DE1300616B - Pruefgeraet zur aufeinanderfolgenden Pruefung einer Anzahl von auf einem Halbleiterkristallplaettchen ausgebildeten elektronischen Bauelementen - Google Patents

Pruefgeraet zur aufeinanderfolgenden Pruefung einer Anzahl von auf einem Halbleiterkristallplaettchen ausgebildeten elektronischen Bauelementen

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DE1300616B DEM69190A DEM0069190A DE1300616B DE 1300616 B DE1300616 B DE 1300616B DE M69190 A DEM69190 A DE M69190A DE M0069190 A DEM0069190 A DE M0069190A DE 1300616 B DE1300616 B DE 1300616B
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Description

1 2
Die Erfindung betrifft ein Prüfgerät zur aufein- Diese Aufgabe wird bei einem Prüfgerät zur aufanderfolgenden Prüfung einer Anzahl von auf einem einanderfolgenden Prüfung einer Anzahl von auf Halbleiterkristallplättchen ausgebildeten elektroni- einem Halbleiterkristallplättchen ausgebildeten elekschen Bauelementen, von denen jedes eine oder meh- ironischen Bauelementen, von denen jedes eine oder rere bestimmte Prüfstellen hat, mit einer Halterung 5 mehrere bestimmte Prüfstellen hat, mit einer Haltezum Halten des Halbleiterkristallplättchens, einer rung zum Halten des Halbleiterkristallplättchens, Prüfsonde zur Herstellung des Kontakts mit den einer Prüfsonde zur Herstellung des Kontakts mit Prüfstellen jedes einzelnen Bauelements und zur den Prüfstellen jedes einzelnen Bauelements und zur Übermittlung eines vom Zustand des in Kontakt be- Übermittlung eines vom Zustand des in Kontakt befindlichen Bauelements abhängigen Testsignals, einer io findlichen Bauelements abhängigen Testsignals, einer Vorschubeinrichtung zur Bewegung des Halbleiter- Vorschubeinrichtung zur Bewegung des Halbleiterkristallplättchens sowie zum Ausrichten der Prüf- kristallplättchens sowie zum Ausrichten der Prüfstellen der einzelnen Bauelemente gegenüber der stellen der einzelnen Bauelemente gegenüber der Prüfsonde und mit einer Markiereinrichtung. Prüf sonde und mit einer Markiereinrichtung gelöst
Die Prüfung der auf dem Halbleiterplättchen aus- 15 durch einen mit der Vorschubeinrichtung starr vergebildeten Bauelemente dient der Untersuchung, ob bundenen Kartenhalter zur Aufnahme eines Kartendie einzelnen Bauelemente die geforderten Kennwerte blattes, auf dem die Lage der durch das Testsignal haben oder anderweitige Fehler aufweisen. Diejeni- als defekt bestimmten elektronischen Bauelemente gen Bauelemente, die sich als fehlerhaft herausgestellt auf dem Halbleiterkristallplättchen durch mechanihaben, sind bisher entweder mit Hilfe einer Färb- 20 sches Eindrücken aufgezeichnet wird, feder unmittelbar farbig markiert oder durch An- Hierbei wird das als fehlerhaft ermittelte Bauritzen, durch Sandstrahlen oder auch elektrische element zunächst nicht unmittelbar markiert, wäh-Funken gekennzeichnet worden, so daß sie sich von rend der Prüfvorgang des gesamten Halbleiterplättden für gut befundenen Bauelementen unterschieden. chens noch nicht abgeschlossen ist, sondern es wird Im ersten Fall bestehen jedoch erhebliche Schwierig- 35 zunächst die diesem Bauelement entsprechende Stelle keiten hinsichtlich der verwendbaren Farbtinten, da des Kartenblattes, vorzugsweise durch Einstanzen bei der notwendigerweise sehr kleinflächigen Markie- eines Loches auf ein entsprechendes Testsignal hin, rung entweder die Farbfeder sich häufig verstopft markiert. Nach Abschluß der Prüfung des gesamten oder bei Verwendung einer dünneren Tinte Färb- Halbleiterplättchens bilden dann die Markierungen spritzer auch auf intakte Bauelemente gelangen, so 30 auf dem Kartenblatt ein — der Lage nach — genaues daß bei der späteren Aussortierung Unsicherheiten Abbild der fehlerhaften Bauelemente des Halbleiterauftreten. Eine Kennzeichnung von nicht den Soll- plättchens, und an Hand dieses Kartenblattes lassen daten entsprechenden Bauelementen mit Hilfe der sich die fehlerhaften Bauelemente ohne jede Schwieanderen Verfahren führt zu einem Unbrauchbarwer- rigkeit wiederfinden.
