DE10296944T5 - Prüfkontaktsystem, das eine Planaritätseinstellmechanismus besitzt - Google Patents

Prüfkontaktsystem, das eine Planaritätseinstellmechanismus besitzt Download PDF

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Robert Edward Carol Stream Aldaz
Theodore A. Evanston Khoury
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Abstract

Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem zum Ausbauen einer elektrischen Verbindung mit Kontaktzielen, das folgendes umfasst:
ein Kontaktsubstrat, das eine große Anzahl an Kontaktgebern auf dessen Oberfläche befestigt aufweist;
eine Nadelkarte zum Befestigen des Kontaktsubstrats, um eine elektrische Verbindung zwischen den Kontaktgebern und einem Prüfkopf eines Halbleitertestsystems aufzubauen;
Mittel zur starren Befestigung des Kontaktsubstrats auf der Nadelkarte;
einen Nadelkartenring, der auf einem Rahmen des Prüfkontaktsystems angebracht ist, um die Nadelkarte mit dem Rahmen zu verbinden; und
eine Vielzahl von Verbindungselementen zum Verbinden der Nadelkarte mit dem Nadelkartenring an drei oder mehr Stellen auf der Nadelkarte, wobei das Verbindungselement einstellbar ist, um eine Lücke zwischen der Nadelkarte und dem Nadelkartenring zu verändern.

Description

  • Erfindungsgebiet
  • Diese Erfindung betrifft ein Halbleitertestsystem, das eine große Anzahl von Anschlüssen aufweist, um eine elektrische Verbindung mit einem Halbleiterprüfling aufzubauen, und insbesondere ein Prüfkontaktsystem, das einen Planaritätseinstellmechanismus zum Einstellen von Abständen zwischen den Enden der Kontaktgeber und den Oberflächen von Kontaktzielen, wie etwa Kontaktinseln einer sich im Test befindlichen Halbleiterscheibe.
  • Technischer Hintergrund der Erfindung
  • Beim Prüfen von hoch verdichteten, mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden elektrischen Bauteilen, wie etwa hochintegrierten und höchst integrierten Schaltungen, werden ausgesprochen leistungsfähige Kontaktstrukturen benötigt, wie etwa eine mit einer großen Anzahl von Kontaktgebern versehene Nadelkarte. Eine Kontaktstruktur wird im Grunde aus einem Kontaktsubstrat gebildet, welches eine große Anzahl von Kontaktgebern oder Sondierungselementen aufweist. Das Kontaktsubstrat wird auf einer Nadelkarte montiert, zum Testen von hoch integrierten und höchst integrierten Chips, Halbleiterscheiben, zum Voraltern von Halbleiterscheiben und Rohchips, zum Prüfen und Voraltern von in einem Gehäuse eingeschlossenen Halbleiterbauteilen, gedruckten Leiterplatten und dergleichen. Die vorliegende Erfindung ist auf ein Prüfkontaktsystem ausgerichtet, das solch eine Kontaktstruktur enthält.
  • Im Fall, dass die zu testenden Halbleiterbauteile in der Form von Halbleiterscheiben vorliegen, wird ein Halbleitertestsystem, wie etwa ein Testgerät für integrierte Schaltungen, üblicherweise an ein Substrathandhabungsgerät angeschlossen, wie etwa ein automatisches Scheibenprüfgerät. Ein Beispiel hierfür ist in 1 dargestellt, wobei ein Halbleiterprüfsystem einen Prüfkopf 100 aufweist, der sich normalerweise in einem gesonderten Gehäuse befindet und über ein Bündel von Kabeln 110 elektrisch mit dem Testsystem verbunden ist. Der Prüfkopf 100 und ein Substrathandhabungsgerät 400 sind sowohl mechanisch als auch elektrisch über einen Manipulator 500 miteinander verbunden, der durch einen Motor 510 angetrieben wird. Die zu prüfenden Halbleiterscheiben werden durch das Substrathandhabungsgerät 400 automatisch in eine Testposition des Prüfkopfs 100 bewegt.
  • Auf dem Prüfkopf 100 werden der zu prüfenden Halbleiterscheibe vom Halbleiterprüfsystem erzeugte Testsignale angelegt. Die sich ergebenden Ausgangssignale von der sich im Test befindlichen Halbleiterscheibe (bzw. den auf der Halbleiterscheibe ausgebildeten integrierten Schaltungen) werden an das Halbleitertestsystem übertragen. Im Halbleitertestsystem werden die Ausgangssignale mit den Erwartungswerten verglichen, um festzustellen, ob die auf der Halbleiterscheibe angeordneten integrierten Schaltungen einwandfrei funktionieren oder nicht.
  • In 1 sind der Prüfkopf 100 und das Substrathandhabungsgerät 400 durch eine Schnittstellenkomponente 140 verbunden, die aus einer Leistungskarte 120 (in 2 gezeigt) in Form einer gedruckten Leiterplatte, welche einzigartige, einem elektrischen Fußabdruck des Prüfkopfs entsprechende elektrische Schaltungsverbindungen aufweist, ferner aus Koaxialkabeln, Pogo-Stiften und Anschlusselementen besteht. In 2 enthält der Prüfkopf 100 eine große Anzahl von gedruckten Leiterplatten 150, die der Anzahl der Testkanäle (Prüfstifte) des Halbleitertestsystems entspricht. Jede gedruckte Leiterplatte 150 weist ein Anschlusselement 160 auf, das einen entsprechenden Kontaktanschluss 121 der Leistungskarte 120 aufnimmt. Zur exakten Festlegung der Kontaktposition relativ zum Substrathandhabungsgerät 400 ist an der Leistungskarte 120 ein „Führungs"-Ring 130 befestigt. Der Führungsring 130 weist eine große Anzahl von Kontaktstiften 141 auf, wie etwa ZIF-Anschlusselemente oder Pogo-Stifte, die über Koaxialkabel 124 mit Kontaktanschlüssen 121 verbunden sind.
  • Wie in 2 gezeigt ist, wird der Prüfkopf 100 über dem Substrathandhabungsgerät 400 angeordnet und über die Schnittstellenkomponente 140 mechanisch und elektrisch mit dem Substrathandhabungsgerät 400 verbunden. Im Substrathandhabungsgerät 400 ist eine zu prüfende Halbleiterscheibe 300 auf einer Einspannvorrichtung 180 befestigt. Bei diesem Beispiel befindet sich oberhalb der zu prüfenden Halbleiterscheibe 300 eine Nadelkarte 170. Die Nadelkarte 170 weist eine große Anzahl von Prüfkontaktgebern (wie etwa Ausleger oder Nadeln) 190 auf, die mit Zielkontakten, wie etwa Schaltungsanschlüssen oder Kontaktinseln der integrierten Schaltung auf der sich im Test befindenden Halbleiterscheibe 300 in Kontakt kommen.
  • Elektrische Anschlüsse oder Kontaktbuchsen (Kontaktinseln) der Nadelkarte 170 sind mit den sich auf dem Führungsring 130 angebrachten Kontaktstiften 141 elektrisch verbunden. Die Kontaktstifte 141 werden zudem durch die Koaxialkabel 124 mit den Kontaktanschlüssen 121 der Leistungskarte 120 verbunden, wobei jeder Kontaktanschluss 121 wiederum mit der gedruckten Leiterplatte 150 des Prüfkopfes 100 verbunden ist. Des Weiteren sind die gedruckten Leiterplatten 150 durch das beispielsweise mehrere hundert Innenkabel aufweisende Kabel 110 verbunden.
  • Unter dieser Anordnung kommen die Prüfkontakte 190 in Kontakt mit der Oberfläche (Kontaktziele) der auf der Einspannvorrichtung 180 angeordneten Halbleiterscheibe 300, um an die Halbleiterscheibe 300 Prüfsignale anzulegen und die sich ergebenden Ausgangssignale von der Halbleiterscheibe 300 zu empfangen. Die sich ergebenden Ausgangssignale von der unter Test stehenden Halbleiterscheibe 300 werden mit den vom Halbleiterprüfsystem erzeugten Erwartungswerten verglichen, um zu bestimmen, ob die integrierten Schaltkreise auf der Halbleiterscheibe 300 einwandfrei funktionieren.
  • Bei diesem Typ von Halbleiterscheibentest muss eine große Anzahl an Kontaktgebern verwendet werden, wie etwa mehrere Hundert bis mehrere Tausend.
  • Bei einer solchen Anordnung ist es notwendig, die Enden der Kontaktgeber so zu planarisieren, dass alle Kontaktgeber die Kontaktziele im Wesentlichen zur selben Zeit und mit dem gleichen Druck kontaktieren. Wenn keine Planarisierung erreicht wird, bauen einige Kontaktgeber eine elektrische Verbindung mit den entsprechenden Kontaktzielen auf, während andere Kontaktgeber versagen, elektrische Verbindungen aufzubauen, was es unmöglich macht, die Halbleiterscheibe exakt zu testen. Um alle Kontaktgeber vollständig mit den Kontaktzielen zu verbinden, muss die Halbleiterscheibe weiter gegen die Nadelkarte gedrückt werden. Dies kann den Halbleiterrohchip physikalisch beschädigen, der durch die Kontaktgeber einen übermäßigen Druck erfährt.
  • Das US-Patent Nr. 5,861,759 zeigt ein automatisches Nadelkartenplanarisierungssystem, um eine erste Ebene zu planarisieren, die durch eine Vielzahl von Kontaktpunkten der Nadelkarte definiert wird, und zwar relativ zu einer zweiten Ebene, die durch eine obere Oberfläche einer Halbleiterscheibe definiert wird, die auf einem Prüfgerät getragen wird. Eine Kamera wird verwendet, um die Höhe von wenigstens drei ausgewählten Kontaktpunkten auf der Nadelkarte relativ zur Ebene der Halbleiterscheibe zu messen. Auf der Grundlage der gemessenen Werte wird die Position der ersten Ebene relativ zur zweiten Ebene berechnet.
