DE2903517A1 - PROBE AND TEST ARRANGEMENT EQUIPPED WITH IT AND THE TEST PROCEDURE TO BE CARRIED OUT WITH IT - Google Patents
PROBE AND TEST ARRANGEMENT EQUIPPED WITH IT AND THE TEST PROCEDURE TO BE CARRIED OUT WITH ITInfo
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Description
Meßfühler und damit ausgestattete Testanordnung sowie damit durchzuführendes TestverfahrenMeasuring sensor and test arrangement equipped therewith as well as test method to be carried out with it
Die Erfindung bezieht sich auf einen Meßfühler unu insbesondere auf einen Meßfühler mit einem Detektor zum Feststellen des Oberflächenkontakts in Richtung der Z-Achse; ferner bezieht sie sich auf eine Testanordnung mit mehreren solchen Daten-Detektor-Meßfühlern zum Feststellen des Oberflächenkontakts in Richtung der Z-Achse, zum Feststellen von Flächenrändern, zur überwachung der Planstellung und zum Kontrollieren der Weiterbewegung in die Oberfläche einer Halbleiterscheibe. The invention relates to a sensor and in particular a probe with a detector for detecting surface contact in the direction of the Z-axis; it also relates to a test arrangement having a plurality of such data detector probes for detection of the surface contact in the direction of the Z-axis, for detecting surface edges, for monitoring the plan position and for controlling the further movement into the surface of a semiconductor wafer.
Bei der Herstellung elektronischer Schaltungen können integrierte Schaltungen aus dünnen Halbleiterscheiben gebildet werden, auf denen sich zahlreiche Matrizen oder Mikroschaltungen befinden. In der Praxis enthält jede Scheibe zahlreiche gleiche, sich wiederholende Matrizen des gleichen Typs von Mikroschaltungen. Die einzelne Schaltung wird als einzelner integrierterIn the manufacture of electronic circuits, integrated circuits can be made from thin semiconductor wafers are formed on which there are numerous matrices or microcircuits. In practice contains each disc numerous identical, repeating matrices of the same type of microcircuit. the single circuit is integrated as a single
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Schaltungs-Chip bezeichnet.Circuit chip called.
Vor der Auslieferung wird jede einzelne Schaltung des integrierten Schaltungs-Chips auf einer Halbleiterscheibe getestet, bevor diese in die gewünschten integrierten Schaltungsbauteile oder in Kombinationen solcher Bauteile zerteilt wird.Before delivery, every single circuit of the integrated circuit chip is placed on a semiconductor wafer tested before this into the desired integrated circuit components or in combinations such components is divided.
Da sich jede Mikroschaltung jeder Halbleiterscheibe normalerweise in einer vorherbestimmten genauen Beziehung zu jeweils benachbarten Mikroschaltungen befindet, kann die Schaltung getestet werden, wenn ein Meßfühler an jedem vorgewählten Punkt, der der zu testenden Schaltung entspricht, präzise angebracht werden kann. Beispielsweise können mehrere verschiedene Mikroschaltungen gleichzeitig auf jeder beliebigen integrierten Schaltung getestet werden.Since every microcircuit of every semiconductor wafer is normally in a predetermined precise relationship to adjacent microcircuits is located, the circuit can be tested if a Probes precisely positioned at each preselected point corresponding to the circuit under test can be. For example, several different microcircuits can run on any one at the same time integrated circuit to be tested.
Bei dem Testvorgang müssen mehrere Hindernisse überwunden werden, damit ohne Zerstörung der Halbleiterscheibe zuverlässige Testergebnisse erhalten werden. Bei der Verwendung von Test-Meßfühlern, die einen Trägerkörper mit einer daran befestigten Nadel enthalten, besteht eine der Schwierigkeiten darin, daß die Meßfühlerspitze einen Kratzer auf der Oberfläche der Halbleiterscheibe erzeugen kann, wenn sie mit dieser Oberfläche in Kontakt kommt. Dies ist auf einen Mangel einer wirksamen Kontrolle der Bewegung in Richtung der Z-Achse zurückzuführen. Die Z-Richtung ist die Richtung der Vertikalbewegung der beweglichen Halterung der Halbleiterscheibe bezüglich der Meßfühlerspitzen. Die Kontrolle der Bewegung in Richtung der Z-Achse ist unterSeveral obstacles have to be overcome during the test process without destroying the semiconductor wafer reliable test results are obtained. When using test probes that have a Contain carrier body with an attached needle, one of the difficulties is that the probe tip can create a scratch on the surface of the wafer when it is used with it Surface comes into contact. This is due to a lack of effective control of movement in the direction of the person Z-axis traced back. The Z direction is the direction the vertical movement of the movable holder of the semiconductor wafer with respect to the probe tips. the Control of movement in the direction of the Z-axis is under
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anderem zur Kompensation der Oberflächenwölbung von Halbleiterscheiben notwendig, die über die Fläche einer großen Scheibe bis zu 125 wm (5 mils) betragen kann; ferner ist diese Kontrolle bei der Bestimmung des Kontaktpunkts mit der Halbleiterscheibe und bei der Feststellung ob die Meßfühlerspitzen außerhalb der Scheibe liegen, d.h. bei der Randfeststellung, erforderlich.Among other things, it is necessary to compensate for the surface curvature of semiconductor wafers that extend over the surface a large disk can be up to 125 wm (5 mils); furthermore, this control is in the determination the point of contact with the semiconductor wafer and in determining whether the probe tips are outside of the pane, i.e. required for edge detection.
Das Testen von Halbleiterscheiben wird auf einer mit mehreren Testfühlern ausgestatteten Maschine, beispielsweise der von der Firma Electroglas Corp. Menlo Park, California Modell 1034X durchgeführt. Diese Maschine enthält eine von einer gedruckten Schaltungsplatte gebildete Meßfühlerkarte, an der mehrere Daten-Meßfühler zum Zuführen von Signalen und zum Erfassen von Testdaten von der Halbleiterscheibe angebracht sind. Dabei wird ein Randfühler auf der Meßfühlerkarte verwendet, der in Form eines Daten-Meßfühlers mit einer elektrischen Schaltvorrichtung ausgeführt ist. Im Betrieb bewirkt der Randfühler eine Stromkreisunterbrechung, wenn die Meßfühlerspitze mit der Halbleiterscheibe in Kontakt kommt. Diese Stromkreisunterbrechung wird von der mit mehreren Meßfühlern ausgestatteten Anordnung festgestellt, und sie erlaubt die Fortsetzung der Testvorgänge. Wenn das als Halterung für die Halbleiterscheibe verwendete Einspannfutter in vertikaler Richtung bewegt wird, damit ein Kontakt mit den Meßfühlerspitzen hergestellt wird und vom Randfühler keine Berührung festgestellt wird, tritt die Stromkreisunterbrechung nicht ein, worauf die Anordnung einen Transportvorgang durchführt und die Halbleiterscheibe so bewegt, daß sich die Daten-Meßfühler über der nächsten Reihe der integrierten Schaltungs-Chips befinden. Dieser herkömmliche Randfühler hat sich als unzuverlässig erwiesen; er ist die Ursache für eine beträchtlicheThe testing of semiconductor wafers is carried out on a machine equipped with several test probes, for example from Electroglas Corp. Menlo Park, California Model 1034X. This machine contains one of A sensor card formed on a printed circuit board, on which a plurality of data sensors for supplying signals and mounted for collecting test data from the semiconductor wafer. Thereby an edge sensor is placed on the sensor card used, which is carried out in the form of a data probe with an electrical switching device is. During operation, the edge sensor causes an interruption of the circuit, when the probe tip comes into contact with the semiconductor wafer. This open circuit is detected by the multi-probe arrangement, and it allows the Continuation of testing. If the chuck used as a holder for the semiconductor wafer is moved in the vertical direction to make contact with the probe tips and the edge probe no contact is detected, the circuit interruption does not occur, whereupon the arrangement carries out a transport operation and moves the semiconductor wafer so that the data sensors above the next row of integrated circuit chips. This conventional edge sensor has proven to be unreliable proven; he is the cause of a considerable
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Ausfallzeit der Testanordnung und für Beschädigungen der Schaltungs-Chips, die sich dann ergehen, wenn das Einspannfutter kontinuierlich nach oben bewegt wird und der Kontakt mit der Meßfühlerspitze nicht festgestellt wird. Nachdem die Meßfühlerspitzen mit der Scheibe in Kontakt gekommen sind, muß das Einspannfutter zur Durchführung einer zusätzlichen Bewegung um 25 bis 125 vun (1 bis 5 mils) transportiert werden, damit die Oxidschicht durchbrochen wird und ein guter elektrischer Kontakt mit den aktiven Schaltungselementen erzielt wird (Einritzen) .Wenn der Kontakt zwischen dem Meßfühler und der Halbleiterscheibe nicht festgestellt wird, kann die Zusatzbewegung nicht kontrolliert werden, was zum Brechen der Meßfühlerspitze, einer zu großen Zusatzbewegung mit einer Zerstörung der Schaltungs-Chips und zu einer Maschinenausfallzeit führt.Downtime of the test arrangement and for damage to the circuit chips, which occurs when the Chuck is continuously moved upwards and contact with the probe tip is not established will. After the probe tips have come into contact with the disc, the chuck must be closed Perform an additional 25 to 125 vun (1 to 5 mils) movement so that the oxide layer is broken and a good electrical contact with the active circuit elements is achieved (scratching). If the contact between the sensor and the semiconductor wafer is not established, can the additional movement are not controlled, which leads to the breakage of the probe tip, an excessive additional movement with destruction of the circuit chips and machine downtime.
