WO2020187630A1 - Verfahren und vorrichtung zum elektrischen kontaktieren von bauelementen in einem halbleiterwafer - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum elektrischen kontaktieren von bauelementen in einem halbleiterwafer Download PDF

Info

Publication number
WO2020187630A1
WO2020187630A1 PCT/EP2020/056208 EP2020056208W WO2020187630A1 WO 2020187630 A1 WO2020187630 A1 WO 2020187630A1 EP 2020056208 W EP2020056208 W EP 2020056208W WO 2020187630 A1 WO2020187630 A1 WO 2020187630A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
semiconductor wafer
plate
components
contact
conductor tracks
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/056208
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Bergler
Roland Zeisel
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors Gmbh filed Critical Osram Opto Semiconductors Gmbh
Priority to US17/440,912 priority Critical patent/US11796567B2/en
Publication of WO2020187630A1 publication Critical patent/WO2020187630A1/de

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02General constructional details
    • G01R1/06Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067Measuring probes
    • G01R1/073Multiple probes
    • G01R1/07307Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card
    • G01R1/0735Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card arranged on a flexible frame or film
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02General constructional details
    • G01R1/04Housings; Supporting members; Arrangements of terminals
    • G01R1/0408Test fixtures or contact fields; Connectors or connecting adaptors; Test clips; Test sockets
    • G01R1/0491Test fixtures or contact fields; Connectors or connecting adaptors; Test clips; Test sockets for testing integrated circuits on wafers, e.g. wafer-level test cartridge

