WO2001036985A1 - Messstation für integrierte schaltkreise auf wafern oder andere elektronische bauelemente sowie bausatz zum zusammenbau derartiger messstationen - Google Patents

Messstation für integrierte schaltkreise auf wafern oder andere elektronische bauelemente sowie bausatz zum zusammenbau derartiger messstationen Download PDF

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WO2001036985A1
WO2001036985A1 PCT/EP1999/008788 EP9908788W WO0136985A1 WO 2001036985 A1 WO2001036985 A1 WO 2001036985A1 EP 9908788 W EP9908788 W EP 9908788W WO 0136985 A1 WO0136985 A1 WO 0136985A1
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measuring
probe
measuring station
station according
shielding
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Vitus Leinthaler
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Connexion Rosenberger Gmbh
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/18—Screening arrangements against electric or magnetic fields, e.g. against earth's field
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2851—Testing of integrated circuits [IC]
    • G01R31/2886—Features relating to contacting the IC under test, e.g. probe heads; chucks
    • G01R31/2887—Features relating to contacting the IC under test, e.g. probe heads; chucks involving moving the probe head or the IC under test; docking stations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G01R1/073—Multiple probes
    • G01R1/07392—Multiple probes manipulating each probe element or tip individually

Definitions

  • Measuring station for integrated circuits on wafers or other electronic components and kit for assembling such measuring stations
  • the present invention relates to a measuring or testing station for integrated circuits on afer or for other electronic components, e.g. Microchips, electronic parts and components for such parts.
  • at least one positionable clamping device is provided for receiving an arm whose integrated circuits are to be tested, or another electronic component; furthermore at least one probe holder for holding and positioning a measuring probe and a compact shielding housing.
  • the invention also relates to a kit for assembling such measuring or testing stations.
  • Measuring stations for afer are generally known in the prior art.
  • the shielding of such measuring stations from environmental influences, which undesirably influence the measuring results, represents a particular problem. This applies above all to measurements of high-frequency signals or of the smallest currents or voltages in integrated circuits.
  • environmental influences such as electrical or electromagnetic interference (EMI)
  • EMI electrical or electromagnetic interference
  • moisture for example in the case of low-temperature measurements, sound, light, etc.
  • EMI electrical or electromagnetic interference
  • the shield housing is built relatively small and compact around the wafer chucking device, both the probe manipulators and the positioning device of the wafer chucking device being guided through the shielding casing from the outside.
  • complex sealants are required in order to ensure the tightness of the shield during relative movements between these components and the shield housing.
  • the shield is a component of a triaxial structure, together with a two-part wafer clamping device.
  • the Ableungsgeh use is also divided into two, with an upper housing part, which essentially only surrounds the probe manipulators, but not the wafer chuck, and a lower housing part, which although the wafer Clamping device encloses, but not the associated positioning device, so that here too expensive sealing means are necessary to carry out the moving parts of the positioning device.
  • the present invention aims to provide a measuring station for performing highly precise measurements, the shielding of which without the need e.g. complex sealing measures is compact and can be flexibly adapted to various measurement applications.
  • the invention then provides a measuring station for integrated circuits on wafers or other electronic components, with: a positionable clamping device for receiving a wafer or another electronic component; at least one probe holder, e.g. of the type of a remotely controllable probe manipulator or probe card, for holding and positioning a measuring probe; and a shielding housing which completely surrounds the clamping device and the at least one probe holder together with the measuring probe, the shielding housing being designed as part of the machine control of the measuring station, with a lower housing chamber (machine room) which contains the positioning device of the clamping device and the control and power electronics of the measuring station, and one or more overlying upper housing chambers (measuring space), which encloses / encloses the clamping device and at least one of the probe holders.
  • a positionable clamping device for receiving a wafer or another electronic component
  • at least one probe holder e.g. of the type of a remotely controllable probe manipulator or probe card, for holding and positioning a measuring
  • the shielding concept according to the invention it has been possible to meet the apparently conflicting requirements of a wafer measuring station, which is simple on the one hand, but also compact, on the other hand, according to the prior art mentioned above.
  • the shielding is integrated in the machine frame of the measuring station, ie parts of the shielding simultaneously act as a mesh frame, and vice versa, which makes the mechanical structure overall simple and compact, also with regard to the assembly and disassembly of the measuring station.
  • the subdivision of the shielding housing into a "machine room” and a “measuring room” guarantees that only the measuring subjects, namely the probe holder including probes, and the measuring object, for example a wafer, but otherwise no disturbing components, are in the measuring room - high-quality screening in the measuring room.
  • only the housing chamber forming the measuring space needs to be designed in such a way that it is shielded for specific applications against interference of a selected type, for example against EMI, moisture, sound waves, gases, light or the like.
  • the lower housing chamber (machine room) can be provided with a simpler and therefore less expensive cladding, which significantly reduces the overall production costs of the measuring station.
  • the shielding housing is preferably of modular construction, the housing chambers each being divided into a plurality of side wall, ceiling and / or base parts which are detachably connected to one another. Due to the modular design, the type of shielding measures can be specified for the specific application and, if necessary, changed without great effort, for example by B. the side parts of the upper shielding chamber (measuring room) can be replaced by a different type of shielding. Likewise, the side panels can be manufactured inexpensively according to customer requirements and, if necessary. be exchanged to e.g. B. to enable different types of cable plug configurations.
  • the measuring station according to the invention is essentially identical for a large range of applications, eg low-voltage DC, high-speed digital, microwave measurements, optical applications or the like, can be used.
  • the housing chamber forming the measuring space is essentially empty and therefore offers sufficient space for the desired number of probe holders. Due to the modular structure of the shield, there is no need to change or adapt the structure of the measuring probe after a possible re-configuration of the shielding type of the measuring station.
  • the shielding housing is constructed from a base plate, one or more intermediate plates and a cover plate, which are connected to one another by means of support elements to form a multi-storey arrangement, one or more of the intermediate plates and the cover plate being designed as a probe holder plate / s.
  • the arrangement is also so flexible that the shielding housing can be dismantled down to a single housing chamber, namely the measuring room, and can only be used in open operation with a single probe holder plate. All of these variants ultimately go back to the modular concept of the shielding of the measuring station according to the invention.
  • measuring stations of the type mentioned at the outset have an integrated observation device, for example a microscope, through which the adjustment and adjustment process of the probe holder can be monitored.
  • observation devices are mostly rigidly connected to the frame of the measuring station and can be moved in the vertical direction.
  • the cover plate of the upper housing chamber has an opening for an observation device, preferably one that communicates with a computer CCD camera, provided, wherein the observation device is articulated on the outside of the cover plate, such that it can be pivoted from the plane of the cover plate from a measuring position m to a rest position.
  • the observation device of the rest position is preferably held by a locking or spring means, in particular a gas pressure spring.
  • Such an arrangement of the observation device is particularly simple to use and releases the wafer clamping device for any loading or unloading processes in an extremely short time.
  • the observation device of the measuring position is preferably supported on one or more support legs on the surface of the cover plate, the support legs being equipped with leveling screws. In this way, the measurement accuracy debilitating 11 tuning fork effect "is avoided, which is observed in known suspensions of observation devices.