Ein weiteres Problem bei solchen Testanordnungen mit mehreren Meßfühlern ergibt sich daraus, daß die auf den Halbleiterscheiben gebildeten integrierten Schaltungen in Reihen von Chips angeordnet sind, die eine rechtwinklige Form haben. Da die Halbleiterscheiben kreisförmig sind, ergeben sich an den Rändern der Halbleiterscheibe mehrere nur teilweise integrierte Schaltungs-Chips. Bei Verwendung eines einzigen Randfühlers wird etwa die Hälfte der nur teilweise integrierten Chips als eine zu testende Oberfläche identifiziert, was dazu führt, daß die Testanordnung diese nur teilweise integrierten Chips zu testen versucht, was zu einer Zeitverschwendung führt, wenn die Chip-Teile als schlechte Schaltung identifiziert und zur Identifizierung mit Farbe markiert werden. Das gleiche !Problem tritt beim Testen einer gebrochenen Halbleiter-Another problem with such test arrangements with multiple sensors arises from the fact that the Integrated circuits formed by semiconductor wafers are arranged in rows of chips that form a right-angled Have shape. Since the semiconductor wafers are circular, arise at the edges of the semiconductor wafer several only partially integrated circuit chips. When using a single edge sensor about half of the only partially integrated chips are identified as a surface to be tested, which leads to the fact that the test arrangement tries to test these only partially integrated chips, what leads to a waste of time when the chip parts are identified as bad circuit and used for Identification to be marked with color. The same! Problem occurs when testing a broken semiconductor
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.,ζ. 290:.5v7., ζ. 290: .5v7
scheibe auf, bei der eine noch größere Anzahl unvollständiger Chips vorhanden ist, so daß die Randfeststellung noch wichtiger ist.disc with an even larger number of incomplete chips, so that the edge detection more important is.
Nach der Erfindung wird vorgegschlagen, einen Daten-Meßfühler zu verwenden, der einen Trägerkörper, einen mit dem Trägerkörper verbundenen, von diesem winkelförmig abstehenden Arm enthält, wobei eine Meßfühlerspitze mittels einer Einstellvorrichtung,beispielsweise einer Schraube , mit dem Arm verbunden ist, mit deren Hilfe die Ebene der Meßfühlerspitze verändert werden kann. Der Daten-Meßfühler arbeitet als Randfühler, wenn mit dem Arm ein Detektor aus einem für Kräfteinwirkung empfindlichen Material wie Bleizirkonat, Bleititanat (PZT) verbunden ist und mechanisch verformt wird, wenn die Meßfühlerspitze mit einer Fläche, beispielsweise einer Halbleiterscheibe, in Kontakt kommt. Der Detektor liefert dann über Verbindungsleiter.ein elektrisches Signal an eine Schnittstellenschaltung und dann zu der Testanordnung, das angibt, daß die Meßfühlerspitze mit einer integrierten Schaltung in Kontakt gekommen ist.According to the invention it is proposed to use a data sensor which has a carrier body, a with the support body connected, from this angularly protruding arm, with a probe tip by means of an adjusting device, for example a screw, is connected to the arm, with the help of which the plane the probe tip can be changed. The data probe works as an edge probe when using the arm a detector made from a force sensitive detector Material such as lead zirconate, lead titanate (PZT) is connected and is mechanically deformed when the probe tip with a surface, for example a semiconductor wafer, comes into contact. The detector then supplies an electrical signal via connecting conductors to an interface circuit and then to the test assembly indicating that the probe tip is connected to an integrated circuit has come into contact.
Der Daten-Meßfühler mit einem daran befestigten Detektor ist außerdem mit einer von einer gedruckten Schaltungsplatte gebildeten Meßfühlerkarte zusammen mit mehreren Daten-Meßfühlern zum Testen der Halbleiterscheibe verbunden. Das von der mit mehreren Meßfühlern ausgestatteten Testanordnung empfangene Z-Signal, das angibt, daß der Detektor-Meßfühler mit der Oberfläche der Halbleiterscheibe in Kontakt gekommen ist, ermöglicht der Testanordnung, eine Spannfutterhalterung um eine feste Strecke in Richtung der Z-Achse zu bewegen, damit ein vollständiger Kontakt der Daten-Meßfühler und ein sauberes Einritzen gewährleistet werden.The data probe with a detector attached is also connected to one of a printed circuit board formed probe card together with several data probes for testing the semiconductor wafer. That of the multi-probe test set-up Received Z signal indicating that the detector probe is in contact with the surface of the wafer Contact allows the test assembly to move in a chuck mount a fixed distance Move in the direction of the Z-axis, so that a complete contact of the data probe and a clean scratching guaranteed.
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Ferner werden nach der Erfindung mehrere ■Daten-Detektor-Meßfühler an einem elektrischen Träger, beispielsweise au^ einer gedruckten Schaltungsplatte, angebracht. Die Daten-Detektor-Meßfühler sind mechanisch und elektrisch mit der gedruckten Schaltungsplatte verbunden; jeder Meßfühler enthält einen Trägerkörper und einen damit verbundenen, abgewinkelt von diesem abstehenden Arm* Die Meßfühlerspitze ist mit dem Arm mittels einer Einstellvorrichtung, beispielsweise einer Schraube, verbunden, damit die Ebene der Meßfühlerspitze verändert werden kann. Der Meßfühler verhält sich als Daten-Meßfühler und als Z-Achsen-Detektor, wenn ein für Krafteinwirkung empfindliches Material, beispielsweise Bleizirkonat "Bleititanat (PZT), mit dem Arm 'verbunden und mechanisch verformt wird, wenn die Meßfühlerspitze mit einer Fläche, beispielsweise einer Halbleiterscheibe, in Kontakt kommt. Durch eine Ausgestaltung der Abtastvorrichtung für die Z-Bewegung mit mehreren Daten-Detektor-Meßfühlern anstelle von mehreren Daten-Meßfühlern und mehreren Randfühlern ist es möglich, das Berühren bei einer Bewegung in Richtung der Z-Achse jedes Daten-Detektor -Meßfühlers beim Kontakt mit der Halbleiterscheibe zu überwachen« Die von dem für Kräfteinwirkung empfindlichen Material an jedem Daten-Detektor-Meßfühler erzeugten Signale werden einer Detektorschaltung zugeführt, die eine entsprechende Information an eine Testanordnung/oder einen Minicomputer zur Auswertung der zeitlichen Beziehung des Kontakts des Daten-Elektro-Meßfühler mit der Halbleiterscheibe zuführt, damit eine wirksame Überwachung der Bewegungen inFurthermore, several ■ data detector sensor, for example, au ^ a printed circuit board, mounted according to the invention on an electrical carrier. The data detector probes are mechanically and electrically connected to the printed circuit board; Each probe contains a support body and an arm connected to it, angled therefrom. The probe behaves as a data probe and as a Z-axis detector when a material sensitive to the effects of force, for example lead zirconate "lead titanate (PZT), is connected to the arm and mechanically deformed when the probe tip with a surface, for example a By designing the scanning device for the Z movement with several data detector probes instead of several data probes and several edge probes, it is possible to prevent the touching of any data during a movement in the direction of the Z axis. Detector sensor to monitor contact with the semiconductor wafer «The signals generated by the material sensitive to the effects of forces on each data detector sensor are fed to a detector circuit, which sends corresponding information to a test arrangement / or a minicomputer for evaluating the temporal relationship of the contact of the data electric probe with the semiconductor wafer feed t to allow effective monitoring of movements in
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der Z-Richtung ermöglicht wird, die eine wirksame Überwachung der Planstellung, der Zusatzbewegungskontrolle, der Meßfühlerspitzen-Kontaktidentifizierung und der Randfeststellung erhalten werden.the Z-direction enables effective monitoring the positioning, the additional movement control, the probe tip contact identification and the edge detection can be obtained.
