DE202013005907U1

DE202013005907U1 - Prüfvorrichtung zur elektrischen Prüfung eines elektrischen Prüflings

Info

Publication number: DE202013005907U1
Application number: DE202013005907U
Authority: DE
Original assignee: Feinmetall GmbH
Current assignee: Feinmetall GmbH
Priority date: 2013-06-29
Filing date: 2013-06-29
Publication date: 2013-07-16
Anticipated expiration: 2023-06-30

Abstract

Prüfvorrichtung (1) zur elektrischen Prüfung eines elektrischen Prüflings (2), insbesondere eines Wafers, mit einem Prüfkopf (4), in dem wenigstens ein Prüfkontakt (5) zur elektrischen Berührungskontaktierung des Prüflings (2) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Wandung (15) des Prüfkopfs (4) zumindest eine Auslassöffnung (13) zur Ausbringung eines Gases, insbesondere eines Schutzgases, in einen Kontaktierbereich (14) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung zur elektrischen Prüfung eines elektrischen Prüflings, insbesondere eines Wafers, mit einem Prüfkopf, in dem wenigstens ein Prüfkontakt zur elektrischen Berührungskontaktierung des Prüflings gelagert ist.
Die Prüfvorrichtung der eingangs genannten Art dient der elektrischen Prüfung des elektrischen Prüflings, welcher beispielsweise als Wafer beziehungsweise als auf dem Wafer ausgebildete elektrische Schaltung vorliegt. Zur Durchführung der Prüfung wird der Prüfkontakt mit dem Prüfling in Berührkontakt gebracht. Der Prüfkontakt ist beispielsweise als Knicknadel ausgebildet. In diesem Fall dient ein Ende der Knicknadel einer Berührungskontaktierung des Prüflings. Das gegenüberliegende Ende ist dagegen mit einer Anschlusskontaktfläche einer Kontakteinrichtung der Prüfvorrichtung elektrisch verbindbar beziehungsweise elektrisch verbunden. Bevorzugt verfügt die Prüfvorrichtung über eine Vielzahl von Prüfkontakten.
Während der Prüfung gerät der Prüfkontakt beispielsweise in Berührkontakt mit einer Prüfkontaktfläche des Prüflings. Bevorzugt weist die Prüfvorrichtung also ebenso viele oder mehr Prüfkontakte auf wie der Prüfling Prüfkontaktflächen. Die Prüfkontaktfläche, die auf dem Prüfling beziehungsweise dem Wafer ausgebildet ist, besteht vorzugsweise aus einem leitfähigen, insbesondere metallischen Material, beispielsweise Aluminium, Kupfer oder dergleichen. Ein derartiges Material bildet bei Kontakt mit Luft jedoch an seiner Oberfläche eine Oxidschicht aus. Diese muss zum Durchführen der elektrischen Prüfung mittels des Prüfkontakts zunächst entfernt werden. Der Prüfkontakt wird somit mechanisch stark beansprucht und ist einem Verschleiß unterworfen, der seine Lebensdauer deutlich verkürzt.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 10 2005 035 031 A1 bekannt. Diese zeigt eine Vorrichtung zum Prüfen einer Vielzahl von integrierten Halbleiterschaltkreisen auf Wafern, wobei wenigstens eine separat ausgebildete Düse zur Einleitung eines Spülgases auf die Waferoberfläche vorgesehen ist.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, eine Prüfvorrichtung vorzuschlagen, die die Lebensdauer des Prüfkontakts verlängert und zudem die Kontaktsicherheit zwischen dem Prüfling und dem Prüfkontakt weiter verbessert.
Dies wird erfindungsgemäß mit einer Prüfvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass in einer Wandung des Prüfkopfs zumindest eine Auslassöffnung zur Ausbringung eines Gases, insbesondere eines Schutzgases, in einen Kontaktierbereich vorgesehen ist. In dem Kontaktierbereich ist die Berührungskontaktierung des Prüflings durch den Prüfkontakt vorgesehen. Der Kontaktierbereich umfasst vorzugsweise also genau beziehungsweise zumindest denjenigen Bereich, in welchem der Prüfkontakt in Berührungskontakt mit dem Prüfling steht.
Die Auslassöffnung ist beispielsweise Bestandteil eines Auslasskanals oder wird von einem solchen ausgebildet. Vorzugsweise ist bei mehreren Auslassöffnungen jeder Auslassöffnung ein separater Auslasskanal zugeordnet. Der Auslasskanal durchgreift den Prüfkopf, insbesondere eine Führungsplatte des Prüfkopfs, zur Ausbildung der Auslassöffnung wenigstens bereichsweise, insbesondere vollständig. Besonders bevorzugt ist dabei der Auslasskanal unmittelbar in dem Material der Führungsplatte ausgebildet beziehungsweise aus diesem herausgearbeitet. Somit lässt sich die erfindungsgemäße Auslassöffnung auf besonders einfache Art und Weise realisieren. Insgesamt wird also ein ohnehin vorhandenes Bauteil, nämlich der Prüfkopf beziehungsweise die Führungsplatte, dazu verwendet, das Gas in den Kontaktierbereich einzubringen. Es sind keine zusätzlichen Düsenelemente oder dergleichen notwendig.
Durch das Ausbringen des Gases in den Kontaktierbereich kann die Korrosion beziehungsweise Oxidation des Prüflings reduziert werden, sodass der Prüfkontakt bei dem Reinigen der Prüfkontaktfläche mechanisch weniger beansprucht wird. Daraus folgt eine geringere Verschmutzung, welche es wiederum ermöglicht, die Reinigungsintervalle der Prüfvorrichtung zu vergrößern. Durch das Gas wird zudem eine Korrosion beziehungsweise Oxidation der Prüfkontakte, insbesondere auf ihrer mit dem elektrischen Prüfling in Berührungskontakt tretenden Seite, deutlich verringert. Insgesamt wird somit eine längere Lebensdauer der Prüfkontakte erreicht. Zudem wird die Kontaktsicherheit des elektrischen Berührungskontakts zwischen dem Prüfkontakt und dem Prüfling verbessert.
Das Gas kann beispielsweise zum Spülen und/oder Kühlen der Prüfvorrichtung, insbesondere des wenigstens einen Prüfkontakts, und/oder des elektrischen Prüflings werden. Bereits auf diese Art und Weise kann die Korrosion und/oder Oxidation reduziert werden, weil diese üblicherweise temperaturabhängig ist. Insbesondere wird zum Spülen beziehungsweise Kühlen Luft als Gas verwendet. Vorzugsweise weist das Gas bei einer derartigen Vorgehensweise eine bestimmte Temperatur auf, welche beispielsweise durch eine Temperierung des Gases mittels einer Temperierungsvorrichtung erzielt wird.
Soll eine weitergehende Schutzwirkung erzielt werden, so kann ein Schutzgas als Gas herangezogen werden. Als Schutzgas kann prinzipiell jedes Gas verwendet werden, welches die Korrosion beziehungsweise Oxidation verringert oder – bei ausreichender Konzentration in dem Kontaktierbereich – vollständig verhindern kann. Vorzugsweise wird als Schutzgas ein Inertgas verwendet, beispielsweise Stickstoff oder ein Edelgas.