  • the measures provided for leveling screws on the supporting legs of the observation device make it possible to adjust the position of the observer relative to the wafer chuck exactly.
  • a further housing part is preferably provided around the opening of the cover plate and at least partially around the observation device immersing the opening, which is detachably fastened to the observation device. This largely prevents any shielding losses in the area of the observation window. Due to the attachment of the further housing part with the observation device, the shield housing is automatically opened to its quiescent position and made accessible for the removal of the wafer after the measurement has ended by pivoting the microscope.
  • a movable sealing means for shielding the tube of the observation device from the further housing part is preferably integrated in the observation device.
  • a basic structure consisting of a single-storey or multi-storey frame with one or more probe holder plates and at least one positionable clamping device for receiving a wafer or another electronic component;
  • probe holders of different types, e.g. hand operated or remote controlled single probe manipulators or probe cards;
  • these modules are designed to be used to assemble a measuring station for different measuring applications, e.g. in terms of shielding type, measuring type and number of measuring points, can be used.
  • a measuring station for a wide variety of applications can be installed easily and relatively quickly, with the advantage of a cheaper product.
  • FIG. 1 shows a lateral cross section through a measuring station according to the invention with a CCD camera of the measuring position;
  • FIG. 2 is a perspective view of the measuring station
  • FIG. 1 shows a sectional view of the measuring station according to the invention from FIG. 1 from the front with a two-tier manipulator arrangement (without a CCD).
  • FIG. 4 is a perspective view of the measuring station according to FIG. 2 with the shielding covering installed
  • top, bottom, front and back refer to a wafer measuring station with a vertical working position.
  • corresponding components in the different figures are identified with the same reference numerals.
  • the machine frame of the measuring station 10 consists of a base plate 12 on which a first probe holder plate 16 is supported via first support elements 14; a second probe holder plate 20 is held at a distance from this via second support elements 18.
  • the first support elements 14 on the front of the measuring station 10 are column-like, the support elements 18, however, are essentially triangular wall sections. On the back, the support elements 14 and 18 have the form of strips.
  • All support elements 14 and 18 are each vertically detachably screwed to the base plate 12 or to the first and second probe holder plates 16, 20. Furthermore, the base plate 12 has three column-like feet 21 on the underside, namely one essentially central rear foot and two front feet 21 offset and adjustable to the sides.
  • a positioning device 24 with a clamping device 26 arranged thereon for receiving a wafer to be tested is connected to the base plate 12 via an intermediate plate 22.
  • the positioning device 24 comprises an X / Y cross table 28 for moving the wafer clamping device 26 in the X / Y main axis directions, a Z lifting unit 29 for vertically displacing the clamping device 26 and a rotation mechanism 30a coupled to it.
  • the X / Y / Z mechanisms of the positioning device 24 are driven, for example, with piezowander shaft stepper motors.
  • a wafer (not shown here), e.g. B. an 8-inch wafer that is sucked via compressed air to the surface of the jig 26, as is known in the art.
  • the measuring station 10 is suitable for any type of wafer clamping device (so-called chucks) or clamping devices for other electronic components, such as RF low-leakage current, triaxial or temperature-controlled clamping devices.
  • the measuring station 10 has an adapter 30b releasably coupled to the rotary drive 30a for receiving different types of clamping devices 26.
  • the stamp of the Z lifting unit 29 projects through an opening 32 in the first probe holder plate 16 into the upper chamber of the measuring station 10.
  • a shield-specific seal is provided between the Z lifting unit 29 and the first probe holder plate 16.
  • This can be used for hermetic shielding e.g. B. be an elastic rubber seal or for an EMI shielding - as indicated in Fig. 1 - formed by a plurality of sliding plates 34 seal.
  • the positioning device 24 of the wafer clamping device 26 is adjustable within the opening 32 while maintaining the shielding or seal in the X / Y / Z direction.
  • two probe manipulators 36 are exemplarily arranged on the first probe holder plate 16, each of which has a measuring probe 37 which protrudes to the surface of the wafer to be tested and is in contact with the measuring contacts of the integrated circuits on the wafer via a probe tip is feasible.
  • the probe manipulators 36 are positioned with the aid of stop strips 38, which are arranged around the opening 32 of the probe holder plate 16, and are sucked on the probe holder plate 16 in a manner known per se via compressed air lines (not shown).
  • the two probe manipulators 36 shown are only exemplary; Since the upper chamber of the measuring station 10 is essentially empty, 4, 6, 8 or more probe manipulators 36 m can be attached around the wafer chuck 26 in a substantially radial arrangement. As will be explained in more detail in FIG. 2, there is also the possibility of arranging additional probe manipulators 36 on the second probe holder plate 20 (two-tier arrangement).
  • any type of probe amp whether automatically or manually adjustable, can be used.
  • denmanipulatoren 36 which via a (not illustrated) external computer unit is reliable also adjustable in the closed state of the measuring station 10, without that the measuring structure will be altered or should open.
  • the probe manipulators 36 preferably each have an integrated battery-operated measuring amplifier, so that the loss due to the transmission of unamplified signals is minimized.
  • a CCD camera 40 is provided for observing the surface of the wafer, which is pivotably connected to the upper side of the upper probe holder plate 20 via a hinged joint 42.
  • the CCD camera 40 consists of a CCD unit 44 and an adjoining camera tube 45, which protrudes over a plurality of optical units, which are not specified in more detail, through an essentially semicircular opening 46 in the upper probe holder plate 20 to the surface of the wafer to be tested.
  • the CCD camera 40 also has an X / Y actuator 50 and a Z lifting mechanism 51 for adjusting the camera 40 m from the desired position relative to the wafer surface.
  • the entire camera structure is carried by a camera table 52 which is rigidly connected to the folding joint 42.
  • the CCD camera 40 can be swiveled up from a measuring position, in which the camera table 52 is aligned essentially parallel to the wafer surface, in a rest position, which the camera table 52 forms an angle between 30 and 50 degrees from one on the folding joint 42 attached gas pressure spring 43 is held.
  • the camera table 52 In the measuring position, the camera table 52, and thus the entire CCD camera 40, is supported on the upper side of the upper probe holder plate 20 by three camera legs 54, ie two front legs offset laterally with respect to the camera tube 45 and an absolutely central rear Bern ,
  • To stabilize the tips of the camera legs 54 m correspondingly shaped recesses 56 are placed in the surface of the upper probe holder plate 20.
  • the camera legs 54 each have leveling screws 57.
  • the frame according to the invention with the camera table 52 and the folding joint 42 is fundamentally suitable for any type of observation device, eg. B. also for em simple microscope, or for the inclusion of additional modules, for. B. emer laser unit for evaporating layers on the wafer surface. All of these arrangements have in common that the "tuning fork effect" which occurs in the prior art is avoided due to the three-berlin mounting according to the invention.
  • the measuring station 10 has a compact and essentially closed housing which - with the exception of the CCD camera 40 and an external device (not shown).
  • NEN computer - encloses all essential components of the station 10 for shielding against possible external interference.
  • the shield housing consists of two chambers, a lower housing chamber 60, which is delimited by the base plate 12, side walls 13 and the first probe holder plate 16, and an upper housing chamber 61, which is delimited by the first probe holder plate 16, side walls 17 and the second probe holder plate 20 becomes.