den dieser Elemente, so daß sie auch für andere An- 35 Dies läßt sich besonders leicht erreichen mit Hilfe
wendungszwecke, für welche sie durchaus noch ge- einer Einrichtung zur Fixierung des Kartenblattes auf
eignet sein können, ausfallen. dem Kartenhalter sowie einer weiteren, dieser Ein-
Die Markierung wird bei den vorstehend beschrie- richtung entsprechenden, jedoch an der Plättchenbenen bekannten Geräten durch ein Prüfsignal aus- halterung vorgesehenen weiteren Fixiereinrichtung gelöst, welches von einer Prüfschaltung geliefert wird, 40 zum Ausrichten des bereits mit den Eindrücken verdie wiederum ihre Eingangssignale über mit dem sehenen Kartenblattes auf dem Plättchen für die unjeweiligen Prüfobjekt in Kontakt gebrachte Sonden mittelbare Markierung des geprüften Plättchens und erhält. Die Nachteile dieser bekannten Prüfgeräte mit Hilfe von Mitteln zur Ausrichtung der Stanzeinbestehen somit entweder in der Schwierigkeit einer richtung gegenüber dem Kartenblatt. Nach der volleindeutigen Markierung der zu kennzeichnenden Bau- 45 ständigen Prüfung des Halbleiterplättchens kann elemente oder in deren zwangläufiger Zerstörung. dann nämlich das mit den Markierungen versehene
Außer diesen Prüfgeräten ist noch eine Prüfeinrich- Kartenblatt einfach über das Halbleiterplättchen auf tung für Transistoren bekannt, bei dem eine größere die Plättchenhalterung aufgelegt werden, wobei die Anzahl von Transistoren in einem Prüfeinsatz zu- dort vorgesehene Fixiereinrichtung für die richtige sammengefaßt wird, der dann in das Prüfgerät einge- 50 Lage des Kartenblattes auf dem Halbleiterplättchen setzt wird, in welches außerdem eine Lochkarte mit sorgt. Nun läßt sich in einfacher Weise, beispielsweise den Betriebsdaten und dem Prüfprogramm einge- durch Aufspritzen, mit Hilfe einer Walze oder einer geben wird. Die Transistoren werden dann der Reihe Bürste eine Markiertinte oder Markierfarbe aufbrinnach durchgeprüft, und wenn sich ein fehlerhafter gen, die nur an den markierten Stellen des Karten-Transistor unter ihnen befindet, leuchtet eine ent- 55 blattes durch dieses hindurch auf das Halbleiterkristallsprechende Kontrollampe auf. Eine automatische plättchen gelangt und völlig sauber nur die diesen Markierung des fehlerhaften Transistors erfolgt hier- Markierstellen entsprechenden defekten Halbleiterbei jedoch nicht. bauelemente farbig markiert. An Stelle einer Markier-
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaf- farbe kann natürlich auch ein in der gewünschten fung eines Prüfgeräts zur aufeinanderfolgenden Prü- 60 Weise verarbeitbares Magnetmaterial od. dgl. treten, fung einer Anzahl von auf einem Halbleiterkristall- Das Prüfgerät nach der Erfindung kann zweckplättchen ausgebildeten elektronischen Bauelementen, mäßigerweise so ausgebildet sein, daß die Plättchenwelche beim Entdecken eines fehlerhaften Bauele- halterung einen Rahmen aufweist, der an der Plättments dieses derart markiert, daß die bei den bekann- chenvorschubeinrichtung befestigt ist und aus einem ten Prüfgeräten vorhandenen Nachteile nicht auf- 65 Stück mit dem Kartenhalter besteht. Auf diese Weise treten: Das betreffende Bauelement soll einerseits ergibt sich eine relativ starre, gegen ungewollte Vereindeutig markiert werden, andererseits jedoch nicht Schiebungen gesicherte gegenseitige Lage zwischen zerstört oder beschädigt werden. der Plättchenhalterung und dem Kartenhalter, welche
im Interesse einer genauen flächenhaften Zuordnung der Kartenmarkierung zu dem betreffenden defekten Bauelement liegt. Ferner kann die Plättchenhalterung einen gleitend in dem Rahmen gelagerten Plättchenhalter haben, auf dem die Fixiereinrichtung angeordnet ist. Hierdurch wird eine genaue Einjustierung des Prüfgeräts erleichtert.