Die Auslassöffnung, durch welche das Gas in den Kontaktierbereich ausgebracht werden soll, ist in der Wandung des Prüfkopfs ausgebildet. Das bedeutet, dass das Gas vor dem Austreten in den Kontaktierbereich durch die Auslassöffnung den Prüfkopf zumindest bereichsweise durchströmt. Diese Anordnung der Auslassöffnung hat den Vorteil, dass das Gas mit hoher Präzision dosiert und/oder positioniert werden kann. Durch eine geeignete Anordnung der Auslassöffnung oder gegebenenfalls der mehreren Auslassöffnungen lässt sich also in dem Kontaktierbereich zielgerichtet die gewünschte Konzentration und/oder die gewünschte Strömungsgeschwindigkeit des Gases einstellen. Bevorzugt sind mehrere Auslassöffnungen vorgesehen. Falls mehrere Prüfkontakte vorgesehen sind, kann in dem Kontaktierbereich zumindest mehrerer der Prüfkontakte, insbesondere jedes Prüfkontakts unabhängig von den Kontaktierbereichen der anderen Prüfkontakte die gewünschte Konzentration des Gases und/oder dessen Strömungsgeschwindigkeit eingestellt werden.
Genauer gesagt ist der Prüfkontakt beispielsweise in einem Prüfkopf gelagert, welcher insbesondere zwischen einer Kontakteinrichtung der Prüfvorrichtung und dem Prüfling angeordnet ist. Der Prüfkontakt ist dabei beispielsweise zur Durchführung der elektrischen Berührungskontaktierung des Prüflings mit seiner einen Seite mit einer Anschlusskontaktfläche der Kontakteinrichtung verbindbar und mit seiner anderen, gegenüberliegenden Seite mit dem Prüfling, insbesondere der Prüfkontaktfläche des Prüflings, in Berührkontakt bringbar. Über den Prüfkontakt wird insoweit während der elektrischen Prüfung eine elektrische Verbindung zwischen dem Prüfling und der Kontakteinrichtung, insbesondere zwischen der Prüfkontaktfläche des Prüflings und der Anschlusskontaktfläche der Kontakteinrichtung, hergestellt. Das Gas wird durch die Auslassöffnung vorzugsweise in Richtung des Prüflings ausgebracht. Zu diesem Zweck kann die Wandung, in welcher die Auslassöffnung ausgebildet ist, dem Prüfling zugewandt sein. Auf die vorstehend beschriebene Art und Weise wird eine Zuführung des Gases unmittelbar im Bereich des Prüflings, nämlich in dem Kontaktierbereich, möglich.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Prüfvorrichtung eine Kontakteinrichtung mit einer Anschlusskontaktfläche aufweist, die mit einer dem Prüfling abgewandten Seite des Prüfkontakts elektrisch verbindbar oder elektrisch verbunden ist. Die Kontakteinrichtung weist vorzugsweise für jeden Prüfkontakt der Prüfvorrichtung eine separate Anschlusskontaktfläche auf. Wie bereits vorstehend ausgeführt, ist der Prüfkontakt mit einer Seite mit dem Prüfling in Berührkontakt bringbar. Die andere, also die dem Prüfling abgewandte Seite des Prüfkontakts ist mit der ihm zugeordneten Anschlusskontaktfläche der Kontakteinrichtung elektrisch verbindbar oder elektrisch verbunden.
In ersterem Fall ist beispielsweise ein Berührkontakt zwischen der Anschlusskontaktfläche und dem Prüfkontakt während der elektrischen Prüfung des Prüflings vorgesehen. Die elektrische Verbindung muss in diesem Fall also nicht permanent vorliegen, sondern lediglich temporär während der Prüfung. Alternativ kann selbstverständlich auch eine permanente elektrische Verbindung zwischen der Anschlusskontaktfläche und dem Prüfkontakt vorgesehen sein.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Kontakteinrichtung und der Prüfkopf Teil einer Prüfkarte, insbesondere einer Vertikalprüfkarte, sind. Die Prüfkarte ist beispielsweise wechselbar in der Prüfvorrichtung angeordnet. Vorzugsweise verfügt der als Bestandteil der Vertikalprüfkarte vorliegende Prüfkopf über die Führungsplatte und eine von dieser beabstandete Halteplatte, welche jeweils wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, von dem Prüfkontakt in dessen axialer Richtung durchgriffen sind. Mit der Führungsplatte und der Halteplatte ist insoweit eine Führung des Prüfkontakts beziehungsweise der Prüfkontakte in vertikaler Richtung realisiert.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Wandung Teil einer Führungsplatte des Prüfkopfs ist, in der zumindest eine Führungsausnehmung vorgesehen ist, in welcher der Prüfkontakt gelagert ist. Die Wandung entspricht insbesondere einer dem Prüfling zugewandten Seite beziehungsweise Oberfläche der Führungsplatte. Die Führungsplatte liegt insoweit vorzugsweise zwischen der Kontakteinrichtung und dem Prüfling vor. Der Prüfkontakt ist in der Führungsausnehmung angeordnet, insbesondere längsverschieblich angeordnet. Die Führungsausnehmung durchgreift dazu die Führungsplatte und mithin die Wandung.
Die Führungsplatte dient dem Führen beziehungsweise Lagern des wenigstens einen Prüfkontakts, insbesondere einer Vielzahl von Prüfkontakten der Prüfvorrichtung. Die Führungsplatte sorgt insoweit dafür, dass die Prüfkontakte derart angeordnet sind, dass sie zuverlässig mit dem Prüfling in elektrische Berührungskontaktierung gebracht werden können, also während der elektrischen Prüfung mit der Prüfkontaktfläche des Prüflings in Kontakt stehen. Bevorzugt ist die Führungsplatte im Bereich des Kontaktierbereichs vorgesehen beziehungsweise begrenzt diesen in Richtung der Kontakteinrichtung.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein die Auslassöffnung ausbildender Auslasskanal die Führungsplatte durchgreift. Wie bereits erläutert, dient die Führungsplatte dem zuverlässigen Anordnen des wenigstens einen Prüfkontakts während der elektrischen Prüfung des Prüflings. Insoweit ist vorzugsweise zwischen der Führungsplatte und dem Prüfling nur ein geringer Abstand vorgesehen, wobei beispielsweise die Führungsplatte den Kontaktierbereich begrenzt. Durch die Anordnung der Auslassöffnung in der Führungsplatte kann also das Gas in unmittelbarer Nähe des elektrischen Prüflings, insbesondere unmittelbar in den Kontaktierbereich, ausgebracht werden. Die Auslassöffnung wird von dem Auslasskanal gebildet oder ist ein Teil von diesem. Insbesondere stellt die Auslassöffnung das dem Prüfling zugewandte Ende des Auslasskanals dar. Der Auslasskanal durchgreift die Führungsplatte vorzugsweise vollständig. Besonders bevorzugt ist der Auslasskanal unmittelbar in dem Material der Führungsplatte ausgebildet beziehungsweise in dieses eingearbeitet.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem Prüfkopf eine mit der Auslassöffnung strömungsverbundene Kammer vorgesehen ist. Diese Kammer dient dem Zuführen des Gases zu der wenigstens einen Auslassöffnung. Bevorzugt sind in dem Prüfkopf mehrere Auslassöffnungen vorgesehen, von welchen wenigstens zwei, insbesondere alle, mit der Kammer strömungsverbunden sind. Bevorzugt liegt in dem Prüfkopf lediglich eine einzige Kammer vor, welche zudem besonders bevorzugt mit allen Auslassöffnungen des Prüfkopfs in Strömungsverbindung steht. Vorzugsweise weist die Kammer einen größeren Querschnitt auf als die Auslassöffnung. Besonders bevorzugt liegt die Strömungsverbindung zwischen der Kammer und der Auslassöffnung über den Auslasskanal vor.