DE10308916A1 - Anordnung zum elektrischen Kontaktieren eines Substrats - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum elektrischen Kontaktieren eines Substrats (10) mit Hilfe einer Kontaktiereinrichtung (30), welche eine Kontaktierplatte (20) mit elektrischen Gegenkontakten (22) aufweist, um offenliegende Kontakte (12) des Substrats (10) zu kontaktieren. Die massive Bauweise der Kontaktierplatte (20) und deren Ausbildung aus einem anderen Material als dem des Substrats führen bei herkömmlichen Anordnungen im Falle schwankender Arbeitstemperaturen zu einer seitlichen Dejustierung vor allem äußerer Gegenkontakte (22) relativ zu den substratseitigen Kontakten (12). Erfindungsgemäß besteht die Kontaktierplatte (20) aus einem Material, das denselben thermischen Längenausdehnungskoeffizienten (alpha) wie das Substrat (10) besitzt, wodurch eine temperaturstabile Lagejustierung der Gegenkontakte (22) relativ zu den substratseitigen Kontakten (12) bewirkt wird. Seitliche Dejustierungen der Gegenkontakte (22) werden hierdurch vermieden und elektrische Funktionstests können über größere Temperaturbereiche und auf größeren Substratflächen gleichzeitig zuverlässig durchgeführt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum elektrischen Kontaktieren eines Substrats, wobei die Anordnung ein Substrat, das eine integrierte Schaltung mit offenliegenden, elektrisch kontaktierbaren Kontakten aufweist, und eine Kontaktiereinrichtung aufweist, wobei die Kontaktiereinrichtung elektrische Gegenkontakte und eine Kontaktierplatte, die die Gegenkontakte trägt, aufweist und wobei die Gegenkontakte auf der Kontaktierplatte so angeordnet sind, daß die Abstände der Gegenkontakte voneinander im wesentlichen den Abständen der Kontakte voneinander entsprechen.
  • Eine solche Anordnung kommt bei der Durchführung eines elektrischen Funktionstests integrierter Halbleiterschaltungen auf einem Substrat zum Einsatz, wobei ein Kontaktkopf mit einer Vielzahl von Testnadeln, die jeweils einen offenliegenden elektrischen Kontakt der integrierten Halbleiterschaltung kontaktieren, auf die Halbleiterschaltung aufgesetzt wird, um deren Schaltverhalten zu überprüfen. Wegen der Vielzahl zu kontaktierender Kontakte der Halbleiterschaltung sind sämtliche Testnadeln in einem Testkopf der Kontaktiereinrichtung integriert. Um die kleinen Kontaktflächen sicher kontaktieren zu können, müssen die Abstände der Gegenkontakte (d. h. Testnadeln) der Kontaktiereinrichtung untereinander den Abständen der Kontakte des Substrats untereinander entsprechen. Angesichts der Größen heutiger Kontaktflächen im Bereich von 100 nm und weniger führen bereits kleine Abweichungen der lateralen Position der Gegenkontakte zu einem seitlichen Verfehlen des zu kontaktierenden Kontakts; der betreffende Chip kann nicht sinnvoll getestet werden.
