einer Sammelschienenplatte über einen Kontaktmechanismus zur anderen Sammelschienenplatte ausbreitet, um sich dort entlang einer entgegengesetzten Richtung im Vergleich zu einer Ausbreitungsrichtung auf der ersten Sammelschienenplatte auszubreiten. Durch diesen Mechanismus kann die parasitäre Induktivität deutlich reduziert werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist die erste Sammelschienenplatte eine untere Sammelschienenplatte, und die zweite Sammelschienenplatte ist eine obere Sammelschienenplatte. So kann zum Beispiel die erste Sammelschienenplatte auf der gleichen vertikalen Ebene und seitlich neben einer Spannvorrichtung platziert werden, die eine zu testende Vorrichtung, zum Beispiel einen Wafer, trägt. Die zweite Sammelschienenplatte sollte vorzugsweise über der zu testenden Vorrichtung angeordnet werden, um die Gefahr von Kollisionen zu vermeiden. Die zweite Sammelschienenplatte kann sich unter einer Leiterplatte (zum Beispiel einer gedruckten Leiterplatte) der Nadelkarte befinden. Nadeln zum Kontaktieren einer oberen Hauptfläche der zu testenden Vorrichtung, die sich von der Platine der Nadelkarte nach unten erstrecken, können unterhalb der zweiten Sammelschienenplatte freie Enden haben.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist die erste Sammelschienenplatte eine bewegliche Sammelschienenplatte. Durch Bewegen der ersten Sammelschienenplatte zusammen mit der Spannvorrichtung und der zu testenden Vorrichtung relativ zur ersten Sammelschienenplatte und der Nadelkarte kann jeweils ein Teil der zu testenden Vorrichtung (insbesondere ein oder mehrere Elektronik-Chips), der gerade geprüft wird, ausgewählt werden. Die Bewegung kann in einer horizontalen Ebene erfolgen, um die zu testende Vorrichtung während des Prüfvorgangs abzutasten. Die Bewegung kann auch senkrecht zu dieser horizontalen Ebene erfolgen, so dass die zu testende Vorrichtung gegenüber den Nadeln der Nadelkarte abgesenkt werden kann, bevor die zu testende Vorrichtung zusammen mit der ersten Sammelschienenplatte und der Spannvorrichtung relativ zur Nadelkarte bewegt wird.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist die zweite Sammelschienenplatte eine ortsfeste Sammelschienenplatte. Die ortsfeste Platte kann zum Beispiel mechanisch auf einem Gehäuse der Prüfvorrichtung montiert, aber elektrisch isoliert sein. Um die Anzahl der beweglichen Teile gering zu halten, kann die zweite Sammelschienenplatte einfach als feste Sammelschienenplatte ausgeführt werden. Auch die mit der zweiten Sammelschienenplatte zusammenwirkende Nadelkarte kann als ortsfestes Element ausgeführt werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel hat die zweite Sammelschienenplatte eine größere Oberfläche als die erste Sammelschienenplatte. Bei einer solchen Konfiguration gibt es beim Bewegen der ersten Sammelschienenplatte immer einen entsprechenden Teil der zweiten Sammelschienenplatte, der mit der ersten Sammelschienenplatte nach dem Sammelschienenprinzip zusammenwirkt.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann mindestens ein Teil der ersten Sammelschienenplatte und der zweiten Sammelschienenplatte mit einer elektrisch leitenden Schicht bedeckt sein.
Die Prüfvorrichtung weist einen Kontaktmechanismus auf, der zur selektiven Herstellung eines elektrischen Kontaktes zwischen der ersten Sammelschienenplatte und der zweiten Sammelschienenplatte ausgebildet ist. Bei dem eigentlichen elektrischen Test der zu testenden Vorrichtung sollen die erste Sammelschienenplatte und die zweite Sammelschienenplatte durch den Kontaktmechanismus elektrisch gekoppelt werden. Beim Abtasten der zu testenden Vorrichtung durch Bewegen der Spannvorrichtung zusammen mit der ersten Sammelschienenplatte kann eine solche Verbindung jedoch vorübergehend unterbrochen werden, um Kollisionen oder Kratzer zu vermeiden.
Bei einem Ausführungsbeispiel weist der Kontaktmechanismus eine elektrisch leitende Schiene auf. Die elektrisch leitende Schiene kann zum Beispiel eine gerade elektrisch leitende Schiene sein. Obwohl diese platzsparende Form vorteilhaft ist, sind auch andere Formen möglich, zum Beispiel eine gebogene Form. Es ist jedoch vorzuziehen, dass sich die elektrisch leitende Schiene über eine ganze Dimension des Sammelschienenmechanismus oder mindestens einer Sammelschienenplatte davon erstreckt, so dass eine kleine Induktivität und ein kleiner elektrischer Widerstand erzielt werden kann. Die elektrisch leitende Schiene kann auf einer der ersten und zweiten Sammelschienenplatten montiert sein oder einen Teil davon bilden. Insbesondere kann der Kontaktmechanismus so gestaltet sein, dass ein elektrischer Kontakt zwischen der ersten Sammelschienenplatte und der zweiten Sammelschienenplatte hergestellt wird, wenn die zu testende Vorrichtung von Kontaktelementen (insbesondere von oben) berührt wird oder wenn elektrische Signale zu und/oder von der zu testenden Vorrichtung geleitet werden. Der Kontaktmechanismus kann auch so konfiguriert sein, dass ein elektrischer Kontakt zwischen der ersten und der zweiten Sammelschienenplatte während der Relativbewegung zwischen der ersten und der zweiten Sammelschienenplatte, insbesondere in einer horizontalen Ebene und mit vertikalem Abstand zwischen den Sammelschienenplatten, unterbunden wird. Durch die Bildung des Kontaktmechanismus aus einem elektrisch leitenden Körper, der sich in einer bestimmten Richtung erstreckt, kann der Sammelschienenmechanismus sehr effizient genutzt werden. Die verlängerte elektrisch leitende Schiene ist beschreibend mit einer großen Anzahl von parallel geschalteten Einzelinduktivitäten technisch vergleichbar, die sich zu einem relativ kleinen parasitären Induktivitätswert summieren.
Bei einem Ausführungsbeispiel weist die Prüfvorrichtung eine insbesondere seitlich an die erste Sammelschienenplatte angeschlossene und für die Aufnahme der zu testenden Vorrichtung konfigurierte Spannvorrichtung auf. Ein oberer Teil der Spannvorrichtung kann als Kontaktstruktur (insbesondere in Form einer Metallplatte) ausgebildet sein, deren Kontaktelemente mit der ersten Sammelschienenplatte verbunden sind und mit einer unteren Hauptfläche der zu testenden Vorrichtung verbunden werden können. Die Kontaktstruktur der Spannvorrichtung kann somit (insbesondere flächige) elektrisch leitfähige Kontaktelemente aufweisen, die mit der ersten Sammelschienenplatte verbunden sind und zur Kontaktierung der zu testenden Vorrichtung von einer Unterseite her ausgebildet sind. Diese Kontaktstruktur kann gegenüber einem Befestigungsteil der Spannvorrichtung elektrisch isoliert sein. Die Spannvorrichtung kann somit als mechanische Befestigungsbasis dienen, um die zu testende Vorrichtung darauf zu befestigen. Die Spannvorrichtung kann aber auch eine elektrisch leitende Oberfläche in Form der genannten Kontaktstruktur aufweisen, so dass bei der Montage der zu testenden Vorrichtung auf der Spannvorrichtung gleichzeitig eine elektrisch leitende Verbindung zwischen elektrisch leitenden Kontakten an der unteren Hauptfläche der zu testenden Vorrichtung und der Montagefläche der Spannvorrichtung hergestellt werden kann.