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Kammer von dem wenigstens einen Prüfkontakt durchgriffen ist. Das bedeutet, dass wenigstens ein Bereich des Prüfkontakts in der Kammer vorliegt beziehungsweise sich von einem Ende der Kammer zu dem gegenüberliegenden Ende der Kammer erstreckt. Ist der Prüfkontakt als Knicknadel ausgeführt, so liegt vorzugsweise ein Knickbereich des Prüfkontakts in der Kammer vor. In dem Knickbereich ist zur Längenänderung des Prüfkontakts eine Verformung des Prüfkontakts in radialer Richtung bezüglich einer Längsmittelachse des Prüfkontakts vorgesehen. Diese ist derart ausgestaltet, dass die Knicknadel bei einer ausreichend starken Belastung in axialer Richtung ausknickt, also sich zumindest teilweise in radialer Richtung verformt, sodass eine Längenänderung der Knicknadel realisiert ist. Die Kammer ist daher bevorzugt derart bemessen, dass eine Verformung des Prüfkontakts zugelassen wird, die der gewünschten Längenänderung des Prüfkontakts entspricht.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Kammer zumindest bereichsweise von der Führungsplatte begrenzt ist. Insbesondere ist dies in Richtung des Prüflings vorgesehen. Auf diese Art und Weise kann die Kammer mit einem vergleichsweise einfachen Aufbau des Prüfkopfs realisiert werden.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Auslassöffnung über die Kammer mit einer Gaszuführleitung strömungsverbunden ist. Die Auslassöffnung wird über die Kammer mit dem Gas versorgt. Sind mehrere Auslassöffnungen vorgesehen, so dient die Kammer einem gleichmäßigen Verteilen des über die Gaszuführleitung in die Kammer eingebrachten Gases auf die mehreren Auslassöffnungen. Die Kammer weist vorzugsweise einen größeren Querschnitt bezüglich einer Strömungsrichtung des Gases auf als die Auslassöffnung, sodass sie insoweit als Beruhigungskammer für das in sie eingebrachte Gas dienen kann. Insgesamt liegt insoweit die Strömungsverbindung zwischen der Gaszuführleitung und der Auslassöffnung vorzugweise über die Kammer sowie den Auslasskanal vor.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Anschlusskontaktfläche einem Kontaktabstandsumsetzer der Kontakteinrichtung zugeordnet ist. Die Kontakteinrichtung verfügt insoweit über den Kontaktabstandsumsetzer, der auch als „space transformer” bezeichnet werden kann. Der Kontaktabstandsumsetzer dient dazu, auf einfache Art und Weise eine elektrische Kontaktierung der Anschlusskontaktfläche zu ermöglichen. Dazu verfügt der Kontaktabstandsumsetzer über mehrere Anschlusskontaktflächen, die mit einem ersten Abstand zueinander vorliegen.
Mit jeder Anschlusskontaktfläche ist ein Anschluss des Kontaktabstandsumsetzers elektrisch verbunden, wobei entsprechend mehrere dieser Anschlüsse vorliegen. Die Anschlüsse sind nun mit einem zweiten Abstand zueinander an dem Kontaktabstandsumsetzer angeordnet, wobei dieser zweite Abstand größer ist als der erste Abstand. Beispielsweise sind die Anschlusskontaktflächen bezüglich einer auf dem Prüfling senkrecht stehenden gedachten Geraden in radialer Richtung innen liegend angeordnet, während die Anschlüsse in radialer Richtung außen liegend vorgesehen sind.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gaszuführleitung durch die Kontakteinrichtung, insbesondere durch den Kontaktabstandsumsetzer, verläuft. Bei einer derartigen Anordnung der Gaszuführleitung ist eine besonders einfache und flexible Führung der Gaszuführleitung möglich. Beispielsweise kann ein modulares System realisiert sein, bei welchem die Gaszuführleitung in einen in der Kontakteinrichtung vorgesehenen ersten Bereich und einen in dem Prüfkopf vorliegenden zweiten Bereich unterteilt ist. Zum Durchführen der elektrischen Prüfung wird der Prüfkopf derart bezüglich der Kontakteinrichtung angeordnet, dass die beiden Bereiche miteinander fluchten, sodass eine dichte Strömungsverbindung zwischen den beiden Bereichen der Gaszuführleitung hergestellt ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung der Prüfvorrichtung ist ein Wechsel des Prüfkopfs entsprechend möglich, ohne besondere Maßnahmen hinsichtlich der Gaszuführleitung vornehmen zu müssen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Gaszuführleitung durch eine Seitenwand oder durch eine der Kontakteinrichtung zugewandte Halteplatte des Prüfkopfs in die Kammer einmündet. Beispielsweise weist der Prüfkopf mithin die Führungsplatte und die Halteplatte auf, welche durch die Seitenwand voneinander beabstandet sind. Insbesondere wird die Kammer von der Führungsplatte, der Halteplatte sowie der Seitenwand gemeinsam begrenzt beziehungsweise eingeschlossen.
Die Gaszuführleitung kann nun auf verschiedene Art und Weise in die Kammer einmünden. In einer ersten Variante durchgreift sie die Seitenwand beziehungsweise ist an einen in die Kammer einmündenden Durchbruch der Seitenwand angeschlossen. In einer zweiten Variante, welche bevorzugt realisiert ist, wenn die Gaszuführleitung durch die Kontakteinrichtung verläuft, erstreckt sich die Gaszuführleitung durch die Halteplatte des Prüfkopfs beziehungsweise ist an einen Durchbruch der Halteplatte angeschlossen. Die Halteplatte ist dabei der Kontakteinrichtung zugewandt, insbesondere liegt sie an dieser an. In der Halteplatte des Prüfkopfs kann also der vorstehend bereits beschriebene zweite Bereich der Gaszuführleitung ausgebildet sein.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Auslasskanal eine Längsmittelachse aufweist, die senkrecht auf der Führungsplatte steht oder dieser gegenüber angewinkelt ist. Die Längsmittelachse definiert entlang der Längserstreckung des Auslasskanals dessen Mittelpunkt. Bevorzugt ist die Längsmittelachse über die gesamte Erstreckung des Auslasskanals gerade, weil so der Druckverlust in dem Auslasskanal möglichst gering gehalten werden kann. Alternativ ist selbstverständlich auch eine zumindest bereichsweise gekrümmte Längsmittelachse des Auslasskanals realisierbar. Die Längsmittelachse des Auslasskanals kann nun senkrecht auf der Führungsplatte stehen beziehungsweise auf einer gedachten Ebene, welche parallel zu der Führungsplatte oder einer Richtung der größten Erstreckung der Führungsplatte liegt. Beispielsweise liegt die Längsmittelachse des Auslasskanals in diesem Fall parallel zu einer Längsmittelachse der wenigstens einen Führungsausnehmung für den Prüfkontakt vor.