  • Probleme bereiten die bei der Halbleiterfertigung auftretenden Temperaturschwankungen, die Größenordnungen von einigen hundert Grad Celsius erreichen. Auch unter Berücksichtigung von Abkühlungsvorgängen können Resttemperaturunterschiede von einigen zehn Grad Celsius zu versehentlichen Fehlkontaktierungen führen, da heutige Strukturgrößen entsprechend der erzielbaren optischen Auflösungsgrenze immer kleiner werden und zudem die Chipfläche, d. h. der Chipdurchmesser, zunimmt. Insbesondere bei Halbleitersubstraten mit 20 oder 30 cm Durchmesser sind aufgrund des hohen Risikos von Fehlkontaktierungen elektrische Funktionstests gleichzeitig nur auf Teilgebieten der Substratfläche, beispielsweise über einer Gruppe von Chipschaltungen, durchführbar.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung zum elektrischen Kontaktieren eines Substrats bereitzustellen, mit der eine möglichst große Vielzahl von Kontakten des Substrats gleichzeitig und mit höherer Zuverlässigkeit kontaktiert werden kann. Insbesondere soll die gleichzeitige Kontaktierung auf einem möglichst großen Substratflächenbereich zuverlässig vorgenommen werden können.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kontaktierplatte aus einem Material besteht, das denselben thermischen Längenausdehnungskoeffizienten wie das Substrat besitzt, wodurch die Kontaktierplatte eine temperaturstabile Lagejustierung der Gegenkontakte bewirkt, bei der die Abstände der Gegenkontakte voneinander auch bei veränderbarer Temperatur des Substrats und der Kontaktierplatte mit den Abständen der Kontakte voneinander übereinstimmen.
  • Erfindungsgemäß wird eine dünne Kontaktierplatte aus einem Material mit gleichem Ausdehnungskoeffizienten wie demjenigen des Materials des Substrats auf einem massiven Bauteil der Kontaktiereinrichtung montiert, und die Gegenkontakte werden auf der montierten Kontaktierplatte angeordnet. Während herkömmlich die genaue Einhaltung einer vorgegebenen Temperatur des Substrats und der Kontaktierplatte zum elektrischen Testen des Substrats erforderlich ist, ermöglicht die Erfindung ein lateral über eine viel größere Waferfläche justiertes Kontaktieren bei schwankenden Temperaturen, weil die Kontaktierplatte sich in gleicher Weise wie der zu testende Wafer ausdehnt bzw. zusammenzieht; bei gleicher Temperatur des Substrats und der Kontaktierplatte ist, unabhängig von der exakten Höhe der Temperatur, ein maßgenaues Kontaktieren auch über eine längere Zeitdauer ohne Gefahr einer nachträglichen, wärmebedingten Verschiebung der Gegenkontakte auf den offenliegenden Kontakten durchführbar. Insbesondere können größere Substratflächen als bisher gleichzeitig kontaktiert werden; im günstigsten Fall können alle Chips eines Wafers gleichzeitig elektrisch getestet werden.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Kontaktierplatte und das zu kontaktierende Substrat aus dem gleichen Material bestehen. Dementsprechend ist auf dem Kontaktierkopf eine Kontaktierplatte aus einem Material wie beispielsweise Silizium oder einem typischen III-V-Halbleiter angeordnet, d.h. aus einem Material, das als Baumaterial für einen Meßkopf bisher nicht üblich ist und auch aus fertigungstechnischer Sieht, etwa hinsichtlich der Bearbeitungseigenschaften, üblicherweise nicht in Betracht gezogen wird. Insbesondere können die Kontaktierplatte und das Halbleitersubstrat aus dem gleichen Grundmaterial gebildet sein, jedoch unterschiedliche Beimischungen und/oder Dotierungen aufweisen.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Kontaktierplatte an einem Träger befestigt ist, wobei rückseitige Zwischenkontakte der Kontaktierplatte mit Zwischenkontakten des Trägers verbunden sind. Insbesondere ist vorgesehen, daß die Gegenkontakte durch leitende Verbindungen, die die Kontaktierplatte durchdringen, mit den rückseitigen Zwischenkontakten verbunden sind. Das erfindungsgemäße Vorsehen einer aus Substratmaterial gebildeten Kontaktierplatte erfordert eine weitere Kontaktierungsebene zwischen der Kontaktierplatte und dem massiven Kopf, der die Kontaktierplatte trägt. Dazu sind entsprechende Zwischenkontakte auf der Rückseite der Kontaktierplatte und einer Auflagefläche des Trägers vorgesehen und paarweise miteinander verbunden. Die elektrischen Verbindungen zwischen den rückseitigen Zwischenkontakten der Kontaktierplatte und den Gegenkontakten auf ihrer Vorderseite werden vorzugsweise durch die Kontaktierplatte hindurchgeführt. Es kann eine Umverdrahtung zwischen diesen sich durch die Kontaktierplatte hindurch erstreckenden leitenden Verbindungen einerseits und den Zwischenkontakten des Trägers andererseits vorgesehen sein. Eine solche, höhergelegene Umverdrahtung ist sogar vorteilhaft, um in dem Träger und im Kontaktierkopf die Leitungszuführung zu optimieren.