  • Mit dieser Information und der Geometrie des Prüf- und Testgeräts werden die für zwei höhenvariable Punkte erforderliche Höhenvariationen durchgeführt, um die erste Ebene relativ zur zweiten Ebene zu planarisieren. Diese herkömmliche Technologie erfordert eine Kamera zur Visualisierung der Höhe der Kontaktpunkte, was zu einer Zunahme der Kosten und zu einer Verminderung der Zuverlässigkeit des gesamten Systems führt.
  • Das US-Patent Nr. 5,974,662 zeigt ein Verfahren zur Planarisierung der Enden von Prüfelementen einer Nadelkartenanordnung. Die Prüfelemente sind direkt auf einem Raumtransformator (Kontaktsubstrat) befestigt. Er ist so aufgebaut, dass die Orientierung des Raumtransformators und demgemäß die Orientierung des Prüfelements eingestellt werden kann, ohne die Orientierung der Nadelkarte zu verändern. Bei diesem Verfahren ist eine elektrisch leitfähige Metallplatte (virtuelle Halbleiterscheibe) anstelle der Zielhalbleiterscheibe als Referenzebene vorgesehen. Zudem sind ein Kabel und ein Rechner in der Weise vorgesehen, dass ein Rechner anzeigt, ob für jede Prüfspitze in Bezug auf die Metallplatte ein Leitungsweg erzeugt wird oder nicht, beispielsweise durch weiße und schwarze Punkte.
  • Auf der Grundlage des sichtbaren Abbildes auf dem Anzeigeschirm wird die Ebenheit der Prüfspitzen so durch sich drehende Differentialschrauben eingestellt, dass alle Prüfspitzen im Wesentlichen gleichzeitig mit der Metallplatte in Kontakt kommen. Weil diese herkömmliche Technologie eine leitfähige Metallplatte verwendet, um für alle Prüfelemente einen Leitungsweg aufzubauen, erfordert es zusätzlich Zeit, die Metallplatte zu befestigen und diese durch die Zielhalbleiterscheibe zu ersetzen. Des Weiteren steigen die Gesamtkosten, weil dieses Verfahren einen Rechner und einen Anzeigeschirm benötigt, um die Zustände anzuzeigen, ob ein Kontakt des Prüfelements besteht oder nicht.
  • Unter diesen Umständen besteht in der Industrie bei einem Prüfkontaktsystem die Notwendigkeit, einen einfacheren und ökonomischeren Weg einzuführen, um die Ebenheit der Kontaktgeber in Bezug auf die Oberfläche der Halbleiterscheibe einzustellen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Prüfkontaktsystem bereitzustellen, das einen Planaritätseinstellmechanismus besitzt, um die Abstände zwischen den Enden von Kontaktgebern und einer Oberfläche einer sich im Test befindlichen Halbleiterscheibe einzustellen.
  • Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Prüfkontaktsystem bereitzustellen, das einen Planaritätseinstellmechanismus und eine Kontaktstruktur besitzt, die auf einer Nadelkarte befestigt ist, wobei die Kontaktstruktur aus einem Kontaktsubstrat und einer großen Anzahl an Kontaktgebern gestaltet ist, die auf dem Kontaktsubstrat befestigt sind.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Prüfkontaktsystem bereitzustellen, das einen Planaritätseinstellmechanismus besitzt, um die Abstände zwischen den Enden von Kontaktgebern und einer Oberfläche einer sich im Test befindlichen Halbleiterscheibe derart einzustellen, dass alle Kontaktgeber auf dem Kontaktsubstrat gleichzeitig mit der Oberfläche der Halbleiterscheibe in Kontakt kommen.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Prüfkontaktsystem bereitzustellen, das einen Planaritätseinstellmechanismus besitzt, um die Abstände zwischen den Enden von Kontaktgebern und einer Oberfläche einer sich im Test befindlichen Halbleiterscheibe derart einzustellen, dass jeder Kontaktgeber einen identischen Druck gegen die Oberfläche der Halbleiterscheibe ausübt, wenn er mit der Halbleiterscheibe in Kontakt gebracht wird.
  • Bei der vorliegenden Erfindung enthält ein Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfontaktsystem zum Aufbauen einer elektrischen Verbindung mit Kontaktzielen ein Kontaktsubstrat, das eine große Anzahl an Kontaktgebern auf dessen Oberfläche befestigt aufweist, eine Nadelkarte zum Befestigen des Kontaktsubstrats, um eine elektrische Verbindung zwischen den Kontaktgebern und einem Prüfkopf eines Halbleitertestsystems aufzubauen, Mittel zur starren Befestigung des Kontaktsubstrats auf der Nadelkarte, einen Nadelkartenring, der auf einem Rahmen des Prüfkontaktsystems angebracht ist, um die Nadelkarte mit dem Rahmen zu verbinden, und eine Vielzahl von Verbindungselementen zum Verbinden der Nadelkarte mit dem Nadelkartenring an drei oder mehr Stellen auf der Nadelkarte, wobei das Verbindungselement einstellbar ist, um eine Lücke zwischen der Nadelkarte und dem Nadelkartenring zu verändern.
  • Bei einem weiteren Gesichtspunkt beinhaltet der Planaritätseinstellmechanismus darüber hinaus einen Lückensensor zum Messen einer Lücke zwischen dem Kontaktsubstrat und einem Zielsubstrat an festgelegten Stellen des Kontaktsubstrats, wobei das Zielsubstrat eine zu testende Halbleiterscheibe und eine Referenzplatte einschließt, die zum Einstellen der Planarität gefertigt wurde, und ferner eine Drehungseinstellvorrichtung zum Einstellen des Verbindungselements, so dass die Lücke zwischen der Nadelkarte und dem Nadelkartenring reguliert wird, wodurch die Abstände zwischen den Enden der Kontaktgeber und dem Kontaktziel so eingestellt werden, dass sie einander identisch sind.
  • Vorzugsweise enthält das Prüfkontaktsystem ein leitfähiges Elastomer, das zwischen dem Kontaktsubstrat und der Nadelkarte vorgesehen ist, um das Kontaktsubstrat mit der Nadelkarte elektrisch zu verbinden, und ein einen Tragrahmen, der zwischen dem Kontaktsubstrat und dem leitfähigen Elastomer vorgesehen ist, um das Kontaktsubstrat zu tragen, wobei sich das Verbindungselement zwischen der Nadelkarte und dem Tragrahmen erstreckt.
  • Bei einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist das Verbindungselement zur Verbindung des Kontaktsubstrats mit der Nadelkarte aus Schraubbolzen und Schraubenmuttern aufgebaut, und die Schraubenmuttern sind drehbar auf der Oberfläche der Nadelkarte befestigt und die Drehungseinstellvorrichtung, die eine Bodenöffnung aufweist, die mit der Schraubenmutter in Eingriff kommt, wird auf der Oberfläche der Nadelkarte platziert, um die Schraubenmuttern so zu drehen, dass die Lücke zwischen dem Kontaktsubstrat und dem Zielsubstrat an jeder der drei Stellen einander identisch wird.
  • Bei einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist der Planaritätseinstellmechanismus ein automatisches System zur Einstellung der Abstände zwischen dem Kontaktsubstrat und dem Zielsubstrat. Der Einstellmechanismus enthält Motoren zum Drehen der Schraubenmuttern auf der Grundlage eines Steuersignals von einem Steuergerät. Das Steuergerät erzeugt die Steuersignale durch Berechnung der gemessenen Lücken.
  • Bei einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung schließt der Planaritätseinstellmechanismus eine Vielzahl von Beilagscheiben ein, die zwischen der Nadelkarte und dem Nadelkartenring vorgesehen sind, und die Anzahl der Beilagscheiben wird so eingestellt, dass die Abstände zwischen den Enden der Kontaktgeber und der Oberfläche der Kontaktziele einander identisch werden.
  • Erfindungsgemäß ist das Prüfkontaktsystem in der Lage, die Abstände zwischen den Enden der Kontaktgeber und der Oberfläche der sich im Test befindlichen Halbleiterscheibe oder der Referenzplatte einzustellen. Der Planaritätseinstellmechanismus ist in der Lage, die Abstände zwischen dem Kontaktsubstrat und der Halbleiterscheibe so einzustellen, dass alle Kontaktgeber auf dem Kontaktsubstrat im Wesentlichen gleichzeitig mit dem gleichen Druck mit der Oberfläche der Halbleiterscheibe in Kontakt kommen.
  • Der beim Prüfkontaktsystem der vorliegenden Erfindung zu verwendende Planaritätseinstellmechanismus schließt die Drehungseinstellvorrichtung zum Drehen der Muttern auf der Nadelkarte mit feinen Schritten ein, wodurch die Abstände zwischen dem Kontaktsubstrat und der Halbleiterscheibe leicht und exakt eingestellt werden. Der Planaritätseinstellmechanismus der vorliegenden Erfindung kann durch Einbeziehung der Motoren zum Antreiben der Muttern auf der Nadelkarte und des Steuergeräts, das auf der Grundlage der von den Lückensensoren gemessenen Lücken Steuersignale für die Motoren erzeugt, als automatisches System aufgebaut sein.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • 1 ist ein schematisches Diagramm, das die strukturelle Beziehung zwischen einem Substrathandhabungsgerät und einem Halbleitertestsystem zeigt, das einen Prüfkopf besitzt.
  • 2 ist Diagramm, das ein Beispiel eines detaillierten Ausbaus zum Verbinden des Prüfkopfs des Halbleitertestsystems mit dem Substrathandhabungsgerät zeigt.
  • 3 ist eine Querschnittansicht, die ein Beispiel einer Kontaktstruktur zeigt, das strahlenartige Kontaktgeber (Siliziumfinger) aufweist, die auf einer Nadelkarte des Prüfkontaktsystems der vorliegenden Erfindung montiert sind.