Das die Markierung des Kartenblattes auslösende Testsignal wird zweckmäßigerweise einem mit den Prüfsonden elektrisch verbundenen Gerät entnommen, welches die Parameter der Bauelemente auf dem Halbleiterkristallplättchen prüft.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Darstellungen eines Ausführungsbeispiels im einzelnen beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 eine teils im Schnitt, teils durchsichtig ausgeführte Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei der das Parameterprüfgerät nur schematisch gezeigt ist,
F i g. 2 eine vergrößerte Teilansicht aus F i g. 1 und ao F i g. 3 eine weitere vergrößerte Teilansicht.
Das in den F i g. 1 bis 3 dargestellte Prüfgerät 11 hat eine Halterung 12 für das zu prüfende Plättchen 13, eine Sonde 14, die den Kontakt zu den Prüfstellen jedes einzelnen Bauelements herstellt und anschließend die Erzeugung eines Testsignals durch das Parameterprüfgerät 15 veranlaßt, eine Vorschubeinrichtung 16 für das Plättchen 13, die dieses gegenüber der Sonde 14 bewegt und nacheinander die Prüfstellen der einzelnen Bauelemente mit der Sonde 14 ausrichtet, und eine Markiereinrichtung 17 zur Aufzeichnung der Position eines fehlerhaften Bauelements auf dem Plättchen 13 mit einem ein Kartenblatt 19 aufnehmenden Kartenhalter 18, der an der Plättchenvorschubeinrichtung 16 befestigt ist und mit einer Stanzvorrichtung 20, die Löcher in das Kartenblatt 19 stanzt, wenn sie Signale von dem Parameterprüfgerät 15 bekommt. Das ganze Gerät 11 kann auf und in einem Sockel 21 angeordnet sein.
Die Halterung 12 für das Plättchen 13 umfaßt einen Rahmen 22, einen verschiebbar innerhalb des Rahmens 22 angeordneten Plättchenhalter 23, eine Grundplatte 24, die über einen Drehknopf 25 und ein Schneckengetriebe 26 innerhalb des Plättchenhalters 23 drehbar befestigt ist, einen Kollektorplattenhalter 27, der an der Platte 24 befestigt ist, die einen nach unten ragenden Absatz und eine Mittelöffnung 28 hat und von der Platte 24 einen Abstand hat und mit dieser eine Kammer 29 bildet, die über ein Rohr oder einen Schlauch 30 mit Hilfe einer nicht dargestellten Pumpe evakuiert werden kann, und schließlich eine Kollektorplatte 31 mit vielen Löchern, die auf dem mittleren Teil 28 des Kollektorplattenhalters 27 zur Halterung der Plättchen 13 angeordnet ist. Ein Paar diagonal angeordnete Fixierstifte 32 ragt von dem Plattenhalter 23 zur Fixierung des Kartenblattes 19 über dem Plättchen 13 nach oben. Beim Betrieb wird ein zu prüfendes Plättchen 13 durch den Bedienenden auf der Kollektorplatte 13 plaziert, die dann auf den Plattenhalter 27 gesetzt wird. Das Plättchen 13 wird durch Unterdruck oder Vakuum festgehalten. Vor dem eigentlichen Prüfen kann das Plättchen 13 durch Drehen des Knopfes 25 verdreht und so mit der Sonde 14 ausgerichtet werden. Nach dem Prüfen kann der Plättchenhalter 23 unter der Sonde 14 hervorgleiten, und das Kartenblatt 19 kann auf die Stifte über dem Plättchen 13 aufgesetzt werden.