  • Hinsichtlich der leitenden Verbindungen und der Gegenkontakte ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Gegenkontakte Füllungen von Bohrungen oder von geätzten, lasergebrannten oder auf andere Weise erzeugten Öffnungen in der Kontaktierplatte sind. Gegenkontakte und leitende Verbindungen bilden in diesem Fall eine Einheit, die durch herkömmliche lithographische Prozeßschritte herstellbar ist.
  • Vorzugsweise ist zwischen der rückseitigen Fläche der Kontaktierplatte und der Auflagefläche des Trägers eine Schicht aus einem nicht-spröden, temperaturbedingten mechanischen Spannungen nachgebenden Material angeordnet. Dieses Material ermöglicht eine Wärmeausdehnung der Kontaktierplatte unabhängig vom Kontaktierkopf und kann aus wärme-isolierenden Materialien hergestellt sein. Dadurch wird die bei Wärmeunterschieden zwischen der Kontaktierplatte und dem Träger bestehenden Wärmeunterschieden erreichbare Kontaktierzeit, während der keine seitlichen Verschiebungen der Gegenkontakte relativ zu den substratseitigen Kontakten bestehen, verlängert und ein elektrischer Test erleichtert. Die angesprochenen Umverdrahtungen können in Form von Leiterbahnen in oder an dieser Schicht vorgesehen sein.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Kontaktierplatte ablösbar am Träger befestigt ist und daß die rückseitigen Zwischenkontakte durch Lötverbindungen mit den Zwi schenkontakten des Trägers verbunden sind. Hierbei wird der Träger als Basiseinheit für eine Vielzahl verschieden ausgebildeter Kontaktierplatten eingesetzt, welche wahlweise alternativ zueinander auf dem Träger befestigt werden können, um unterschiedliche Substrate mit unterschiedlichen integrierten Halbleiterschaltungen elektrisch zu testen. Insbesondere die elektrischen Verbindungen zwischen den Zwischenkontakten des Trägers und der Kontaktierplatte werden zu diesem Zweck als Lötverbindungen ausgebildet, welche nachträglich wieder entfernbar sind, wenn eine andere Kontaktierplatte an dem Träger befestigt werden soll.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, daß das Substrat ein Halbleitersubstrat ist. Insbesondere ist vorgesehen, daß das Material der Kontaktierplatte und des Substrats Silizium ist.
  • Ferner ist vorgesehen, daß eine Außenfläche der Kontaktierplatte dieselbe Größe wie eine Vorderfläche des Substrats besitzt. Die Kontaktierplatte in gleicher Größe wie das zu testende Substrat ist somit für den gleichseitigen Test aller auf dem Substrat angeordneten Chips bzw. integrierten Schaltungen einsetzbar.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Anordnung ferner mindestens ein zweites Substrat mit anders angeordneten elektrischen Kontakten und eine zweite Kontaktierplatte mit anders angeordneten elektrischen Gegenkontakten aufweist, wobei die Abstände der Gegenkontakte der zweiten Kontaktierplatte voneinander mit den Abständen der Kontakte des zweiten Substrats voneinander übereinstimmen. Dementsprechend ist ein zweiter Satz aus einer Kontaktierplatte und einem ihr zugeordneten Substrat vorgesehen, deren Kontakte und Gegenkontakte an einander entsprechenden Positionen des Substrats und der Kontaktierplatte angeordnet sind. Die Kontaktierplatte dieses Satzes ist gegen die erste Kontaktierplatte austauschbar, so daß der Träger bei gleicher Leitungsführung auf oder in dem Träger für verschieden strukturierte Substrate genutzt werden kann; eine Kontaktierplatte mit entsprechend angepaßten, d. h. auf der Kontaktierplattenfläche verteilten und angeordneten Gegenkontakten ist jeweils auf den Träger aufbringbar und nach dem elektrischen Test gegen andere Kontaktierplatten, zumindest gegen eine zweite Kontaktierplatte austauschbar.