In einem Verfahren zum Testen integrierter Schaltungen unter Verwendung einer Z-Achsen-Detektoranordnung mit mehreren Daten-Detektor-Meßfühlern, die im Abstand parallel zu einer Halbleiterscheibe auf einer elektrischen Haltevorrichtung angebracht sind, müssen die Spitzen der Daten-Detektor-Fühler zuerst initialisiert werden, indem sichergestellt wird, daß die Meßfühlerspitzen alle in der gleichen Ebene liegen (d.h. Planrichten oder Planstellen). Nach der Initialisierung muß die bewegliche Halterung der Halbleiterscheibe angehoben werden, damit ein Kontakt mit den Daten-Detektor-Meßfühlern hergestellt wird. Ein Minicomputer kann dazu benutzt werden, an Hand der von einer Detektorschaltung erhaltenen Information, die Signale von den für Krafteinwirkung empfindlichen Materialien jedes Meßfühlers empfängt, die Daten-Detektor-Meßfühler zu zählen, wenn sie mit der Halbleiterscheibe in Kontakt kommen. Das Planrichten kann auf Grund dieser Information überwacht werden, indem bei der ersten Berührung der Halbleiterscheiben durch einen der Daten-Detektor-Meßfühler ein Taktgeber gestartet wird, und indem dieser Taktgeber angehalten wird, nachdem er ein Signal empfängt, das anzeigt, daß alle Daten-Detektor-Meßfühler mit der Halbleiterscheibe in Kontakt gekommen sind. Das Planstellen kann dann dadurch bestimmt werden, daß der Abstand zwischen dem ersten, mit der Halbleiterscheibe in Berührung kommenden Daten-In a method of testing integrated circuits using a Z-axis detector array with multiple data detector probes spaced parallel to a semiconductor wafer on an electrical If the holding device is attached, the tips of the data detector probes must first be initialized by making sure that the probe tips are all in the same plane (i.e. facing or positions). After the initialization, the movable holder of the semiconductor wafer must raised to make contact with the data detector probes. A minicomputer can be used to determine the signals on the basis of the information received from a detector circuit of the force sensitive materials of each probe is received by the data detector probes to count when they come into contact with the semiconductor wafer. The plan straightening can be based on this Information is monitored by one of the data detector probes the first time the wafers are touched a clock is started, and by that clock is stopped after it receives a signal indicating that all of the data detector probes are in contact with the wafer came. The position can then be determined by the distance between the first, data coming into contact with the semiconductor wafer
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Detektor-Meßfühler und dem zuletzt mit der Halbleiterscheibe in Kontakt kommenden Daten-Detektor-Meßfühler an Hand der zwischen dem ersten Kontakt und dem letzten Kontakt verstrichenen Taktzyklen und der Annäherungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibe an die Daten-Detektor-Meßfühler berechnet wird. Im Anschluß an die Überwachung der Planstellung der Spitzen der Meßfühler kann die Zusatzbewegung in die Halbleiterscheibe dadurch kontrolliert werden, daß die bewegliche Halterung der Halbleiterscheibe veranlaßt wird, sich um eine vorbestimmte Strecke in Richtung der Z-Achse zu bewegen,damit die Meßfühlerspitzen um eine vorbestimmte Strecke in die Halbleiterscheibe einritzen können, nachdem das Planstellen der Meßfühlerspitzen geprüft und als innerhalb einer vorbestimmten Planstellungsgrenze fallend festgestellt worden ist. Das Testen der integrierten Schaltungs-Chips auf der Halbleiterscheibe kann dann ausgeführt werden, indem dem jeweiligen Schaltungs-Chip über die Daten-Detektor-Meßfühler Testsignale zugeführt werden und indem die Signale dann ausgewertet werden.Detector probe and the last data detector probe coming into contact with the semiconductor wafer on the basis of the clock cycles elapsed between the first contact and the last contact and the approach speed of the semiconductor wafer to the data detector probes is calculated. Following the monitoring of the alignment of the probe tips the additional movement in the semiconductor wafer can be controlled in that the movable holder the semiconductor wafer is caused to move a predetermined distance in the direction of the Z-axis to move so that the probe tips by a predetermined Can scratch line in the semiconductor wafer after the positioning of the probe tips checked and found to fall within a predetermined planning limit. That Testing the integrated circuit chips on the Semiconductor wafer can then be made by test signals are fed to the respective circuit chip via the data detector sensors and by the Signals are then evaluated.
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigen:The invention will now be explained by way of example with reference to the drawing. Show it:
Fig.1 eine schematische Seitenansicht eines Meßfühlers nach der Erfindung,Fig. 1 is a schematic side view of a sensor according to the invention,
Fig.2A eine Teilseitenansicht des Meßfühlers von Fig.1 mit dem daran befestigten, für Krafteinwirkung empfindlichen Material,FIG. 2A shows a partial side view of the measuring sensor of FIG. 1 with the attached thereto for the application of force sensitive material,
Fig.2B eine Teilseitenansicht des Meßfühlers von Fig.1Figure 2B is a partial side view of the probe of Figure 1
zur Veranschaulichung des ausgelenkten Zustandes des für Krafteinwirkung empfindlichen Materials, 909831/08SQto illustrate the deflected state of the material that is sensitive to the effects of force, 909831 / 08SQ
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Fig.3 eine teils schematisch und teils als Blockschaltbild dargestellte, mit mehreren Meßfühlern ausgestattete Testanordnung, wobei die Verwendung eines Meßfühlers gemäß der Erfindung gezeigt ist,3 shows a partly schematic and partly as a block diagram illustrated test arrangement equipped with multiple sensors, wherein the use a sensor according to the invention is shown,
Fig.4 eine Draufsicht auf eine Meßfühlerkarte mit mehreren, daran befestigten Daten-Detektor-Meßfühlern von Fig.1 gemäß der Erfindung,4 shows a plan view of a sensor card with several, attached data detector sensors of Figure 1 according to the invention,
Fig.5 ein zum Teil mit Schaltungsblöcken dargestelltes Blockschaltbild einer Detektorschaltung für die Verwendung in einer mit mehreren Meßfühlern ausgestatteten Testanordnung nach der Erfindung,5 shows a partially illustrated with circuit blocks A block diagram of a detector circuit for use in a multi-probe type Test arrangement according to the invention,
Fig.6 ein Blockschaltbild einer mit mehreren Meßfühlern ausgestatteten Testanordnung, in der die Meßfühlerkarte von Fig.4,der Meßfühler von Fig.1 und die Detektorschaltung von Fig.5 angewendet werden, undFig. 6 is a block diagram of one with multiple sensors equipped test arrangement in which the sensor card of Fig. 4, the sensor of Fig. 1 and the Detector circuit of Fig.5 can be applied, and
Fig.7A bis 7D schematische perspektivische Ansichten der Meßfühlerkarte und einer beweglichen Halterung für eine Halbleiterscheibe nach der Erfindung.7A to 7D are schematic perspective views of the sensor card and a movable holder for a semiconductor wafer according to the invention.