  • the lower housing chamber 60 houses the so-called "machine room", the positioning device 24 for the wafer clamping device 26 and the control and line electronics, which is again EMI-shielded in a cage-like embouching part 64 (see FIG. 2).
  • the actual “measuring space” is formed by the upper housing chamber 61, in which only the probe manipulators 36 and the wafer clamping device 26 are located. This means that any interference caused by the interference fields generated by the drives and electronics is largely eliminated.
  • the passage opening 32 of the first probe holder plate 16 is closed by the above-mentioned seal 34, which is selected in accordance with the shielding criteria in the upper housing chamber 61.
  • To close the opening 46 of the second probe holder plate 20 there is a housing cover 66 (shown in FIG.
  • components of the machine control such as the base plate 12 and the first and second probe holder plates 16, 20, are accordingly at the same time used for shielding against interference, together with a wall covering selected according to the type of shielding required.
  • the present two-chamber concept has the advantage that the measuring and machine room can be configured independently of each other in a shield-specific manner and also with a view to an inexpensive overall solution.
  • the modular structure of the machine control and the wall cladding make it possible to select different types of shielding for the same basic structure of the measuring station and, if necessary, to change these quickly and easily, as will be explained in connection with FIG. 2.
  • FIG. 2 shows a perspective view of the measuring station 10 according to FIG. 1 with the wall covering closed.
  • the two-story structure with the lower housing chamber 60 and the upper housing chamber 61 is also clearly visible from the outside.
  • the wall cladding is also divided into upper side walls 17 and lower side walls 13, which in turn consist of several parts detachably connected to the other housing sections. In this way, it is possible to select the shield type of the upper and lower housing chambers 60, 61 independently of one another and, if necessary, to change them.
  • the side walls 13 of the lower housing chamber 60 are in the simplest case, for. B. made of sheet steel, which correspond to the CE standard.
  • the E slide cage 64 is designed as a sheet metal cage.
  • the required control and power circuit boards are inserted into the sheet metal cage from the outside. All cables laid in the lower housing chamber 60 are of course shielded, so that the lower housing chamber (machine room) is preferably at least EMI-safe.
  • the upper housing chamber 61 that is to say the actual measuring space, can also be shielded from specific influences in an application-specific manner by targeted selection of the materials of the probe holder plates 16 and 20 and the side cladding 17.
  • the probe holder plates 16 and 20 are made of aluminum and have a conductive one Layer coated.
  • the parts of the side walls 17 can, for. B. also be made of aluminum or stainless steel to ensure high quality EMI shielding.
  • the housing cover 66 is also made of coated aluminum.
  • the entire shielding housing is preferably grounded.
  • FIG. 3 shows a further variant of the measuring station 10 according to the invention from FIG. 1, which uses the modular design.
  • a further probe amplifier 36 is arranged on the upper probe holder plate 20, the measuring probe of which protrudes through the opening 46 to the surface of the wafer to be tested.
  • the second probe holder plate 20 the number of probe manipulators 36 that can be positioned can again be significantly increased.
  • the measuring station 10 according to FIG. 3 can be operated both open and closed. In the open state, the CCD camera 10 can be completely removed or simply adjusted to the rest position via the folding joint 42.
  • FIG. 4 shows a perspective view of the measuring arrangement shown in FIG. 3 with the upper housing chamber 61 open at the side for better illustration.
  • the statements in connection with FIG. 3 apply analogously to FIG. 4.

Abstract

Danach schafft die Erfindung eine Meßstation für integrierte Schaltkreise auf Wafern oder andere elektronische Bauelemente, mit: einer positionierbaren Aufspannvorrichtung (26) zur Aufnahme eines Wafers oder eines anderen elektronischen Bauelements; mindestens einem Sondenmanipulator (36) zum Halten und Positionieren einer Meßsonde; einem Abschirmungsgehäuse, welches die Aufspannvorrichtung (26) und den mindestens einen Sondenmanipulator (36) samt Meßsonde vollständig umgibt, wobei das Abschirmungsgehäuse als Teil des Maschinengestells der Meßstation ausgebildet ist, mit einer unteren Gehäusekammer (Maschinenraum), welche die Positioniereinrichtung der Aufspannvorrichtung (26) und die Steuerungs- und Leistungselektronik der Meßstation vollständig umschließt, und einer oder mehreren darüberliegenden oberen Gehäusekammern (Meßraum), welche die Aufspannvorrichtung (26) und mindestens einen der Sondenmanipulatoren (36) umschliessen.

Description

Titel : Meßstation für integrierte Schaltkreise auf Wa- fern oder andere elektronische Bauelemente sowie Bausatz zum Zusammenbau derartiger Meßstationen
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Meß- bzw. Prüf- station für integrierte Schaltkreise auf afern oder für andere elektronische Bauelemente, z.B. Mikrochips , elektronische Bauteile und Komponenten für derartige Bautei- le. Hierbei ist mindestens eine positionierbare Aufspann- vorπchtung zur Aufnahme eines afers, dessen integrierte Schaltkreise getestet werden sollen, oder eines anderen elektronischen Bauelements vorgesehen; desweiteren mindestens ein Sondenhalter zum Halten und Positionieren einer Meßsonde sowie ein kompaktes Abschirmungsgehause. Die Erfindung betrifft auch einen Bausatz zum Zusammenbau derartiger Meß- bzw. PrüfStationen.
Meßstationen für afer sind im Stand der Technik allge- mein bekann . Ein besonderes Problem stellt die Abschirmung von derartigen Meßstationen gegenüber Umwelteinflüssen dar, welche die Meßergebnisse unerwünscht beeinflussen. Dies gilt vor allem für Messungen von Hochfrequenzsignalen oder von kleinsten Strömen oder Spannungen m integrierten Schaltungen. Zur Vermeidung von Umgebungseinflüssen, wie etwa elektrische oder elektromagnetischen Interferenzen (EMI), Feuchtigkeit z.B. bei Niedrigtemperaturmessungen, Schall, Licht, etc., sind bereits eine Vielzahl von Maßnahmen vorgeschlagen worden, die jedoch allesamt Nachteile aufweisen: So werden auf dem Markt beispielsweise große Abschirmungsgehäuse (sog. "dark- box") angeboten, m welchem die gesamte Wafer-Meßstation untergebracht werden kann. Nachteilig bei einer derartigen Abschirmungsvariante ist vor allem der große Platzbedarf, die großen Mengen an z.B. erforderlichem Spülgas und die damit einhergehenden langen Lade- und Entladezei- ten vor und nach den einzelnen Messungen.
Aus dem Artikel von YOUSUKE YAAMOTO mit dem Titel "A com- pact Seif-Shieldmg Prober for Accurate Measurement of On- afer Electron Devices", aus IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol. 38, Nr. 6, Dezember '89, S. 1088-1093, ist im Vergleich dazu eine kompaktere Abschirmung einer Wafer-Meßstation bekann . Die Abschirmung umschließt dabei lediglich die Oberfläche der Wafer- Aufspannvorrichtung und die Sondenspitzen. Nachteilig bei dieser Anordnung ist allerdings, daß eine etwaige elektromagnetische oder hermetische Abschirmung bei Relativbewegungen zwischen der Wafer-Aufspannemrichtung und den Sondenspitzen nicht erhalten bleibt. Eine Weiterbildung dieses Abschirmungskonzeptes ist m der EP 0 573 183 AI offenbart. Auch hier ist das Abschirmungsgehause relativ klein und kompakt um die Wafer-Aufspannvorrichtung herumgebaut, wobei sowohl die Sondenmanipulatoren als auch die Positioniereinrichtung der Wafer-Aufspannvorrichtung von außen durch das Abschirmungsgehause hindurch geführt sind. Um aber auch Dichtigkeit der Abschirmung bei Relativbewegungen zwischen diesen Bauteilen und dem Abschirmungsgehäuse zu gewährleisten, sind aufwendige Dichtungsmittel erforderlich.