Bei einem Ausführungsbeispiel weist die Prüfvorrichtung eine Nadelkarte mit elektrisch leitenden Kontaktelementen (insbesondere in Form von Nadeln) auf, die zur Kontaktierung der zu testenden Vorrichtung konfiguriert sind. Diese Kontaktelemente können insbesondere die zu testende Vorrichtung von einer Oberseite aus kontaktieren. Die Nadelkarte kann eine oder mehrere elektrisch leitende Nadeln aufweisen, die sich von einem Hauptkörper der Nadelkarte nach unten erstrecken oder vorstehen, so dass die freien Enden der elektrisch leitenden Nadeln elektrisch leitende Kontakte an der oberen Hauptfläche der zu testenden Vorrichtung, insbesondere Pads an einer Oberseite des Wafers, kontaktieren. Über die Nadeln der Nadelkarte und über die elektrisch leitfähigen Teile der Spannvorrichtung können während der Durchführung des elektrischen Tests elektrische Signale an die zu testende Vorrichtung angelegt und von dieser detektiert werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel weist die Prüfvorrichtung einen ersten Kontaktring auf, der mehrere elektrische Kontakte (insbesondere mehrere federbelastete Stifte) aufweist, die mit der zweiten Sammelschienenplatte verbunden und (insbesondere über den Kontaktmechanismus) mit der ersten Sammelschienenplatte verbindbar sind. Die Prüfvorrichtung kann auch einen zweiten Kontaktring aufweisen, der mehrere mit einer Nadelkarte verbundene elektrische Kontakte (insbesondere mehrere weitere federbelastete Stifte) aufweist. Die zweite Sammelschienenplatte kann durch den ersten Kontaktring mit der elektrischen Testeinheit verbunden werden. Die Nadelkarte kann über den zweiten Kontaktring mit der elektrischen Testeinheit verbunden werden. Der erste Kontaktring kann zum Beispiel ein äußerer Kontaktring sein, der den inneren zweiten Kontaktring umschließt oder umgibt. Sehr vorteilhaft ist es, wenn die Kontaktringe das Sammelschienenprinzip zur elektrischen Testeinheit hin fortsetzen, was im Zusammenspiel mit dem oben beschriebenen Sammelschienenmechanismus die parasitäre Induktivität zusätzlich reduziert. So können zum Beispiel mehrere elektrisch leitende Kontakte in einer Ringstruktur an dem ersten Kontaktring und/oder an dem zweiten Kontaktring angeordnet sein. Die Kontaktelemente können zum Beispiel jeweils Federkontaktstifte, d.h. federbelastete Stifte sein. Dies kann eine sichere elektrische Kontaktierung über die Federkontaktstifte ermöglichen.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel weist die Prüfvorrichtung eine erste Kontaktplatte (insbesondere als Vertikalplatte ausgebildet) auf, die mit der zweiten Sammelschienenplatte verbunden ist und (durch den Kontaktmechanismus) mit der ersten Sammelschienenplatte verbunden werden kann. Die Prüfvorrichtung kann auch eine zweite, mit der Nadelkarte verbundene Kontaktplatte (insbesondere als weitere, insbesondere parallel zur ersten Vertikalplatte angeordnete Vertikalplatte) aufweisen. Alternativ zu der oben beschriebenen konzentrischen Anordnung von zylindrischen oder ringförmigen Kontakten werden bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel (vorzugsweise vertikal angeordnete) elektrisch leitende Kontaktplatten verwendet, die das Sammelschienenprinzip zur elektrischen Testeinheit hin fortsetzen. Dadurch kann die parasitäre Induktivität im Zusammenspiel mit dem oben beschriebenen Sammelschienenmechanismus weiter reduziert werden.
Das Verfahren weist bei einem Ausführungsbeispiel ein Testen von integral verbundenen Dies oder Chips eines Wafers als zu testende Vorrichtung auf, insbesondere eines Wafers mit einem Durchmesser von mindestens 200 mm, insbesondere mindestens 300 mm. Insbesondere bei einem Halbleiterwafer mit großen Abmessungen bis zu 300 nm Durchmesser und mehr können herkömmliche Prüfvorrichtungskonzepte nicht mehr anwendbar und verfügbar sein. Das Sammelschienenprinzip hat jedoch gerade bei solch großen Wafern deutliche Vorteile, die zu einer unterdrückten parasitären Induktivität und einer höheren Ausbeute führen.
Bei einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren ein Testen eines Wafers mit einer Mehrzahl von Leistungshalbleiterchips als die zu testende Vorrichtung auf. Insbesondere beim Testen von Leistungshalbleiterchips werden dynamische Testsequenzen mit nicht konstanten Testsignalen notwendig. Bei solchen Testsequenzen ist das Problem der parasitären Induktivität besonders ausgeprägt. Daher ist die Implementierung eines Sammelschienenprinzips besonders vorteilhaft für den Test von Leistungshalbleiterchips.
Bei einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren ein Testen eines Wafers als zu testende Vorrichtung auf, der eine Mehrzahl von Halbleiterchips aufweist, die einen vertikalen Stromfluss zwischen zwei gegenüberliegenden Hauptflächen aufweisen. Das Testen von Halbleiterchips mit vertikalem Stromfluss (zum Beispiel Transistorchips) kann Pads und/oder andere elektrisch leitende Teile an beiden gegenüberliegenden Hauptflächen des zu testenden Wafers realisieren. Daher kann das Sammelschienenprinzip für eine solche Anwendung besonders vorteilhaft sein.
Bei einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren ein Testen der zu testenden Vorrichtung unter Verwendung von zeitlich schnell wechselnden Testsignalen auf. Im Gegensatz zu statischen Tests, bei denen konstante oder sich relativ langsam ändernde elektrische Signale an die zu testende Vorrichtung angelegt werden, ist das Anlegen von nicht konstanten oder sich schnell ändernden Signalen mit kurzen Impulslängen (in der Größenordnung von Zehntel Nanosekunden) besonders kritisch. Daher ist die Umsetzung des Sammelschienenprinzips in der Prüfvorrichtung nach einem beispielhaften Ausführungsbeispiel für eine solche Anwendung besonders vorteilhaft.
Bei einem Ausführungsbeispielsform ist der elektronische Chip ein FET (Field-Effect-Transistor)- Transistor-Chip mit einem Source-Pad, einem Drain-Pad und einem Gate-Pad, oder er kann ein IGBT (Insulated-Gate-Bipolar-Transistor) - Chip mit einem Kollektor-Pad, einem Emitter-Pad und einem Gate-Pad als mindestens einem Pad sein. Insbesondere können der Source-Pad und der Gate-Pad an derselben Hauptfläche des elektronischen Chips ausgebildet sein und jeweils mit einem entsprechenden Kontaktelement gekoppelt sein. Das Drain-Pad kann an einer gegenüberliegenden anderen Hauptfläche des elektronischen Chips gebildet werden. Ein solcher Transistor-Chip kann ein Chip sein, der die Funktion eines Transistors, insbesondere eines Feldeffekttransistors, erfüllt. Ein solcher Transistor-Chip kann zum Beispiel für Leistungshalbleiter-Anwendungen verwendet werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel weist der mindestens eine elektronische Chip mindestens einen aus der Gruppe mit einer Steuerschaltung, einer Treiberschaltung und einer Leistungshalbleiterschaltung auf. Alle diese Schaltungen können in einem Halbleiterchip oder separat in verschiedenen Chips integriert sein. Beispielsweise kann eine entsprechende Leistungshalbleiteranwendung durch den/die Chip(s) realisiert werden, wobei integrierte Schaltungselemente eines solchen Leistungshalbleiterchips mindestens einen Transistor (insbesondere einen FET, Feldeffekttransistor oder IGBT, Bipolartransistor mit isoliertem Gate), mindestens eine Diode usw. aufweisen können. Insbesondere können Schaltungen hergestellt werden, die eine Halbbrückenfunktion, eine Vollbrückenfunktion usw. erfüllen.
Als Substrat oder Wafer für die Halbleiterchips kann ein Halbleitersubstrat, vorzugsweise ein Siliziumsubstrat, verwendet werden. Alternativ kann ein Siliziumoxid oder ein anderes Isolatorsubstrat verwendet werden. Es ist auch möglich, ein Germanium-Substrat oder ein III-V-Halbleitermaterial zu implementieren. Beispielhafte Ausführungsbeispiele können beispielsweise in GaN- oder SiC-Technologie implementiert werden.
Die oben genannte und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen, in denen gleichartige Teile oder Elemente mit gleichartigen Bezugszeichen bezeichnet sind.