In Fig.1 ist ein Meßfühler 10 dargestellt. Dieser Meßfühler 10 ist als Daten-Meßfühler aufgebaut, der die Funktionseigenschaft hat, eine Z-Achsen-Kontrolle bei der Feststellung anzuwenden, wann ein Kontakt mit einer Halbleiterscheibe.hergestellt wird. Der Meßfühler ist an einer parallel zur Halbleiterscheibe angebrachten gedruckten Schaltungsplatte befestigt, wie in Fig.3 dargestellt ist und noch beschrieben wird.A sensor 10 is shown in FIG. This sensor 10 is constructed as a data sensor that the Has the ability to apply a Z-axis control in determining when there is contact with a Semiconductor wafer. Is produced. The sensor is attached to a parallel to the semiconductor wafer attached printed circuit board, as shown in Fig.3 and will be described.
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Der Meßfühler 10 enthält einen Trägerkörper 12 mit einer ersten Öffnung 14 und einer zweiten Öffnung 16. Der Trägerkörper 12 kann L-förmig sein; die erste Öffnung 14 befindet sich an der Längsseite der L-Form, und die zweite Öffnung 16 befindet sich in einem Flansch 15 an der kurzen Seite der L-Form. Der Trägerkörper 12 kann aus leitendem Material, beispielsweise aus Messing , bestehen und vergoldet sein.The sensor 10 includes a carrier body 12 with a first opening 14 and a second opening 16. The carrier body 12 can be L-shaped; the first opening 14 is on the long side of the L-shape, and the second Opening 16 is located in a flange 15 on the short side of the L-shape. The carrier body 12 can be made of conductive Material, for example brass, exist and be gold-plated.
Am Trägerkörper 12 ist ein Arm 18 befestigt, der vom Trägerkörper absteht. Der abstehende Arm hat ebenfalls eine L-förmige Gestalt, wobei der kurze Abschnitt der L-Form am kurzen Abschnitt der L-Form des Trägerkörpers 12 befestigt ist. Der abstehende Arm kann ebenfalls aus leitendem Material wie Messing bestehen und vergoldet sein.An arm 18 is attached to the carrier body 12, which arm 18 from the carrier body sticks out. The protruding arm is also L-shaped, with the short section being L-shaped is attached to the short section of the L-shape of the support body 12. The protruding arm can also be extended conductive material such as brass and be gold-plated.
In der zweiten öffnung 16 im Trägerkörper 12 ist eine Einstellschraube 20 angebracht, die zu dem abstehenden Arm 18 ragt. An dem abstehenden Arm 18 sind eine Meßfühlerspitzenvorrichtung 22 mit einer Fühlernadel 24 und einer Haltehülse 26 befestigt. Die FUhlernadel 24 wird dazu benutzt, einen Kontakt zur Halbleiterscheibe herzustellen, auf der integrierte Schaltungen gebildet sind, so daß entsprechende elektrische Daten erhalten werden können, die die Brauchbarkeit des jeweiligen integrierten Schaltungs-Chips kennzeichnen. Dies ist die Hauptfunktion der Fühlernadel 24, wenn sie als Daten-Meßfühler benutzt wird.In the second opening 16 in the support body 12 is a Adjusting screw 20 attached, which protrudes to the protruding arm 18. On the protruding arm 18 are a probe tip device 22 attached with a feeler needle 24 and a holding sleeve 26. The sensor needle 24 is used to make a contact to the semiconductor wafer produce on the integrated circuits are formed so that corresponding electrical data is obtained that characterize the usefulness of the respective integrated circuit chip. this is the primary function of the probe needle 24 when used as a data probe.
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Zum Feststellen des Kontakts in der Z-Ri.chtung, d.h. des Zeitpunkts an dem die Fühlernadel 24 mit der Halbleiteroberfläche in Kontakt gekommen ist, kann am abstehenden Arm 18 des Meßfühlers 10 ein für Krafteinwirkung empfindliches Material 28 befestigt werden. Dieses kraftempfindliche Material ist von versilberten Bereichen 29 eingerahmt. .Zum Isolieren des kraftempfindlichen Materials 28 von den leitenden Bestandteilen des Meßfühlers 10 können die versilberten Bereiche des kraftempfindlichen Materials 28 mittels eines isolierenden Epoxydmaterials 30 am abstehenden Arm 18 befestigt sein. Das kraftempfindliche Material kann ein piezoelektrisches Substrat (monomorphes Substrat) oder ein piezoelektrisches Substrat mit Sandwich-Struktur (bimorphes Substrat) sein. Das piezoelektrische Material hat die Eigenschaft, daß es sich als Generator verhalten kann. Wenn dieses piezoelektrische Material verformt oder verbogen wird, erzeugt es eine Spannung. Mit den Silberbelägen des kraftempfindlichen Materials 28 sind zwei Verbindungsleiter 32 verlötet. Wenn das piezoelektrische Material als kraftempfindliches Material 28 benutzt wird, wird bei einer Verformung eine Spannung erzeugt, die an den Verbindungsleitern 32 abgetastet werden kann. Die Verbindungsleiter 32 sind gegeneinander isoliert. Jeder Verbindungsleiter ist mit einer Isolierung überzogen, und er verläuft nach oben durch die erste Öffnung 14 im Trägerkörper 12 der Meßfühlervorrichtung 10. Das Signal wird dann einer nicht dargestellten Detektorschaltung zugeführt.To determine the contact in the Z direction, i.e. the point in time at which the feeler needle 24 with the Semiconductor surface has come into contact, a force can be applied to the protruding arm 18 of the sensor 10 sensitive material 28 are attached. This force-sensitive material is made of silver-plated Areas 29 framed. To isolate the force-sensitive Material 28 of the conductive components of the probe 10 can be the silver plated areas of the force sensitive material 28 by means of an insulating epoxy material 30 on the protruding arm 18 be attached. The force sensitive material can be a piezoelectric substrate (monomorphic Substrate) or a piezoelectric substrate with a sandwich structure (bimorph substrate). The piezoelectric Material has the property that it can act as a generator. If this piezoelectric If material is deformed or bent, it creates tension. With the silver coverings of the force-sensitive material 28, two connecting conductors 32 are soldered. If the piezoelectric Material is used as force-sensitive material 28, a stress is generated when deformed, which can be scanned at the connecting conductors 32. The connecting conductors 32 are against each other isolated. Each connection conductor is covered with insulation and it runs upwards through the first opening 14 in the support body 12 of the sensor device 10. The signal is then fed to a detector circuit, not shown.
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Die Verbindungsleiter 32 können mit Hilfe, eines Epoxydmaterials 34 mit dem Arm 18 verklebt sein.The connecting conductors 32 can be made with the aid of an epoxy material 34 be glued to the arm 18.
Der gesamte Z-Achsen-Detektor kann an einer gedruckten Schaltungsplatte so befestigt sein, daß der Längsabschnitt des L-förmigen Trägerkörpers an der gedruckten Schaltungsplatte 36 befestigt ist, wie Fig.1 zeigt.The entire Z-axis detector can be printed on one Circuit board be attached so that the longitudinal portion of the L-shaped support body to the printed Circuit board 36 is attached, as Fig.1 shows.