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

Ein Verfahren (30) zum elektrischen Kontaktieren von Bauelementen (11) in einem Halbleiterwafer (12) umfasst, dass eine biegsame Platte (14) bereitgestellt wird, die eine erste Hauptoberfläche (15) aufweist, auf der eine Mehrzahl von Leiterbahnen (20) angeordnet ist, die Platte (14) in Bezug auf einen Halbleiterwafer (12) derart angeordnet wird, dass die erste Hauptoberfläche (15) der Platte (14) zu dem Halbleiterwafer (12) weist, die Platte (14) derart gebogen und auf den Halbleiterwafer (12) gedrückt wird, dass Kontaktelemente mehrerer in einer Reihe in dem Halbleiterwafer (12) angeordneter Bauelemente (11) mit den Leiterbahnen (20) in Kontakt treten, und die Bauelemente (11) durch die Leiterbahnen (20) mit elektrischen Signalen beaufschlagt werden.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM ELEKTRISCHEN KONTAKTIEREN VON BAUELEMENTEN IN EINEM HALBLEITERWAFER
Die vorliegende Anmeldung nimmt die Priorität der deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2019 107 138.0 in Anspruch, die am 20. März 2019 beim Deutschen Patent- und Markenamt eingereicht wurde. Der Offenbarungsgehalt der deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2019 107 138.0 wird hiermit in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung aufgenommen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor richtung zum elektrischen Kontaktieren von Bauelementen, die in einen Halbleiterwafer integriert sind.
Mit herkömmlichen Verfahren können Halbleiterwafer, die insbe sondere optoelektronische Bauelemente enthalten, nur mit ver gleichsweise hohem Zeitaufwand vermessen werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt unter anderem die Aufgabe zu grunde, ein Verfahren anzugeben, mit welchem sich in einen Halb leiterwafer integrierte Bauelemente in kostengünstiger Weise und mit verringertem Zeitaufwand elektrisch kontaktieren las sen, um die Funktion der einzelnen Bauelemente testen zu können. Ferner soll eine entsprechende Vorrichtung zum elektrischen Kontaktieren von Bauelementen in einem Halbleiterwafer geschaf fen werden.
Eine Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Eine Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des un abhängigen Anspruchs 12. Bevorzugte Ausführungsformen und Wei terbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben . Ein Verfahren gemäß einer Ausgestaltung dient zum elektrischen Kontaktieren von Bauelementen, die in einen Halbleiterwafer in tegriert sind. Die Bauelemente sind während des elektrischen Kontaktierens nicht vereinzelt, sondern befinden sich noch im Waferverbund. Der Halbleiterwafer ist derjenige Wafer, auf dem die Bauelemente ausgebildet sind. Die Bauelemente sind in dem Halbleiterwafer beispielsweise in einer Matrix aus Zeilen und Spalten angeordnet. Der Halbleiterwafer enthält Halbleiterma terial, muss aber nicht ausschließlich aus Halbleitermaterial bestehen, sondern kann zum Beispiel auch Metalle und/oder Iso latoren aufweisen. Nach der Durchführung des in der vorliegenden Anmeldung beschriebenen Verfahrens können die Bauelemente zu Halbleiterchips, beispielsweise mittels Sägen, vereinzelt wer den .
Das Verfahren sieht vor, dass eine biegsame Platte bereitge stellt wird, die eine erste Hauptoberfläche aufweist, auf der eine Mehrzahl von Leiterbahnen angeordnet ist. Die Platte wird in Bezug auf den Halbleiterwafer derart ange ordnet, dass die erste Hauptoberfläche der Platte, auf der sich die Leiterbahnen befinden, zu dem Halbleiterwafer weist. Bei spielsweise ist die Platte oberhalb des Halbleiterwafers ange ordnet .
Ferner wird die Platte derart gebogen und auf den Halbleiter wafer gedrückt, dass Kontaktelemente mehrerer in einer Reihe in dem Halbleiterwafer angeordneter Bauelemente mit den Leiterbah nen in Kontakt treten. Die Kontaktelemente können durch die Leiterbahnen elektrisch kontaktiert werden, was es ermöglicht, die Bauelemente mit elektrischen Signalen zu beaufschlagen.
Durch das Biegen der Platte berührt die Platte den Halbleiter wafer entlang einer Linie, so dass nur die Kontaktelemente von denjenigen Bauelementen mit den Leiterbahnen gleichzeitig in Kontakt kommen, die in derselben Zeile bzw. Reihe des Halb leiterwafers angeordnet sind.
Ferner können über die Leiterbahnen elektrische Signale gemes- sen werden, insbesondere als Antwort auf die elektrischen Sig nale, mit denen die Bauelemente beaufschlagt werden. Dadurch lässt sich die Funktion der Bauelemente überprüfen. Beispiels weise kann eine Strom-Spannungs-Kennlinie der jeweiligen Bau elemente aufgenommen werden. Alternativ können auch nur ein oder mehrere Punkt (e) auf der Strom-Spannungs-Kennlinie aufgenommen werden. Da die in einer Zeile des Halbleiterwafers angeordneten Bauelemente gleichzeitig kontaktiert und getestet werden, kann die Überprüfung der Bauelemente relativ schnell und mit nur geringem Aufwand erfolgen. Jede der Leiterbahnen ist an eine entsprechende Testeinheit angeschlossen.
Im Vergleich zu anderen Messverfahren verkürzt sich die Messzeit auf wenige Sekunden pro Halbleiterwafer. Ferner verursacht das hier beschriebene Verfahren keine Nadelabdrücke auf den Bauele- menten, welche oft als Problem bei der Weiterverarbeitung an gesehen werden.
Die biegsame Platte kann beispielsweise eine Leiterplatte, auch PCB (englisch: printed circuit board) , Leiterkarte, Platine o- der gedruckte Schaltung genannt, sein, die eine geeignete Bieg samkeit aufweist. Eine Leiterplatte weist einen Körper aus elektrisch isolierendem Material mit daran haftenden Leiterbah nen auf. Als elektrisch isolierendes Material kann faserver stärkter Kunststoff verwendet werden. Beispielsweise können Glasfasern in ein Polyimid oder ein Epoxid- oder Silikonharz eingebettet werden. Die gewünschte Biegsamkeit der Leiterplatte kann insbesondere durch eine entsprechend geringe Dicke der Leiterplatte bewirkt werden. Die Leiterbahnen können aus einer dünnen Schicht Kupfer geätzt werden. Die Leiterbahnen können sich im Wesentlichen geradlinig bzw. linienförmig erstrecken und parallel zueinander ausgerichtet sein. Die jeweilige Breite der Leiterbahnen kann im Bereich von 30 bis 200 pm liegen. Eine derartige Breite erlaubt es, Kontak- telemente bzw. Bondpads der Bauelemente zu kontaktieren, welche typischerweise Breiten im Bereich von 60 bis 140 pm haben.