Figurenliste
Die beiliegenden Zeichnungen, die zum weiteren Verständnis beispielhafter Ausführungsbeispiele beigefügt sind und einen Teil der Beschreibung bilden, veranschaulichen beispielhafte Ausführungsbeispiele.
Zu den Zeichnungen:

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Testsystems mit einer elektrischen Testeinheit und einer Prüfvorrichtung entsprechend einem beispielhaften Ausführungsbeispiel.
2 zeigt eine dreidimensionale Explosionsdarstellung eines Teils einer Prüfvorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel.
3 zeigt eine dreidimensionale Ansicht der Prüfvorrichtung gemäß der 2.
4 zeigt eine Einzelheit der Prüfvorrichtung nach 2 und 3.
5 zeigt eine Explosionsdarstellung der Prüfvorrichtung von 2 bis 4.
6 zeigt eine schematische Darstellung eines Testsystems mit einer elektrischen Testeinheit und einer Prüfvorrichtung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel.

Detaillierte Beschreibung
Die Darstellung in der Zeichnung ist schematisch und nicht maßstabsgetreu.
Bevor exemplarische Ausführungsbeispiele anhand der Figuren näher beschrieben werden, werden einige allgemeine Überlegungen zusammengefasst, auf deren Grundlage exemplarische Ausführungsbeispiele entwickelt wurden.
Entsprechend einer Ausführungsform ist eine längenvariable Sammelschiene einer Waferprüfvorrichtung zur Reduzierung oder gar Minimierung der parasitären Induktivität vorgesehen.
Leistungshalbleiter sind in vielen Fällen vertikale Komponenten, d.h. Chips mit vertikalem Stromfluss. Bei Leistungshalbleitertransistoren befindet sich das Drain-Pad/Kollektor-Pad in vielen Fällen an der Rückseite des Chips. Daher kann beim Wafertest die Rückseite eines entsprechenden Wafers mit der Wafer-Spannvorrichtung der Prüfvorrichtung elektrisch kontaktiert werden. Die Spannvorrichtung kann den Wafer dann in allen drei Raumachsen bewegen. Die elektrische Verbindung zu festen Teilen der Prüfvorrichtung kann konventionell mit einem flexiblen Spannvorrichtungskabel erfolgen. Der Strom fließt durch den Chip und das Spannvorrichtungskabel zurück zur Tester-Schnittstelle, die auch als elektrische Testeinheit bezeichnet werden kann. Dieses Spannvorrichtungskabel stellt eine bedeutende parasitäre Induktivität dar. Für statische Tests, die im Wafertest Standard sind (wie zum Beispiel Messung von Durchbruchspannung, Ron, VCEsat, Leckage), ist dies kein großes Problem.
Allerdings sind statische Tests für bestimmte Anwendungen nicht mehr ausreichend, um leistungsdiskrete Halbleiter korrekt zu testen. Dynamische Testinhalte (wie zum Beispiel Messung von Avalanche, Abschaltung, Doppelpuls) werden für bestimmte Anwendungen benötigt, um die Testabdeckung beim Wafertest zu erhöhen und sie näher an die Abdeckung eines BE-Tests (zum Beispiel IGBT- (Insulated-Gate-Bipolar-Transistor-) Modultests) zu bringen. Dabei kann die oben beschriebene parasitäre Induktivität unerwünscht sein. Die Auswirkungen einer signifikanten parasitären Induktivität können Wafer und Testequipment beschädigen und sogar dynamische Tests (bei denen ein hoher dI/dt Wert, d.h. eine hohe Ableitung des Stromes I über die Zeit t, erforderlich sein kann) überhaupt nicht möglich machen.
Nach einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist in einem Testsystem zum Testen von zu testenden Vorrichtungen wie Wafern ein effizienter Mechanismus zur Reduzierung der parasitären Induktivität implementiert, nämlich ein Sammelschienenprinzip. Mit einem Sammelschienenmechanismus, der in einer Prüfvorrichtung für ein Testsystem zum Testen von zu testenden Vorrichtungen implementiert ist, kann es möglich sein, den Strom nicht durch Drähte mit kreisförmigem Durchmesser, sondern durch räumlich ausgedehnte, zum Beispiel planare Leiter mit einem hohen Verhältnis zwischen Breite und Abstand zu zwingen.
Ein solcher Sammelschienenmechanismus zur Reduzierung der parasitären Induktivität einer Prüfvorrichtung eines Testsystems für den Test von zu testenden Vorrichtungen kann als eine virtuelle Parallelisierung vieler verdrahteter Strompfade betrachtet werden. Jeder von ihnen hat eine bestimmte Induktivität. Die Parallelisierung eines Vielfachen solcher Induktivitäten L₁, L₂, ... reduziert die Gesamtinduktivität L_total nach der Gleichung 1/L_total = 1/L₁ + 1/L₂ + .... Messungen mit einem speziellen Pulsstrom-Induktivitätsmesssystem ergaben Induktivitätswerte einer Baugruppe nach einem beispielhaften Ausführungsbeispiel nur im Bereich von 10 nH.
Um einen entsprechenden Sammelschienenmechanismus in einer Waferprüfvorrichtung als Ersatz für ein herkömmliches Spannvorrichtungskabel, das eine wesentliche Quelle parasitärer Induktivität darstellt, zu verwenden, können zwei Sammelschienenplatten aus einem metallischen Werkstoff eingesetzt werden. Eine dieser Metallplatten kann auf dem Spannvorrichtungs-Tisch montiert werden und kann sich somit in einer horizontalen Ebene bewegen. Die andere Platte kann fest, zum Beispiel an einer Prüfvorrichtungskopfplatte (d.h. ein massives Metallteil, das eine obere Gehäuseplatte und einen Referenzsitz der Prüfvorrichtung aufweist) montiert werden. Beide Platten können wahlweise durch einen Kontaktmechanismus, zum Beispiel einen Linearschütz, elektrisch verbunden werden. Da die beiden Sammelschienenplatten zum gleichen Spannungsbereich gehören, ist eine optionale Isolationsschicht auf ihrer Oberfläche nicht von großer Bedeutung.
Neben dem vorteilhaften Sammelschienenprinzip kann eine Reduzierung der Strompfadlänge und damit des geschlossenen Schleifenbereichs eine weitere wirksame Maßnahme zur weiteren Verbesserung der Impedanzcharakteristik der Prüfvorrichtung sein. Insbesondere in Kombination kann dies zu einer herausragend niedrigen parasitären Induktivität führen.
Vorteilhaft ist, dass das Sammelschienenprinzip nicht nur im Inneren der Prüfvorrichtung realisiert werden kann, sondern des Weiteren in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erweitert werden kann. In einem solchen Ausführungsbeispiel können alle Ströme oder Signale durch die Kopfplatte auf eine Prüfvorrichtungs-Tester-Schnittstellenkarte geführt werden. Zur Erweiterung des Sammelschienenprinzips kann auch hier eine Anordnung von zwei konzentrischen Kontaktringen (die man als „Röhrenebenen“ bezeichnen kann) vorgesehen werden, zum Beispiel in Form eines äußeren Federkontaktringturms und eines inneren Federkontaktringturms.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann der beschriebene Sammelschienenmechanismus als Nachrüstsatz für eine bestehende Standard-Prüfvorrichtung verwendet werden. So können die die mechanische Genauigkeit bestimmenden Teile (wie zum Beispiel Tasterkartenneigung, Ebenheit) völlig bei der vorhandenen Standard-Prüfvorrichtung verbleiben (wie Kopfplatte, Einsätze). Der Sammelschienenmechanismus kann dann mit relativ hohen Toleranzen implementiert und nachgerüstet werden, was den Implementierungsaufwand gering hält.