In den Figuren 2A und 2B sind die Auslenkeigenschaften des piezoelektrischen Materials 28 von Fig.1 veranschaulicht. In Fig.2A, die eine Teilseitenansicht von Fig.1 darstellt, ist das piezoelektrische Material 228, das mit SilberbeSchichtungen 229 versehen ist, mittels eines Isoliermaterials 230, beispielsweise eines Epoxydmaterials, an einem leitenden Stab 218 festgeklebt; das piezoelektrische Material 228 befindet sich dabei in seiner Ruhelage in einer horizontalen Ebene. Fig.2B zeigt die Auslenkeigenschaften des piezoelektrischen Materials 228, die dann zur Wirkung kommen, wenn der Stab 218 durch Abwärtsverschiebung gemäß Fig.2B verformt wird, was zu einer Auslenkstrecke 25 führt. Die Auslenkung des kraftempfindlichen Materials 228 von Fig.1 ergibt sich auf Grund der Tatsache, daß die Fühlerspitze 24 von Fig.1 mit einer Fläche in Kontakt kommt, die eine vertikal nach oben gerichtete Kraft ausübt.The deflection properties of the piezoelectric material 28 of FIG. 1 are illustrated in FIGS. 2A and 2B. In FIG. 2A, which is a partial side view of FIG. 1, the piezoelectric material 228, which is provided with silver coatings 229, is adhered to a conductive rod 218 by means of an insulating material 230, for example an epoxy material; the piezoelectric material 228 is in its rest position in a horizontal plane. 2B shows deflection characteristics of the piezoelectric material 228, which then come into effect when the rod 218 is deformed by Ab w ä r tsverschiebung according to Figure 2B, resulting in a Auslenkstrecke 25th The deflection of the force-sensitive material 228 of FIG. 1 results from the fact that the sensor tip 24 of FIG. 1 comes into contact with a surface which exerts a force directed vertically upwards.
In Fig.3 ist eineMeßfühlervorrichtung für die Kontrolle der Bewegung in der Z-Richtung in einer mit mehreren Meßfühlern ausgestatteten Testanordnung 310 dargestellt. Die Testanordnung 310 enthält eine HaIbleiterscheibenhalterung 312, die auch als Spannfutterhalterung bezeichnet wird. Die Halterung 312 ist parallelIn Fig. 3 is a sensing device for control of movement in the Z-direction in a multi-probe test assembly 310. The test assembly 310 includes a semiconductor disk holder 312, which also acts as a chuck holder referred to as. The bracket 312 is parallel
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zu einer gedruckten Schaltungsplatte 314 angebracht. Die gedruckte Schaltungsplatte 314 kann eine von der Firma Teledyne TAC, Californien hergestellte Schaltungsplatte sein. An der Schaltungsplatte 314 sind mehrere Daten-Meßfühler 316 befestigt. Die Daten-Meßfühler 316 überwachen die elektrischen Eigenschaften der integrierten Schaltungen, die sich auf der auf der Einspannhalterung 312 angebrachten Halbleiterscheibe befinden. Diese elektrischen Eigenschaften werden von einer überwachungs- und Auswertungsanordnung 318 überwacht und ausgewertet, die elektrisch mit der Schaltungsplatte 314 verbunden ist. attached to a printed circuit board 314. The printed circuit board 314 may be one made by Teledyne TAC, California Be circuit board. On circuit board 314 a plurality of data probes 316 are attached. The data sensors 316 monitor the electrical properties of the integrated circuits located on the semiconductor wafer mounted on the chuck 312 are located. These electrical properties are monitored by a monitoring and evaluation arrangement 318 and evaluated, which is electrically connected to the circuit board 314.
Zusätzlich zu den Daten-Meßfühlern 316 ist auf der gedruckten Schaltungpplatte 314 auch eine Meßfühlervorrichtung 10 in der in Fig.1 dargestellten Ausführung befestigt. Die Meßfühlervorrichtung 320 mit dem in Fig.3 nicht dargestellten'kraftempfindlichen Material, das dem in Fig.1 dargestellten kraftempfindlichen Material 28 gleicht, kann zur Kontrolle der Z-Bewegung und als Randdetektor benutzt werden. Das durch Auslenken des kraftempfindlichen Materials erzeugte Signal wird über Leiter 322 einer Detektorschaltung 324 zugeführt, die dazu benutzt wird, das Signal zu verstärken und einzustellen und Ausgangssignale zu liefern, die für die Überwachungs- und Auswertungsanordnung 318 brauchbar sind; das Ausgangssignal der Detektorschaltung liegt entweder in Form eines TTL-kompatiblen Impulses oder eines Gleichspannungswerts zur Kennzeichnung des Meßfühle rkontakts vor. Dieses Signal wird dann über eine elektrische Verbindung 326 der Uberwachungs- und Auswertungsanordnung 338 zugeführt.In addition to the data sensors 316, there is also a sensor device on the printed circuit board 314 10 attached in the embodiment shown in Figure 1. The sensor device 320 with the in 3 force-sensitive material, not shown, which is similar to the force-sensitive material 28 shown in FIG. 1, can be used to control the Z-movement and used as an edge detector. The signal generated by deflecting the force-sensitive material is fed via conductor 322 to a detector circuit 324 which is used to amplify and adjust the signal and to provide output signals that are useful for the monitoring and evaluation arrangement 318 are; the output signal of the detector circuit is either in the form of a TTL compatible pulse or a DC voltage value to identify the measuring sensor contact. This signal is then over an electrical connection 326 is supplied to the monitoring and evaluation arrangement 338.
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Der Daten-Meßfühler 316 kann das Modell 13742-11 der Firma Teledyne, Californien, sein.The data probe 316 may be model 13742-11 of the Teledyne, California.
Bei der Verwendung zur Kontrolle der Z-Bewegung steuert die Überwachungs- und Auswertungsanordnung 318 die Einspannhalterung 312 so, daß sie sich parallel zur gedruckten Schaltungsplatte 314 bis zu einem Zeitpunkt bewegt, an dem die Meßfühlervorrichtung 320 die Halbleiterscheibe auf der Einspannhalterung 312 berührt, so daß das kraftempfindliche Material am Meßfühler 320 so verformt wird, daß ein Signal erzeugt wird, das .über die Leiter 322 zur Detektorschaltung 324 und schließlich zur Anordnung 318 übertragen wird, die daraufhin die Bewegung der Einspannhalterung 312 in Richtung der gedruckten Schaltungsplatte 314 anhält. Diese Form der Kontrolle der Z-Bewegung wird beim Testen jeder einzelnen integrierten Schaltung auf der Halbleiterscheibe angewendet. Die Meßfühlervorrichtung 320 kann auch anstelle eines herkömmlichen Randfühlers benutzt werden, um festzustellen, wann das Testen einer Reihe integrierter Schaltungen auf der Halbleiterscheibe beendet ist; dies bedeutet, daß dann wenn kein Kontakt festgestellt wird, die Anordnung 318 eine Transportbewegungsfolge hervorruft, damit das Testen einer nächsten Reihe integrierter Schaltungen auf der Halbleiterscheibe ermöglicht wird.When used to control the Z movement, the monitoring and evaluation arrangement 318 controls the Clamping bracket 312 so that it is parallel to the printed circuit board 314 up to a point in time at which the sensor device 320 removes the semiconductor wafer on the chuck 312 contacts so that the force sensitive material on probe 320 is deformed to generate a signal which is transmitted via conductors 322 to detector circuit 324 and ultimately to assembly 318, which then stops the movement of the chuck 312 toward the printed circuit board 314. This form of Z-movement control is used when testing every single integrated circuit on the wafer applied. The sensor device 320 can also be used in place of a conventional edge sensor can be used to determine when to test a number of integrated circuits on the wafer is finished; this means that if no contact is detected, assembly 318 will perform a transport motion sequence causes testing of a next row of integrated circuits on the wafer is made possible.
In Fig.4 ist eine Meßfühlerkartenbaugruppe 410 dargestellt. Die Meßfühlerkartenbaugruppe 410 ist unter Verwendung einer gedruckten Schaltungsplatte 412 aufgebaut, die mehrere Daten-Detektor-Meßfühler 414 trägt, die mit Hilfe von Leiterbahnen 416 elektrisch mit der gedruckten Schaltungsplatte 412 verbunden sind.A sensor card assembly 410 is shown in FIG. The probe card assembly 410 is made using a printed circuit board 412 constructed, which carries a plurality of data detector sensors 414, which with the help of conductor tracks 416 electrically are connected to the printed circuit board 412.