Alternativ kann selbstverständlich die Längsmittelachse des Auslasskanals auch gegenüber der Führungsplatte beziehungsweise der gedachten Ebene angewinkelt sein, also mit dieser einen Winkel von weniger als 90°, jedoch mehr als 0° einschließen. Anders ausgedrückt weist die Längsmittelachse einen Winkel von mehr als 0°, jedoch weniger als 90°, zu der Normalenrichtung der Führungsplatte beziehungsweise der gedachten Ebene auf. In dem zuerst genannten Fall, in welchem die Längsmittelachse senkrecht auf der Führungsplatte steht, beträgt der vorstehend definierte Winkel 90° beziehungsweise 0°. Der Winkel wird insbesondere derart gewählt, dass in dem Kontaktierbereich die gewünschte Konzentration des Gases und/oder die gewünschte Strömungsgeschwindigkeit erzielt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Auslasskanal einen entlang seiner Längsmittelachse konstanten Durchströmungsquerschnitt aufweist. Der Auslasskanal liegt insoweit beispielsweise als Bohrung mit konstantem Durchmesser vor, welche insbesondere die Führungsplatte vollständig in Richtung der Längsmittelachse des Auslasskanals durchgreift.
Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Auslasskanal einen sich entlang ihrer Längsmittelachse vergrößernden oder verringernden Durchströmungsquerschnitt aufweist. Das Vergrößern beziehungsweise Verringern des Durchströmungsquerschnitts ist dabei in Richtung des Prüflings, also auf der von der Kontakteinrichtung abgewandten Seite, vorgesehen. Beispielsweise ist die Vergrößerung beziehungsweise Verringerung des Durchströmungsquerschnitts entlang der Längsmittelachse stetig vorgesehen, sodass sich eine trichterartige Gestalt des Auslasskanals ergibt. Im Falle des sich vergrößernden Durchströmungsquerschnitts liegt der Auslasskanal als Diffusor vor, in welchem die Strömungsgeschwindigkeit des Gases abnimmt, während sie im Falle des sich verringernden Durchströmungsquerschnitts als Düse ausgestaltet ist, in welcher die Strömungsgeschwindigkeit des Gases in Strömungsrichtung zunimmt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Auslassöffnung und/oder der Auslasskanal im Querschnitt gesehen rechteckig, rund oder oval sind/ist. Grundsätzlich kann die Querschnittsform der Auslassöffnung sowie des Auslasskanals beliebig gewählt werden. Unter dem Querschnitt ist dabei ein Schnitt durch die Auslassöffnung beziehungsweise den Auslasskanal senkrecht zu der Längsmittelachse des Auslasskanals zu verstehen. Beispielsweise ist die Auslassöffnung beziehungsweise der Auslasskanal im Querschnitt rechteckig, wobei sie insbesondere quadratisch oder schlitzförmig beziehungsweise längsschlitzförmig ist. Alternativ kann die Auslassöffnung beziehungsweise der Auslasskanal beispielsweise rund sein. In diesem Fall liegt sie/er insbesondere als Bohrung, beispielsweise als Bohrung mit konstantem Durchmesser oder als Stufenbohrung, vor.
Ebenso kann selbstverständlich eine ovale oder stadionförmige Auslassöffnung vorliegen, wobei unter letzterem eine Querschnittsform zu verstehen ist, bei welcher zwei zueinander parallele gerade Linien an ihren Enden über jeweils einen Halbkreis miteinander verbunden sind. Auch der Auslasskanal kann derartig ausgestaltet sein. Sind mehrere Auslassöffnungen beziehungsweise Auslasskanäle vorgesehen, so können diese zumindest teilweise verschiedene Querschnittsformen oder aber dieselbe Querschnittsform aufweisen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Führungsausnehmung einem Prüfbereich zugeordnet ist, in welchem der Prüfkontakt auf der dem Prüfling zugewandten Seite des Prüfkopfs aus der Führungsausnehmung herausragt. Der Prüfbereich beschreibt letztlich denjenigen Bereich des Prüfkopfs, in welchem die Führungsausnehmung beziehungsweise die Führungsausnehmungen ausgebildet ist/sind. Ist in der Führungsausnehmung ein Prüfkontakt angeordnet, so ragt letzterer in dem Prüfbereich aus dem Prüfkopf derart hervor, dass er sich in Richtung des Prüflings erstreckt beziehungsweise diesem zugewandt ist.
Der Prüfbereich kann beispielsweise als Einhüllende beziehungsweise als einhüllende Linie aller Führungsausnehmungen verstanden werden, die dem Prüfbereich zugeordnet sind. Die Einhüllende kann insbesondere durch das Einfassen der wenigstens einen Führungsausnehmung mit einem gedachten elastischen Band, welches dann entlang der Einhüllenden verläuft, ermittelt werden. Ist dem Prüfbereich lediglich eine einzige Führungsausnehmung zugeordnet, so entspricht der Prüfbereich mithin der Mündungsöffnung dieser Führungsausnehmung auf der dem Prüfling zugewandten Seite. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass sich das gedachte elastische Band auf allen Seiten des Prüfbereichs an die Führungsausnehmungen anschmiegt.
Selbstverständlich können an dem Prüfkopf mehrere Prüfbereiche vorgesehen sein, welchem jeweils wenigstens ein Prüfkontakt zugeordnet ist. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn mehrere Prüflinge während eines Prüfvorgangs mittels der Prüfvorrichtung geprüft beziehungsweise getestet werden sollen. Vorzugsweise ist also jedem Prüfling ein derartiger Prüfbereich zugeordnet. Eine Ausführungsform des Prüfkopfs mit mehreren Prüfbereichen wird insoweit als Multi-DUT-Prüfkopf bezeichnet (DUT: „device under test” beziehungsweise Prüfling). Dabei ist jedoch zu beachten, dass während einer Prüfung selbstverständlich nicht jedem Prüfbereich ein Prüfling zugeordnet sein muss. Die Prüfbereiche werden vorzugsweise entsprechend den vorhandenen Prüflingen aktiv geschaltet oder deaktiviert.
Dies kann sinngemäß auch für wenigstens eine Auslassöffnung der Fall sein, die dem jeweiligen Prüfbereich zugeordnet ist. Beispielsweise wird die Auslassöffnung nur dann zur Ausbringung von Gas verwendet, wenn der Prüfbereich aktiv ist, also zur Prüfung eines Prüflings herangezogen wird.
In einer beispielhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass dem Prüfbereich beziehungsweise jedem Prüfbereich mehrere Führungsausnehmungen zugeordnet sind. Vorzugsweise ist zudem jeder der Führungsausnehmungen ein Prüfkontakt zugeordnet. In diesem Fall kann eine Vielzahl von Prüfkontaktflächen des Prüflings gleichzeitig kontaktiert werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die mehreren Führungsausnehmungen entlang einer geschlossenen Linie angeordnet sind. Die geschlossene Linie kann im Wesentlichen eine beliebige Form aufweisen. Die entlang ihr angeordneten Führungsausnehmungen sind in einem bestimmten Abstand voneinander vorgesehen, wobei der Abstand entlang der Linie zumindest abschnittsweise konstant oder zumindest abschnittweise verschieden sein kann. Insbesondere ist der Abstand zwischen unmittelbar zueinander benachbarten Führungsausnehmungen entlang der Linie konstant.