  • Die oben beschriebene Anordnung kann vorzugsweise zum gleichzeitigen Kontaktieren einer Vielzahl elektrischer Kontakte auf einem Substrat verwendet werden. Die Anordnung eignet sich insbesondere dazu, einen elektrischen Funktionstest vieler integrierter Schaltungen auf einem Substrat gleichzeitig zu ermöglichen.
  • Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Figuren beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine herkömmliche Anordnung aus einem Substrat und einer Kontaktiereinrichtung,
  • 2 die herkömmliche Anordnung im Falle einer seitlichen Dejustierung der Gegenkontakte bei wechselnden Temperaturbedingungen,
  • 2A eine Ausschnittvergrößerung aus 2,
  • 3 eine erfindungsgemäße Anordnung,
  • 4 die erfindungsgemäße Anordnung bei schwankenden Temperaturbedingungen und
  • 5A und 5B eine erweiterte erfindungsgemäße Anordnung mit zwei verschiedenen Substraten und Kontaktierplatten.
  • 1 zeigt ein Substrat 10 und eine darauf angeordnete Kontaktierplatte 20 einer herkömmlichen Anordnung, bei der , die Kontaktierplatte 20 nicht aus dem gleichen Material wie das Substrat 10 besteht. Das Substrat 10, vorzugsweise ein Halbleitersubstrat und insbesondere ein Siliziumsubstrat, besitzt auf seiner Oberseite eine integrierte Schaltung 11, die stellvertretend für eine Vielzahl kleinerer integrierter Schaltungen einer Vielzahl von Chips des Substrats steht. Die Gliederung der Schicht 11 in viele separate integrierte Schaltungen ist daher in den Figuren nicht bildlich dargestellt; sie ist dem Fachmann jedoch bekannt. Jede einem Halbleiterchip entsprechende integrierte Schaltung 11 besitzt eine Vielzahl von Kontakten 12, die offenliegen und von außen kontaktierbar sind, um das Schaltverhalten des jeweiligen Chips elektrisch zu überprüfen. Zu diesem Zweck wird eine Kontaktiereinrichtung 20 mit einer Vielzahl elektrischer Gegenkontakte 22 auf das Substrat aufgesetzt und ein elektrischer Funktionstest durchgeführt, der Aufschluß über Herstellungsfehler geben soll. Die Kontaktierplatte besteht aus einem massiven Material, welches kein Halbleitermaterial ist. Die Gegenkontakte 22 sind durch nicht näher beschriebene Leitungen 32 mit äußeren Anschlüssen 31 der Kontaktiereinrichtung verbunden.
  • 2 zeigt die Auswirkungen, die schwankende Temperaturen auf die Durchführung eines elektrischen Funktionstests haben. In 2 entspricht die Temperatur des Substrats und der Kontaktiereinrichtung, d. h. die Umgebungstemperatur, nicht dem exakten Temperaturwert, der bei der Konstruktion der Kontaktiereinrichtung zugrundegelegt und festgelegt wurde, um ein möglichst zuverlässiges Kontaktieren aller Kontakte gleichzeitig zu ermöglichen. Infolge unterschiedlicher Wärmeausdehnung des Substrats und der Kontaktiereinrichtung treten seitliche Dejustierungen der Gegenkontakte gegenüber den substratseitigen Kontakten auf, und es werden einige Kontakte schlecht und andere Kontakte gar nicht kontaktiert, so daß der Funktionstest fehlschlägt.