Aus der DE 196 38 816 AI ist eine Meßstation für Halbleiteranordnungen der einleitend genannten Art bekannt. Die Abschirmung ist dabei eine Komponente eines triaxialen Aufbaus , zusammen mit einer zweiteilig ausgeführten Wa- fer-Aufspannvorrichtung . Das Abschirmungsgeh use ist ebenfalls zweigeteilt, mit einem oberen Gehäuseteil, welches im wesentlichen nur die Sondenmanipulatoren umgibt, nicht jedoch die Wafer-Aufspannvorrichtung, und einem unteren Gehäuseteil, welches zwar die Wafer- Aufspannvorrichtung umschließt, allerdings nicht die zugehörige Positioniereinrichtung, so daß auch hier aufwendige Dichtungsmittel zum Durchführen der beweglichen Teile der Positioniereinrichtung notwendig sind.
Die vorliegende Erfindung zielt demgegenüber darauf ab, eine Meßstation zum Durchführen von hochprazisen Messungen bereitzustellen, deren Abschirmung ohne die Notwendigkeit z.B. aufwendiger Dichtungsmaßnahmen kompakt ist und flexibel an verschiedene Meßanwendungen anpaßbar ist .
Dieses Ziel erreicht die Erfindung durch die Gegenstande der Ansprüche 1 und 15. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den abhangigen Ansprüchen beschrieben.
Danach schafft die Erfindung eine Meßstation für integrierte Schaltkreise auf Wafern oder andere elektronische Bauelemente, mit: einer positionierbaren Aufspannvorrichtung zur Aufnahme eines Wafers oder eines anderen elek- tronischen Bauelements; mindestens einem Sondenhalter, z.B. vom Typ eines fernsteuerbaren Sondenmanipulators oder einer Sondenkarte, zum Halten und Positionieren einer Meßsonde; und einem Abschirmungsgeh use, welches die Aufspannvorrichtung und den mindestens einen Sondenhalter samt Meßsonde vollständig umgibt, wobei das Abschirmungsgehäuse als Teil des MaschmengesteUs der Meßstation ausgebildet ist, mit einer unteren Gehäusekammer (Maschinenraum) , welche die Positioniereinrichtung der Aufspannvorrichtung und die Steuerungs- und Leistungse- lektronik der Meßstation umschließt, und einer oder mehreren darüberllegenden obere Gehäusekammern (Meßraum) , welche die Aufspannvorrichtung und mindestens einen der Sondenhalter umschliesst/umschliessen .
Mit dem erfindungsgemäßen Abschirmungskonzept ist es ge- lungen, die nach dem einleitend genannten Stand der Technik anscheinend gegensätzlichen Anforderungen an eine einerseits einfache, andererseits aber auch kompakte Abschirmung einer Wafer-Meßstation zu vereinbaren. Zum ei- nen liegt dies daran, daß die Abschirmung im Maschinengestell der Meßstation integriert ist, d. h. Teile der Abschirmung gleichzeitig als Maschmengestell fungieren, und umgekehrt, was den mechanischen Aufbau insgesamt em- fach und kompakter macht, auch bezüglich der Montage bzw. Demontage der Meßstation. Ferner ist damit eine uneingeschränkte Beweglichkeit der z.B. Sondenmanipulatoren sowie der Positioniereinrichtung für die Aufspannvorrichtung von vorn herein gegeben. Zum anderen garantiert die Unterteilung des Abschirmungsgehäuses in einen "Maschinenraum" und einen "Meßraum" , wobei sich im Meßraum lediglich die Meßsubjekte, nämlich die Sondenhalter samt Sonden, und das Meßobjekt, z.B. ein Wafer, im übrigen aber keine störenden Komponenten befinden, eine qua- litativ hochwertige Abschirmung im Meßraum. Desweiteren braucht deswegen auch nur die den Meßraum bildende Gehäusekammer so ausgebildet werden, daß sie anwendungsspezifisch gegen Störeinflüsse einer ausgewählten Art, z.B. gegenüber EMI, Feuchtigkeit, Schallwellen, Gasen, Licht oder dergleichen, geschirmt ist. Die untere Gehäusekammer (Maschinenraum) kann dafür mit einer einfacheren und damit kostengünstigeren Verkleidung versehen sein, was die Produktionskosten der Meßstation insgesamt deutlich verringert .
Bevorzugt ist das Abschirmungsgehäuse modular aufgebaut, wobei die Gehäusekammern jeweils mehrere Seitenwand-, Decken- und/oder Bodenteile unterteilt sind, die lösbar miteinander verbunden sind. Aufgrund der modularen Bauweise kann die Art der Abschirmungsmaßnahmen auf den e- weiligen Anwendungsf ll spezifiziert und ggf. ohne großen Aufwand geändert werden, indem z. B. die Seitenteile der oberen Abschirmungskammer (Meßraum) durch einen andersartigen Abschirmungstyp ersetzt werden. Genauso können die Seitenteile kostengünstig nach Kundenwunsch gefertigt und ggf . ausgetauscht werden, um z. B. verschiedenartige Kabelsteckkonfigurationen zu ermöglichen. Somit ist die erfindungsgemäße Meßstation bei im wesentlichen identischem Grundaufbau für einen großen Bereich von Anwendungen, z.B. Niedπgstrom-DC, Hochgeschwmdigkeitsdigital- , Mikrowellenmessungen, optische Anwendungen oder dergleichen, einsetzbar. Wie oben erwähnt, ist die den Meßraum bildende Gehäusekammer im wesentlichen leer und bietet daher ausreichend Platz für die gewünschte Anzahl von Sondenhalter. Aufgrund der modularen StruKtur der Abschirmung besteht nach einer etwaigen Umkonflguration des Abschirmungstyps der Meßstation kein Bedarf menr, im übrigen den Aufbau der Meßsonde zu verhändern bzw. anzupas- sen.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführung ist das Abschirmungsgehause aus einer Bodenplatte, einer oder mehreren Zwischenplatten und einer Deckplatte aufgebaut, die über Stutzelemente zu einer mehrstockigen Anordnung mit- einander verbunden sind, wobei eine oder mehrere der Zwischenplatten und die Deckplatte als Sondenhalterplatte/n ausgebildet sind. Bei einer mehrstöckigen, vorzugsweise zweistöckigen, Anordnung, kann d e Anzahl der verwendeten Sondenhalter nahezu beliebig erhöht werden. Andererseits ist die Anordnung auch so flexibel, daß das Abschirmungsgehäuse bis zu einer einzigen Gehäusekammer, nämlich dem Meßraum, abgebaut werden und nur mit einer einzigen Son- denhalterplatte im offenen Betrieb genutzt werden kann. All diese Varianten gehen letztlich auf das modulare Kon- zept der erfmdungsgemaßen Abschirmung der Meßstation zurück.