Es kann dabei vorgesehen sein, dass der Prüfbereich von mehreren Führungsausnehmungen zumindest abschnittsweise begrenzt oder sogar eingefasst ist. Eine äußere Grenze des Prüfbereichs wird also, insbesondere auf die vorstehend beschriebene Art und Weise, von den Führungsausnehmungen definiert, welche dem Prüfbereich zugeordnet, insbesondere um den Prüfbereich herum angeordnet sind. Beispielsweise sind die mehreren Führungsausnehmungen in einer Rechteckanordnung, einem Kreisanordnung oder einer Ovalanordnung vorgesehen. Darunter ist insbesondere zu verstehen, dass die Schnittpunkte der Längsmittelachsen der mehreren Führungsausnehmungen mit einer Ebene, insbesondere einer in dem Prüfbereich liegenden Ebene, derart angeordnet sind, dass bei einem Verbinden der Schnittpunkte mit gedachten Geraden ein Rechteck, einen Kreis oder ein Oval gebildet wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass mehrere Prüfbereiche an dem Prüfkopf vorgesehen sind. Diese können beispielsweise jeweils gemäß den vorstehenden Ausführungen ausgestaltet sein, sodass insbesondere jeder der mehreren Prüfbereiche von mehreren Führungsausnehmungen begrenzt oder eingefasst sind. Die Führungsausnehmungen können dabei in einer beliebigen Anordnung vorliegen, beispielsweise in der Rechteckanordnung, einer Kreisanordnung oder anderen.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Prüfbereich von mehreren Auslassöffnungen wenigstens teilweise eingefasst ist. Durch das Einfassen des Prüfbereichs durch die Auslassöffnungen kann eine Art Strömungsvorhang erzeugt werden, durch welchen eine besonders effiziente Abschirmung des Kontaktierbereichs von der in einer Außenumgebung vorliegenden Außenatmosphäre realisiert ist.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Auslassöffnung oder die mehreren Auslassöffnungen derart angeordnet sind, dass das durch sie ausgebrachte Gas einen den Kontaktierbereich gegenüber einer Außenatmosphäre wenigstens bereichsweise begrenzenden, insbesondere einhüllenden, Gasvorhang ausbildet. Unter der Außenatmosphäre ist insbesondere die in der Außenumgebung der Prüfvorrichtung Atmosphäre zu verstehen, die beispielsweise in Form von Umgebungsluft und bei Raumtemperatur vorliegt. Um den Kontaktierbereich vor dem Einfluss der Außenatmosphäre zu schützen, soll der Gasvorhang ausgebildet werden. Besonders bevorzugt ist es dabei selbstverständlich, wenn der Gasvorhang oder mehrere Gasvorhänge derart ausgebildet werden, dass der Kontaktierbereich – in Umfangsrichtung beziehungsweise in Draufsicht gesehen – vollständig von dem Gasvorhang umfasst wird.
Zusätzlich oder alternativ kann es vorgesehen sein, dass die Auslassöffnung zwischen mehreren Führungsausnehmungen angeordnet ist, insbesondere von diesem wenigstens teilweise eingefasst ist.
Bei einer derartigen Anordnung ist die Auslassöffnung beispielsweise in etwa mittig beziehungsweise genau in der Mitte des Prüfbereichs angeordnet. Sind mehrere Prüfbereiche vorgesehen, so kann jeder Prüfbereich eine derartige Auslassöffnung, insbesondere eine zentrale Auslassöffnung, aufweisen. Mit einer derartigen Anordnung der Auslassöffnung kann eine Strömung des Gases ausgehend von der Auslassöffnung nach außen erzielt werden, sodass der Prüfbereich beziehungsweise der Kontaktierbereich durchgehend von einem Strom des Gases durchströmt ist.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass mehreren Prüfbereichen, insbesondere allen Prüfbereichen, jeweils eine zentral angeordnete Auslassöffnung zugeordnet ist und wenigstens ein Teil der Prüfbereiche, insbesondere alle Prüfbereiche, gemeinsam von mehreren Auslassöffnungen eingefasst ist. Insoweit werden die Vorteile gemäß den vorstehenden Ausführungen kombiniert. Mithilfe der jeweils in den Prüfbereichen angeordneten Auslassöffnung wird eine konstante Durchströmung des Kontaktierbereichs mit Gas realisiert. Gleichzeitig wird jedoch derjenige Teil der Prüfbereiche, die gemeinsam von den mehreren Auslassöffnungen eingefasst ist, von einem Strömungsvorhang vor einem Einfluss der Außenatmosphäre der Außenumgebung geschützt. Unter dem Begriff „zentral” ist nicht notwendigerweise eine genau mittige Anordnung der Auslassöffnung in dem Prüfbereich zu verstehen, wenngleich eine solche gemeint sein kann. Vielmehr soll die Auslassöffnung zunächst lediglich in dem Prüfbereich vorliegen, vorzugsweise jedoch mit Abstand zu seinen Grenzen.
Schließlich kann eine Temperierungseinrichtung zum Erwärmen oder Kühlen des Gases stromaufwärts der Auslassöffnung vorgesehen sein. Die Temperierungseinrichtung ist bezüglich der Strömungsrichtung des Gases stromaufwärts der Auslassöffnung vorgesehen, sodass das Gas vor dem Austreten der Auslassöffnung durch Erwärmen oder Kühlen auf eine bestimmte Temperatur gebracht werden kann. Insbesondere wird das Gas erwärmt, um einen Hochtemperaturtest des Prüflings vornehmen zu können, ohne die Prüfvorrichtung beziehungsweise den Prüfkopf und/oder den Prüfling durch das Gas zu stark abzukühlen. Insbesondere wird das Gas mithilfe der Temperierungseinrichtung auf eine Temperatur gebracht, welche der des Prüfkopfs und/oder des Prüflings entspricht oder zumindest nahezu entspricht.
Die Erfindung ist selbstverständlich auch auf ein Verfahren zum Betreiben einer Prüfvorrichtung zum elektrischen Prüfen eines elektrischen Prüflings, insbesondere eines Wafers, gerichtet. Die Prüfvorrichtung weist einen Prüfkopf auf, in dem wenigstens ein Prüfkontakt zur elektrischen Berührungskontaktierung des Prüflings gelagert ist. Die Prüfvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass durch zumindest eine Auslassöffnung ein Gas in einen Kontaktierbereich ausgebracht wird, wobei die Auslassöffnung in einer Wandung des Prüfkopfs ausgebildet ist. Anders ausgedrückt ist in einer Wandung des Prüfkopfs zumindest eine Auslassöffnung zum Ausbringen eines Gases in einen Kontaktierbereich vorgesehen. Das Ausbringen des Gases ist dabei zumindest während der elektrischen Berührungskontaktierung vorgesehen. Besonders vorteilhaft erfolgt es jedoch auch für eine gewisse Zeitspanne vor und/oder für eine gewisse Zeitspanne nach der elektrischen Berührungskontaktierung.
Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise beziehungsweise einer derartigen Ausgestaltung der Prüfvorrichtung wurde bereits eingegangen. Selbstverständlich können die Prüfvorrichtung und das Verfahren gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die
1 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Prüfvorrichtung zur elektrischen Prüfung eines elektrischen Prüflings, wobei wenigstens eine Auslassöffnung zum Ausbringen eines Gases vorgesehen ist,
2 einen Querschnitt durch einen Bereich der Prüfvorrichtung, wobei Auslassöffnungen mit verschiedenen Querschnittsformen dargestellt sind,
3 eine erste Anordnungsvariante der Auslassöffnung und mehreren Führungsausnehmungen,
4 eine zweite Anordnungsvariante, bei welcher mehrere Auslassöffnungen vorgesehen sind,
5 eine dritte Anordnungsvariante,
6 eine vierte Ausführungsvariante,
7 eine fünfte Ausführungsvariante, und
8 eine sechste Anordnungsvariante.