  • 2A zeigt eine Ausschnittvergrößerung aus 2. Es ist zu erkennen, daß der zweite Gegenkontakt von links in 2 nicht mehr mittig über dem Substratkontakt 12 angeordnet ist, sondern gegenüber diesem nach links verschoben ist, so daß der Substratkontakt 12 wie abgebildet am rechten Rand des Gegenkontakts 22 verbunden ist. Eine zuverlässige Kontaktierung ist hierbei nicht mehr möglich, der in 2 ganz links befindliche Gegenkontakt erreicht den zugehörigen Substratkontakt 12 nicht mehr.
  • 3 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung aus einer Kontaktiereinrichtung 30, welche eine Kontaktierplatte 20, die aus demselben Material besteht wie das Substrat 10, und einen Träger 15 aufweist. Der Träger 15 ist ähnlich wie die herkömmliche Kontaktiereinrichtung 30 selbst (1) ausgebildet; auf ihm ist jedoch erfindungsgemäß eine zusätzliche Platte 20, die denselben Längenausdehnungskoeffizienten α wie das Substrat 10 besitzt, angeordnet, um auch bei schwankenden Temperaturen eine zuverlässige Kontaktierung sämtlicher Kontakte des Substrats zu erzielen. Die Gegenkontakte 22, die unmittelbar die Substratkontakte 12 kontaktieren, sind statt auf dem Träger auf der aus Substratmaterial gebildeten Kontaktierplatte ausgebildet und durch elektrische Verbindungen 16 mit rückseitigen, oberen Zwischenkontakten 13 der Kontaktierplatte 20 verbunden. Die leitenden Verbindungen 16 sind beispielsweise Füllungen von Bohrungen 18 oder Füllungen von geätzten, lasergebrannten oder auf andere Weise erzeugten Öffnungen 18 in der Kontaktierplatte 20. Die rückseitigen Zwischenkontakte 13 sind durch elektrische Verbindungen 33, welche vorzugsweise Lötverbindungen 33 sind, mit entsprechenden Zwischenkontakten 14 des Trägers 15 verbunden, von wo aus sie wie in herkömmlicher Weise durch Leitungen 32 mit äußeren Anschlüssen 31 verbunden sind. Die Lötverbindungen 33 sind von einer Schicht 17 aus einem wieder von dem Träger 15 ablösbaren Material umgeben. Dieses Material ist vorzugsweise so gewählt, daß es die Wärmeleitung zwischen der Kontaktierplatte 20 und dem Träger 15 so weit wie möglich reduziert. Zudem ist dieses Material ein nicht-sprödes, temperaturbedingten mechanischen Spannungen nachgebendes Material, wel ches auch bei schwankenden Temperaturen die Kontaktierplatte 20 zuverlässig mit dem Träger 15 verbindet.
  • Auf der dem Substrat 10 zugewandten Seite der Kontaktiereinrichtung 30 besteht somit eine aus Substratmaterial bestehende Schicht 20, die sich in gleicher Weise wie das Substrat 10 ausdehnt oder zusammenzieht. Die in 2a auftretende seitliche Dejustierung der Gegenkontakte relativ zu den Kontakten des Substrats 10 treten daher nicht mehr oder nur in geringerem Ausmaß auf.
  • 4 zeigt die erfindungsgemäße Anordnung bei einer Temperatur T, die nicht mit der zum elektrischen Test vorgesehenen Temperatur T0 übereinstimmt, beispielsweise um einige zehn Grad, wenn möglich auch einige hundert Grad von der Solltemperatur abweicht. Zwar dehnen sich die Kontaktierplatte 20 und der Träger 15 auf unterschiedliche Weise aus, jedoch ist die Ausdehnung der Kontaktierplatte 20 praktisch identisch mit derjenigen des Substrats 10, so daß sämtliche Gegenkontakte 22 zu den Substratkontakten 12 justiert sind. Innerhalb der Außenfläche 20b der Kontaktierplatte 20 und der Oberseite bzw. Oberfläche 10a des Substrats 10 liegen somit die Kontakte 12 und ihre Gegenkontakte 22 mittig aufeinander.