In der Regel weisen Meßstationen der eingangs genannten Art eine integrierte Beobachtungsvorrichtung auf, z.B. ein Mikroskop, durch welches der Einstell- und Justier- Vorgang der Sondenhalter überwacht werden kann. Bei bekannten Meßstationen sind derartige Beobachtungsvorrichtungen meistens starr mit dem Gestell der Meßstation verbunden und m vertikaler Richtung verfahrbar. Gemäß einer erfindungsgemäßen Variante ist im Falle einer zweistöcki- gen Gehäuseanordnung die Deckplatte der oberen Gehäuse- kammer mit einer Öffnung für eine Beobachtungsvorrichtung, bevorzugt eine mit einem Rechner kommunizierende CCD-Kamera, versehen, wobei die Beobachtungsvorrichtung an der Außenseite der Deckplatte gelenkig gelagert ist, derart, daß sie aus der Ebene der Deckplatte von einer Meßposition m eine Ruheposition schwenkbar ist. Bevor- zugt wird die Beobachtungsvorrichtung der Ruheposition durch ein Sperr- oder Federmittel, insbesondere eine Gasdruckfeder, gehalten. Eine solche Anordnung der Beobachtungsvorrichtung ist besonders einfach zu bedienen und gibt die Wafer-Aufspannvorrichtung für etwaige Lade- bzw. Entladevorgänge m extrem kurzer Zeit frei .
Bevorzugt ist die Beobachtungsvorrichtung der Meßposi- tion auf einem oder mehreren Stützbeinen auf der Oberflache der Deckplatte abgestützt, wobei die Stützbeine mit Nivellierschrauben ausgestattet sind. Auf diese Weise wird der die Meßgenauigkeit stark beeinträchtigende 11 Stimmgabel -Effekt " vermieden, der bei bekannten Aufhängungen von Beobachtungsvorrichtungen beobachtet wird. Die vorgesehenen Nivellierschrauben an den Stützbeinen der Beobachtungsvorrichtung machen es möglich, die Lage der Beobachtungsvorrichtung relativ zur Wafer-Aufspannvorrichtung exakt einzustellen.
Um die Abschirmung im Bereich der Beobachtungsvorrichtung zu optimieren, ist bevorzugt um die Öffnung der Deckplatte herum und zumindest teilweise um die die Öffnung eintauchende Beobachtungsvorrichtung herum ein weiteres Gehäuseteil vorgesehen, welches an der Beobachtungsvorrichtung abnehmbar befestigt ist. Hierdurch werden etwaige Abschirmungsverluste im Bereich des Beobachtungsfensters weitgehend verhindert. Aufgrund der Befestigung des weiteren Gehäuseteils mit der Beobachtungsvorrichtung wird das Abschirmungsgehäuse nach Beendigung der Messung mit dem Schwenken des Mikroskops seine Ruheposition gewissermaßen automatisch geöffnet und für die Entnahme des Wafers zugänglich gemacht. Zusätzlich ist bevorzugt in der Beobachtungseinrichtung ein bewegliches Dichtungsmittel zur Abschirmung des Tubus der Beobachtungsvorrichtung gegenüber dem weiteren Gehäuseteil integriert. Der vorstehend beschriebene Gedanke der modularen Abschirmung läßt sich vorteilhaft auch auf die Meßstation insgesamt übertragen. Hierzu stellt die Erfindung einen Modulsatz für den Zusammenbau von Meßstationen für Wafer und andere elektronische Bauelemente zur Verfügung, mit folgenden Modulen:
einem Grundaufbau bestehend aus emem ein- oder mehrstöckigen Gestell mit einer oder mehreren Son- denhalterplatten und mindestens einer positionierba- ren Aufspannvorrichtung zur Aufnahme eines Wafers oder eines anderen elektronischen Bauelements;
mehreren Sondenhaltern unterschiedlichen Typs, z.B. handbetriebene oder ferngesteuerte Einzel -Sondenmanipulatoren oder Sondenkarten; und
- Gehäusewandteilen unterschiedlichen Abschirmungstyps ;
wobei diese Module derart ausgelegt sind, daß sie für den Zusammenbau einer Meßstation für unterschiedliche Meßanwendungen, z.B. hinsichtlich Abschirmungsart , Meßart und Anzahl von Meßpunkten, verwendet werden können. Unter Nutzung dieser grundlegenden Maschmenmodule ist im Ergebnis eine Meßstation für unterschiedlichste Anwendungen einfach und relativ schnell montierbar, mit dem Vorteil eines preiswerteren Produktes.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele. In der Beschreibung wird auf die beigefügte schematische Zeichnung bezug genommen. Darm zeigen:
Fig. 1 einen seitlichen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Meßstation mit einer CCD-Kamera der Meßposition; Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Meßstation nach
Fig. 1 mit montierter Abschirmungsverkleidung; Fig. 3 eine Schnittansicht der erfmdungsgemaßen Meß- station nach Fig. 1 von vorne mit einer zwei- stockigen Manipulatorenanordnung (ohne CCD-
Kamera) , und Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Meßstation nach Fig. 2 mit montierter Abschirmungsverkleidung
Es wird nachfolgend eine Terminologie verwendet, die der leichteren Lesbarkeit der Beschreibung dient, jedoch nicht einschränkend zu verstehen ist; beispielsweise beziehen sich die Ausdrucke "oben", "unten", "vorne" und "hinten" auf eine Wafer-Meßstation mit vertι a er Ar- beitsaufStellung . Desweiteren sind m den verschieden Figuren einander entsprechende Bauteile mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
Fig 1 zeigt ein Ausfuhrungsbeispiel einer erfinαungsge- maßen Meßstation 10 zum analytischen Prüfen der integrierten Schaltkreise auf einem Wafer, die je nach Wunsch für einen weiten Bereich von Messungen von Niedπgstrom- bzw. Nied igspannungsanwendungen bis zu Mikrowellenanwendungen konfigurierbar ist. Das Maschinengestell der Meß- Station 10 besteht aus einer Bodenplatte 12, auf welcher über erste Stutzelemente 14 eine erste Sondenhalterplatte 16 getragen wird; in einem Abstand von dieser wird über zweite Stutzelemente 18 eine zweite Sondenhalterplatte 20 gehalten. Die ersten Stutzelemente 14 an der Vorderseite der Meßstation 10 sind saulenartig ausgebildet, die Stutzelemente 18 sind dagegen im wesentlichen dreieckige Wandabschnitte. An der Ruckseite haben die Stutzelemente 14 und 18 die Form von Leisten. Alle Stutzelemente 14 und 18 sind jeweils vertikal mit der Bodenplatte 12 bzw mit der ersten und zweiten Sondenhalterplatte 16, 20 losbar verschraubt . Desweiteren weist die Bodenplatte 12 an der Unterseite drei saulenartige Fuße 21 auf, namlich einen im wesentlichen zentralen hinteren und zwei zu den Seiten hm versetzte und justierbare vordere Fuße 21. Mit der Bodenplatte 12 ist über eine Zwischenplatte 22 eine Positioniereinrichtung 24 mit einer darauf angeordneten Aufspannvorrichtung 26 zur Aufnahme eines zu te- stenden Wafers verbunden. Die Positioniereinrichtung 24 umfaßt einen X/Y-Kreuztisch 28 zum Verfahren der Wafer- Aufspannvorrichtung 26 m den X/Y-Hauptachsenrichtungen, eine Z-Hubeinheit 29 zum vertikalen Verschieben der Auf- spannvorrichtung 26 und einen damit gekoppelten Rotati- onsantπeb 30a. Die X/Y/Z-Mechanismen der Positioniereinrichtung 24 werden z.B. mit Piezowanderwellen- Schrittmotoren angetrieben.