  • 4 ist ein schematisches Diagramm, das eine Ansicht von unten auf die Kontaktstruktur von 3 zeigt, die eine Vielzahl von strahlenartigen Kontaktgebern aufweist.
  • 5 ist eine Querschnittansicht, die ein Beispiel eines gesamten Stapelaufbaus in einem Prüfkontaktsystem zeigt, das die Kontaktstruktur von 3 und 4 als eine Schnittstelle zwischen dem sich im Test befindlichen Bauteil und dem Prüfkopf von 2 verwendet.
  • 6 ist eine Querschnittansicht, die ein Beispiel des Aufbaus eines Prüfkontaktsystems, das einen Planaritätseinstellmechanismus der vorliegenden Erfindung besitzt.
  • 7 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Oberseite der Nadelkarte und einen Nadelkartenring zeigt, die im Prüfkontaktsystem von 6 verwendet werden.
  • Die 8A bis 8C sind eine Draufsicht, eine Vorderansicht bzw. eine Ansicht von Unten einer Dreheinstellvorrichtung zur Verwendung mit dem Planaritätseinstellmechanismus der vorliegenden Erfindung.
  • Die 9A bis 9G sind Explosionsansichten, die die Komponenten und deren Zusammenbau zeigen, die in der Dreheinstellvorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
  • 10 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel der Oberseite der Nadelkarte zeigt, die eine Anordnung zur Planaritätseinstellung in Verbindung mit der Dreheinstellvorrichtung der vorliegenden Erfindung aufweist.
  • 11 ist eine Querschnittansicht, die ein anderes Beispiel des Prüfkontaktsystems zeigt, das einen Planaritätseinstellmechanismus der vorliegenden Erfindung besitzt.
  • 12 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Oberseite der Nadelkarte, einen Nadelkartenring und einen Zwischenring zeigt, die im Prüfkontaktsystem von 11 verwendet werden.
  • 13 ist eine Querschnittansicht, die ein weiteres Beispiel des Prüfkontaktsystems zeigt, das einen Planaritätseinstellmechanismus der vorliegenden Erfindung besitzt.
  • 14 ist eine Querschnittansicht, die ein weiteres Beispiel des Aufbaus eines Prüfkontaktsystems zeigt, das einen Planaritätseinstellmechanismus der vorliegenden Erfindung besitzt.
  • 15 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Oberseite des Prüfkontaktsystems der vorliegenden Erfindung zeigt, das den Planaritätseinstellmechanismus von 15 besitzt.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Unter Bezug auf die 3 und 4 wird ein Beispiel einer im Prüfkontaktsystem der vorliegenden Erfindung zu verwendenden Kontaktstruktur beschrieben werden. Viele andere, sich unterscheidende Typen Kontaktstrukturen sind beim Prüfkontaktsystem der vorliegenden Erfindung ebenfalls möglich. Eine Kontaktstruktur 10 von 3 weist strahlenartige (Siliziumfinger) Kontaktgeber 30 auf, die mittels einer Mikrofertigungstechnik hergestellt werden, wie etwa einen Halbleiterproduktionsprozess.
  • Die Kontaktstruktur 10 wird im Grunde aus einem Kontaktsubstrat und den Siliziumfinger-Kontaktgebern 30 gebildet. Die Kontaktstruktur 10 wird so über den Kontaktzielen, wie etwa Kontaktinseln 320 auf einer zu testenden Halbleiterscheibe 300, positioniert, dass die Kontaktgeber 30 eine elektrische Verbindung mit der Halbleiterscheibe 300 aufbauen, wenn sie zusammengedrückt werden. Obwohl in 3 lediglich zwei Kontaktgeber 30 dargestellt sind, ist bei derzeitigen Anwendungen, wie etwa dem Testen von Halbleiterscheiben, eine große Anzahl an Kontaktgebern 30, wie etwa von mehreren Hundert bis zu mehreren Tausend, auf dem Kontaktsubstrat 20 ausgerichtet.
  • Solch eine große Anzahl an Kontaktgebern wird durch den gleichen Halbleiterproduktionsprozess, wie etwa einen Photolithografieprozess, auf einem Siliziumsubstrat hergestellt und auf de Kontaktsubstrat 20 befestigt, das beispielsweise aus Keramik, Silizium, Aluminium, Glasfaser oder einem anderen Material gefertigt ist. Der Abstand zwischen den Kontaktinseln 320 kann 50 um oder weniger betragen, wobei die Kontaktgeber 30 leicht mit demselben Abstand auf dem Kontaktsubstrat 20 ausgerichtet werden können, da sie mittels des gleichen Halbleiterproduktionsprozesses wie die Halbleiterscheibe 300 gefertigt wurden.
  • Die Siliziumfinger-Kontaktgeber 30 können direkt auf dem Kontaktsubstrat 20 befestigt sein, wie es in den 3 und 4 gezeigt ist, so dass sie eine Kontaktstruktur bilden, die auf der Nadelkarte 170 von 2 befestigt werden kann. Da die Siliziumfinger-Kontaktgeber 30 in einer sehr kleinen Größen gefertigt werden können, kann der Betriebsfrequenzbereich der Kontaktstruktur oder der die Kontaktgeber befestigenden Nadelkarte der vorliegenden Erfindung leicht auf 2 GHz oder höher gesteigert werden. Wegen dieser kleinen Größe kann die Anzahl der Kontaktgeber auf einer Nadelkarte auf bis zu beispielsweise 2000 oder mehr erhöht werden, was es ermöglicht, bis zu 32 oder mehr Speicherbauelemente gleichzeitig parallel zu testen.
  • In 3 weist jeder Kontaktgeber 30 eine leitfähige Schicht 35 in einer finger- bzw. strahlenartigen Form auf. Der Kontaktgeber 30 weist zudem eine Basis 40 auf, die auf dem Kontaktsubstrat 20 angefügt ist. Am Boden des Kontaktsubstrats ist eine Leiterbahn 24 mit der leitfähigen Schicht 35 verbunden. Solch eine Verbindung zwischen der Leiterbahn 24 und der leitfähigen Schicht 35 wird beispielsweise mittels eines Lötballens 28 geschaffen. Das Kontaktsubstrat 20 enthält darüber hinaus ein Kontaktloch 23 und eine Elektrode 22. Die Elektrode 22 ist dazu da, das Kontaktsubstrat 20 über einen Draht oder eine leitfähige Schicht mit einer externen Struktur zu verbinden, wie etwa einen Pogo-Stiftblock oder ein integriertes Schaltungspaket.
  • Wenn sich die Halbleiterscheibe 300 bei dieser Anordnung nach oben bewegt, kommen die Siliziumfinger-Kontaktgeber 30 mit den Kontaktzielen 320 auf der Halbleiterscheibe 300 mechanisch und elektrisch miteinander in Kontakt. Folglich wird ein Signalpfad vom Kontaktziel 320 zu den Elektroden 22 auf dem Kontaktsubstrat 20 aufgebaut. Die Leiterbahn 24, das Kontaktloch 23 und die Elektrode 22 wirken zudem so, dass sie die kleinen Abstände der Kontaktgeber 30 auf einen größeren Abstand aufweiten, um auf die externe Struktur zu passen, wie etwa einen Pogo-Stiftblock oder ein integriertes Schaltungspaket.
  • Wegen der Federkraft der strahlenartigen Gestalt des Siliziumfinger-Kontaktgebers 30 erzeugt das Ende der leitfähigen Schicht 35 eine ausreichende Kontaktkraft, wenn die Halbleiterscheibe 300 gegen das Kontaktsubstrat 20 gedrückt wird. Das Ende der leitfähigen Schicht 35 ist vorzugsweise angeschärft, um einen Kratzeffekt zu erzielen, wenn es zum Eindringen durch eine Metalloxidschicht gegen das Kontaktziel 320 gedrückt wird.
  • Wenn beispielsweise das Kontaktziel 320 auf der Halbleiterscheibe 300 eine Metalloxidschicht aufweist, wie etwa Aluminiumoxid, das an ihrer Oberfläche ausgebildet ist, ist der Kratzeffekt notwendig, um eine elektrische Verbindung des Kontaktziels 320 mit geringem Kontaktwiderstand aufzubauen. Die Federkraft, die aus der strahlenartigen Gestalt des Kontaktgebers 30 herrührt, liefert eine geeignete Kontaktkraft gegen das Kontaktziel 320. Die Elastizität, die durch die Federkraft des Siliziumfinger-Kontaktgebers 30 erzeugt wird, wirkt so, dass die Abweichungen in der Größe oder Flachheit (Planarität) kompensiert werden, die das Kontaktsubstrat 20, das Kontaktziel 320 und die Halbleiterscheibe 300 sowie die Kontaktgeber 30 mit sich bringen. Es ist jedoch notwendig, einen Planaritätseinstellmechanismus der vorliegenden Erfindung einzubauen, um alle Kontaktgeber im Wesentlichen zur gleichen Zeit und mit dem gleichen Druck vollständig mit den Kontaktzielen zu verbinden.
  • Ein Beispiel für das Material der leitfähigen Schicht 35 schließt Nickel, Aluminium, Kupfer, Nickel-Palladium, Rhodium, Nickel-Gold, Iridium oder verschiedene andere abscheidbare Materialien ein. Ein Beispiel für die Größe des für eine Halbleiteriestanwendung vorgesehenen Siliziumfinger-Kontaktgebers 30 beträgt 100 bis 500 um in der Gesamthöhe, 100 bis 600 um in der horizontalen Länge und etwa 30 bis 50 um in der Breite für den Abstand von 50 um oder mehr zwischen den Kontaktzielen 320.