So kann ein Modulhersteller zum Beispiel Chips in Form von Bare-Dies effizient und zuverlässig testen. Die getesteten Chips können dann zur Herstellung von Modulen, zum Beispiel IGBT-Modulen, verwendet werden. Bei Verwendung einer Prüfvorrichtung in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann dies die Modulausbeute und Zuverlässigkeit verbessern. Ohne dynamische Tests, wie sie durch beispielhafte Ausführungsbeispiele ermöglicht werden, fehlt insbesondere bei großen Wafern (zum Beispiel 300 mm Durchmesser) ein signifikanter Testinhalt. Insbesondere anspruchsvolle Module, die eine Mehrzahl von (zum Beispiel zwölf oder mehr) Chips (wie IGBT-Chips) und optional eine ähnliche oder gleiche Menge passiver Komponenten (wie Dioden) enthalten können, werden konventionell als Ausschuss eingestuft, wenn nur ein Chip bei einem dynamischen Test versagt. Mit beispielhaften Ausführungsbeispielen kann es möglich sein, diesen fehlerhaften Chip bereits im dynamischen Test auf Waferebene zu finden und damit die Modulausbeute zu erhöhen. Insbesondere kann durch beispielhafte Ausführungsbeispiele ein geringerer Ausbeuteverlust und eine bessere Qualität im Hinblick auf eine bessere Testabdeckung und Fehlererkennung auf Waferebene erreicht werden.
Beschreibend kann eine Prüfvorrichtung als der mechanische Teil eines Testsystems betrachtet werden. In einer solchen Prüfvorrichtung zum Testen von zu testenden Vorrichtungen (zum Beispiel elektronische Leistungschips eines Halbleiterwafers) kann die zu testende Vorrichtung aus einem Reservoir auf eine Spannvorrichtung der Prüfvorrichtung geladen werden. Eine elektrische Testeinheit kann mit der Prüfvorrichtung verbunden werden, um elektrische Stimulationssignale an die zu testende Vorrichtung zuzuführen und um elektrische Antwortsignale zu verarbeiten, die von der zu testenden Vorrichtung als Reaktion auf das Anlegen der Stimulationssignale empfangen werden. Konventionell kann dies durch Kabel mit einer Länge von typischerweise 1 m bis 2 m erreicht werden. Nach einem beispielhaften Ausführungsbeispiel wird dies durch einen Sammelschienenmechanismus, d.h. durch längliche elektrisch leitende Platten, die miteinander verbunden oder verbindbar sind, erreicht. Dadurch kann es zu einem Stromfluss entlang des Sammelschienenmechanismus kommen, der als Parallelschaltung mehrerer Einzelinduktivitäten betrachtet werden kann. Durch die reziproke Summierung der Einzelinduktivitäten zu einer Netto- oder Gesamtparasitärinduktivität kann ein entsprechender Sammelschienenmechanismus die parasitäre Induktivität der Prüfvorrichtung deutlich reduzieren.
Während bei herkömmlichen statischen Tests von Wafern und deren Chips mit Zeitkonstanten in der Größenordnung von Millisekunden die parasitäre Induktivität aufgrund der damit verbundenen, im Wesentlichen konstanten Signale bisher kein wesentliches Thema war, müssen Leistungshalbleiter-Chips eines großen Wafers auch mit dynamischen Tests getestet werden, um ein Gesamtbild der Funktionalität zu erhalten. Bestimmte Chipfehler können nur durch dynamische und nicht durch statische Tests erkannt werden. Während eines solchen dynamischen Tests können elektrische Testsignale mit einer Dauer in der Größenordnung zwischen 10 ns und 100 ns angelegt werden. In einem solchen Szenario kann die von der Prüfvorrichtung eingebrachte parasitäre Induktivität eine bedeutende Rolle spielen, die Genauigkeit des Tests erheblich verschlechtern und sogar die Leistungshalbleiterchips während des Tests beschädigen. Beschreibend kann eine solche parasitäre Impedanz wie ein Energiespeicher funktionieren, der unter bestimmten Umständen unbeabsichtigt die gespeicherte Energie zu dem Wafer zuführt, was diesen verschlechtern oder zerstören kann. So kann der Ersatz einer konventionellen Kabelverbindung durch einen Sammelschienenmechanismus die Ausbeute erhöhen.
Insbesondere kann ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel eine induktivitätsarme Verbindung zwischen einer Spannvorrichtung mit elektrisch leitfähigen Bereichen, die mit einer unteren Hauptfläche des Wafers in Kontakt stehen, und der elektrischen Testeinheit über den Sammelschienenmechanismus herstellen. Es kann auch eine induktionsarme Verbindung zwischen den Nadeln einer Nadelkarte, die eine obere Hauptfläche des Wafers mit der elektrischen Testeinheit kontaktieren, hergestellt werden. Eine solche Architektur hat sich insbesondere bei Leistungshalbleiter-Chips und bei sehr großen Wafern mit zum Beispiel 300 mm oder mehr Durchmesser als vorteilhaft erwiesen.
Bei der Implementierung eines Sammelschienenmechanismus in einer Prüfvorrichtung können die erzielbaren parasitären Induktivitäten bis zu 10 nH betragen. Zum Vergleich: Bei herkömmlichen Ansätzen mit Kabeln von 1 m bis 2 m Länge kann die parasitäre Induktivität bei etwa 1000 nH liegen. Selbst bei Anwendung konventioneller Ansätze zur Reduzierung der parasitären Induktivität, wie zum Beispiel die Bereitstellung einer separaten zweiten seitlichen Spannvorrichtung zusätzlich zu einer den Wafer tragenden Hauptspannvorrichtung, lässt sich die parasitäre Impedanz dadurch nicht unter etwa 100 nH reduzieren. Beschreibend können durch die Implementierung eines Sammelschienenmechanismus in der Prüfvorrichtung längliche Kabel durch zwei längliche und räumlich ausgedehnte elektrisch leitende Platten ersetzt werden, die selektiv durch einen Kontaktmechanismus, wie zum Beispiel eine elektrisch leitende Schiene, verbunden werden können. Dadurch können mehrere Induktivitäten parallel geschaltet werden, was die effektive parasitäre Induktivität deutlich reduzieren kann.
Vorteilhaft ist das beispielhafte Ausführungsbeispiel eines beweglichen oder räumlich variablen Sammelschienenmechanismus, mit dem die Sammelschienenplatten für den eigentlichen Prüfvorgang, bei dem elektrische Signale angelegt werden, selektiv gekoppelt und in Zeitintervallen, in denen die Sammelschienenplatten relativ zueinander bewegt werden, elektrisch entkoppelt werden können, um einen bestimmten Chip oder Chipteil oder eine bestimmte Anzahl von Chips mit Nadeln einer Nadelkarte zur Durchführung eines elektrischen Tests an einem bestimmten Teil der zu testenden Vorrichtung in Ausrichtung zu bringen.
Nach einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel kann der induktivitätsreduzierende Einfluss des Sammelschienenmechanismus durch die Bereitstellung von kreiszylindrischen Anschlusskörpern wie zum Beispiel Kontaktringen zur indirekten Verbindung der oberen bzw. unteren Hauptfläche der zu testenden Vorrichtung synergetisch unterstützt werden. Einer dieser Kontaktringe kann die obere Hauptfläche der zu testenden Vorrichtung über die Nadelkarte kontaktieren. Der andere Kontaktring kann über den Sammelschienenmechanismus, d. h. über die beiden Sammelschienenplatten und den Verbindungskontaktmechanismus, die untere Hauptfläche der zu testenden Vorrichtung berühren. Solche Kontaktringe können eine umlaufende Anordnung von mehreren Kontaktstiften als elektrische Kontakte zur Führung der Signale in die Prüfvorrichtung und aus der Prüfvorrichtung aufweisen. Werden diese Kontaktstifte als Federkontaktstifte, d.h. als federbelastete elektrische Kontakte ausgeführt, kann die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung weiter verbessert werden. Gleichzeitig kann durch eine solche Architektur die parasitäre Induktivität weiter reduziert werden, da der Sammelschienenmechanismus durch solche Kontaktringe funktionell weiter ausgebaut werden kann.
Alternativ zu solchen zylindrischen, ringförmigen Steckern können auch vertikale Platten verwendet werden, die in entsprechender Weise zur weiteren Reduzierung der parasitären Induktivität beitragen können. Eine dieser vertikalen Platten kann über die Nadelkarte die obere Hauptfläche der zu testenden Vorrichtung kontaktieren. Die andere vertikale Platte kann über den Sammelschienenmechanismus, d.h. über beide Sammelschienenplatten und den verbindenden Kontaktmechanismus, die untere Hauptfläche der zu testenden Vorrichtung kontaktieren.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Testsystems 102 mit einer elektrischen Testeinheit 130 und einer Prüfvorrichtung 100 entsprechend einem beispielhaften Ausführungsbeispiel.