Die 1 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer Prüfvorrichtung 1 zur elektrischen Prüfung eines hier lediglich angedeuteten Prüflings 2. Die Prüfvorrichtung 1 weist beispielsweise eine hier nicht dargestellte Prüfmaschine (auch als „prober” bezeichnet) auf, in die eine Kontakteinrichtung 3 eingesetzt ist. Die Kontakteinrichtung 3 wird vorzugsweise mittels einer nicht näher dargestellten Schubladenkonstruktion in die Prüfmaschine eingesetzt. Die Kontakteinrichtung 3 ist bevorzugt als Prüfkarte, insbesondere als Vertikalprüfkarte, ausgebildet. Dabei weist sie einen Prüfkopf 4 auf, in welchem wenigstens ein Prüfkontakt 5 zur elektrischen Berührungskontaktierung des Prüflings 2 gelagert ist. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Vielzahl von derartigen Prüfkontakten 5 vorgesehen. Der Prüfkontakt 5 weist beispielsweise eine Längserstreckung auf, welche im Wesentlichen senkrecht zu einer Prüfebene 6 steht.
Der Prüfkontakt 5 ist beispielsweise als Prüfnadel, insbesondere als Knicknadel, ausgebildet. Dabei weist er beispielsweise in einem Knickbereich eine leichte Durchbiegung auf (hier nicht dargestellt) und weicht somit von einer geradlinigen Form ab. Wird der Prüfkontakt 4 zur elektrischen Berührungskontaktierung des Prüflings 2 gegen diesen gedrängt, so kann ein derartig ausgestalteter Prüfkontakt 5 aufgrund der Durchbiegung in seinem Knickbereich leicht einfedern. Auf diese Art und Weise können, insbesondere falls mehrere Prüfkontakte 5 vorgesehen sind, während der Berührungskontaktierung Abstandsunregelmäßigkeiten ausgeglichen und somit eine sehr hohe Zuverlässigkeit der Kontaktierung sichergestellt werden.
Der Prüfkontakt 5 beziehungsweise jeder der Prüfkontakte 5 ist zur Durchführung der elektrischen Berührungskontaktierung des Prüflings 2 mit seiner einen Seite 7 mit einer Anschlusskontaktfläche 8 der Kontakteinrichtung 3 verbindbar oder verbunden und mit seiner anderen Seite 9 mit dem Prüfling 2 in Berührkontakt bringbar. Dies ist hier lediglich exemplarisch für einen der Prüfkontakte 5 angedeutet. Der Prüfkontakt 5 ist also mit seiner dem Prüfling 5 abgewandten Seite 7 mit der Anschlusskontaktfläche 8 elektrisch verbindbar oder elektrisch verbunden. Unter ersterem wird dabei insbesondere eine temporäre elektrische Verbindung und unter letzterem eine permanente elektrische Verbindung verstanden.
Die Anschlusskontaktfläche 8 ist beispielsweise einem Kontaktabstandsumsetzer 10 der Kontakteinrichtung 3 zugeordnet. Der Kontaktabstandsumsetzer 10 dient dem zuverlässigen elektrischen Verbinden der Prüfkontakte 5 beziehungsweise der Anschlusskontaktflächen 8 mit einer hier nicht dargestellten Auswerteeinheit der Prüfvorrichtung 1. Dazu ist insbesondere jedem Prüfkontakt 5 ein Anschluss 11 zugeordnet, von welchen hier lediglich exemplarisch zwei dargestellt sind. Vorzugsweise sind die Anschlüsse 11 bezüglich einer Längsmittelachse 12 des Kontaktabstandsumsetzers 10 in radialer Richtung weiter außen liegend angeordnet als die Prüfkontakte 5. Beispielsweise ist der Kontaktabstandsumsetzer 10 kreisförmig ausgestaltet beziehungsweise weist einen im Wesentlichen kreisrunden Außenumfang auf.
Wird die Berührungskontaktierung des Prüflings 2 mittels der Prüfvorrichtung 1 unter Umgebungsbedingungen, insbesondere unter Einfluss von Umgebungsluft, durchgeführt, so kann es zu Korrosion des Prüflings 2 und/oder der Prüfkontakte 5 kommen. Um dies zu vermeiden, ist durch wenigstens eine Auslassöffnung 13 ein Gas in einen Kontaktierbereich 14 ausbringbar. Das Ausbringen des Gases erfolgt dabei zumindest während der elektrischen Berührungskontaktierung des Prüflings 2, vorzugsweise jedoch zusätzlich während eines bestimmten Zeitraums vor und/oder während eines bestimmten Zeitraums nach der Berührungskontaktierung.
Die wenigstens eine Auslassöffnung 13 – in der hier dargestellten Ausführungsform ist eine Vielzahl an Auslassöffnungen 13 vorgesehen – ist in einer Wandung 15 des Prüfkopfs 4 ausgebildet. Auf diese Art und Weise ist sichergestellt, dass das Gas zielgerichtet in den Kontaktierbereich 14 ausgebracht wird. Die Wandung 15 ist dabei bevorzugt dem Prüfling 2 beziehungsweise der Prüfebene 6 zugewandt. Unter dem Kontaktierbereich 14 ist zumindest derjenige Bereich zu verstehen, in welchem der wenigstens eine Prüfkontakt 5 während der elektrischen Berührungskontaktierung in Berührkontakt mit dem Prüfling 2 tritt.
Der Prüfkopf 4 weist eine Führungsplatte 16 auf, welche bevorzugt von der Kontakteinrichtung 3 beziehungsweise dem Kontaktabstandsumsetzer 10 beabstandet ist. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel liegt die Wandung 15 an der Führungsplatte 16 vor. Die Auslassöffnung 13 ist durch einen Auslasskanals 13' in dem Prüfkopf 4 beziehungsweise der Führungsplatte 16 ausgebildet. Für jede Auslassöffnung 13 liegt ein separater Auslasskanal 13' vor. Der Auslasskanal 13' ist dabei bevorzugt unmittelbar in dem Material der Führungsplatte 16 hergestellt.
In der Führungsplatte 16 ist zumindest eine Führungsausnehmung 17 ausgebildet, in welcher der wenigstens eine Prüfkontakt 5 gelagert ist. Bevorzugt ist jedem Prüfkontakt 5 eine derartige Führungsausnehmung 17 zugeordnet, wobei die Führungsausnehmung 17 besonders bevorzugt lediglich eine Verlagerung des Prüfkontakts 5 in Längsrichtung sowie eine Drehbewegung zulässt.
Der Prüfkopf 4 verfügt weiterhin über eine Halteplatte 18 sowie eine Seitenwand 19. Die Führungsplatte 16 wird dabei von der Seitenwand 19 bezüglich der Halteplatte 18 gehalten. Dabei ist die Führungsplatte 16 von der Halteplatte 18 derart beabstandet, dass die Führungsplatte 16, die Halteplatte 18 sowie die Seitenwand 19 eine Kammer 20 begrenzen beziehungsweise einschließen. Diese Kammer 20 ist von dem wenigstens einen Prüfkontakt 5 vollständig durchgriffen. Der Prüfkontakt 5 erstreckt sich also ausgehend von der Halteplatte 18 bis hin zu der Führungsplatte 16 beziehungsweise tritt durch die in dieser angeordneten Führungsausnehmung 17 in Richtung des Prüflings 2 hindurch. Dabei ist der Prüfkontakt 5 beispielsweise in der Halteplatte 18 festgesetzt, während er in der Führungsplatte 16 auf die vorstehend beschriebene Art und Weise gelagert ist. Alternativ kann er selbstverständlich in der Halteplatte 18 beweglich, insbesondere längsverschieblich, gelagert sein. Der erwähnte Knickbereich beziehungsweise die Durchbiegung des Prüfkontakts 5 liegt vorzugsweise in der Kammer 20 vor.