  • 4 ist eine Ansicht des Kontaktsubstrats 20 von 3 von Unten, das eine große Anzahl von Siliziumfinger-Kontaktgebern 30 aufweist. Bei einem derzeitigen System wird eine große Anzahl von Kontaktgebern, wie etwa mehrere Hundert davon, auf die in 4 gezeigte Art und Weise ausgerichtet. Die Leiterbahnen 24 erweitern sich vom Abstand der Kontaktgeber 30 auf den Abstand der Kontaktlöcher 23 und der Elektroden 22, wie es in 4 gezeigt ist. An den Kontaktpunkten (innere Flächen der Kontaktgeber 30) sind zwischen dem Kontaktsubstrat 20 und der Basis 40 der Kontaktgeber 30 Klebstoffe 33 vorgesehen. Die Klebstoffe 33 sind zudem an den Seiten (Oberteil und Unterteil der Kontaktgeber 30 in 4) des Satzes der Kontaktgeber 30 vorgesehen. Ein Beispiel für Klebstoffe 33 schließt aushärtbare Klebstoffe, wie etwa Epoxide, Polyimide und Silikone, und thermoplastische Klebstoffe, wie Acryl, Nylon, Phenoxy und Olefin, und UV-härtende Klebstoffe ein.
  • 5 ist eine Querschnittansicht, die ein Beispiel eines gesamten Stapelaufbaus, der ein Prüfkontaktsystem bildet, das die Kontaktstruktur von 3 und 4 verwendet. Das Prüfkontaktsystem wird als eine Schnittstelle zwischen dem sich im Test befindlichen Halbleiterbauteil und dem Prüfkopf von 2 verwendet. Bei diesem Beispiel schließt die Schnittstellenanordnung ein leitfähiges Elastomer 50, eine Nadelkarte 60 und einen Pogo-Stiftblock (Führungsring) 130 ein, die in 5 in dieser Reihenfolge über der Kontaktstruktur 10 vorgesehen sind.
  • Das leitfähige Elastomer 50, die Nadelkarte 60 und der Pogo-Stiftblock 130 sind sowohl mechanisch als auch elektrisch miteinander verbunden. Auf diese Weise werden durch die Kabel 124 und die Leistungskarte 120 (siehe 2) elektrische Pfade von den Enden der Kontaktgeber 30 zum Prüfkopf 100 geschaffen. Demgemäß wird, wenn die Halbleiterscheibe 300 und das Prüfkontaktsystem aneinander gedrückt werden, eine elektrische Verbindung zwischen dem Prüfling (Kontaktinseln 320 auf der Halbleiterscheibe 300) und dem Halbleitertestsystem aufgebaut.
  • Der Pogo-Stiftblock (Führungsring) 130 ist äquivalent zu dem in 2 gezeigten, der eine große Anzahl von flexiblen stiften wie etwa Pogo-Stifte aufweist, um eine Schnittstelle zwischen der Nadelkarte 60 und der Leistungskarte 120 zu bilden. An den oberen Enden der Pogo-Stifte sind Kabel 124, wie etwa Koaxialkabel, angeschlossen, um durch die Leistungskarte 120 Signale zu den gedruckten Leiterplatten (Stiftelektronikkarten) 150 im Prüfkopf 100 in 2 zu übertragen. Die Nadelkarte 60 weist auf deren Ober- und Unterseite eine große Anzahl von Kontaktinseln 62 und 65 auf. Die Elektroden 62 und 65 sind so durch Leiterbahnen 63 verbunden, dass sich die Abstände der Kontaktstruktur aufweiten, um sich an die Abstände der Pogo-Stifte im Pogo-Stiftblock 130 anzupassen.
  • Das leitfähige Elastomer 50 wird bevorzugt zwischen der Kontaktstruktur 10 und der Nadelkarte 60 angebracht. Das leitfähige Elastomer ist dazu da, durch seine Elastizität die elektrische Verbindung zwischen den Elektroden 22 der Kontaktstruktur und den Elektroden 62 der Nadelkarte durch Ausgleichen der Unebenheit oder die vertikalen Lücken dazwischen sicherzustellen. Das leitfähige Elastomer 50 ist eine elastische Plane mit unidirektionaler Leitfähigkeit dadurch, dass es eine große Anzahl von leitfähigen Drähten in einer vertikalen Richtung aufweist. Beispielsweise besteht das leitfähige Elastomer 50 aus einer Silikongummiplane und mehreren Reihen von Metallfäden. Die Metallfäden (Drähte) sind in der Richtung senkrecht zur horizontalen Plane des leitfähigen Elastomers 50 vorgesehen. Ein Beispiel des Abstands zwischen den Metallfäden beträgt 0.02 mm wobei eine Dicke der Silikongummiplane 0.2 mm beträgt. Solch ein leitfähiges Elastomer wird von Shin-Etsu Polymer Co. Ltd. hergestellt und ist kommerziell erhältlich.
  • 6 ist eine Querschnittansicht, die ein Beispiel der Struktur eines Prüfkontaktsystems zeigt, das einen Planaritätseinstellmechanismus der vorliegenden Erfindung aufweist. Das Kontaktsubstrat 20, das eine Vielzahl von Kontaktgebern 30 aufweist, ist auf der Nadelkarte 60 durch einen Tragrahmen 55 und ein leitfähiges Elastomer 50 befestigt. Der Tragrahmen 55 zum Tragen des Kontaktsubstrats 20 ist durch Befestigungsmittel, wie etwa Schrauben 250, starr mit der Nadelkarte 60 verbunden. Anstelle der Schrauben 250 sind verschiedene andere Befestigungsmittel zum starren Verbinden der Nadelkarte 60 mit dem Kontaktsubstrat 20 möglich. Wie es unter Bezugnahme auf 5 beschrieben wurde, baut das leitfähige Elastomer 50 nur in der vertikalen Richtung eine elektrische Leitfähigkeit auf, d. h. zwischen dem Kontaktsubstrat 20 und der Nadelkarte 60. Das leitfähige Elastomer 50 wird bevorzugt, aber es kann durch andere Mittel zum Verbinden der Elektroden 22 auf der Oberseite des Kontaktsubstrats 29 mit den Elektroden 62 auf der Unterseite der Nadelkarte 60 ersetzt werden.
  • Auf der Unterseite des Kontaktsubstrats 20 sind Elektroden 292 als Teil eines Lückensensors vorgesehen. Alternativ werden die Elektroden 292 auf der Unterseite des Tragrahmens 55 ausgebildet. Die Elektroden 292 sind an drei oder mehr Stellen auf der Unterseite des Kontaktsubstrats 20 vorgesehen. Jede Stelle der Elektrode 292 befindet sich in der Weise nahe einer Kante des Kontaktsubstrats 20, dass sie Scheitelpunkte eines Dreiecks oder eines Vielecks bildet.
  • Das Beispiel von 6 zeigt darüber hinaus Lückensensoren 290 auf der Halbleiterscheibe 300 und ein Lückenmessinstrument 280, das Signale vom Lückensensor 290 empfängt. Die Lückensensoren 290 in Form von Elektroden sind auf der Oberfläche der Halbleiterscheibe 300 an Positionen angebracht, die denen der Elektroden 292 auf der Unterseite des Kontaktsubstrats 20 entsprechen, d. h. an drei oder mehr Stellen darauf. Bei diesem Beispiel ist der Lückensensor aus einem Elektrodenpaar 290 und 292 aufgebaut, das einen Kondensator bildet.
  • Die Beziehung zwischen dem Lückensensor 290 und den Elektroden 292 kann umgekehrt werden. Der Lückensensor 290 kann nämlich auf der Unterseite des Kontaktsubstrats angebracht sein und die Elektrode 292 kann auf der Oberseite der Halbleiterscheibe 300 angebracht sein. Die Halbleiterscheibe 300 kann auf ihrer Oberfläche leitfähige Beläge enthalten, die als Elektroden 292 verwendet werden können. Des Weiteren kann anstelle der kundenspezifischen Halbleiterscheibe 300 eine Referenzplatte verwendet werden, die beispielsweise aus Metall, Keramik oder Aluminium gefertigt ist, so dass die Planarität des Prüfkontaktsystems durch den Hersteller vor dem Versand an den Kunden eingestellt wird.
  • Die Nadelkarte 60 wird durch einen Nadelkartenring 242 auf einem Rahmen 240 des Prüfkontaktsystems befestigt. Der Nadelkartenring 242 ist mit dem Rahmen 240 durch Befestigungsmittel wie etwa Schrauben 254 verbunden. Zwischen der Nadelkarte 60 und dem Nadelkartenring 242 ist ein Verbindungselement vorgesehen, das aus einer Schraubenmutter 260 und einem Schraubbolzen 262 gebildet wird, um die Lücke zwischen der Nadelkarte 60 und dem Nadelkartenring 242 einzustellen. Diese Anordnung ist ein unbedingt erforderlicher Teil des Planaritätseinstellmechanismus der vorliegenden Erfindung.
  • Das Verbindungselement kann durch verschiedene andere Gebilde aufgebaut werden, wie etwa Differentialschrauben. Die Verbindungselemente (Muttern 260) sind an drei oder mehr Stellen an der Nadelkarte 60 vorgesehen. Jede Stelle der Mutter 260 befindet sich vorzugsweise in der Weise nahe einer Außenkante der Nadelkarte 60, dass Scheitelpunkte eines Dreiecks oder eines Vielecks gebildet werden. Vorzugsweise wird eine Drehungseinstellvorrichtung 220 verwendet, um die Muttern 260 zur Planaritätseinstellung leicht und exakt zu drehen. Die Drehungseinstellvorrichtung 220 ist ein speziell gefertigtes Werkzeug zum Drehen der Mutter 260 in feinen Schritten, wie es später beschrieben werden wird.