Die Sonde 14 kann einen oder mehrere Sondenköpfe 33 (je nach der Zahl der Prüfstellen des Bauelements) enthalten, die radial einstellbar an einem Halterungsring 34 befestigt sind, der ein Teil eines schwenkbar gelagerten Supports 35 ist. Jeder Sondenkopf hat einen Tastkopf 36, dessen Lage einzeln in der X-, Y- und Z-Ebene über 1,5 mm einstellbar ist. Wenn die Lage der Tastköpfe 36 einmal für ein bestimmtes Bauelement eingestellt ist, braucht sie während der Prüfung des Plättchens nicht mehr nachgestellt zu werden, da die Lage der Prüfbereiche von Bauelement zu Bauelement über die ganze Fläche des Plättchens jeweils gleich ist. Die Einstellung geschieht linear mit einer ausreichenden Übersetzung,
so daß man in jeder Ebene auf mm genau
einstellen kann, wobei sich die Einstellung dann nicht mehr verändert.
Die Tastköpfe 36 stellen nacheinander den Kontakt zu den Prüfstellen jedes einzelnen Bauelements her. Beispielsweise kann der Support 35 mit Hilfe eines im Sockelgehäuse 21 angeordneten, nicht dargestellten Motors und Nockens geschwenkt werden, so daß die Tastköpfe 36 in Kontakt mit den Prüfstellen kommen. Damit wird sichergestellt, daß alle Bauelemente mit dem gleichen Kontaktdruck getastet werden. Die Sondenköpfe 33 sind über elektrische Leiter L1, L2 und L3 mit einem Prüfgerät 15 verbunden, so daß nach Herstellung der Kontakte durch die Tastköpfe 36 im Prüfgerät 15 ein Testsignal erzeugt werden kann, das anzeigt, ob das gerade in Prüfung befindliche Bauelement einen Kurzschluß oder eine Unterbrechung aufweist oder die Kenndaten unter- oder überschreitet. Das Prüfgerät
15 kann so eingestellt sein, daß es kein Signal erzeugt, wenn das geprüfte Bauelement gerade bestimmte Kenndaten einhält.
Eine Vorschubeinrichtung 16 zur Bewegung des Plättchens 13 gegenüber der Sonde 14 richtet nacheinander die Tastköpfe 36 mit den Prüfstellen jedes einzelnen Bauelements aus. Die Vorschubeinrichtung
16 kann einen Kreuzschlitten 37 mit einer F-Plattform 38, an der der Rahmen 22 befestigt ist, aufweisen, der auf einer Z-Plattform 39 gelagert ist, die ihrerseits auf dem festen Träger 40 gleiten kann. Die Plättchenhalterung 12 kann von Hand durch Drehen des Knopfes 41 mittels der Stange 42, die über ein Gewinde mit der Plattform 38 verbunden ist,· in Y-Richtung bewegt werden. Beim Drehen des Knopfes 41 bewegt sich die Plattform 38 längs der Stange 42, die ihrerseits im Rahmen 22 der Halterung 12 gelagert ist. In Z-Richtung wird die Halterung 12 durch Drehen des Knopfes 43 über die Stange 44, die mit der X-Plattform 39 über ein Gewinde verbunden ist, das Umlenkgetriebe 45 und die Achse 46 bewegt. Bei Drehen des Knopfes 43 bewegt sich die Plattform 39, die Plattform 38 und der Rahmen 22 der Halterung 12. Ein Mikroskop 47, das an der vom Bügel 35 getragenen Stange 48 befestigt ist, erlaubt eine Beobachtung durch den Bedienenden während des Ausrichtens auf ein einzelnes Bauelement.