In der hier dargestellten Ausführungsform der Prüfvorrichtung 1 ist die wenigstens eine Auslassöffnung 13 mit der Kammer 20 strömungsverbunden, insbesondere geht die Auslassöffnung 13 von der Kammer 20 aus beziehungsweise mündet in diese ein. Die Auslassöffnung 13 ist über die Kammer 20 mit einer Gaszuführleitung 21 und/oder 22 strömungsverbunden. Üblicherweise ist lediglich eine der Gaszuführleitungen 21 und 22 vorgesehen; in einer speziellen Ausgestaltung der Prüfvorrichtung 1 können jedoch auch beide Gaszuführleistungen 21 und 22 in der jeweils beschriebenen Ausgestaltung realisiert sein.
Die Gaszuführleitung 21 mündet durch die Seitenwand 19 in die Kammer ein. Durch sie kann Gas in Richtung des Pfeils 23 in die Kammer 20 eingebracht werden. Die Gaszuführleitung 22 verläuft dagegen durch die Halteplatte 18, mündet also diese durchgreifend in die Kammer 20 ein. Durch die Gaszuführleitung 22 kann Gas in Richtung des Pfeils 24 in die Kammer 20 eingebracht werden. Die Gaszuführleitung 22 durchgreift wenigstens einen Bereich der Kontakteinrichtung 3, insbesondere den Kontaktabstandsumsetzer 10, wie dies hier rein beispielhaft angedeutet ist. Selbstverständlich kann die Gaszuführleitung 22 innerhalb der Kontakteinrichtung 3 beziehungsweise des Kontaktabstandsumsetzers 10 einen beliebigen Verlauf einnehmen, insbesondere also auch innerhalb der Kontakteinrichtung 3 in radialer Richtung (bezogen auf die Längsmittelachse 12) nach außen geführt sein. Auf diese Art und Weise ist ein einfacher Anschluss der Gaszuführleitung 22 an eine Gasquelle realisierbar.
Die 2 zeigt einen Querschnitt durch einen Bereich der Prüfvorrichtung 1, wobei verschiedene Querschnittsformen für die Auslassöffnung 13 dargestellt sind. Gezeigt sind vier unterschiedliche Querschnittsformen. Von links nach rechts sind dabei eine erste Querschnittsform, eine zweite Querschnittsform, eine dritte Querschnittsform und eine vierte Querschnittsform abgebildet. Eine Längsmittelachse 25 der vier verschiedenen Auslassöffnungen 13 ist jeweils angedeutet. Die erste, zweite und vierte Querschnittsform weisen jeweils eine Längsmittelachse 25 auf, welche senkrecht auf der Führungsplatte 16 beziehungsweise der Wandung 15 steht. Insbesondere schneidet die jeweilige Längsmittelachse 25 dieser Querschnittsformen die Prüfebene 6, in welcher der Prüfling 2 zur elektrischen Berührungskontaktierung angeordnet wird, unter einem rechten Winkel.
Die Längsmittelachse 25 kann jedoch auch gegenüber der Führungsplatte 16, der Wandung 15 beziehungsweise der Prüfebene 6 angewinkelt sein. Dies ist hier für die dritte Querschnittsform dargestellt. Es ist deutlich zu erkennen, dass die Längsmittelachse 25 dieser Querschnittsform nicht senkrecht auf den genannten Elementen steht, also einen Winkel von weniger als 90°, jedoch größer als 0°, mit diesen einschließt.
Die Auslassöffnungen 13 beziehungsweise die verschiedenen Querschnittsformen können entlang ihrer jeweiligen Längsmittelachse 25 einen konstanten Durchströmungsquerschnitt oder einen sich vergrößernden beziehungsweise verringernden Durchströmungsquerschnitt aufweisen. Die erste Querschnittsform verfügt über einen sich in Richtung der Prüfebene 6 beziehungsweise des Prüflings 2 verringernden Durchströmungsquerschnitt. Sie ist insoweit düsenförmig ausgestaltet. Für die zweite Querschnittsform ist der konstante Durchströmungsquerschnitt dargestellt, ebenso für die dritte Querschnittsform. Der Durchströmungsquerschnitt der vierten Querschnittsform vergrößert sich in Richtung der Prüfebene 6 beziehungsweise des Prüflings 2, sodass insoweit eine Diffusorform der entsprechenden Auslassöffnung 13 vorliegt.
Durch die Auslassöffnungen 13 kann das Gas aus der Kammer 20 entlang der Pfeile 26 in Richtung des Prüflings 2, mithin also in den Kontaktierbereich 14, ausgebracht werden. Die Auslassöffnung 13 kann grundsätzlich im Querschnitt gesehen beliebig ausgestaltet sein. Beispielsweise ist sie rechteckig, insbesondere schlitzförmig, rund oder oval. Auch eine stadionförmige Ausgestaltung kann vorgesehen sein.
Anhand der 3 bis 8 werden unterschiedliche Anordnungsvarianten für die wenigstens eine Auslassöffnung 13 illustriert. Dabei zeigt die 3 eine erste Anordnungsvariante, bei welcher eine Vielzahl von Führungsausnehmungen 17 (von welchen lediglich einige exemplarisch gekennzeichnet sind) einem Prüfbereich 27 zugeordnet sind beziehungsweise diesen definieren. Der Prüfbereich 27 wird beispielsweise durch die Einhüllende 28 aller ihm zugeordneten Führungsausnehmungen 17 definiert. In der hier dargestellten Anordnungsvariante wird also der Prüfbereich 27 von mehreren Führungsausnehmungen 17 eingefasst. In dem Prüfbereich 27 ragen die ihm zugeordneten Prüfkontakte 5 auf der dem Prüfling 2 zugewandten Seite des Prüfkopfs 4 aus den zugeordneten Führungsausnehmungen 17 heraus.
Die Führungsausnehmungen 17 sind hier in einer Rechteckanordnung vorgesehen, sodass auch der Prüfbereich 27 rechteckig ist. In der ersten Anordnungsvariante ist lediglich eine einzige Auslassöffnung 13 vorgesehen, die bevorzugt zentral in dem Prüfbereich 27 angeordnet ist. Die Auslassöffnung 13 wird insoweit von den mehreren Führungsausnehmungen 17 eingefasst. Mit einer derartigen Anordnung der Auslassöffnung 13 kann ein konstanter Strom des Gases ausgehend von der Auslassöffnung 13 in Richtung einer Außenumgebung erzeugt werden, sodass die Prüfkontakte 5, welche durch die Führungsausnehmungen 17 hindurchragen, stets von einem Gasstrom umspült sind.