  • Eine zu testende Halbleiterscheibe 300 wird auf einer Einspannvorrichtung 180 auf dem Substrathandhabungsgerät 400 (1), wie etwa einem Halbleiterscheibenprüfgerät, angeordnet. Obwohl es nicht gezeigt ist, ist es in Fachkreisen bekannt, dass der Rahmen 240 des Prüfkontaktsystems und das Gehäuse des Substrathandhabungsgeräts mechanisch miteinander verbunden sind. Demgemäß wird der Winkel oder die Neigung der Nadelkarte und des Kontaktsubstrats 20 bei dieser Anordnung relativ zum Nadelkartenring 242 (oder Rahmen 240 des Prüfkontaktsystems) eingestellt, wodurch die Planarität der Enden der Kontaktgeber 30 eingestellt wird.
  • Die Drehung der Muttern 260 verursacht vertikale Bewegungen der Schraubbolzen 262, wodurch die Lücke zwischen der Nadelkarte 60 und dem Nadelkartenring 242 und auf diese Weise zwischen dem Kontaktsubstrat 20 und der Halbleiterscheibe 300 verändert wird. Da die vertikalen Positionen der Kanten der Nadelkarte 60 an drei oder mehr Stellen verändert werden, werden die Höhen der Kontaktgeber 30 auf dem Kontaktsubstrat 20 bei dieser Anordnung entsprechend so eingestellt, dass sie relativ zur Oberfläche der Halbleiterscheibe 300 eben sind. Mit anderen Worten, da die Nadelkarte und das Kontaktsubstrat 20 starr aneinander gefügt sind, wird die Planarität der Kontaktgeber 30 durch Veränderung der Neigung der Nadelkarte relativ zum Nadelkartenring 242 eingestellt, d. h. zum Rahmen 240 des Systems.
  • Beispielsweise ist der Lückensensor 290 ein Kapazitätssensor, um die Kapazität zwischen dem Sensor (der Elektrode) 290 und der Gegenelektrode 292 zu messen. Der gemessene Kapazitätswert ist eine Funktion des Abstands zwischen den zwei Elektroden. Ein Beispiel eines solchen Lückensensors ist das Modell HPT-500-V, die von Capacitec, Inc., 87 Fichburg Road, Ayer, Massachusetts angeboten wird. Durch Überwachen der durch das Lückenmessinstrument 280 gemessenen Lückengröße zwischen dem Sensor 290 und der Elektrode 292 dreht ein Bedienungsmann die Schraubenmuttern 260 unter Verwendung der Drehungseinstellvorrichtung 220 in der Weise, dass die Lücken an jeder der drei oder mehr Stellen einander identisch werden.
  • 7 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Oberseite der Nadelkarte 60 und des Nadelkartenrings 242 im Prüfkontaktsystem der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Nadelkartenring 242 ist mit dem Rahmen 240 des Prüfkontaktsystems durch Befestigungsmittel verbunden, wie etwa Schrauben 254. Die Muttern (Verbindungselemente) 260 für die Planaritätseinstellung sind an wenigstens drei Stellen der Außenkante der Nadelkarte 60 vorgesehen. Solche Positionen der Muttern 260 entsprechen vorzugsweise den Scheitelpunkten eines regelmäßigen Dreiecks. 7 zeigt zudem die Schrauben 250, die das Kontaktsubstrat 20 starr mit der Nadelkarte 60 verbinden.
  • 10 zeigt ein Beispiel einer Anordnung in Zusammenhang mit der Schraubenmutter 260, die auf der Oberfläche der Nadelkarte 60 ausgebildet ist. Die Drehungseinstellvorrichtung 220 weist eine Öffnung am Boden auf (8C), so dass sie mit den Muttern 260 auf der Nadelkarte 60 zusammenpasst. Die Nadelkarte 60 weist radiale Skalen oder Markierungen um die Muttern 260 herum auf, um leicht den Grad der Drehung der Mutter 260 durch die Drehungseinstellvorrichtung 220 zu beobachten. Die Nadelkarte 60 weist zudem Zapfenlöcher 264 auf, um darin Zapfen 225 der Drehungseinstellvorrichtung aufzunehmen.
  • Die 8A bis 8C zeigen eine Draufsicht, eine Vorderansicht bzw. eine Ansicht von unten der Drehungseinstellvorrichtung 220 der vorliegenden Erfindung. Wie es in 8B gezeigt ist, ist die Drehungseinstellvorrichtung 220 im Grunde aus einem oberen Knopf 221, einem unteren Knopf 222 und einer Knopfbasis 223 aufgebaut. In 8A weist der obere Knopf 221 eine Markierung M auf der Oberseite auf, so dass der Bedienungsmann in Verbindung mit der radialen Skala 262, die auf der Nadelkarte 60 vorgesehen ist (10), den Grad der Drehung feststellen kann. Der obere Knopf 221 und der untere Knopf 222 sind beispielsweise durch Schrauben, die durch Befestigungslöcher 221a laufen, miteinander verbunden. Um ein Abrutschen zu verhindern, ist die Seitenfläche des oberen Knopfs 221 mit Kerben oder Greifbändern ausgestattet.
  • Wie es in den 8B und 8C gezeigt ist, sind die Knopfbasis 223 und der untere Knopf 222 drehbar miteinander verbunden. Die Knopfbasis 223 weist an seiner Unterseite Zapfen auf, die in die Zapfenlöcher 264 auf der Nadelkarte 60 eingesetzt werden können. Auf diese Weise verankert sich die Knopfbasis 223 bei Verwendung auf der Nadelkarte 60, während sich der obere Knopf 221 und der untere Knopf 222 auf der Knopfbasis 223 drehen, um die Mutter 260 einzustellen. Der obere Knopf 221 weist einen unteren verlängerten Abschnitt 221b auf, der eine Öffnung 221c besitzt. Die Mutter 260 passt in die Mutter 221c, so dass die Mutter 260 durch Drehung des oberen Knopfs 221 und des unteren Knopfs 222 gedreht wird.
  • Die 9A bis 9G zeigen Explosionsansichten der Drehungseinstellvorrichtung 220 der vorliegenden Erfindung. Der obere Knopf 221 von 9A weist den unteren verlängerten Abschnitt 221b auf, der zur Mutter 260 auf der Nadelkarte 60 reicht, wenn die Planarität eingestellt wird. Der untere Knopf 222 von 9D weist viele Haltelöcher 235 auf, um darin Stempel 233 von 9C und Federn von 9B aufzunehmen. Obwohl es nicht gezeigt ist, sind die unteren Teile der Haltelöcher 235 im Durchmesser vermindert, so dass nur die unteren Spitzen der Stempel 233 aus der Unterseite des unteren Knopfes 222 herausragen können. Die Stempel 233 sind aus einem geschmierten Kunststoff oder einem mit geringer Reibung gefertigt, wie etwa Acetal oder Delin, die von DuPont geliefert werden.
  • Die Knopfbasis 223 von 9F weist eine große Anzahl an radialen Rillen 236 auf der Oberseite auf. Im zusammengebauten Zustand kommen die unteren Spitzen der Stempel 233 durch die Kraft der Federn 232 nach unten mit den Rillen 236 in Eingriff. Der Abstand der Haltelöcher 235 auf dem unteren Knopf 222 und der Abstand der radialen Rillen 236 auf der Knopfbasis 223 sind so entworfen, dass sie sich leicht voneinander unterscheiden. Beim Drehen der Mutter 250 erzeugt die Drehungseinstellvorrichtung 20 auf diese Weise durch das Eingreifen der Stempel 233 in die Rillen 236 sehr kleine Drehungsschritte, während Knackgeräusche an den Bedienungsmann weitergegeben werden.
  • Die Knopfbasis 223 ist mittels eines oberen Halterings 234 von 9E und eines unteren Halterings 238 von 9G mit dem unteren Knopf 222 verbunden. Der obere Haltering 234 mit einem Flansch 237 wird in den unteren Knopf 222 aus dessen oberer Öffnung eingesetzt und in der unteren Position des unteren Knopfes 222 gehalten. Durch Verbinden des oberen Halterings 234 mit dem unteren Haltering 238, wobei die Knopfbasis 223 zwischen dem unteren Knopf 222 und dem unteren Haltering 238 eingeklemmt ist, ist die Knopfbasis 223 drehbar mit dem unteren Knopf 222 und dem oberen Knopf 221 verbunden.
  • 11 ist eine Querschnittansicht, die ein weiteres Beispiel des Prüfkontaktsystems der vorliegenden Erfindung zeigt, das einen Planaritätseinstellmechanismus aufweist. Bei diesem Beispiel ist zwischen der Nadelkarte 60 und dem Nadelkartenring 242 ein Zwischenring 246 vorgesehen. Der Zwischenring 246 und die Nadelkarte 60 sind miteinander durch Befestigungsmittel verbunden, wie etwa Schrauben 258 (12). Der Planaritätseinstellmechanismus (beispielsweise das Verbindungselement, das aus Muttern 260 und Schraubbolzen 262 gebildet wird) ist in der Art und Weise angebracht, dass der Zwischenring 246 und der Nadelkarienring 242 an drei oder mehr Stellen miteinander verbunden werden.
  • Ähnlich dem Beispiel von 6 und 7 verursacht die Drehung der Muttern 260 vertikale Bewegungen der Schraubbolzen 262, wodurch die Lücke zwischen dem Zwischenring 246 (Nadelkarte 60) und dem Nadelkartenring 242 und auf diese Weise zwischen dem Kontaktsubstrat 20 und der Halleiterscheibe 300 verändert wird. Bei dieser Anordnung werden die vertikalen Positionen des Zwischenrings 246, d. h. die Außenkanten der Nadelkarte 60, an drei oder mehr Stellen verändert. Deshalb werden die Spitzen der Kontaktgeber 30 auf dem Kontaktsubstrat 20 so eingestellt, dass sie bezüglich der Oberfläche der Halbleiterscheibe 300 flach sind. Bei diesem Beispiel sind die Nadelkarte und das Kontaktsubstrat 20 starr miteinander verbunden und die Nadelkarte und der Zwischenring sind starr miteinander verbunden. Auf diese Weise wird die Planarität der Kontaktgeber 30 durch Veränderung der Neigung der mit dem Zwischenring 246 verbundenen Nadelkarte 60 bezüglich der Oberfläche des Nadelkartenrings 242 eingestellt, d. h. dem Rahmen 240 des Prüfkontaktsystems.