  • Auf der Rückseite 20a der Kontaktierplatte 20 kommt es zu seitlichen Lageverschiebungen zwischen den rückseitigen Zwischenkontakten 13 der Kontaktierplatte 20 und den Zwischenkontakten 14 des Trägers 15, welche durch eine geeignete Materialwahl und gegebenenfalls auch Umverdrahtung der elektrischen Verbindungen 33 zwischen ihnen kompensiert werden. Die innerhalb von Toleranzbereichen liegenden Verformungen dieser elektrischen Verbindungen 33 sind am Beispiel der äußersten linken und rechten elektrischen Verbindung 34 in 4 nur schematisch dargestellt. Ein verformbares und bei Wärmeeinwirkung nachgebendes Material der Schicht 17 sorgt für einen Ausgleich der auftretenden thermischen Verspannungen. Aufgrund der massiven Schicht der aus Substratmaterial bestehen den Kontaktierplatte 20 können jedoch im unteren Bereich der Kontaktiereinrichtung 30 keine größeren lateralen, d. h. in Richtung der Substratränder auftretenden Verschiebungen mehr auftreten, wodurch erfindungsgemäß eine zuverlässige gleichzeitige Kontaktierung aller Kontakte 12 ermöglicht wird.
  • Die 5A und 5B zeigen eine erweiterte Anordnung mit zwei verschiedenen Substraten und Kontaktierplatten. Beide 5A und 5B zeigen jeweils denselben Träger 15 der Kontaktiereinrichtung 30, jedoch in 5B verbunden mit einer ersten Kontaktierplatte 20 und in 5A verbunden mit einer zweiten Kontaktierplatte 25. Die erste Kontaktierplatte 20 besitzt elektrische Gegenkontakte 22, die den Positionen elektrischer Kontakte 12 eines ersten Substrats 10 entsprechen. Dieses erste Substrat 10 ist in 5B anders ausgebildet als in den 1 bis 4 beschrieben; die dazugehörige Kontaktierplatte 20 zeigt beispielhaft eine Umverdrahtung 19, die auf der Rückseite der Kontaktierplatte 20 vorgesehen ist, um die veränderten Positionen der Gegenkontakte 22 gegenüber beispielsweise in einem Raster angeordneten Zwischenkontakten 14 des Trägers 15 anzupassen. Bei dieser Ausführungsform brauchen in der Zwischenschicht 17 in Höhe der elektrischen Verbindungen 34 keine Umverdrahtungen in Form von Lötverbindungen vorgesehen sein, was das elektrische Verbinden der Kontaktierplatte 20 mit dem Träger 15 mittels herkömmlicher Lötverbindungstechniken erleichtert.
  • Eine zweite Kontaktierplatte 25 ist in 5A abgebildet; sie ist auf gleiche Weise wie in den 3 und 4 mit dem Träger 15 verbunden. Sie besitzt jedoch eine andere seitliche Verteilung von Gegenkontakten 27 als die erste Kontaktierplatte 20. Insbesondere sind die elektrischen Gegenkontakte 27 der zweiten Kontaktierplatte 25 so angeordnet, daß mit ihnen Substratkontakte 7 eines weiteren Halbleitersubstrats 5 kontaktiert werden können. In den 5A und 5B sind sowohl die Substrate 5, 10 als auch die Kontaktierplatten 25, 20 gegeneinander ausgetauscht, jedoch ist der Träger 15 in beiden Fällen identisch. Dadurch wird ein massiver Kontaktierkopf 15 für eine Vielzahl unterschiedlich ausgebildeter integrierter Schaltungen, die elektrisch zu testen sind, einsetzbar. Wie ein Vergleich der 5A und 5B zeigt, weichen die seitlichen Anordnungen und Verteilungen der Kontakte 7, 12 beider Substrate und der Gegenkontakte 27, 22 beider Kontaktierplatten voneinander ab.