Die neue Markiereinrichtung 17 enthält einen oder mehrere Kartenhalter 18, Kartenblätter 19 und eine Stanzeinrichtung 20. Die Lage des Kartenhalters ist nicht kritisch; auch ist sein Aufbau nicht so groß, wenn er sich mit der Vorschubeinrichtung 16 bewegt, und er hat eine Einrichtung zum Ausrichten des Kartenblattes 19 mit der Halterung 12. Er ist als
ein Teil mit dem Rahmen 22 dargestellt und hat ein Paar Stifte 49, das mit Stiften 32 auf der Halterung 12 ausgerichtet ist. Das Kartenblatt 19 kann einfach ein Filmblatt sein, das in einem mit diagonalen Öffnungen versehenen Kartenrahmen gehalten wird.
Die Stanzvorrichtung 20, die in pneumatischer Ausführung dargestellt ist, ist unkritisch, und die Größe der in das Kartenblatt 19 gestanzten Löcher kann durch Veränderung der Größe der Stanzform verändert werden. Die Größe der verwendeten Stanzform richtet sich normalerweise nach der Größe des einzelnen Halbleiterbauelements. Die Stanze 20 kann auf einer Plattform 50 einstellbar vorgesehen sein.
Die Ausrichtung der Stanze 20 geschieht mit Hilfe einer Standardkarte, die auf die Plättchenhalterung 12 aufgelegt wird. Unter Verwendung der Vorschubeinrichtung 16 wird dann die Sonde 14 auf die Karte gesetzt. Die gleiche Karte wird dann in den Kartenhalter 18 gelegt und die Stanze 20 mit der Karte ausgerichtet.
Die Bedienung der Stanze 20 kann von Hand oder automatisch geschehen. Auf ein Signal von dem Prüfgerät 15 hin kann der Bedienende die Stanze 20 mit der Hand niederdrücken. Andererseits kann die Stanze 20 elektrisch über Leitungen L4, L5 und L6 mit dem Prüfgerät verbunden sein, und auf ein Testsignal hin können eine oder mehrere Stanzen 20 automatisch betätigt werden.
Das Plättchen 13 wird in üblicher Weise geprüft, wobei der Bedienende es gegenüber der Sonde 14 Schritt für Schritt weiterbewegt, indem er die Plättchenvorschubeinrichtung 16 entsprechend nacheinander einstellt. Wenn ein fehlerhaftes Bauelement bemerkt wird, gibt das Parameterprüfgerät ein Testsignal ab, auf das hin die Stanze 20 betätigt wird und ein kleines Loch in das Kartenblatt 19 stanzt. Wenn das ganze Plättchen durchgeprüft ist, gibt das auf der Karte entstandene Lochmuster ein Bild der Lage der fehlerhaften Bauelemente auf dem Plättchen. Die Karte kann dann auf die Fixierungsstifte der Plättchenhalterung über das Plättchen 13 gelegt werden, und man kann eine Tinte oder Farbe durch sie auftragen. Gleichzeitig stellt das Kartenblatt 19 eine bleibende Aufzeichnung der Bauelementenfehlerrate dar.
Diese Vorrichtung hat die folgenden Vorteile: Man kann jede beliebige Tinte verwenden einschließlich magnetischer Tinten, mit denen eine automatische Sortierung nach dem Zerschneiden der Plättchen durchgeführt werden kann. Die Markierung geht ganz wesentlich schneller, und das Plättchen wird dabei nicht beschädigt. Die Karte ist eine dauernde Aufzeichnung der Fehlerrate; ihre Information kann für groß angelegte Studien der Fehlerstellen und für Fabrikationsprüfungen benutzt werden, auch kann sie als Kontrollkarte an die Kunden mitgesandt werden, die ganze, unzerschnittene Plättchen kaufen.