Das Testsystem 102 dient zum Testen einer zu testenden Vorrichtung 106, der hier ein Halbleiterwafer ist, der aus mehreren integral verbundenen Transistorchips zusammengesetzt ist. Das Testsystem 102 ist insbesondere dafür ausgelegt, die zu testende Vorrichtung 106 mit nicht konstanten oder schnell wechselnden Signalen zu testen. Die Prüfvorrichtung 100 bildet den mechanischen Teil des Testsystems 102 und dient zur Handhabung der zu testenden Vorrichtung 106. Die elektrische Testeinheit 130 ist mit der Prüfvorrichtung 100 gekoppelt und dient zur Versorgung der Prüfvorrichtung 100 mit elektrischen Stimulationssignalen und zur Analyse der elektrischen Antwortsignale der Prüfvorrichtung 100 im Hinblick auf den Test. Die Prüfvorrichtung 100 weist elektrisch leitende Kontaktelemente 108 (die im Folgenden näher beschrieben werden) zum Anlegen der elektrischen Stimulussignale an mindestens eine Seite der zu testenden Vorrichtung 106 und zum Erfassen der elektrischen Antwortsignale als Reaktion auf die angelegten elektrischen Stimulussignale an mindestens einer Seite der zu testenden Vorrichtung 106 auf.
Die Prüfvorrichtung 100 weist einen Sammelschienenmechanismus 104 für eine Übertragung der elektrischen Signale zu und von der zu testenden Vorrichtung 106 auf, genauer gesagt zu einer unteren Hauptfläche der zu testenden Vorrichtung 106. Der Sammelschienenmechanismus 104 ist als beweglicher Sammelschienenmechanismus 104 ausgeführt, wie durch das Bezugszeichen 162 schematisch dargestellt. Genauer gesagt weist der Sammelschienenmechanismus 104 eine bewegliche, ebene erste Sammelschienenplatte 110 und eine ortsfeste, ebene zweite Sammelschienenplatte 112 auf.
Die elektrisch leitende erste Sammelschienenplatte 110 und die elektrisch leitende zweite Sammelschienenplatte 112 leiten elektrische Signale zu und von einer unteren Hauptfläche der zu testenden Vorrichtung 106. Die erste Sammelschienenplatte 110 ist eine untere Seitenplatte, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel auf gleicher Höhe oder unterhalb der zu testenden Vorrichtung 106 angeordnet ist. Die zweite Sammelschienenplatte 112 ist eine obere Seitenschienenplatte und ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel über der zu testenden Vorrichtung 106 angeordnet.
Darüber hinaus weist die Prüfvorrichtung 100 einen Kontaktmechanismus 114 auf, der so konfiguriert ist, dass wahlweise ein elektrischer Kontakt zwischen der ersten Sammelschienenplatte 110 und der zweiten Sammelschienenplatte 112 (nicht in 1 dargestellt) hergestellt oder ein elektrischer Kontakt zwischen der ersten Sammelschienenplatte 110 und der zweiten Sammelschienenplatte 112 (wie in 1 dargestellt) unterbrochen werden kann. Der Kontaktmechanismus 114 weist eine elektrisch leitende Schiene 118 auf, die hier in Form einer geraden elektrisch leitenden Schiene an der zweiten Sammelschienenplatte 112 ausgeführt ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel verläuft die elektrisch leitende Schiene 118 senkrecht zur Papierebene der 1. Darüber hinaus ist der Kontaktmechanismus 114 so ausgelegt, dass bei der Kontaktierung der zu testenden Vorrichtung 106 durch die Kontaktelemente 108 ein elektrischer Kontakt zwischen der ersten Sammelschienenplatte 110 und der zweiten Sammelschienenplatte 112 hergestellt wird.
Um einen solchen elektrischen Kontakt herzustellen, wird die erste Sammelschienenplatte 110 (insbesondere zusammen mit der Spannvorrichtung 122) gemäß 1 nach oben bewegt, bis ihre obere Hauptfläche die untere Hauptfläche der elektrisch leitenden Schiene 118 berührt. Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Betrag, um den die erste Sammelschienenplatte 110 zusammen mit der Spannvorrichtung 122 nach oben bewegt wird, durch das aus den Bezugszeichen 106 und 108 bestehende Kontaktsystem bestimmt werden. Eine entsprechende Übersteuerung von ca. 100 µm lässt sich in diesem Zusammenhang einrichten.
Bei einem Ausführungsbeispielsform ist es aber auch möglich, dass der Kontaktmechanismus 114 eine zusätzliche vertikale Abwärtsbewegung (zum Beispiel um etwa 500 µm) ausführt, um eine sichere Verbindung zwischen der elektrisch leitenden Schiene 118 und der ersten Sammelschienenplatte 110 zu gewährleisten.
Der elektrische Kontakt zwischen den Sammelschienenplatten 110, 112 kann über den Kontaktmechanismus 114 während der Leitung der elektrischen Signale zu und/oder von der zu testenden Einrichtung 106 hergestellt werden. Darüber hinaus ist der Kontaktmechanismus 114 so ausgelegt, dass ein elektrischer Kontakt zwischen der ersten Sammelschienenplatte 110 und der zweiten Sammelschienenplatte 112 während der Bewegung der ersten Sammelschienenplatte 110 und der zweiten Sammelschienenplatte 112 relativ zueinander in einer horizontalen Ebene unterbunden wird. Im Betriebszustand nach 1 wird durch den Kontaktmechanismus 114 kein elektrischer Kontakt zwischen den Sammelschienenplatten 110, 112 hergestellt. Beim Verschieben der ersten Sammelschienenplatte 110 nach oben (und wahlweise auch der Bezugszeichen 118/114 nach unten), bis eine obere Hauptfläche der ersten Sammelschienenplatte 110 einen elektrischen Kontakt mit der Unterseite der elektrisch leitenden Schiene 118 herstellt, werden die Sammelschienenplatten 110, 112 elektrisch verbunden (nicht in 1 dargestellt). In der letztgenannten Betriebsart bilden die durch die leitende Schiene 118 verbundenen Sammelschienenplatten 110, 112 eine ausgedehnte, im Wesentlichen U-förmige Struktur, entlang der ein Strom zwischen der zu testenden Vorrichtung 106 und der elektrischen Testeinheit 130 fließen kann.
Die Prüfvorrichtung 100 weist darüber hinaus eine seitlich an die erste Sammelschienenplatte 110 angeschlossene Spannvorrichtung 122 auf, die zum Tragen der zu testenden Vorrichtung 106 ausgebildet ist. Darüber hinaus ist die Spannvorrichtung 122 zur elektrischen Kontaktierung einer unteren Hauptfläche der zu testenden Vorrichtung 106 durch ebene elektrisch leitende Kontaktelemente 108 an einer oberen Hauptfläche der Spannvorrichtung 122 ausgebildet. Genauer gesagt kann ein oberer Teil der Spannvorrichtung 122 als Kontaktstruktur 122a (insbesondere in Form einer Metallplatte) konfiguriert sein, die ein oder mehrere Kontaktelemente 108 aufweist, die mit der ersten Sammelschienenplatte 110 verbunden sind und mit einer unteren Hauptfläche der zu testenden Vorrichtung 106 gemäß 1 verbunden sind. Die genannte Kontaktstruktur 122a kann gegenüber einem Befestigungsteil 122b der Spannvorrichtung 122, das als Befestigungsbasis für die zu testende Vorrichtung 106 dient, elektrisch isoliert sein.
Eine Nadelkarte 124 der Prüfvorrichtung 100 ist für den Kontakt mit einer oberen Hauptfläche der zu testenden Vorrichtung 106 durch vertikal vorstehende elektrisch leitende Kontaktelemente 108 konfiguriert, die sich von der Nadelkarte 124 nach unten erstrecken. Die elektrisch leitenden Kontaktelemente 108 der Nadelkarte 124 erstrecken sich, wie dargestellt, durch die zweite Sammelschienenplatte 112 nach unten, zum Beispiel durch eine oder mehrere Durchgangsbohrungen in der zweiten Sammelschienenplatte 112.