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Die Leiterbahnen 416 bilden die elektrische Vorrichtung zum Übertragen und Empfangen von Signalen zwischen den Daten-Detektor-Meßfühlern 414 und einer (nicht dargestellten) Überwachungs- und Auswertungsanordnung oder Minicomputeranordnung zum Testen der Halbleiterscheibe. Die Daten-Detektor-Meßfühler sind gemäß Fig.4 parallel im Abstand von der Oberfläche 418 einer Halbleiterscheibe angebracht. Mit jedem Daten-Detektor-Meßfühler 414 ist ein (nicht dargestelltes), für Kräfteinwirkung empfindliches Material verbunden, wie in den zuvor beschriebenen Figuren 1, 2A und 2B dargestellt ist, das der Kontakt der Meßfühlerspitzen mit der Oberfläche 418 der Halbleiterscheibe in Richtung derZ-Achse erkennt. Diese Herstellung des Kontakts in der Z-Richtung wird einer in Fig.5 dargestellten und noch zu erläuternden Detektorschaltung über Verbindungsleitungen 422 übertragen.The conductor tracks 416 form the electrical device for transmitting and receiving signals between the Data detector sensors 414 and a monitoring and evaluation arrangement (not shown) or minicomputer arrangement for testing the semiconductor wafer. The data detector sensors are as shown in FIG mounted parallel at a distance from the surface 418 of a semiconductor wafer. With any data detector probe 414 is bonded to a force sensitive material (not shown), such as in the previously described Figures 1, 2A and 2B it is shown that the contact of the probe tips with the surface 418 of the wafer in the direction of the Z-axis. This manufacture of the Contact in the Z direction becomes a detector circuit shown in FIG. 5 and yet to be explained transmitted via connecting lines 422.
Es wird nun auf die Figuren 4 und 5 Bezug genommen, die die oben beschriebene Meßfühlerkartenbaugruppe und eine Detektorschaltung 500 zeigen. Jeder Daten-Detektor-Meßfühler 414 hat eine Doppelfunktion, die darin besteht, daß er ein Signal für die Herstellung des Kontakts in der Z-Richtung erzeugt und Testsignale zu und von den integrierten Schaltungs-Chips liefert. Von den Daten-Detektor-Meßfühlern 414 ausgehende Verbindungsdrähte 422 verbinden denZ-Achsen-Detektor 410 mit einer Detektorschaltung 500. Die Detektorschaltung 500 zeigt vier unabhängige Detektorkanäle für die Benutzung durch einen der Daten-Detektor-Meßfühler 414. Eine Stromversorgungseinheit 505 liefert an die Detektorschaltung 500 dieVersorgungsspannungen +15V, -15V und +5V. Jeder Kanal enthält ein HF-Filter 510,Reference is now made to Figures 4 and 5 which illustrate the probe card assembly described above and show a detector circuit 500. Each data detector probe 414 has a dual function that consists in generating a signal for making contact in the Z direction and test signals to and from the integrated circuit chips. Connection wires extending from data detector probes 414 422 connect the Z-axis detector 410 to a detector circuit 500. The detector circuit 500 shows four independent detector channels for use by one of the data detector probes 414. A power supply unit 505 supplies the detector circuit 500 with the supply voltages + 15V, -15V and + 5V. Each channel contains an RF filter 510,
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das mit einem Pufferverstärker 520 mit dem Verstärkungsfaktor 1 verbunden istjdas HF-Filter 510 filtert Störspitzen aus und dämpft die Ansprechzeit des von den Daten-Detektor-Meßfühlern 414 empfangenen Spannungssignals. Der Pufferverstärker 520 transformiert das Spannungssignal von einem hochohmigen Signal auf ein niederohmiges Signal. Dieser Pufferverstärker kann der von der Firma Texas Instruments Incorporated, Dallas, Texas hergestellte Typ TL 084N sein. Das niederohmige Signal wird einem Pegeldiskriminator 530 zugeführt. Der Pege!diskriminator 530 ist eine Schwellenwertschaltung, die bewirkt, daß das niederohmige Signal nicht erkannt und praktisch gesperrt wird, wenn es nicht eine vorbestimmte Schwellenspannung, beispielsweise 30 mV erreicht. Wenn das niederohmige Signal jedoch über dem Schwellenwert liegt, wird das Ausgangssignal des Diskriminators auf den maximalen Spannungswert, beispielsweise auf die in der Schaltung von Fig.5 vorhandene Spannung von 5V, gestellt. Der Pegeldiskriminator kann eine Schaltung des Typs LM339N der Firma Texas Instruments Incorporated, Dallas, Texas sein. Nach der Unterscheidung von Störsignalen mit niedrigem Pegel wird das Nutzsignal mit der Netzspannung von 5V einer Halteschaltung 540 zugeführt, die das Signal beispielsweise auf die Spannung OV stellt und einer Puffer/Treiber-Schaltung 550 zuführt. Die Puffer/Treiber-Schaltung erzeugt die notwendige Ausgangsleistung zur Erregung der Leuchtdiode 560, und sie liefert Signale für den Computer und die Unterbrechungsschaltung 570. Die Halteschaltung kann eine Schaltung des Typs 7474N der Firma Texas Instruments Incorporated, Dallas, Texas sein; die Puffer/Treiber-Schaltung kann eine Schaltung des Typs 74O7N der Firma Texas Instruments Incorporated, Dallas,which is connected to a buffer amplifier 520 with a gain factor of 1. The RF filter 510 filters out glitches and attenuates the response time of the voltage signal received by the data detector probes 414. The buffer amplifier 520 transforms the voltage signal from a high-resistance signal to a low-resistance signal. This buffer amplifier can be the TL 084N type manufactured by Texas Instruments Incorporated of Dallas, Texas. The low-resistance signal is fed to a level discriminator 530. The level discriminator 530 is a threshold value circuit which has the effect that the low-resistance signal is not recognized and is practically blocked if it does not reach a predetermined threshold voltage, for example 30 mV. However, if the low-resistance signal is above the threshold value, the output signal of the discriminator is set to the maximum voltage value, for example to the voltage of 5V present in the circuit of FIG. The level discriminator can be an LM339N circuit from Texas Instruments Incorporated, Dallas, Texas. After the distinction between interference signals with a low level, the useful signal with the mains voltage of 5V is fed to a holding circuit 540, which sets the signal to voltage OV, for example, and feeds it to a buffer / driver circuit 550. The buffer / driver circuit provides the output power necessary to energize the light emitting diode 560 and provides signals to the computer and interrupt circuit 570. The latch circuit can be a 7474N circuit made by Texas Instruments Incorporated of Dallas, Texas; the buffer / driver circuit can be a circuit of the type 74O7N from Texas Instruments Incorporated, Dallas,
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Texas sein. Das Signal aus der Halteschaltung wird, der Unterbrechungsschaltung 570 zugeführt, und es kann beispielsweise in Vierergruppen eingeteilt werden; ferner wird es einer Reihe von NOR-Gliedern 572 zugeführt,denen Negatoren 574 nachgeschaltet sind. Schließlich gelangt das Signal zu einer Reihe positiver ODER-Glieder Die NOR-Glieder 572, die auch als Puffer und Treiber wirkenden Negatoren 574 und die ODHl-Glieder können Schaltungen des Typs 75S26ON, 74O4N bzw. 7432N der Firma Texas Instruments Incorporated, Dallas, Texas sein. Wenn alle Daten-Detektor-Meßfühler 414 die Halbleiteroberfläche 418 berühren, wird der (nicht dargestellten) Überwachungs-und Auswertungsanordnung oder Minicomputeranordnung ein Ausgangsunterbrechungssignal zugeführt. Wenn jedoch eines der Eingangssignale der NOR-Glieder beispielsweise keinen hohen Signalwert annimmt, zeigt dies ah, daß mindestens einer der Daten-Detektor-Meßfühler'414 nicht mit der Halbleiteroberfläche 418 in Kontakt gekommen ist und daß der Ausfall eines Meßfühlers oder ein Randgustand vorhanden ist. Dieser Unterbrechungszustand kann die Überwachungs-und Auswertungsanordnung veranlassen, eine Transportbewegung hervorzurufen und mit dem Testen einer neuen Reihe integrierter Schaltungs-Chips zu beginnen. Wenn die Unterbrechungsbedingung auftritt, sendet der Minicomputer ein Rückstellsignal zur Halteschaltung 540 zurück, damit sie in ihren vorbestimmten Zustand als Vorbereitung für das Testen des nächsten Schaltungs-Chips rückgesetzt wird.Be texas. The signal from the hold circuit is applied to the interrupt circuit 570 and it can be divided into groups of four, for example; it is also fed to a number of NOR gates 572, to which Negators 574 are connected downstream. Eventually the signal goes to a number of positive OR gates The NOR gates 572, the inverters 574, which also act as buffers and drivers, and the ODHl gates can Circuits of the type 75S26ON, 74O4N or 7432N from Texas Instruments Incorporated, Dallas, Texas be. When all of the data detector probes 414 touch the semiconductor surface 418, the (not shown) Monitoring and evaluation arrangement or An output interrupt signal is supplied to the minicomputer arrangement. However, if one of the input signals of the NOR gates, for example, does not have a high signal value assumes this indicates that at least one of the data detector probes'414 is inconsistent with the semiconductor surface 418 has come into contact and that there is a sensor failure or an edge condition is. This interruption state can cause the monitoring and evaluation arrangement to causing a transport motion and testing a new array of integrated circuit chips to start. When the interrupt condition occurs, the minicomputer sends a reset signal return to hold circuit 540 to put it in its predetermined state in preparation for the testing of the next circuit chip is reset.