Wenn sich die bisherige Beschreibung der erfindungsgemäßen Einrichtung auf die Markierung von fehlerhaften Bauelementen bezieht, so versteht sich doch auch, daß sie mit Vorteil zum Sortieren verschiedener Bauelemente nach ihren Eigenschaften herangezogen werden kann. Wenn die Stanze 20 nur eine einzige Stanzstation hat, wird sie gewöhnlich nur betätigt, wenn ein Bauelement entweder fehlerhaft oder außerhalb der Kennwerte liegt. Sieht man jedoch mehrere Stanzstationen vor, so kann eine Einstufung der einzelnen Bauelemente durchgeführt werden. Beispielsweise kann jede Stanzstation einen anderen Stempel haben, beispielsweise rund oder kreuzförmig. Wenn gerade ein besonders gutes Bauelement geprüft wird, können zwei Signale erzeugt werden. Später beim Markieren des Plättchens können zuerst die rundgestanzten Löcher und nachher die kreuzförmigen Löcher mit Farbe in verschiedenen Farbtönen versehen werden, so daß sich die besonders guten Bauelemente herausheben.

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Prüfgerät zur aufeinanderfolgenden Prüfung einer Anzahl von auf einem Halbleiterkristallplättchen ausgebildeten elektronischen Bauelementen, von denen jedes eine oder mehrere bestimmte Prüfstellen hat, mit einer Halterung zum Halten des Halbleiterkristallplättchens, einer Prüfsonde zur Herstellung des Kontakts mit den Prüfstellen jedes einzelnen Bauelements und zur Übermittlung eines vom Zustand des in Kontakt befindlichen Bauelements abhängigen Testsignals, einer Vorschubeinrichtung zur Bewegung des Halbleiterkristallplättchens sowie zum Ausrichten der Prüfstellen der einzelnen Bauelemente gegenüber der Prüfsonde und mit einer Markiereinrichtung, gekennzeichnet durch einen mit der Vorschubeinrichtung (16) starr verbundenen Kartenhalter (18) zur Aufnahme eines Kartenblattes (19), auf dem die Lage der durch das Testsignal als defekt bestimmten elektronischen Bauelemente auf dem Halbleiterkristallplättchen (13) durch mechanisches Eindrücken aufgezeichnet wird.
2. Prüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Markiereinrichtung (17) eine Einrichtung (20) zum Stanzen von Löchern in dem Kartenblatt (19) auf ein Testsignal hin aufweist.
3. Prüfgerät nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (49) zur Fixierung des Kartenblattes (19) sowie eine dieser Einrichtung (49) entsprechende, jedoch an der Plättchenhalterung (12) vorgesehene weitere Fixiereinrichtung (32) zum Ausrichten des bereits mit den Eindrücken versehenen Kartenblattes (19) auf dem Plättchen (13) für die unmittelbare Markierung des geprüften Plättchens und durch Mittel zur Ausrichtung der Stanzeinrichtung (20) gegenüber dem Kartenblatt (19).
4. Prüfgerät nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Plättchenhalterung (12) einen Rahmen (22) aufweist, der an der Plättchenvorschubeinrichtung (16) befestigt ist und aus einem Stück mit dem Kartenhalter (18) besteht.
5. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Plättchenhalterung (12) einen gleitend in dem Rahmen (22) gelagerten Plättchenhalter (23) hat, auf dem die Fixiereinrichtung (32) angeordnet ist.
6. Prüfgerät nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein mit den Prüfsonden (14) elektrisch verbundenes Gerät (15) zum Prüfen der Parameter der Bauelemente auf dem Halbleiterkristallplättchen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
DEM69190A 1965-04-21 1966-04-19 Pruefgeraet zur aufeinanderfolgenden Pruefung einer Anzahl von auf einem Halbleiterkristallplaettchen ausgebildeten elektronischen Bauelementen Pending DE1300616B (de)

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