Wie in 1 schematisch dargestellt und anhand der 2 bis 5 näher beschrieben, weist die Prüfvorrichtung 100 zusätzlich einen ersten Kontaktring 126 auf, der mehrere umlaufend angeordnete elektrische Kontakte 191 (zum Beispiel Federkontaktstifte) aufweist. Der erste Kontaktring 126 kann als Federkontaktring bezeichnet werden, da die elektrischen Kontakte 191 als mehrere ringförmig angeordnete Federkontaktstifte ausgeführt sein können. Darüber hinaus kann die Prüfvorrichtung 100 einen zweiten Kontaktring 128 mit mehreren in Umfangsrichtung angeordneten elektrischen Kontakten 193 (zum Beispiel Federkontaktstifte) aufweisen. Der zweite Kontaktring 128 kann auch als Federkontaktring bezeichnet werden, da die elektrischen Kontakte 193 als mehrere ringförmig angeordnete Federkontaktstifte ausgeführt sein können.
Genauer gesagt wird die zweite Sammelschienenplatte 112 durch die elektrischen Kontakte 191 des ersten Kontaktringes 126 mit der elektrischen Testeinheit 130 verbunden. Die Nadelkarte 124 kann über die elektrischen Kontakte 193 des zweiten Kontaktringes 128 mit der elektrischen Testeinheit 130 verbunden werden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der erste Kontaktring 126 ein äußerer Kontaktring, der den inneren zweiten Kontaktring 128 umschließt.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Prüfvorrichtung 100 mit dem Sammelschienenmechanismus 104 als Waferprüfvorrichtung zum Testen eines Wafers als zu testende Vorrichtung 106 konfiguriert. Genauer gesagt ist die Prüfvorrichtung 100 zum Testen eines Wafers als zu testende Vorrichtung 106 konfiguriert, der eine Mehrzahl von Leistungshalbleiterchips aufweist, von denen jeder, wie zum Beispiel bei einer vertikalen Leistungskomponente, einen integrierten Feldeffekttransistor (FET) oder einen Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT) oder eine Diode aufweist, die im Betrieb einen vertikalen Stromfluss zwischen zwei gegenüberliegenden Hauptflächen erfahren.
Es ist auch möglich, eine vorhandene konventionelle Waferprüfvorrichtung zum Testen von Wafern, die keinen Sammelschienenmechanismus hat, mit einem Sammelschienenmechanismus 104, wie in 1 dargestellt und oben beschrieben, nachzurüsten.
Das in 1 dargestellte Testsystem 102 funktioniert wie folgt: Ein Wafer, der aus typischerweise hunderten bis zehntausenden von integral verbundenen Leistungshalbleiterchips besteht, wird als zu testende Vorrichtung 106 an einer oberen Hauptfläche der Spannvorrichtung 122 montiert. Als Ergebnis können elektrisch leitende Teile an der unteren Hauptfläche des Wafers kontaktiert werden, wobei ein oder mehrere elektrische Kontakte 108 als planare Oberflächenstrukturen der Montagefläche der Spannvorrichtung 122 vorgesehen sind. Durch die Montage der zu testenden Vorrichtung 106 auf die Spannvorrichtung 122 werden die elektrisch leitenden Teile automatisch mit der Spannvorrichtung 122 elektrisch verbunden. Wenn die Halbleiter-Leistungschips der zu testenden Vorrichtung 106 Transistorchips sind, können die Drain- oder Kollektorkontakte die Pads und/oder andere elektrisch leitende Teile bilden, die mit der Spannvorrichtung 122 kontaktiert werden. Während des Tests der elektronischen Chips der zu testenden Vorrichtung 106 kann ein vertikaler Stromfluss durch die zu testende Vorrichtung 106 auftreten. An einer oberen Hauptfläche der zu testenden Vorrichtung 106 können Pads angebracht sein. Wenn die Leistungshalbleiterchips des Wafers, aus dem die zu testende Vorrichtung 106 besteht, Transistorchips sind, können diese Pads Source- oder Emitterpads und Gatepads sein. Diese Pads können während eines elektrischen Tests von den Nadeln der Nadelkarte 124 kontaktiert werden, die den aus dem Hauptkörper der Nadelkarte 124 nach unten ragenden Kontaktelementen 108 entsprechen.
Seitlich der Spannvorrichtung 122 ist die elektrisch leitende erste Sammelschienenplatte 110 angeordnet und mit der elektrisch leitenden Kontaktstruktur 122a der Spannvorrichtung 122 elektrisch verbunden. Wenn die erste Sammelschienenplatte 110 angehoben wird (und die elektrisch leitende Schiene 118 optional durch den Kontaktmechanismus 114 abgesenkt wird), bis ein elektrisch leitender Kontakt mit der Kontaktschiene 118 hergestellt ist, wird die erste Sammelschienenplatte 110 ebenfalls mit dem Kontaktmechanismus 114 und der zweiten Sammelschienenplatte 112 elektrisch gekoppelt. Über die elektrischen Kontakte 191 des Kontaktringes 126, die die zweite Sammelschienenplatte 112 kontaktieren, kann dann eine ununterbrochene Verbindung mit der elektrischen Testeinheit 130 hergestellt werden.
Weiterhin ist die Nadelkarte 124 über die elektrischen Kontakte 193 des zweiten Kontaktringes 128 mit der elektrischen Testeinheit 130 elektrisch verbunden.
Während die Nadelkarte 124 zusammen mit der zweiten Sammelschienenplatte 112 ortsfest ist, ist die Spannvorrichtung 122 zusammen mit der ersten Sammelschienenplatte 110 und der zu testenden Vorrichtung 106 sowohl in horizontaler Ebene gemäß 1 als auch in vertikaler Richtung beweglich. Um die Nadeln bzw. Kontaktelemente 108 der Nadelkarte 124 mit einem bestimmten Teilbereich der Pads an einer oberen Hauptfläche der zu testenden Vorrichtung 106 in Kontakt zu bringen, kann die Spannvorrichtung 122 zusammen mit der ersten Sammelschienenplatte 110 und der zu testenden Vorrichtung 106 angehoben und die Kontaktschiene 118 durch den Kontaktmechanismus 114 abgesenkt werden, so dass die Kontaktschiene 118 einen elektrischen Kontakt mit der ersten Sammelschienenplatte 110 herstellt. Anschließend kann ein Teil des elektrischen Tests durchgeführt werden. Anschließend kann die Spannvorrichtung 122 zusammen mit der ersten Sammelschienenplatte 110 und der zu testenden Vorrichtung 106 abgesenkt werden, so dass die Kontaktschiene 118 den elektrischen Kontakt mit der ersten Sammelschienenplatte 110 verliert. Anschließend kann die Spannvorrichtung 122 zusammen mit der ersten Sammelschienenplatte 110 und der zu testenden Vorrichtung 106 horizontal in eine neue Zielposition gefahren werden. Nach Erreichen der gewünschten horizontalen Zielposition zur Kontaktierung bestimmter Pads und/oder anderer elektrisch leitender Teile der zu testenden Vorrichtung 106 kann die Spannvorrichtung 122 zusammen mit der ersten Sammelschienenplatte 110 und der zu testenden Vorrichtung 106 wieder vertikal angehoben werden, so dass ein neuer elektrischer Kontakt zwischen den Kontaktelementen 108 der Nadelkarte 124 und den oberen Pads hergestellt wird und gleichzeitig ein elektrischer Kontakt zwischen der Kontaktschiene 118 und der ersten Sammelschienenplatte 110 hergestellt wird. Nun können unter der Steuerung der elektrischen Testeinheit 130 weitere elektrische Signale induktivitätsarm an die zu testende Vorrichtung 106 angelegt werden. Beschreibend kann der Stromfluss beim Anlegen der Prüfsignale und der Erfassung der elektrischen Signale horizontal entlang der ersten Sammelschienenplatte 110, vertikal durch die Kontaktschiene 118 und wieder horizontal (aber in entgegengesetzter Richtung) entlang der zweiten Sammelschienenplatte 112 erfolgen.