Für die Messung liegt auf der Aufspannvorrichtung 26 ein Wafer (hier nicht dargestellt), z. B. ein 8-Zoll Wafer, der über Druckluft an die Oberfläche der Aufspannvorrichtung 26 angesaugt wird, wie es im Stand der Technik bekannt ist. Die erfindungsgemäße Meßstation 10 eignet sich für jede Art von Wafer-Aufspannvorrichtung (sog. Chucks) oder Aufspannvorrichtungen für andere elektronische Bauelemente, wie etwa RF-Niedrigleckstrom- , Tπaxial- oder temperaturgesteuerte Aufspannvorrichtungen. Hierfür weist die Meßstation 10 emen mit dem Rotationsantrieb 30a lösbar gekoppelten Adapter 30b zur Aufnahme verschiedenarti- ger Aufspannvorrichtungen 26 auf. Der Stempel der Z- Hubemheit 29 ragt durch eine Öffnung 32 der ersten Sondenhalterplatte 16 in die obere Kammer der Meßstation 10 hinein. Zum Verschließen dieser Öffnung 32 ist zwischen der Z-Hubemheit 29 und der ersten Sondenhalter- platte 16 eine abschirmungsspeziflsche Dichtung vorgesehen. Dies kann für eine hermetische Abschirmung z. B. eine elastische Gummidichtung sein oder für eine EMI- Abschirmung eine - wie m Fig. 1 angedeutet - durch mehrere Gleitbleche 34 gebildete Dichtung. In jedem Fall ist die Positioniereinrichtung 24 der Wafer- Aufspannvorrichtung 26 unter Beibehaltung der Abschirmung bzw. Dichtung m X/Y/Z-Richtung innerhalb der Öffnung 32 verstellbar . In der oberen Kammer der Meßstation 10 sind auf der ersten Sondenhalterplatte 16 exemplarisch zwei Sondenmanipulatoren 36 angeordnet, welche jeweils eine Meßonde 37 aufweisen, die bis zur Oberfläche des zu testenden Wafers ragt und über eine Sondenspitze mit den Meßkontakten der integrierten Schaltkreise auf dem Wafer m Kontakt bringbar ist. Die Sondenmanipulatoren 36 werden mit Hilfe von Anschlagleisten 38, die rund um die Öffnung 32 der Son- denhalterplatte 16 angeordnet sind, positioniert und m an sich bekannter Weise über nicht eingezeichnete Druckluftleitungen auf der Sondenhalterplatte 16 angesaugt. Wie gesagt, sind die dargestellten zwei Sondenmanipulatoren 36 lediglich exemplarisch; da die obere Kammer der Meßstation 10 im wesentlichen leer ist, können 4, 6, 8 oder mehr Sondenmanipulatoren 36 m einer im wesentlichen radialen Anordnung rund um die Wafer-Aufspannvorrichtung 26 angebracht werden. Wie in Fig. 2 noch näher erläutert wird, besteht darüber hinaus noch die Möglichkeit, auch auf der zweiten Sondenhalterplatte 20 zusätzliche Sondenmanipulatoren 36 anzuordnen (zweistöckige Anordnung).
Grundsätzlich kann jede Art von Sondenmampulator, ob automatisch oder manuell einstellbar, verwendet werden. Im vorliegenden Ausfύhrungsbeispiel werden automatische Son¬ denmanipulatoren 36 verwendet, die über eine (nicht eingezeichnete) externe Rechnereinheit auch im geschlossenen Zustand der Meßstation 10 zuverlässig verstellbar sind, ohne daß der Meßaufbau verändert oder geöffnet werden müsste. Desweiteren verfügen die Sondenmanipulatoren 36 bevorzugt auch jeweils über einen integrierten batteriebetriebenen Meßverstärker, so daß der Verlust durch Übertragung unverstärker Signale minimiert wird.
Ferner ist zur Beobachtung der Oberfläche des Wafers eine CCD-Kamera 40 vorgesehen, die über ein Klappgelenk 42 mit der Oberseite der oberen Sondenhalterplatte 20 schwenkbar verbunden ist. Die CCD-Kamera 40 besteht aus einer CCD- Emheit 44 und einem daran anschließenden Kameratubus 45, der über mehrere nicht näher spezifizierte optische Einheiten durch eine im wesentlichen halbrunde Öffnung 46 der oberen Sondenhalterplatte 20 hindurch bis zur Oberfläche des zu testenden Wafers ragt. Die CCD-Kamera 40 verfügt desweiteren über eine X/Y-Antπebsemheit 50 sowie über einen Z-Hubmechanismus 51 zum Verstellen der Kamera 40 m der gewünschten Position relativ zur Wafer- oberflache . Der gesamte Kameraaufbau wird von einem Kameratisch 52 getragen, der starr mit dem Klappgelenk 42 verbunden ist. Über das Klappgelenk 42 läßt sich die CCD- Kamera 40 von einer Meßposition, m welcher der Kameratisch 52 im wesentlichen parallel zur Waferoberfl che ausgerichtet ist, m eine Ruheposition hochschwenken, welcher der Kameratisch 52 einem Winkel zwischen 30 und 50 Grad von einer am Klappgelenk 42 angebrachten Gas- druckfeder 43 gehalten wird. In der Meßposition stützt sich der Kameratisch 52, und damit die gesamte CCD-Kamera 40, über drei Kamerabeine 54, d. h. zwei vordere seitlich gegenüber dem Kameratubus 45 versetzte Beine und em em- ziges zentrales hinteres Bern, auf der Oberseite der oberen Sondenhalterplatte 20 ab. Zur Stabilisierung sind die Spitzen der Kamerabeine 54 m entsprechend geformten Ausnehmungen 56 in der Oberfläche der oberen Sondenhalterplatte 20 aufgesetzt. Zur Justage des Kameratisches 52 verfügen die Kamerabeine 54 jeweils über Nivellierschrauben 57. Selbstverständlich eignet sich das erfindungsgemäße Gestell mit dem Kameratisch 52 und dem Klappgelenk 42 grundsätzlich für jede Art von Beobachtungsvorrichtung, z. B. auch für em einfaches Mikroskop, oder für die Aufnahme von Zusatzmodulen, z. B. emer Lasereinheit zum Abdampfen von Schichten auf der Waferoberflache . All diese Anordnungen haben gemeinsam, daß aufgrund der erfindungsgemäßen Drei -Bern-Lagerung der im Stand der Technik auftretende " Stimmgabel -Effekt " vermieden wird.