  • Mit der vorliegenden Erfindung wird auch bei einer Vielzahl verschiedener Substrate eine seitliche Dejustierung vermieden, sowohl die Substrate 5, 10 als auch die dazugehörigen Kontaktierplatten 25, 20 besitzen über einen gewissen Temperaturbereich T, der einige zehn oder auch einige hundert Grad Celsius umfassen kann, denselben thermischen Längenausdehnungskoeffizienten α, so daß sämtliche Gegenkontakte lagerichtig die zugehörigen Substratkontakte kontaktieren.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht einen Voll-Wafer-Kontakt, bei dem nicht nur begrenzte Gebiete von beispielsweise wenigen Chips gleichzeitig kontaktiert und elektrisch getestet werden können, sondern sämtliche Chips eines Wafers. Erfindungsgemäß wird die Kontaktierplatte nicht als massiver Kontaktierkopf gefertigt, sondern als Interface zwischen einem Kontaktierkopf oder Träger und dem zu testenden Substrat, wobei die Kontaktierplatte aus dem gleichen Material wie das zu kontaktierende Substrat besteht. Insbesondere kann auch vorgesehen sein, daß verschiedene Kontaktierplatten 25, 20 – entsprechend unterschiedlichen Materialien der zu testenden Substrate 5, 10 – aus verschiedenen Materialien bestehen, beispielsweise aus unterschiedlichen Halbleitermaterialien. Die Gegenkontakte können Via-Bohrungen sein; die weitere Zwischenkontaktierung kann in Form einer flexiblen Verbindung als Umverdrahtung ausgeführt sein. Die erfindungsgemäß als Interface ausgebildete Kontaktierplatte ist austauschbar, der Träger jedoch für verschiedene Substrate weiterverwendbar, die getestet werden müssen. Dabei wird eine erste Kontaktierplatte (Interface 25) gegen eine zweite Kontaktierplatte (In terface 20) ausgetauscht; ein thermisch mechanisch flexibles Füllmaterial für die Schicht 17 und Lötverbindungen als elektrische Verbindungen zwischen den Zwischenkontakten des Trägers und der jeweiligen Kontaktierplatte ermöglichen eine provisorische Befestigung der jeweiligen Kontaktierplatte an dem universell einsetzbaren Träger. Schließlich kann die Kontaktierplatte selbst ein gedünnter Wafer sein, dessen Schichtdicke so weit reduziert worden ist, daß er eventuellen Biegebelastungen in Richtung senkrecht zur Substratoberfläche standhält, die infolge unterschiedlicher thermischer Ausdehnung des Trägers und der Kontaktierplatte entstehen. Die beispielsweise über Mikrobohrungen eingebrachten Gegenkontakte der Kontaktierplatte, die leitenden Verbindungen zu den rückseitigen Zwischenkontakten und die rückseitigen Zwischenkontakte selbst können mit den gleichen Techniken hergestellt und strukturiert werden, welche bei der Fertigung integrierter Schaltkreise auf Halbleitersubstraten eingesetzt werden.