Während eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Sammelschienenplatten 110, 112 durch den Kontaktmechanismus 114 und der Kontaktschiene 118 hergestellt wird, ist der Fluss der elektrischen Signale wie folgt: Ein erster elektrischer Verbindungspfad wird zwischen der elektrischen Testeinheit 130 über den ersten Kontaktring 126 und seine vielen elektrischen Kontakte 191, die zweite Sammelschienenplatte 112, den Kontaktmechanismus 114/Kontaktschiene 118, die erste Sammelschienenplatte 110 und das/die Kontaktelement(e) 108 der Spannvorrichtung 122 bis zur unteren Hauptfläche der zu testenden Vorrichtung 106 hergestellt. Ein zweiter elektrischer Verbindungspfad wird zwischen der elektrischen Testeinheit 130 über den zweiten Kontaktring 128 und seine vielen elektrischen Kontakte 193 und der Nadelkarte 124 mit ihren vielen Kontaktelementen 108 bis zur oberen Hauptfläche der zu testenden Vorrichtung 106 hergestellt. Ein vertikaler Stromfluss durch die zu testende Vorrichtung 106 ist ebenfalls möglich.
Durch den induktivitätsarmen Aufbau nach 1 kann die zu testende Vorrichtung 106 während des Tests sicher vor Beschädigungen bewahrt werden, da die Gefahr einer übermäßigen elektrischen Energiebeaufschlagung der zu testenden Vorrichtung 106 durch die parasitäre Induktivität durch den implementierten Sammelschienenmechanismus 104 deutlich reduziert wird.
2 zeigt eine dreidimensionale Explosionsdarstellung eines Teils einer Prüfvorrichtung 100 nach einem beispielhaften Ausführungsbeispiel. 3 zeigt eine dreidimensionale Ansicht der Prüfvorrichtung 100 gemäß der 2. 4 zeigt eine Einzelheit der Prüfvorrichtung 100 aus der 2 und der 3. 5 zeigt eine Explosionsdarstellung der Prüfvorrichtung 100 von 2 bis 4.
Wie aus 2 bis 5 zu entnehmen ist, hat die zweite Sammelschienenplatte 112 eine größere Oberfläche als die erste Sammelschienenplatte 110. Sowohl die erste Sammelschienenplatte 110 als auch die zweite Sammelschienenplatte 112 können optional mit einer elektrisch leitenden Schicht 116 bedeckt werden, wie in einer Einzelheit 151 der 5 dargestellt.
Wie dargestellt, weist die Prüfvorrichtung 100 den ersten Kontaktring 126 mit mehreren federbelasteten Kontaktstiften auf, die mit der zweiten Sammelschienenplatte 112 verbunden sind. Zusätzlich ist ein zweiter Kontaktring 128 vorgesehen, der mehrere weiteren federbelasteten Kontaktstifte aufweist, die mit der Nadelkarte 124 verbunden sind.
Der Sammelschienenmechanismus 104 weist eine einzige große, ortsfeste obere Sammelschienenplatte 112 (entsprechend der vollen Nutzbreite der Prüfvorrichtung 100) und eine kleinere, bewegliche untere Sammelschienenplatte 110 auf. Beide Sammelschienenplatten 110, 112 können zum Leiten eines elektrischen Stroms verwendet werden (der in einer Standard-Prüfvorrichtung durch ein langes Spannvorrichtungskabel übertragen wird).
Ein lösbarer Kontakt zwischen den beiden Sammelschienenplatten 110, 112 kann durch den Kontaktmechanismus 114/Kontaktschiene 118 hergestellt werden. Zur Erzielung eines starken Sammelschieneneffektes kann die kleinere untere Sammelschienenplatte 110 in voller Breite mit der oberen Sammelschienenplatte 112 kontaktiert werden. Der Kontakt kann beim Aufsetzen geschlossen werden (z-hoch, Nadeln oder Kontaktelemente 108 kontaktieren die zu testende Vorrichtung 106), und er kann geöffnet werden, wenn die Spannvorrichtung 122 in eine andere Position innerhalb einer horizontalen Ebene bewegt wird. Um unabhängig von einer Antastübersteuerung (z-hoch-Distanz) zu sein, kann der Linearschütz oder die Schiene 118 des Kontaktmechanismus 114 bei jedem Aufsetzen aktiv nach unten gefahren werden Dies kann zum Beispiel mit einer pneumatischen Antriebsmechanik realisiert werden.
Der erste Kontaktring 126 (der auch als äußerer Federkontaktturm bezeichnet werden kann) kann die obere Sammelschienenplatte 112 kontaktieren und den Drain/Kollektor-Strom führen, wenn ein Wafer mit Halbleiter-Leistungstransistor-Chips als zu testende Vorrichtung 106 getestet werden soll. Die Nadelkarte 124 (die auch als Prüfkarte bezeichnet werden kann) kann in den ersten Kontaktring 126 eingesetzt und mit dem zweiten Kontaktring 128 (der auch als innerer Federkontaktturm bezeichnet werden kann) befestigt und kontaktiert werden. Die Befestigung kann auch durch den inneren Federkontaktturm erfolgen, oder alternativ durch eine andere Mechanik (im letzteren Fall dient der Federkontaktturm nur der elektrischen Kontaktierung). Dieser innere Federkontaktturm kann den Source/Emitter-Strom, die Gate- und Hilfssignale führen, wenn ein Wafer mit Halbleiter-Leistungstransistor-Chips als zu testende Vorrichtung 106 getestet werden soll.
Auf einer Prüfvorrichtungskopfplatte kann die Prüfvorrichtungsschnittstellenplatine die Oberseiten der beiden Federkontaktringe mit der Tester-Schnittstelle verbinden. Dies kann als feste Sammelschienenanordnung zur Aufrechterhaltung der niedrigen Induktivität bis zu den Testersourcen realisiert werden, kann aber auch anderweitig realisiert werden.
Durch den Einsatz der Kontaktringe 126, 128 kann die induktivitätsreduzierende Funktion des Sammelschienenmechanismus 104 nach oben fortgesetzt werden. Durch die Bereitstellung der Kontaktringe 126, 128 wird daher die parasitäre Impedanz und damit die Gefahr einer Beschädigung der zu testenden Vorrichtung 106 bei der Durchführung des Tests weiter reduziert. Die Ausbeute bei der Herstellung und dem Testen der zu testenden Vorrichtung 106 kann daher insbesondere durch die Kombination des Sammelschienenmechanismus 104 mit den Kontaktringen 126, 128 deutlich verbessert werden.
6 zeigt ein Testsystem 102 mit einer elektrischen Testeinheit 130 und einer Prüfvorrichtung 100 nach einem weiteren beispielhaften Ausführungsbeispiel.
Die Prüfvorrichtung 100 nach 6 weist eine vertikale erste Kontaktplatte 132, die mit der zweiten Sammelschienenplatte 112 verbunden ist, und eine vertikale zweite Kontaktplatte 134 auf, die als weitere vertikale Platte mit der Nadelkarte 124 verbunden ist.
6 zeigt eine Alternative zu den Kontaktringen 126, 128 gemäß 1 bis 5, jedoch unter Beibehaltung des Konzepts einer niedrigen Induktivität. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel werden die Signale zusätzlich durch die vertikalen elektrisch leitfähigen Platten 132, 134 statt durch die Kontaktringe 126, 128 geführt. Beschreibend setzen die vertikalen Platten 132, 134 das Prinzip des Sammelschienenmechanismus 104 fort und tragen somit ebenfalls zur Eigenschaft des Testsystems 102 mit niedriger Impedanz bei.
Während zwischen den Sammelschienenplatten 110, 112 durch den Kontaktmechanismus 114 eine elektrisch leitende Verbindung hergestellt wird, ist der Fluss der elektrischen Signale wie folgt: Ein erster elektrischer Verbindungspfad wird zwischen der elektrischen Testeinheit 130 über die erste Kontaktplatte 132, der zweiten Sammelschienenplatte 112, dem Kontaktmechanismus 114, der ersten Sammelschienenplatte 110 und den Kontaktelementen 108 der Spannvorrichtung 122 bis zur unteren Hauptfläche der zu testenden Vorrichtung 106 hergestellt. Ein zweiter elektrischer Verbindungspfad wird zwischen dem elektrischen Testeinheit 130 über die zweite Kontaktplatte 134 und der Nadelkarte 124 mit ihren vielen Kontaktelementen 108 bis zur oberen Hauptfläche der zu testenden Vorrichtung 106 hergestellt. Ein vertikaler Stromfluss durch die zu testende Vorrichtung 106 ist ebenfalls möglich.