Wie Fig. 1 ebenfalls ersichtlich ist, verfügt die erfindungsgemäße Meßstation 10 über em kompaktes und im wesentlichen geschlossenes Gehäuse, welches - mit Ausnahme der CCD-Kamera 40 und einem nicht dargestellten exter- nen Rechner - alle wesentlichen Bestandteile der Station 10 zur Abschirmung gegenüber möglichen äußeren Störeinflüssen umschließt. Dabei besteht das Abschirmungsgehause aus zwei Kammern, einer unteren Gehäusekammer 60, welche von der Bodenplatte 12, Seitenwänden 13 und der ersten Sondenhalterplatte 16 begrenzt wird, und einer oberen Gehäusekammer 61, welche durch die erste Sondenhalterplatte 16, Seitenwände 17 und die zweite Sondenhalterplatte 20 begrenzt wird. Die untere Gehäusekammer 60 beherbergt als sog. "Maschinenraum" die Positioniereinrichtung 24 für die Wafer-Aufspannvorrichtung 26 sowie die Steuerungsund Leitungselektronik, die nochmals m einem käfigarti- gen Emschubteil 64 (siehe Fig. 2) EMI -geschirmt ist. Den eigentlichen "Meßraum" bildet die obere Gehäusekammer 61, in der sich lediglich die Sondenmanipulatoren 36 und die Wafer-Aufspannvorrichtung 26 befinden. Somit scheiden dort etwaige Störeinflüsse durch die von den Antrieben und der Elektronik erzeugten Störfelder weitgehend aus. Die Durchtrittsöffnung 32 der ersten Sondenhalterplat- te 16 wird durch die vorstehend erwähnte Abdichtung 34 verschlossen, die je nach den Abschirmungskriterien m der oberen Gehäusekammer 61 ausgewählt ist. Zum Verschließen der Öffnung 46 der zweiten Sondenhalterplatte 20 ist em - m Fig. 2 gezeigter - Gehäusedeckel 66 vorgesehen, der an der Unterseite des Kameratisches 52 befestigt ist und die Öffnung 46, welche sich langlochar- tig bis m den abgeschrägten Bereich der Vorderseite der Meßstation 10 hmem erstreckt, vollständig abdeckt. Beim Hochschwenken der CCD-Kamera 10 wird der Gehäusedeckel 66 mitgenommen, so daß der Wafer schnell und bequem zugänglich ist. Um die Abschirmung der oberen Gehäusekammer 61 zu komplettieren, ist im Bereich des Durchtrittes des Kameratubus 45 durch den Kameratisch 52 em zusätzliches Dichtungsmittel 67 integriert, welches der X/Y/Z-Bewegung des Kameratubus 45 folgt.
Bei der erfindungsgemäßen Meßstation 10 werden demnach Bestandteile des MaschmengesteUs, wie die Bodenplatte 12 und die erste und zweite Sondenhalterplatte 16, 20 gleichzeitig zur Abschirmung gegenüber Stόremflüssen genutzt, zusammen mit einer je nach Art der gewünschten Abschirmung ausgewählten Wandverkleidung. Das vorliegende Zwei -Kammerkonzept hat den Vorteil, daß Meß- und Maschi- nenraum unabhängig voneinander abschirmungsspezifisch und auch im Hinblick auf eine kostengünstige Gesamtlösung konfiguriert werden können. Desweiteren macht es der mo- dulare Aufbau des MaschmengesteUs und der Wandverkleidung möglich, bei demselben Grundaufbau der Meßstation verschiedene Abschirmungstypen zu wählen und diese ggf. schnell und problemlos zu andern, wie im Zusammenhang mit der Fig. 2 erläutert wird.
In der Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht der Meß- Station 10 nach Fig. 1 mit geschlossener Wandverkleidung dargestellt. Auch von außen ist der zweistöckige Aufbau mit der unteren Gehausekammer 60 und der oberen Gehäusekammer 61 gut zu erkennen. Dementsprechend ist auch die Wandverkleidung m obere Seitenwände 17 und untere Sei- tenwande 13 unterteilt, die ihrerseits aus mehreren mit den übrigen Gehäuseabschnitten lösbar verbundenen Teilen bestehen. Auf diese Weise ist es möglich, den Abschir- mungstyp der oberen und unteren Gehäusekammern 60, 61 unabhängig voneinander zu wählen und ggf. zu ändern. Die Seitenwande 13 der unteren Gehausekammer 60 sind im einfachsten Fall z. B. aus Stahlblechen gefertigt, welche der CE-Norm entsprechen. Dementsprechend ist auch der E schubkäfig 64 als Blechkäfig ausgebildet. In den Blechkäfig werden von außen die gewünschten Steuerungs- und Leistungsleiterkarten eingeschoben. Alle m der unteren Gehäusekammer 60 verlegten Kabel sind selbstverständlich abgeschirmt, so daß die untere Gehäusekammer (Maschinenraum) bevorzugt zumindest EMI -sicher ist. Die obere Gehäusekammer 61, also der eigentliche Meßraum, kann ebenfalls anwendungsspezifisch gegen Störeinflüsse aller Art durch gezielte Auswahl der Materialien der Son- denhalterplatten 16 und 20 und der Seitenverkleidung 17 geschirmt werden. Z. B. sind die Sondenhalterplatten 16 und 20 aus Aluminium gefertigt und mit einer leitfähigen Schicht beschichtet. Die Teile der Seitenwände 17 können z. B. ebenfalls aus Aluminium oder aus Edelstahl gefertigt sein, um eine hochwertige EMI-Abschirmung zu gewährleisten. Im vorliegenden Beispiel ist auch der Gehause- deckel 66 aus beschichtetem Aluminium gefertigt. Das gesamte Abschirmungsgehause ist bevorzugt auf Erdpotential gelegt .
Fig. 3 zeigt eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Meßstation 10 aus Fig. 1, m welcher die modulare Bauweise zum tragen kommt . Auch hier sind einander entsprechende Bauteile mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet . In der Fig. 3 ist auf der oberen Sondenhalterplatte 20 em weiterer Sondenmampulator 36 angeordnet, dessen Meß- sonde durch die Öffnung 46 hindurch bis zur Oberfläche des zu testenden Wafers ragt. Unter Nutzung der zweiten Sondenhalterplatte 20 kann die Anzahl der positionierbaren Sondenmanipulatoren 36 nochmals deutlich erhöht werden. Auch wenn m Fig. 3 aus Gründen der Klarheit die CCD-Kamera nicht dargestellt ist, kann die Meßstation 10 nach Fig. 3 sowohl offen als auch geschlossen betrieben werden. Im offenen Zustand kann die CCD-Kamera 10 völlig entfernt oder einfach nur über das Klappgelenk 42 in die Ruheposition verstellt werden. Alternativ ist es möglich, den Gehäusedeckel 66 an der Unterseite des Kameratisches 52 derart auszugestalten, daß alle Sondenmanipulatoren 36 auf der zweiten Sondenhalterplatte 20 ebenfalls geschlossen und damit m die Abschirmung der gesamten Meßstation einbezogen werden.
Schließlich zeigt die Fig. 4 zur besseren Veranschaulichung eine perspektivische Ansicht der m Fig. 3 gezeigten Meßanordnung mit seitlich offener oberer Gehäusekammer 61. Die Ausführungen im Zusammenhang mit Fig. 3 gel- ten für Fig. 4 analog.