Die 4 zeigt eine zweite Anordnungsvariante. Auch hier liegt ein Prüfbereich 27 vor, welcher gemäß den vorstehenden Ausführungen von mehreren Führungsausnehmungen 17 definiert ist. Es wird nun jedoch deutlich, dass im Gegensatz zur ersten Anordnungsvariante wenigstens eine Auslassöffnung 13 vorgesehen ist, welche außerhalb des Prüfbereichs 27 angeordnet ist. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier Auslassöffnungen 13 realisiert, welche jeweils rechteckig ausgestaltet sind und den Prüfbereich 27 nahezu vollständig umgreifen. Der Prüfbereich 27 ist insoweit von der wenigstens einen Auslassöffnung 13 beziehungsweise den mehreren Auslassöffnungen 13 wenigstens teilweise, insbesondere größtenteils, eingefasst. Zu diesem Zweck weisen die Auslassöffnungen 13 bevorzugt jeweils eine Länge auf, welche sich mindestens über die ihr zugewandte Seite des Prüfbereichs 27 erstreckt. Vorzugsweise ist die Auslassöffnung 13 jedoch größer als die ihr zugewandte Seite des Prüfbereichs 27.
Die 5 zeigt eine dritte Anordnungsvariante. Diese ähnelt grundsätzlich der zweiten Anordnungsvariante, sodass insoweit auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen wird. Der Unterschied liegt hier darin, dass an jeder Stirnseite des Prüfbereichs mehrere, also wenigstens zwei, Auslassöffnungen 13 vorgesehen sind, welche sich jeweils über einen Teil der Seitenlänge des Prüfbereichs 27 erstrecken.
Die 6 zeigt eine vierte Anordnungsvariante. Auch hierzu sei zunächst auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen. Im Unterschied zu den vorstehend beschriebenen Anordnungsvarianten liegt nun eine Vielzahl von Auslassöffnungen 13 vor, welche den Prüfbereich 27 einfassen. Die Auslassöffnungen 13 sind bevorzugt im Querschnitt gesehen rund.
Aus der 7 geht eine fünfte Anordnungsvariante hervor. Diese ähnelt der vierten Anordnungsvariante, sodass insoweit auf diese Bezug genommen wird. Allerdings sind hier mehrere Prüfbereiche 27 vorgesehen, welche gemeinsam von den Auslassöffnungen 13 eingefasst sind, welche hier analog zu der vierten Anordnungsvariante angeordnet sind. Alternativ ist jedoch auch eine Anordnung beispielsweise gemäß der zweiten oder dritten Anordnungsvariante denkbar. Jedenfalls liegen die Auslassöffnungen 13 entlang einer Strecke vor, welche größer oder gleich der gemeinsamen Seitenlänge der mehreren Prüfbereiche 27 ist.
Die 8 zeigt eine sechste Anordnungsvariante, welche auf besonders bevorzugte Art und Weise die erste Anordnungsvariante und die fünfte Anordnungsvariante miteinander kombiniert. Auf die vorstehenden Ausführungen wird verwiesen. Insoweit liegen mehrere Prüfbereiche 27 vor, welchen jeweils eine zentral angeordnete Auslassöffnung 13 zugeordnet ist. Gleichzeitig sind die Prüfbereiche 27 gemeinsam von den mehreren Auslassöffnungen 13 eingefasst. Die die Prüfbereiche 27 einfassenden Auslassöffnungen können selbstverständlich gemäß allen vorstehend beschriebenen Anordnungsvarianten angeordnet sein, insbesondere analog zu der zweiten, dritten oder vierten Anordnungsvariante.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005035031 A1 [0004]

Claims

Prüfvorrichtung (1) zur elektrischen Prüfung eines elektrischen Prüflings (2), insbesondere eines Wafers, mit einem Prüfkopf (4), in dem wenigstens ein Prüfkontakt (5) zur elektrischen Berührungskontaktierung des Prüflings (2) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Wandung (15) des Prüfkopfs (4) zumindest eine Auslassöffnung (13) zur Ausbringung eines Gases, insbesondere eines Schutzgases, in einen Kontaktierbereich (14) vorgesehen ist.
Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfvorrichtung (1) eine Kontakteinrichtung (3) mit einer Anschlusskontaktfläche (8) aufweist, die mit einer dem Prüfling (2) abgewandten Seite (7) des Prüfkontakts (5) elektrisch verbindbar oder elektrisch verbunden ist.
Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakteinrichtung (3) und der Prüfkopf (4) Teil einer Prüfkarte, insbesondere einer Vertikalprüfkarte, sind.
Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (15) Teil einer Führungsplatte (16) des Prüfkopfs (4) ist, in der zumindest eine Führungsausnehmung (17) vorgesehen ist, in welcher der Prüfkontakt (5) gelagert ist.
Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Auslassöffnung (13) ausbildender Auslasskanal (13') die Führungsplatte (16) durchgreift.
Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Prüfkopf (4) eine mit der Auslassöffnung (13) strömungsverbundene Kammer (20) vorgesehen ist.
Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (20) von dem wenigstens einen Prüfkontakt (5) durchgriffen ist.
Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (20) zumindest bereichsweise von der Führungsplatte (16) begrenzt ist.
Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (13) über die Kammer (20) mit einer Schutzgaszuführleitung (21, 22) strömungsverbunden ist.
Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskontaktfläche (8) einem Kontaktabstandsumsetzer (10) der Kontakteinrichtung (3) zugeordnet ist.
Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzgaszuführleitung (21, 22) durch die Kontakteinrichtung (3), insbesondere durch den Kontaktabstandsumsetzer (10), verläuft.
Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzgaszuführleitung (21, 22) durch eine Seitenwand (19) oder durch eine der Kontakteinrichtung (3) zugewandte Halteplatte (18) des Prüfkopfs (4) in die Kammer (20) einmündet.
Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslasskanal (13') eine Längsmittelachse (25) aufweist, die senkrecht auf der Führungsplatte (16) steht oder dieser gegenüber angewinkelt ist.
Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslasskanal (13') einen entlang seiner Längsmittelachse (25) konstanten Durchströmungsquerschnitt aufweist.
Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslasskanal (13') einen sich entlang seiner Längsmittelachse (25) vergrößernden oder verringernden Durchströmungsquerschnitt aufweist.
Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (13) und/oder der Auslasskanal (13') im Querschnitt gesehen rechteckig, rund oder oval sind/ist.
Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsausnehmung (17) einem Prüfbereich (27) zugeordnet ist, in welchem der Prüfkontakt (5) auf der dem Prüfling (2) zugewandten Seite des Prüfkopfs (4) aus der Führungsausnehmung (17) herausragt.
Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Prüfbereich (27) mehrere Führungsausnehmungen (17) zugeordnet sind.
Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Führungsausnehmungen (17) entlang einer geschlossenen Linie angeordnet sind.
Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Prüfbereiche (27) an dem Prüfkopf (4) vorgesehen sind.
Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfbereich von der Auslassöffnung (13) oder von mehreren Auslassöffnungen (13) wenigstens teilweise eingefasst ist.
Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (13) oder die mehreren Auslassöffnungen (13) derart angeordnet sind, dass das durch sie ausgebrachte Gas einen den Kontaktierbereich (14) gegenüber einer Außenatmosphäre wenigstens bereichsweise begrenzenden, insbesondere einhüllenden, Gasvorhang ausbildet.
Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (13) zwischen mehreren Führungsausnehmungen (17) angeordnet ist, insbesondere von diesen wenigstens teilweise eingefasst ist.
Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehreren Prüfbereichen (27), insbesondere allen Prüfbereichen (27), jeweils eine zentral angeordnete Auslassöffnung (13) zugeordnet ist und wenigstens ein Teil der Prüfbereiche (27), insbesondere alle Prüfbereiche (27), gemeinsam von mehreren Auslassöffnungen (13) eingefasst ist.
Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Temperierungseinrichtung zum Erwärmen oder Kühlen des Schutzgases stromaufwärts der Auslassöffnung (13).