Es ist zu beachten, dass der Begriff „aufweisend“ andere Elemente oder Merkmale nicht ausschließt und das „ein“ oder „eine“ eine Mehrzahl nicht ausschließt. Auch Elemente, die in Verbindung mit verschiedenen Ausführungsbeispielen beschrieben sind, können kombiniert werden. Es ist auch zu beachten, dass Bezugszeichen nicht als Beschränkung des Schutzumfangs der Ansprüche ausgelegt werden dürfen. Darüber hinaus soll der Anwendungsbereich der vorliegenden Anmeldung nicht auf die besonderen Ausführungsbeispiele des in der Beschreibung beschriebenen Prozesses, des Geräts, der Herstellung, der Stoffzusammensetzung, der Mittel, der Verfahren und der Schritte beschränkt werden. Dementsprechend sollen die beigefügten Ansprüche solche Prozesse, Geräte, Herstellungen, Stoffzusammensetzungen, Mittel, Verfahren oder Schritte in ihren Geltungsbereich einschließen.

Claims

Prüfvorrichtung (100) für ein Testsystem (102) zum Testen einer zu testenden Vorrichtung (106), wobei die Prüfvorrichtung (100) einen Sammelschienenmechanismus (104) für eine Übertragung von elektrischen Signalen zu und/oder von der zu testenden Vorrichtung (106) aufweist; wobei der Sammelschienenmechanismus (104) eine zumindest teilweise elektrisch leitende erste Sammelschienenplatte (110) zum Leiten eines elektrischen Signals zu und/oder von der zu testenden Vorrichtung (106) und eine zumindest teilweise elektrisch leitende zweite Sammelschienenplatte (112) zum Leiten des elektrischen Signals zu und/oder von der zu testenden Vorrichtung (106) aufweist; und die Prüfvorrichtung (100) einen Kontaktmechanismus (114) aufweist, der zum selektiven Herstellen oder Unterbrechen eines elektrischen Kontakts zwischen der ersten Sammelschienenplatte (110) und der zweiten Sammelschienenplatte (112) konfiguriert ist.
Prüfvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei der Sammelschienenmechanismus (104) als beweglicher Sammelschienenmechanismus (104) konfiguriert ist.
Prüfvorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, konfiguriert als Waferprüfvorrichtung zum Testen von Chips an einem Wafer als zu testende Vorrichtung (106).
Prüfvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit elektrisch leitenden Kontaktelementen (108) zum Anlegen eines elektrischen Stimulationssignals an mindestens eine Seite der zu testenden Vorrichtung (106) und zum Erfassen eines elektrischen Antwortsignals als Reaktion auf das angelegte elektrische Stimulationssignal an mindestens einer Seite der zu testenden Vorrichtung (106).
Prüfvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Sammelschienenplatte (110) eine untere Sammelschienenplatte ist und die zweite Sammelschienenplatte (112) eine obere Sammelschienenplatte ist.
Prüfvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Sammelschienenplatte (110) eine bewegliche Sammelschienenplatte ist.
Prüfvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die zweite Sammelschienenplatte (112) eine ortsfeste Sammelschienenplatte ist.
Prüfvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die zweite Sammelschienenplatte (112) eine größere Oberfläche als die erste Sammelschienenplatte (110) aufweist.
Prüfvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Kontaktmechanismus (114) eine elektrisch leitende Schiene (118), insbesondere an der zweiten Sammelschienenplatte (112), aufweist.
Prüfvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Kontaktmechanismus (114) zum Herstellen eines elektrischen Kontakts zwischen der ersten Sammelschienenplatte (110) und der zweiten Sammelschienenplatte (112) konfiguriert ist, wenn die zu testende Vorrichtung (106) von Kontaktelementen (108) kontaktiert wird, und wobei er zum Unterbrechen eines elektrischen Kontakts zwischen der ersten Sammelschienenplatte (110) und der zweiten Sammelschienenplatte (112) konfiguriert ist, während die erste Sammelschienenplatte (110) und die zweite Sammelschienenplatte (112) relativ zueinander, insbesondere in einer horizontalen Ebene, bewegt werden.
Prüfvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einer Spannvorrichtung (122), die mit der ersten Sammelschienenplatte (110) verbunden, insbesondere seitlich verbunden, ist, und die zum Tragen der zu testenden Vorrichtung (106) konfiguriert ist.
Prüfvorrichtung (100) nach Anspruch 11, wobei die Spannvorrichtung (122) elektrisch leitende Kontaktelemente (108) aufweist, die mit der ersten Sammelschienenplatte (110) verbunden und zum Kontaktieren der zu testenden Vorrichtung (106), insbesondere zum Kontaktieren der zu testenden Vorrichtung (106) von einer Unterseite her, konfiguriert sind.
Prüfvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit einer Nadelkarte (124), die elektrisch leitende Kontaktelemente (108) aufweist, die zur Kontaktierung der zu testenden Vorrichtung (106), insbesondere zur Kontaktierung der zu testenden Vorrichtung (106) von einer Oberseite her, konfiguriert sind.
Prüfvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, mit einem der folgenden Merkmale: mit einem ersten Kontaktring (126) mit mehreren elektrischen Kontakten (191), insbesondere mehreren federbelasteten Stiften, die mit der zweiten Sammelschienenplatte (112) verbunden und mit der ersten Sammelschienenplatte (110) verbindbar sind und/oder mit einem zweiten Kontaktring (128) mit mehreren elektrischen Kontakten (193), insbesondere mehreren weiteren, federbelasteten Stiften, die mit einer Nadelkarte (124) verbunden sind; mit einer ersten, insbesondere als Vertikalplatte konfigurierten, Kontaktplatte (132), die mit der zweiten Sammelschienenplatte (112) verbunden und mit der ersten Sammelschienenplatte (110) verbindbar ist und/oder mit einer zweiten, insbesondere als weitere Vertikalplatte konfigurierten, Kontaktplatte (134), die mit einer Nadelkarte (124) verbunden ist.
Testsystem (102) zum Testen einer zu testenden Vorrichtung (106), wobei das Testsystem (102) Folgendes aufweist: eine Prüfvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 14; und eine elektrische Testeinheit (130), die mit der Prüfvorrichtung (100) gekoppelt ist, um elektrische Stimulationssignale zu der Prüfvorrichtung (100) zuzuführen und um elektrische Antwortsignale von der Prüfvorrichtung (100) zu analysieren.
Verfahren zum Testen einer zu testenden Vorrichtung (106), wobei das Verfahren das Leiten eines elektrischen Signals zu und/oder von der zu testenden Vorrichtung (106) durch eine Prüfvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, über die erste Sammelschienenplatte (110), den Kontaktmechanismus (114), insbesondere eine elektrisch leitende Schiene (118), und die zweite Sammelschienenplatte (112) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 16, mit mindestens einem der folgenden Merkmale: wobei das Verfahren ein Testen von Chips an einem Wafer als zu testende Vorrichtung (106) aufweist, insbesondere von Chips an einem Wafer mit einem Durchmesser von mindestens 200 mm, insbesondere von mindestens 300 mm; wobei das Verfahren ein Testen eines Wafers als die zu testende Vorrichtung (106) aufweist, der eine Mehrzahl von Leistungshalbleiterchips aufweist; wobei das Verfahren ein Testen eines Wafers als die zu testende Vorrichtung (106) aufweist, der eine Mehrzahl von Halbleiterchips mit einem vertikalen Stromfluss zwischen zwei gegenüberliegenden Hauptflächen aufweist; wobei das Verfahren ein Testen der zu testenden Vorrichtung (106) unter Verwendung von nicht konstanten Signalen oder sich schnell ändernden Signalen aufweist.
Verfahren, welches das Nachrüsten einer vorhandenen Waferprüfvorrichtung für ein Testsystem (102) derart aufweist, dass die nachgerüstete Prüfvorrichtung (100) zum Testen von Wafern mit einem Sammelschienenmechanismus (104) konfiguriert ist, insbesondere zum Nachrüsten der vorhandenen Waferprüfvorrichtung zur Bereitstellung einer Prüfvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 14.