  • 12 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Oberseite der Nadelkarte 60, des Zwischenrings 246 und der Nadelkartenrings 242 im Prüfkontaktsystem der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Nadelkartenring 242 ist durch Befestigungsmittel, wie etwa Schrauben 254, mit dem Rahmen 240 des Prüfkontaktsystems verbunden. Die Muttern (Verbindungselemente) 260 zur Planaritätseinstellung sind an drei Stellen auf dem Zwischenring 246 an Positionen von Scheitelpunkten des Dreiecks ausgebildet. Die Muttern 60 verbinden den Zwischenring 246 mit der Nadelkarte 242 in der Weise, dass die Lücke dazwischen eingestellt werden kann.
  • Ähnlich zum Beispiel von 10 kann der Zwischenring 246 radiale Skalen um die Muttern 260 herum und Zapfenlöcher 264 zur leichten und exakten Drehung der Muttern 260 unter Verwendung der Drehungseinstellvorrichtung 220 beinhalten. 12 zeigt zudem die Schrauben 250, die das Kontaktsubstrat 20 starr mit der Nadelkarte 60 verbinden.
  • 13 zeigt ein weiteres Beispiel des Prüfkontaktsystems der vorliegenden Erfindung zeigt, das einen Planaritätseinstellmechanismus aufweist. Bei diesem Beispiel ist der Planaritätseinstellmechanismus ein automatisches System zur Einstellung von Abständen zwischen dem Kontaktsubstrat und der Halbleiterscheibe oder der Referenzplatte. Der Einstellmechanismus enthält Motoren 420 zum Drehen der Muttern 260 auf der Grundlage von Steuersignalen von einem Steuergerät 430. Das Steuergerät 430 erzeugt die Steuersignale durch Berechnen der om Lückenmessinstrument 280 gemessenen Lücken.
  • Obwohl bei der vorherigen Beschreibung der vorliegenden Erfindung der Nadelkartenring 242 und der Zwischenring 246 kreisrund geformt sind, können diese Elemente irgendeine Form aufweisen, wie etwa einen quadratischen Rahmen. Für diese Elemente ist es notwendig, dass sie sie zwischen der Nadelkarte 60 und dem Gehäuse oder Rahmen des Prüfkontaktsystems oder des Substrathandhabungsgeräts, wie etwa ein Halbleiterscheibenprüfgerät, gekoppelt werden.
  • Die 14 und 15 veranschaulichen ein weiteres Beispiel des Aufbaus eines Prüfkontaktsystems, das einen Planaritätseinstellmechanismus der vorliegenden Erfindung aufweist. 14 ist eine Querschnittansicht und 15 ist eine perspektivische Ansicht des Prüfkontaktsystems der vorliegenden Erfindung.
  • Das Kontaktsubstrat 20, das eine Vielzahl von Kontaktgebern 30 aufweist, ist auf der Nadelkarte 60 durch einen Tragrahmen 55 und ein leitfähiges Elastomer 50 befestigt. Der Tragrahmen 55 zum Tragen des Kontaktsubstrats 20 ist mit der Nadelkarte 60 mittels Befestigungsmitteln verbunden, wie etwa Schrauben 350. Wie es unter Bezugnahme auf 5 beschrieben wurde, baut das leitfähige Elastomer 50 lediglich in der vertikalen Richtung eine elektrische Leitfähigkeit auf, d. h. zwischen dem Kontaktsubstrat 20 und der Nadelkarte 60.
  • Auf der Oberseite des Kontaktsubstrats 20 sind Elektroden 292 angebracht. Alternativ können die Elektroden 292 auf der Unterseite des Tragrahmens 55 ausgebildet sein. Die Elektroden 292 sind an drei oder mehr Stellen auf der Unterseite des Kontaktsubstrats 20 vorgesehen. Jede Stelle der Elektrode 292 befindet sich bevorzugt in der Weise nahe einer Kante des Kontaktsubstrats 20, dass sie Scheitelpunkte eines Dreiecks oder eines Vielecks bildet.
  • Die Nadelkarte 60 ist durch einen Nadelkartenring 360 auf einem Rahmen 340 des Prüfkontaktsystems befestigt. Der Nadelkartenring 360 ist mit dem Rahmen 340 durch Befestigungsmittel, wie etwa Schrauben 352, befestigt. Zwischen der Nadelkarte 60 und dem Nadelkartenring 260 sind drei oder mehr dünne Beilagscheiben 70 eingesetzt, wie etwa dünne Platten oder Filme, um die Planarität der Kontaktgeber 30 einzustellen. Ein Beispiel der Beilagscheibe 70 schließt einen Teflonfilm, einen Mylarfilm, einen Metallfilm, eine Metallplatte und dergleichen ein. Eine zu testende Halbleiterscheibe 300 wird auf einer Einspannvorrichtung 180 des Substrathandhabungsgeräts 400 (1) platziert, wie etwa ein Halbleiterscheibenprüfgerät. Obwohl es nicht gezeigt ist, ist es in Fachkreisen bekannt, dass der Rahmen 340 des Prüfkontaktsystems und das Gehäuse des Substrathandhabungsgeräts mechanisch miteinander verbunden sind.
  • Das Beispiel von 14 zeigt darüber hinaus Lückensensoren 290 auf der Halbleiterscheibe 300 und ein Lückenmessinstrument 280, das Signale von den Lückensensoren 290 erhält. De Lückensensoren 290 sind ebenfalls Elektroden und sind an Stellen auf der Oberfläche der Halbleiterscheibe 300 platziert, die denen der Elektroden 292 auf der Unterseite des Kontaktsubstrats entsprechen, d. h. an drei oder mehr Stellen darauf. Die Beziehung zwischen dem Lückensensor 290 und den Elektroden kann umgekehrt werden. Der Lückensensor 290 kann nämlich auf der Unterseite des Kontaktsubstrats angebracht sein und die Elektrode 292 kann auf der Oberseite der Halbleiterscheibe 300 angebracht sein. Des Weiteren kann anstelle der kundenspezifischen Halbleiterscheibe 300 eine Referenzplatte verwendet werden, die beispielsweise aus Keramik oder Aluminium gefertigt ist, so dass die Planarität des Prüfkontaktsystems durch den Hersteller vor dem Versand an den Kunden eingestellt wird.
  • Beispielsweise ist der Lückensensor 290 ein Kapazitätssensor, um die Kapazität zwischen dem Sensor 290 und der Gegenelektrode 292 zu messen. Der gemessene Kapazitätswert ist eine Funktion des Abstands zwischen dem Sensor und der Elektrode. Durch Überwachen der durch das Lückenmessinstrument 280 gemessenen Lückengröße zwischen dem Sensor 290 und der Elektrode 292 stellt ein Bedienungsmann die Anzahl der Beilagscheiben 70, die zwischen der Nadelkarte 60 und dem Nadelkartenring 360 eingesetzt werden, in der Weise ein, dass die Lücken an jeder der drei Stellen einander identisch werden.
  • 15 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Oberseite der Nadelkarte 60 im Prüfkontaktsystem der vorliegenden Erfindung von 14 zeigt. Die Beilagscheiben 70 werden zwischen der Nadelkarte 60 und dem Nadelkartenring 360 an beispielsweise drei oder mehr Stellen eingesetzt, wie es in 15 gezeigt ist. Wenn drei stellen der Beilagscheiben verwendet werden, werden diese drei Stellen vorzugsweise so gewählt, dass sie Scheitelpunkte eines regelmäßigen Dreiecks sind. Die Zahl der Beilagscheiben 70 wird eingestellt, um den Winkel der Nadelkarte sowie des Kontaktsubstrats 20, das starr mit der Nadelkarte verbunden ist, einzustellen. Solch eine Einstellung wird auf der Grundlage der Ablesung des Lückenmessinstruments 280 vorgenommen, welches den Abstand zwischen den Elektroden 290 und 292 an jeder der drei oder mehr Stellen misst.
  • Erfindungsgemäß ist das Prüfkontaktsystem in der Lage, die Abstände zwischen den Enden der Kontaktgeber und der Oberfläche der sich im Test befindlichen Halbleiterscheibe oder der Referenzplatte einzustellen. Der Planaritätseinstellmechanismus ist in der Lage, die Abstände zwischen dem Kontaktsubstrat und der Halbleiterscheibe so einzustellen, dass alle Kontaktgeber auf dem Kontaktsubstrat im Wesentlichen gleichzeitig mit dem gleichen Druck mit der Oberfläche der Halbleiterscheibe in Kontakt kommen.
  • Der beim Prüfkontaktsystem der vorliegenden Erfindung zu verwendende Planaritätseinstellmechanismus schließt die Drehungseinstellvorrichtung zum Drehen der Muttern auf der Nadelkarte mit feinen Schritten ein, wodurch die Abstände zwischen dem Kontaktsubstrat und der Halbleiterscheibe leicht und exakt eingestellt werden. Der Planaritätseinstellmechanismus der vorliegenden Erfindung kann durch Einbeziehung der Motoren zum Antreiben der Muttern auf der Nadelkarte und des Steuergeräts, das auf der Grundlage der von den Lückensensoren gemessenen Lücken Steuersignale für die Motoren erzeugt, als automatisches System aufgebaut sein.
  • Obwohl hierin nur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel speziell veranschaulicht und beschrieben wurde, wird man einsehen, dass bei der vorliegenden Erfindung im Licht der obigen Lehren und innerhalb des Geltungsbereichs der beigefügten Ansprüche viele Modifikationen und Variationen möglich sind, ohne von der Wesensart und dem beabsichtigten umfang der Erfindung abzuweichen.