  • 5, 10
    Substrat
    7, 12
    Kontakte
    10a
    Substratvorderseite
    11
    integrierte Schaltung
    13
    rückseitige Zwischenkontakte
    14
    Zwischenkontakte des Trägers
    15
    Träger
    15a
    Auf lagefläche
    16
    elektrische Verbindung
    17
    Zwischenschicht
    18
    Bohrung oder Öffnung
    20, 25
    Kontaktierplatte
    20a
    rückseitige Fläche
    20b
    Außenfläche
    22, 27
    Gegenkontakte
    30
    Kontaktiereinrichtung
    31
    Außenanschluß
    32
    Leitung
    33
    Lötverbindung
    34
    verformte Lötverbindung
    T, T0
    Temperaturen
    α
    Längenausdehnungskoeffizient

Claims (15)

  1. Anordnung zum elektrischen Kontaktieren eines Substrats, wobei die Anordnung ein Substrat (10), das eine integrierte Schaltung (11) mit offenliegenden, elektrisch kontaktierbaren Kontakten (12) und eine Kontaktiereinrichtung (30) aufweist, wobei die Kontaktiereinrichtung (30) elektrische Gegenkontakte (22) aufweist, und eine Kontaktierplatte (20), die die Gegenkontakte (22) trägt, aufweist, und wobei die Gegenkontakte (22) auf der Kontaktierplatte (20) so angeordnet sind, daß die Abstände der Gegenkontakte (22) voneinander im wesentlichen den Abständen der Kontakte (12) voneinander entsprechen, dadurch gekennzeichnet , daß die Kontaktierplatte (20) aus einem Material besteht, das denselben thermischen Längenausdehnungskoeffizienten (α) wie das Substrat (10) besitzt, wodurch die Kontaktierplatte (20) eine temperaturstabile Lagejustierung der Gegenkontakte (22) bewirkt, bei der die Abstände der Gegenkontakte (22) voneinander auch bei veränderbarer Temperatur (T) des Substrats (10) und der Kontaktierplatte (20) mit den Abständen der Kontakte (12) voneinander übereinstimmen.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierplatte (20) und das zu kontaktierende Substrat (10) aus dem gleichen Material bestehen.
  3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierplatte (20) an einem Träger (15) befestigt ist, wobei rückseitige Zwischenkontakte (13) der Kontaktierplatte (20) mit Zwischenkontakten (14) des Trägers (15) verbunden sind.
  4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkontakte (22) durch leitende Verbindungen (16), die die Kontaktierplatte (20) durchdringen, mit den rückseitigen Zwischenkontakten (13) verbunden sind.
  5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den leitenden Verbindungen (16) der Kontaktierplatte (20) und den Zwischenkontakten (14) des Trägers (15) eine Umverdrahtung (19) vorgesehen ist.
  6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkontakte (22) Füllungen von Bohrungen (18) oder von geätzten, lasergebrannten oder auf andere Weise erzeugten Öffnungen (18) in der Kontaktierplatte (20) sind.
  7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer rückseitigen Fläche (20a) der Kontaktierplatte (12) und einer Auflagefläche (15a) des Trägers (15) eine Schicht (17) aus einem nicht-spröden, temperaturbedingten mechanischen Spannungen nachgebenden Material angeordnet ist.
  8. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierplatte (20) ablösbar an dem Träger (15) befestigt ist und daß die rückseitigen Zwischenkontakte (13) durch Lötverbindungen (23) mit den Zwischenkontakten (14) des Trägers (15) verbunden sind.
  9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (10) ein Halbleitersubstrat ist.
  10. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Kontaktierplatte (20) und des Substrats (10) Silizium ist.
  11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Außenfläche (20b) der Kontaktierplatte (20) dieselbe Größe wie eine Vorderfläche (10a) des Substrats (10) besitzt.
  12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung ferner mindestens ein zweites Substrat (5) mit anders angeordneten elektrischen Kontakten (7) und eine zweite Kontaktierplatte (25) mit anders angeordneten elektrischen Gegenkontakten (27) aufweist, wobei die Abstände der Gegenkontakte (27) der zweiten Kontaktierplatte (15) voneinander mit den Abständen der Kontakte (27) des zweiten Substrats (5) voneinander übereinstimmen.
  13. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierplatte (20) und die mindestens eine zweite Kontaktierplatte (25) auf dem Träger (15) gegeneinander austauschbar sind.
  14. Verwendung der Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 zum gleichzeitigen Kontaktieren einer Vielzahl elektrischer Kontakte (12) auf einem Substrat (10).
  15. Verwendung der Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 zur Durchführung eines elektrischen Funktionstests einer integrierten Schaltung (11) eines Substrats (10).
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Title
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