Claims

Connexion Rosenberger GmbH Pettenkoferstr . 7D-85276 Pfaffenhofen/IlmAnsprüche
1. Meßstation für integrierte Schaltkreise auf Wafern oder andere elektronische Bauelemente, mit: einer positionierbaren Aufspannvorrichtung (26) zur Aufnahme eines Wafers oder eines anderen elektronischen Bauelements; mmdestens einem Sondenmampulator (36) zum Halten und Positionieren einer Meßsonde; einem Abschirmungsgehause, welches die Aufspannvorrichtung (26) und den mindestens einen Sonden- halter (36) samt Meßsonde vollständig umgibt; dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmungsgehäuse als Teil des Masch engesteUs der Meßstation (10) ausgebildet ist, mit einer unteren Gehäusekammer (60), welche eine Po- sitiomeremrichtung (24) der Aufspannvorrichtung
(26) und die Steuerungs- und Leistungselektronik der Meßstation (10) umschließt, und einer oder mehreren oberen Gehäusekammern (61) , welche die
Aufspannvorrichtung (26) und mindestens einen der Sondenhalter (36) umschliessen.
2. Meßstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmungsgehäuse modular aufgebaut ist, wobei die Gehäusekammern (60, 61) jeweils m mehrere Seitenwand-, Decken- und/oder Bodenteile (13, 17, 16, 20) unterteilt sind, die lösbar miteinander verbunden sind.
3. Meßstation nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da die Seitenwände (17) der oberen Gehäusekammer (51) austauschbar sind.
4. Meßstation nach einem der vorstehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, daß das Abschirmungsgehause aus einer Bodenplatte (12), einer oder mehreren Zwischenplatten (16) und einer Deckplatte (20) aufgebaut ist, die über Stützelemente zu einer mehrstöckigen Anordnung miteinander verbunden sind, wobei eine oder meh- rere der Zwischenplatten und die Deckplatte als Sondenhalterplatte/n ausgebildet sind.
5. Meßstation nach einem der vorliegenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die untere (60) und jede obere Gehäusekammer (61) eine im wesentlichen quader- förmige Grundform aufweisen.
6. Meßstation nach einem der vorliegenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckplatte der oberen Gehäusekammer (61) eine Öffnung (46) für eine Beobachtungsvorrichtung (40) aufweist, wobei die Beobach- tungsvorπchtung (409 an der Außenseite der Deckplatte (20) gelenkig gelagert ist, derart, daß sie aus der Ebene der Deckplatte von einer Meßposition m eine Ruheposition schwenkbar ist.
7. Meßstation nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beobachtungsvorrichtung (40) m der Ruhepostion durch em Federmittel (43), insbesondere eine Gasdruckfeder, gehalten ist.
8. Meßstation nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beobachtungsvorrichtung (40) m der Meßposition auf einem oder mehreren Stützbeinen (54) auf der Oberfläche der Deckplatte (20) abgestützt
9. Meßstation nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützbeine (54) mit Nivellierschrauben (57) ausgestattet sind.
10. Meßstation nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß um die Öffnung (46) der Deckplatte (20) herum und zumindest teilweise um die m die Öffnung (46) eintauchende Beobachtungsvorrichtung
(40) herum em weiteres Gehäüseteil (66) vorgesehen ist, welches an der Beobachtungsvorrichtung (40) ab- nehmbar befestigt ist.
11. Meßstation nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß m der Beobachtungsvorrichtung (40) em bewegliches Dichtungsmittel (67) zur Abschirmung des Tubus der Beobachtungsvorrichtung (40) gegenüber dem wei- teren Gehäüseteil (66) integriert ist.
12. Meßstation nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei abgenommenem Gehäüseteil (66), bei geschlossenem Gehäuseteil (66) oder bei m Ruheposition befindlicher Beobachtungsvorrichtung (40) die Deck- platte (20) auch als Sondenhalterplatte nutzbar ist, auf welcher um die Öffnung (46) herum em oder mehrere Sondenhalter (36) angeordnet sind.
13. Meßstation nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Sondenhalter (36) automatisch einstellbares und ferngesteuerte Sondenmanipulatoren (36) verwendet werden.
14. Meßstation nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Sondenmanipulatoren über einen integrierten
Meßverstärker verfügen.
15. Modulsatz für den Zusammenbau von Meßstationen (10) für Wafer und andere elektronische Bauelemente, mit folgenden Modulen: einem Grundaufbau bestehend aus einem em- oder mehrstöckigen Gestell mit einer oder mehreren Sondenhalterplatten (16, 20) und mindestens einer positionierbaren Aufspannvorrichtung (26) zur Aufnahme emes Wafers oder eines anderen elektronischen Bauelements;
mehreren Sondenhalter (36) unterschiedlichen Typs, z.B. handbetriebene oder ferngesteuerte Einzel-Sondenmanipulatoren oder Sondenkarten; und
- Gehäusewandteilen (13, 17) unterschiedlichen Abschirmungstyps ;
wobei diese Module derart ausgelegt sind, daß sie für den Zusammenbau einer Meßstation (10) für unterschiedliche Meßanwendungen, z.B. hinsichtlich Ab- schirmungsart , Meßart und Anzahl von Meßpunkten, verwendet werden können.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4757255A (en) * 1986-03-03 1988-07-12 National Semiconductor Corporation Environmental box for automated wafer probing
US4912400A (en) * 1988-09-13 1990-03-27 Design And Manufacturing Specialties, Inc. Apparatus for testing circuit boards
EP0458280A2 (de) * 1990-05-25 1991-11-27 Tescon Co., Ltd. Inspektionsgerät für gedruckte Leiterplatten
US5434512A (en) * 1992-06-11 1995-07-18 Cascade Microtech, Inc. Wafer probe station having integrated guarding, Kelvin connection and shielding systems
DE19638816A1 (de) * 1996-09-20 1998-03-26 Karl Suss Dresden Gmbh Tester für Halbleiteranordnungen
US5835997A (en) * 1995-03-28 1998-11-10 University Of South Florida Wafer shielding chamber for probe station
WO1999004276A1 (en) * 1997-07-15 1999-01-28 Wentworth Laboratories, Inc. Probe station with emi shielding

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4757255A (en) * 1986-03-03 1988-07-12 National Semiconductor Corporation Environmental box for automated wafer probing
US4912400A (en) * 1988-09-13 1990-03-27 Design And Manufacturing Specialties, Inc. Apparatus for testing circuit boards
EP0458280A2 (de) * 1990-05-25 1991-11-27 Tescon Co., Ltd. Inspektionsgerät für gedruckte Leiterplatten
US5434512A (en) * 1992-06-11 1995-07-18 Cascade Microtech, Inc. Wafer probe station having integrated guarding, Kelvin connection and shielding systems
US5835997A (en) * 1995-03-28 1998-11-10 University Of South Florida Wafer shielding chamber for probe station
DE19638816A1 (de) * 1996-09-20 1998-03-26 Karl Suss Dresden Gmbh Tester für Halbleiteranordnungen
WO1999004276A1 (en) * 1997-07-15 1999-01-28 Wentworth Laboratories, Inc. Probe station with emi shielding

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