  • Zusammenfassung
  • Ein Prüfkontaktsystem ist in der Lage, die Abstände zwischen den Enden der Kontaktgeber und Kontaktzielen durch einen einfachen und kostengünstigen Mechanismus einzustellen. Das Prüfkontaktsystem enthält ein Kontaktsubstrat, das eine große Anzahl an Kontaktgebern auf dessen Oberfläche befestigt aufweist, eine Nadelkarte zum Befestigen des Kontaktsubstrats, um eine elektrische Verbindung zwischen den Kontaktgebern und Testsystem aufzubauen, einen Nadelkartenring, der auf einem Rahmen des Prüfkontaktsystems angebracht ist, um die Nadelkarte mechanisch mit dem Rahmen zu verbinden, und eine Vielzahl von Verbindungselementen zum Verbinden der Nadelkarte mit dem Nadelkartenring an drei oder mehr Stellen auf der Nadelkarte, wobei das Verbindungselement einstellbar ist, um eine Lücke zwischen der Nadelkarte und dem Nadelkartenring zu verändern.

Claims (36)

  1. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem zum Ausbauen einer elektrischen Verbindung mit Kontaktzielen, das folgendes umfasst: ein Kontaktsubstrat, das eine große Anzahl an Kontaktgebern auf dessen Oberfläche befestigt aufweist; eine Nadelkarte zum Befestigen des Kontaktsubstrats, um eine elektrische Verbindung zwischen den Kontaktgebern und einem Prüfkopf eines Halbleitertestsystems aufzubauen; Mittel zur starren Befestigung des Kontaktsubstrats auf der Nadelkarte; einen Nadelkartenring, der auf einem Rahmen des Prüfkontaktsystems angebracht ist, um die Nadelkarte mit dem Rahmen zu verbinden; und eine Vielzahl von Verbindungselementen zum Verbinden der Nadelkarte mit dem Nadelkartenring an drei oder mehr Stellen auf der Nadelkarte, wobei das Verbindungselement einstellbar ist, um eine Lücke zwischen der Nadelkarte und dem Nadelkartenring zu verändern.
  2. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem nach Anspruch 1, das darüber hinaus einen Lückensensor zum Messen einer Lücke zwischen dem Kontaktsubstrat und einem Zielsubstrat an festgelegten Stellen des Kontaktsubstrats umfasst, wobei das Zielsubstrat eine zu testende Halbleiterscheibe und eine Referenzplatte einschließt, die zum Einstellen der Planarität gefertigt wurde.
  3. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem nach Anspruch 1, das darüber hinaus eine Drehungseinstellvorrichtung zur Einstellung des Verbindungselements umfasst, so dass die Lücke zwischen der Nadelkarte und dem Nadelkartenring reguliert wird, wodurch die Abstände zwischen den Enden der Kontaktgeber und dem Kontaktziel so eingestellt werden, dass sie einander identisch sind.
  4. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem nach Anspruch 1, das darüber hinaus ein leitfähiges Elastomer umfasst, das zwischen dem Kontaktsubstrat und der Nadelkarte vorgesehen ist, um das Kontaktsubstrat mit der Nadelkarte elektrisch zu verbinden.
  5. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem nach Anspruch 1, wobei das Verbindungselement zur Verbindung der Kontaktsubstrat mit der Nadelkarte aus Schraubbolzen und Schraubenmuttern aufgebaut wird.
  6. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem nach Anspruch 1, wobei das Verbindungselement zur Verbindung der Kontaktsubstrat mit der Nadelkarte aus Differentialschrauben aufgebaut wird.
  7. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem nach Anspruch 2, wobei der Lückensensor die Lücke zwischen dem Kontaktsubstrat und dem Zielsubstrat durch Messung der Kapazität zwischen dem Lückensensor und einer sich gegenüber befindlichen Elektrode bestimmt.
  8. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem nach Anspruch 2, wobei der Lückensensor entweder auf der Oberseite des Zielsubstrats oder auf der Unterseite des Kontaktsubstrats angebracht ist.
  9. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem nach Anspruch 2, wobei die Referenzplatte aus einem Keramik- oder Aluminiumsubstrat gefertigt ist, das Elektroden an Positionen aufweist, die sich gegenüber dem Lückensensor befinden.
  10. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem nach Anspruch 2, wobei die Referenzplatte eine Metallplatte ist, um die Planarität der Kontaktgeber auf dem Kontaktsubstrat in der Weise einzustellen, dass alle Enden der Kontaktgeber im Wesentlichen gleichzeitig mit im Wesentlichen dem gleichen Druck mit der Oberfläche der Referenzscheibe in Kontakt kommen.
  11. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem nach Anspruch 1, wobei jede der drei Stellen der Verbindungselemente auf der Nadelkarte einem Scheitelpunkt eines regelmäßigen Dreiecks entspricht.
  12. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem nach Anspruch 3, wobei das Verbindungselement zur Verbindung der Nadelkarte mit dem Nadelkartenring aus Schraubbolzen und Schraubenmuttern aufgebaut ist, und die Schraubenmuttern drehbar auf der Oberfläche der Nadelkarte befestigt sind und wobei die Drehungseinstellvorrichtung, die eine Bodenöffnung aufweist, die mit der Schraubenmutter in Eingriff kommt, auf der Oberfläche der Nadelkarte platziert wird, um die Schraubenmuttern in der Art zu drehen, dass die Lücken zwischen dem Kontaktsubstrat und dem Zielsubstrat an einer Vielzahl von Stellen einander identisch werden.
  13. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem nach Anspruch 12, wobei die Drehungseinstellvorrichtung aus einem oberen Knopf, einem unteren Knopf und einer Knopfbasis gebildet werden, wobei der obere Knopf und der untere Knopf mechanisch miteinander verbunden sind, während der untere Knopf und die Knopfbasis drehbar aneinander gefügt sind, und wobei die Knopfbasis starr mit der Nadelkarte in Eingriff kommt, während der obere Knopf, der einen unteren verlängerten Abschnitt besitzt, der die Bodenöffnung aufweist, die Schraubenmutter dreht, um die Lücke an jeder der drei Stellen einzustellen.
  14. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem nach Anspruch 13, wobei der untere Knopf der Drehungseinstellvorrichtung mit einer Vielzahl von Haltelöchern ausgestattet ist, zur Befestigung von Stempeln und Federn darin in der Weise, dass die unteren Spitzen der Stempel durch die von den Federn erzeugte Federkraft aus einer Bodenfläche des unteren Knopfs herausragen, und ferner die Knopfbasis der Drehungseinstellvorrichtung mit einer Vielzahl von radialen Rillen versehen ist, so dass die unteren Spitzen der Stempel mit den Rillen in Eingriff kommen, wenn der obere und der untere Knopf gedreht werden, und wobei sich der Abstand der Haltelöcher und der Abstand der radialen Rillen voneinander unterscheiden.
  15. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem nach Anspruch 14, wobei die Stempel aus einem Kunststoff mit geringer Reibung oder aus einem geschmierten Kunststoff gefertigt sind.
  16. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem nach Anspruch 4, das darüber hinaus einen Tragrahmen umfasst, der zwischen dem Kontaktsubstrat und dem leitfähigen Elastomer vorgesehen ist, um das Kontaktsubstrat zu tragen, wobei sich das Verbindungselement zwischen der Nadelkarte und dem Tragrahmen erstreckt.
  17. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem nach Anspruch 4, wobei das leitfähige Elastomer aus einer Silikongummiplane und Metallfäden besteht, die in einer vertikalen Richtung verlaufen, so dass lediglich in der vertikalen Richtung eine Verbindung aufgebaut wird.
  18. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem zum Aufbauen einer elektrischen Verbindung mit Kontaktzielen, das folgendes umfasst: ein Kontaktsubstrat, das eine große Anzahl an Kontaktgebern auf dessen Oberfläche befestigt aufweist; eine Nadelkarte zum Befestigen des Kontaktsubstrats, um eine elektrische Verbindung zwischen den Kontaktgebern und einem Prüfkopf eines Halbleitertestsystems aufzubauen; Mittel zur starren Befestigung des Kontaktsubstrats auf der Nadelkarte; einen Zwischenring, der mit einer Außenfläche der Nadelkarte verbunden ist; einen Nadelkartenring, der auf einem Rahmen des Prüfkontaktsystems angebracht ist, um die Nadelkarte mit dem Rahmen zu verbinden; und eine Vielzahl von Verbindungselementen zum Verbinden der Nadelkarte mit dem Nadelkartenring an drei oder mehr Stellen auf der Nadelkarte, wobei das Verbindungselement einstellbar ist, um eine Lücke zwischen der Nadelkarte und dem Nadelkartenring zu verändern.
  19. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem nach Anspruch 18, das darüber hinaus einen Lückensensor zum Messen einer Lücke zwischen dem Kontaktsubstrat und einem Zielsubstrat an festgelegten Stellen des Kontaktsubstrats umfasst, wobei das Zielsubstrat eine zu testende Halbleiterscheibe und eine Referenzplatte einschließt, die zum Einstellen der Planarität gefertigt wurde.
  20. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem nach Anspruch 18, das darüber hinaus eine Drehungseinstellvorrichtung zur Einstellung des Verbindungselements umfasst, so dass die Lücke zwischen dem Zwischenring und dem Nadelkartenring reguliert wird, wodurch die Abstände zwischen den Enden der Kontaktgeber und dem Kontaktziel so eingestellt werden, dass sie einander identisch sind.
  21. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem nach Anspruch 18, das darüber hinaus ein leitfähiges Elastomer umfasst, das zwischen dem Kontaktsubstrat und der Nadelkarte vorgesehen ist, um das Kontaktsubstrat mit der Nadelkarte elektrisch zu verbinden.