In Fig.6 ist im Zusammenhang mit den Figuren 4, 5 und 7A bis 7D eine mit mehreren Meßfühlern arbeitende Testanordnung 600 dargestellt. Eine Testanordnung wieIn Figure 6 is in connection with Figures 4, 5 and 7A through 7D show a test arrangement 600 operating with multiple sensors. A test setup like
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die von der Firma Electroglas Corp., Meno Park, Californien hergestellte und vertriebene und mit "Modell 1034X" bezeichnete Testanordnung wird mit einer Meßfühlerbaugruppe 610, wie sie in Fig.4 dargestellt ist, dazu benutzt, über mehrere Datenleitungen 612 Informationssignale zu einer Schnittstellenelektronik 614 zu liefern, die so ausgebildet sein kann, wie die 20-Kanal-Detektorschaltung 500 von Fig.5. Die Testanordnung 600 und die Schnittstellenelektronik 614 sind elektrisch mit einem Minicomputer verbunden, der beispielsweise der von der Firma Texas Instruments Incorporated, Dallas, Texas hergestellte Minicomputer des Typs TI960 sein kann. Die Testanordnung liefert zum Minicomputer 616 ein Freigabesignal 615 zur Auslösung der Testvorgänge für eine Halbleiterscheibe 418 und die Schnittstellenelektronik 614 liefert an den Minicomputer 616 ein Unterbrechungssignal 618 und Datensignale 620 zur Beurteilung des Kontakts zwischen den Daten-Detektor-Meßfühlern 414 und einer Halbleiterscheibe 418 in der Z-Richtung. Der Minicomputer 616 liefert dann ein Ruckste11signal 622 an die Kanäle der Schnittstellenelektronik 614, das die Halteschaltung 540 rücksetzt, wie im Zusammenhang mit Fig.5 erläutert wurde.those from Electroglas Corp., Meno Park, California The test assembly manufactured and sold and labeled "Model 1034X" includes a probe assembly 610, as shown in Fig. 4, is used to to deliver information signals to interface electronics 614 via a plurality of data lines 612, which can be designed like the 20-channel detector circuit 500 of FIG. The test arrangement 600 and the interface electronics 614 are electrically connected to a minicomputer, e.g. the TI960 minicomputer manufactured by Texas Instruments Incorporated of Dallas, Texas can be. The test arrangement supplies the minicomputer 616 with an enable signal 615 for triggering the test processes for a semiconductor wafer 418 and the interface electronics 614 supplies to the minicomputer 616 an interrupt signal 618 and data signals 620 for assessing the contact between the data detector probes 414 and a semiconductor wafer 418 in the Z direction. The minicomputer 616 delivers then a reset signal 622 to the channels of the interface electronics 614, which resets the hold circuit 540, as was explained in connection with FIG.
Es wird nun besonders auf die Figuren 6 und 7A bis 70 eingegangen. In den Figuren 7A bis 7D ist die Bewegung eines programmierbaren beweglichen Trägers 700 dargestellt, der eine Halbleiterscheibe 710 trägt und sich in Richtung der Z-Achse gegen mehrere Daten-Detektor-Meßfühlerspitzen 712 bewegt.Reference is now made in particular to FIGS. 6 and 7A to 70 received. The movement of a programmable movable carrier 700 is shown in FIGS. 7A to 7D, which carries a semiconductor wafer 710 and is in the direction of the Z-axis against a plurality of data detector probe tips 712 moves.
In einem Verfahren zur Anwendung des in Fig.6 dargestellten, mit mehreren Meßfühlern arbeitenden Testsystems werden die Daten-Detektor-MeßfühlerspitzenIn a method for applying the shown in Fig. 6, multi-probe test systems become the data detector probe tips
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zunächst so eingestellt, daß sie innerhalb eines Toleranzbereichs von beispielsweise 12,5 wm (0,5 mils) in der gleichen Ebene liegen. Die Überwachungs- und Auswertungsanordnung 600 macht von dem programmierbaren beweglichen Träger 700 Gebrauch, der eine Halbleiterscheibe 710 mit mehreren integrierten Schaltungs-Chips trägt.Der bewegliche Träger 700 bewagt sich in Richtung der Z-Achse gegen die Daten-Detektor-Meßfühlerspitzen 712, worauf die erste Meßfühlerspitze, die mit der Halbleiterscheibe 710 in Kontakt kommt, an die Schnittstellenelektronik 614, die gemäß den obigen Ausführungen eine Detektorschaltung gemäß Fig.5 sein kann, ein Spannungssignal aus dem für Krafteinwirkungen empfindlichen Material an dem Meßfühler, der mit der Halbleiterscheibe 710 in Kontakt kommt, liefert. Dieses Signal wird über die Datenleitung 620 zum Minicomputer 616 übertragen, der auf diese Weise darüber informiert wird, daß wenigstens eine Meßfühlerspitze in Kontakt gekommen ist, damit ein im Kontaktzeitpunkt laufender Taktgeber gestartet wird.Auf der Grundlage einer vorbestimmten Anzahl von im System vorhandenen Daten-Detektor-Meßfühlern und der im Computer abgespeicherten Anzahl überwacht der Minicomputer 616 die Anzahl der mit der Halbleiteroberfläche 710 in Kontakt kommenden Daten-Detektor-Meßfühler, bis alle Meßfühler mit der Oberfläche in Kontakt gekommen sind. Wenn jedoch ein Meßfühler ausfällt oder ein Randzustarid vorhanden ist,wird die vorbestimmte Anzahl von Meßfühlern nicht erreicht. Ein vorbestimmter Taktzyklusgrenzwert, der eine Entfernung repräsentiert,initially set so that they are within a tolerance range of, for example, 12.5 wm (0.5 mils) lie in the same plane. The monitoring and evaluation arrangement 600 makes the programmable one Movable carrier 700 uses a semiconductor wafer 710 with multiple integrated circuit chips The movable carrier 700 moves in the direction of the Z-axis against the data detector probe tips 712, whereupon the first probe tip, which is in contact with the semiconductor wafer 710 comes to the interface electronics 614, the in accordance with the above, a detector circuit according to FIG. 5 can be a voltage signal from the material sensitive to the effects of forces on the sensor, which is connected to the semiconductor wafer 710 in Contact comes, delivers. This signal is transmitted to the minicomputer 616 via the data line 620, who is informed in this way that at least one probe tip has come into contact is, so that a clock running at the time of contact is started. On the basis of a predetermined number of data detector probes present in the system and those stored in the computer Number monitors the minicomputer 616 the number of with the semiconductor surface 710 contact data detector probe until all probes come into contact with the surface are. However, if a sensor fails or an edge condition is present, the predetermined one becomes Number of sensors not reached. A predetermined clock cycle limit representing a distance
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2 9 O 3 51- 72 9 O 3 5 1 - 7
ist im Minicomputer gespeichert, damit ein Brechen der Meßfühlerspitzen auf Grund einer zu weit gehenden Bewegung verhindert wird. Wenn diese Anzahl überschritten wird, erzeugt der Minicomputer 616 ein Kennzeichen, das der Anordnung 600 signalisiert, den beweglichen Träger anzuhalten. Dieses Signal wird über die Datenleitung übertragen. Wenn die Anzahl der einen Kontakt herstellenden Meßfühler mit der vorbestimmten Anzahl von Meßfühlern, die in den Minicomputer 616 eingegeben worden ist, übereinstimmt, wird der Taktgeber nach Empfang eines die Kontaktbildung des letzten Meßfühlers anzeigenden Signals angehalten. Auf der Grundlage der Geschwindigkeit des beweglichen Trägers und der Anzahl von Taktzyklen zwischen der Kontaktbildung des ersten Meßfühlers mit der Halbleiterscheibe 710 und der Kontaktbildung des letzten Meßfühlers mit der Halbleiterscheibe 710 wird eine Berechnung durchgeführt, um festzustellen, ob der Abstand zwischen dem ersten und dem letzten Meßfühler, die einen Kontakt bilden, innerhalb annehmbarer Toleranzen im Vergleich zu einem Planstellungsgrenzbereich von etwa 12,5 um (0,5 mils) liegt. Die Überwachung der Planstellung wird ausgeführtem zu gewährleisten, daß sich kein Daten-Detektor-Meßfühler soweit in die Halbleiteroberfläche 710 eingräbt, daß die Meßfühlerspitze oder der Halbleiter-Chip beschädigt werden.was eine Maschinenausfallzeit und einen Produktionsverlust zur Folge hätte. Nach Empfang eines Signals, das anzeigt, daß die letzte Meßfühlerspitze mit der Halbleiterscheibe 710 in Kontakt gekommen ist, sendet der Minicomputer über die Datenleitung 626 ein Signal zur Anordnung 600, &s diese Anordnung anweist, denbeweglichen Träger um eine festgelegte Strecke zu bewegen, damit eine Zusatzbewegung der Meßfühlerspitzen in die Halbleiteroberfläche 710, d.h. einis stored in the minicomputer to prevent the probe tips from breaking due to excessive movement is prevented. If this number is exceeded, the minicomputer 616 generates a flag that signals the assembly 600 to stop the movable carrier. This signal is transmitted over the data line transfer. When the number of probes making contact with the predetermined number of probes, that has been input to the minicomputer 616 matches, the clock on receipt of a the contact of the last sensor indicating signal stopped. Based on the speed of the movable support and the number of clock cycles between contacting the first probe with the semiconductor wafer 710 and the contact formation of the A calculation is made to determine whether the last probe with wafer 710 is present Distance between the first and last sensors making contact within acceptable tolerances compared to a planning margin of about 12.5 µm (0.5 mils). Monitoring of the planning is carried out to ensure that no data detector probe is so far into the semiconductor surface 710 digs in that the probe tip or the semiconductor chip will be damaged, which is a machine downtime and would result in a loss of production. After receiving a signal indicating that the last If the probe tip has come into contact with the semiconductor wafer 710, the minicomputer transmits via the data line 626 a signal to the arrangement 600, & s this arrangement instructs the movable carrier by a specified To move distance so that an additional movement of the probe tips into the semiconductor surface 710, i.e. a
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29035^729035 ^ 7
Einritzen der Meßfühlerspitzen durch die Oxidschicht auf der Halbleiteroberfläche 710 zur Erzielung eines guten elektrischen Kontakts erreicht wird. Diese Zusatzbewegungsstrecke ist einstellbar; sie kann in der Größenordnung von 50 bis 125 um (2 bis 5 mils ) liegen. Das Erkennen der zwischen dem Berühren der Halbleiterscheibe 710 durch den ersten Meßfühler und dem Berühren der Halbleiterscheibe 710 durch den letzten Meßfühler verstrichenen Zeit ermöglicht die Überwachung der Planstellung der Daten-Detektor-Meßfühlerspitzen und die Kontrolle der Zusatzbewegung der Meßfühlerspitzen in die Halbleiteroberfläche 710. Nach Beendigung des laufenden Tests und vor dem Starten des nächsten Tests liefert der Minicomputer 616 an die Schnittstellenelektronik 614 ein Rückstellsignal, damit die Halteschaltung zur Vorbereitung auf den nächsten Test von integrierten. Schaltungen rückgesetzt wird. Außerdem werden an die integrierten Schaltungen der Halbleiterscheibe über die Daten-Detektor-Meßfühler Testsignale geliefert, damit festgestellt wird, ob die integrierten Schaltungs-Chips betriebsfähig sind. Alle Informationen bezüglich eines Meßfühlerausfalls, ein Randzustand oder des Teststatus werden schließlich einem als Benutzerschnittstelle dienenden Drucker 628 zugeführt. Der Drucker kann beispielsweise der Drucker des Typs 700 der Firma Texas Instruments Incorporated, Dallas, Texas sein.Scoring the probe tips through the oxide layer on the semiconductor surface 710 to achieve a good electrical contact is achieved. This additional movement distance is adjustable; she can in the On the order of 50 to 125 µm (2 to 5 mils). The detection of the between the touching of the semiconductor wafer 710 by the first probe and the touching of the wafer 710 by the last probe enables the tracking to be monitored of the data detector probe tips and the control of the additional movement of the probe tips into the Semiconductor surface 710. After completion of the current test and before starting the next test, supplies the minicomputer 616 to the interface electronics 614 a reset signal to enable the hold circuit to prepare for the next test of the integrated. Circuits is reset. In addition, the integrated circuits of the semiconductor wafer are over The data detector probe provided test signals to determine if the integrated circuit chips are operational. Any information regarding a probe failure, an edge condition, or the Finally, test statuses are fed to a printer 628 serving as a user interface. Of the Printer can be, for example, the type 700 printer from Texas Instruments Incorporated, Dallas, Be texas.
Die Erfindung ist hier im Zusammenhang mit speziellen Ausführungsbeispielen beschrieben worden, doch ist für den Fachmann erkennbar, daß im Rahmen der Erfindung ohne weiteres Abwandlungen und Änderungen möglich sind.The invention has been described here in connection with specific embodiments, but is for those skilled in the art will recognize that modifications and changes are readily possible within the scope of the invention.
909831/0860 lcDcrTFD 909831/0860 lcDcrTFD
ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED
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Claims (24)
13500 North Central Expressway
Dallas, Texas, 75222, V.St.A.TEXAS INSTRUMENTS INCORPORATED
13500 North Central Expressway
Dallas, Texas, 75222, V.St.A.
empfindliche Material angeschlossen sind und Daten
liefern, die den Kontakt zwischen der Meßfühlerspitze
und der integrierten Schaltung kennzeichnen.8. Sensor according to claim 1, characterized by connecting conductors which are attached to the for the action of force
sensitive material are connected and data
provide the contact between the probe tip
and the integrated circuit.
Baugruppen enthält:of microcircuits, characterized by a movable holding device for mounting a semiconductor wafer on which a plurality of integrated circuits are formed, a printed circuit board attached in parallel at a distance from the movable holding device, several data sensors connected to the printed circuit board for testing the integrated circuits, one on the printed circuit board between the data probes mounted detector probe, the following
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