  22. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem nach Anspruch 19, wobei der Lückensensor die Lücke zwischen dem Kontaktsubstrat und dem Zielsubstrat durch Messung der Kapazität zwischen dem Lückensensor und einer sich gegenüber befindlichen Elektrode bestimmt.
  23. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem nach Anspruch 19, wobei der Lückensensor entweder auf der Oberseite des Zielsubstrats oder auf der Unterseite des Kontaktsubstrats angebracht ist.
  24. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem nach Anspruch 19, wobei die Referenzplatte aus einem Keramik- oder Aluminiumsubstrat gefertigt ist, das Elektroden an Positionen aufweist, die sich gegenüber dem Lückensensor befinden.
  25. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem nach Anspruch 20, wobei das Verbindungselement zur Verbindung des Zwischenrings mit dem Nadelkartenring aus Schraubbolzen und Schraubenmuttern aufgebaut ist, und die Schraubenmuttern drehbar auf der Oberfläche des Zwischenrings befestigt sind und wobei die Drehungseinstellvorrichtung, die eine Bodenöffnung aufweist, die mit der Schraubenmutter in Eingriff kommt, auf der Oberfläche der Nadelkarte platziert wird, um die Schraubenmuttern in der An zu drehen, dass die Lücken zwischen dem Kontaktsubstrat und dem Zielsubstrat an drei oder mehr Stellen einander identisch werden.
  26. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem nach Anspruch 21, das darüber hinaus einen Tragrahmen umfasst, der zwischen dem Kontaktsubstrat und dem leitfähigen Elastomer vorgesehen ist, um das Kontaktsubstrat zu tragen, wobei sich das Verbindungselement zwischen der Nadelkarte und dem Tragrahmen erstreckt.
  27. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem zum Ausbauen einer elektrischen Verbindung mit Kontaktzielen, das folgendes umfasst: ein Kontaktsubstrat, das eine große Anzahl an Kontaktgebern auf dessen Oberfläche befestigt aufweist; eine Nadelkarte zum Befestigen des Kontaktsubstrats, um eine elektrische Verbindung zwischen den Kontaktgebern und einem Prüfkopf eines Halbleitertestsystems aufzubauen; Mittel zur starren Befestigung des Kontaktsubstrats auf der Nadelkarte; einen Nadelkartenring, der auf einem Rahmen des Prüfkontaktsystems angebracht ist, um die Nadelkarte mit dem Rahmen zu verbinden; eine Vielzahl von Verbindungselementen zum Verbinden der Nadelkarte mit dem Nadelkartenring an drei oder mehr Stellen auf der Nadelkarte, wobei das Verbindungselement einstellbar ist, um eine Lücke zwischen der Nadelkarte und dem Nadelkartenring zu verändern; einen Lückensensor zum Messen einer Lücke zwischen dem Kontaktsubstrat und einem Zielsubstrat an festgelegten Stellen des Kontaktsubstrats; ein Steuergerät zum Erzeugen eines Steuersignals auf der Grundlage eines Detektionssignals vom Lückesensor, das die Größe der Lücke zwischen dem Kontaktsubstrat und dem Zielsubstrat angibt; und einen Motor zum Drehen des Verbindungselements auf der Grundlage des Steuersignals vom Steuergerät.
  28. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem nach Anspruch 27, wobei der Lückensensor die Lücke zwischen dem Kontaktsubstrat und dem Zielsubstrat durch Messung der Kapazität zwischen dem Lückensensor und einer sich gegenüber befindlichen Elektrode bestimmt.
  29. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem nach Anspruch 27, wobei der Lückensensor entweder auf der Oberseite des Zielsubstrats oder auf der Unterseite des Kontaktsubstrats angebracht ist.
  30. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem zum Ausbauen einer elektrischen Verbindung mit Kontaktzielen, das folgendes umfasst: ein Kontaktsubstrat, das eine große Anzahl an Kontaktgebern auf dessen Oberfläche befestigt aufweist; eine Nadelkarte zum Befestigen des Kontaktsubstrats, um eine elektrische Verbindung zwischen den Kontaktgebern und einem Prüfkopf eines Halbleitertestsystems aufzubauen; Verbindungsmittel zur starren Befestigung des Kontaktsubstrats auf der Nadelkarte; einen Nadelkartenring, der auf einem Rahmen des Prüfkontaktsystems angebracht ist, um die Nadelkarte mit dem Rahmen zu verbinden; und eine Vielzahl von Beilagscheiben, die an drei oder mehr Stellen zwischen der Nadelkarte und dem Nadelkartenring vorgesehen sind, wobei eine Anzahl von Beilagscheiben an jeder der Stellen so eingestellt wird, dass die Abstände zwischen den Enden der Kontaktgeber und den Oberflächen der Kontaktziele einander identisch werden.
  31. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem nach Anspruch 30, das darüber hinaus an einer festgelegten Stelle auf dem Kontaktsubstrat einen Lückensensor zum Messen der Entfernung zwischen dem Kontaktsubstrat und einem Zielsubstrat umfasst.
  32. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem nach Anspruch 30, das darüber hinaus ein leitfähiges Elastomer umfasst, das zwischen dem Kontaktsubstrat und der Nadelkarte vorgesehen ist, um das Kontaktsubstrat mit der Nadelkarte elektrisch zu verbinden.
  33. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem nach Anspruch 31, wobei der Lückensensor die Entfernung zwischen dem Kontaktsubstrat und dem Zielsubstrat durch Messung der Kapazität zwischen dem Lückensensor und einer sich gegenüber befindlichen Elektrode bestimmt.
  34. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem nach Anspruch 30, wobei das Zielsubstrat ein Halbleitersubstrat, für das die Planarität eingestellt wird, oder eine Referenzplatte ist.
  35. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem nach Anspruch 34, wobei die Referenzplatte aus einem Keramik- oder Aluminiumsubstrat gefertigt ist, das Elektroden an Positionen aufweist, die sich gegenüber dem Lückensensor befinden.
  36. Planaritätseinstellmechanismus für ein Prüfkontaktsystem nach Anspruch 32, das darüber hinaus einen Tragrahmen umfasst, der zwischen dem Kontaktsubstrat und dem leitfähigen Elastomer vorgesehen ist, um das Kontaktsubstrat zu tragen, wobei sich das Verbindungselement zwischen der Nadelkarte und dem Tragrahmen erstreckt.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1785733A1 (de) * 2005-11-11 2007-05-16 Tokyo Electron Limited Testkontaktvorrichtung und Verfahren zur Justierung der Vorrrichtung

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006010629A (ja) * 2004-06-29 2006-01-12 Tokyo Electron Ltd 平行調整機構を備えたプローブカード
KR100675487B1 (ko) 2005-06-02 2007-01-30 주식회사 파이컴 프로브 카드
JP4895175B2 (ja) * 2006-05-19 2012-03-14 横河電機株式会社 ギャップ計および水分測定装置
JP5101060B2 (ja) * 2006-07-31 2012-12-19 日本発條株式会社 プローブカードの平行度調整機構
KR100806736B1 (ko) * 2007-05-11 2008-02-27 주식회사 에이엠에스티 프로브 카드 및 그 제조방법
US7960989B2 (en) * 2008-12-03 2011-06-14 Formfactor, Inc. Mechanical decoupling of a probe card assembly to improve thermal response
JP2012215591A (ja) * 2012-08-03 2012-11-08 Nhk Spring Co Ltd プローブカードの平行度調整機構
JP6374642B2 (ja) 2012-11-28 2018-08-15 株式会社日本マイクロニクス プローブカード及び検査装置
JP6515007B2 (ja) * 2015-09-30 2019-05-15 東京エレクトロン株式会社 ウエハ検査方法及びウエハ検査装置
TWI702404B (zh) 2019-03-18 2020-08-21 中華精測科技股份有限公司 探針卡測試裝置
CN110031760B (zh) * 2019-05-20 2024-06-25 江苏省特种设备安全监督检验研究院 多功能电机试验安装装置及方法
TWI765312B (zh) * 2019-11-04 2022-05-21 旺矽科技股份有限公司 邊緣感測器及其點測方法
KR102259225B1 (ko) * 2020-04-16 2021-06-01 스테코 주식회사 프로브 카드
TWI738449B (zh) 2020-08-03 2021-09-01 致茂電子股份有限公司 晶圓檢測系統及其晶圓檢測設備
KR20230152313A (ko) * 2022-04-27 2023-11-03 (주)티에스이 프로브의 돌출길이가 조정되는 프로브 헤드
WO2023210895A1 (ko) * 2022-04-27 2023-11-02 (주)티에스이 프로브의 돌출길이가 조정되는 프로브 헤드
KR102520852B1 (ko) * 2022-10-14 2023-04-13 주식회사 유니밴스 프로브카드용 탑 보강판
CN116338411B (zh) * 2023-05-26 2023-08-04 中诚华隆计算机技术有限公司 用于测试芯粒的针卡伺服控制设备、系统和方法
CN116338410B (zh) * 2023-05-26 2023-07-28 中诚华隆计算机技术有限公司 用于测试芯粒的针卡控制装置、控制系统和控制方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06124982A (ja) * 1992-01-14 1994-05-06 Mitsubishi Electric Corp 半導体試験装置
JPH05218149A (ja) * 1992-02-04 1993-08-27 Tokyo Electron Ltd プローブ装置
JPH0621166A (ja) * 1992-06-30 1994-01-28 Mitsubishi Electric Corp ウエハプローバ
JPH0621172A (ja) * 1992-07-06 1994-01-28 Mitsubishi Electric Corp ウェハプロービング装置及びウェハプロービング方法
JP2000150594A (ja) * 1998-11-05 2000-05-30 Hitachi Ltd 接続装置および押さえ部材付配線フィルムの製造方法並びに検査システムおよび半導体素子の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1785733A1 (de) * 2005-11-11 2007-05-16 Tokyo Electron Limited Testkontaktvorrichtung und Verfahren zur Justierung der Vorrrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
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