Die Platte kann mit Hilfe eines Werkzeugs gebogen werden. Das Werkzeug, beispielsweise ein Rakel, das insbesondere eine Klin- gengeometrie aufweist, kann auf eine der ersten Hauptoberfläche gegenüberliegende zweite Hauptoberfläche der Platte derart ge drückt werden, dass die Platte in der gewünschten Weise gebogen wird. Die Platte kann an zwei gegenüberliegenden Enden an einer geeigneten Halterung befestigt sein. Das Werkzeug ermöglicht es in einfacher Weise, die Platte derart zu krümmen, dass die an der ersten Hauptoberfläche der Platte angeordneten Leiterbahnen die Kontaktelemente genau einer Zeile des Halbleiterwafers be rühren . Um sukzessive alle oder einen bestimmten Teil der Bauelemente des Halbleiterwafers zu kontaktieren, kann das Werkzeug entlang der Platte bewegt werden. Dadurch treten nacheinander Kontak telemente verschiedener in den Halbleiterwafer integrierter Bauelemente mit den Leiterbahnen in Kontakt. Die Bauelemente verschiedener Zeilen des Halbleiterwafers können nacheinander getestet werden. Das Werkzeug bewegt sich insbesondere in einer Richtung parallel zu den Leiterbahnen bzw. senkrecht zu den Bauelementzeilen des Halbleiterwafers. Alternativ wäre es auch denkbar, die gebogene Platte feststehend auszugestalten und den Halbleiterwafer bezüglich der Platte zu bewegen, um die Bauelemente zeilenweise testen zu können. Gemäß einer Ausgestaltung weisen die Bauelemente jeweils min destens ein erstes Kontaktelement auf einer ersten Hauptober fläche des Halbleiterwafers und mindestens ein zweites Kontak telement auf einer der ersten Hauptoberfläche gegenüberliegen- den zweiten Hauptoberfläche des Halbleiterwafers auf. Die ers ten und zweiten Kontaktelemente können beispielsweise Anoden- und Kathodenanschlüsse sein. Pro Bauelement ist eine Leiterbahn auf der Platte vorgesehen, die mit dem ersten Kontaktelement des jeweiligen Bauelements in Kontakt tritt. Die zweiten Kon- taktelemente der Bauelemente können mit einem oder mehreren geeigneten stationären Kontaktflächen verbunden sein, so dass geschlossene Stromkreise gebildet werden können.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung besitzen die optoelekt- ronischen Bauelemente eine sogenannte Flip-Chip-Konfiguration, d. h. , sämtliche elektrischen Kontaktelemente sind auf der zur Platte weisenden ersten Hauptoberfläche des Halbleiterwafers angeordnet. Für den Fall, dass ein erstes und ein zweites Kon taktelement jedes Bauelements kontaktiert werden sollen, können pro Bauelement zwei benachbarte Leiterbahnen auf der Platte vorgesehen sein, die mit dem ersten bzw. dem zweiten Kontakte lement des jeweiligen Bauelements in Kontakt treten.
Die Bauelemente können optoelektronische Bauelemente sein, die dazu ausgelegt sind, Licht zu emittieren.
Die optoelektronischen Bauelemente können beispielsweise als Licht emittierende Dioden (englisch: light emitting diodes, LEDs) oder als organische Licht emittierende Dioden (englisch: organic light emitting diodes, OLEDs) ausgebildet sein. Die optoelektronischen Bauelemente können in verschiedenen Ausfüh rungsformen Teil einer integrierten Schaltung sein. Das von den optoelektronischen Bauelementen emittierte Licht kann beispielsweise Licht im sichtbaren Bereich, Ultraviolett (UV) -Licht und/oder Infrarot (IR) -Licht sein. Durch das Beaufschlagen der optoelektronischen Bauelemente mit elektrischen Signalen, insbesondere einem Strom, können die optoelektronischen Bauelemente zur Erzeugung von Licht angeregt werden. Zur Funktionsüberprüfung der optoelektronischen Bauele mente kann das von ihnen emittierte Licht mit Hilfe eines Sen- sors gemessen werden. Beispielsweise kann der Sensor das von den Bauelementen einer Zeile des Halbleiterwafers emittierte Licht aufnehmen. Weiterhin kann diese Messung zusammen mit der oben beschriebenen Strom-Spannungs-Messung der betreffenden Zeile erfolgen. Der Sensor kann beispielsweise ein Scanner oder eine Kamera sein.
Damit der Sensor zuverlässig das von den zu überprüfenden Bau elementen emittierte Licht erfasst, kann der Sensor zusammen mit dem Werkzeug entlang der Platte bewegt werden. Dadurch wird sichergestellt, dass der Sensor einen im Wesentlichen konstan ten Abstand zu den zu überprüfenden Bauelementen aufweist, so dass vergleichbare Messergebnisse erzielt werden.
Der Sensor kann ein hyperspektraler Sensor, beispielsweise ein hyperspektraler Zeilenscanner, sein. Ein hyperspektraler Sensor ist eine 2D Kamera, bei der eine Dimension die Ortsabbildung macht, also hier die Abbildung der Zeile, in der die optoelekt ronischen Bauelemente getestet werden. Die zweite Dimension wird benutzt, um das Licht eines Orts der ersten Dimension spektral aufzuspalten.
Das von dem Sensor aufgenommene Licht kann zur Funktionsüber prüfung der optoelektronischen Bauelemente ausgewertet werden. Da sich die Platte mit den Leiterbahnen während der Durchführung der Messungen möglicherweise zwischen den Bauelementen und dem Sensor befindet, kann vorgesehen sein, dass die Platte und/oder die Leiterbahnen zumindest teilweise transparent sind. Insbe- sondere können die Platte und/oder die Leiterbahnen zumindest für die Wellenlängen des von den optoelektronischen Bauelemen ten emittierten Lichts teilweise transparent sein, d. h. , die Platte und/oder die Leiterbahnen absorbieren das Licht dieser Wellenlängen nicht vollständig. Die Platte und/oder die Leiter- bahnen können für die betreffenden Wellenlängen natürlich auch vollständig transparent sein.
Um die gewünschte Transparenz zu erzielen, kann der Plattenkör per beispielsweise aus einem biegsamen und ausreichend trans- parenten Kunststoff hergestellt sein. Die Leiterbahnen können beispielsweise aus einem transparenten, elektrisch leitfähigen Oxid (englisch: transparent conducting oxide, TCO) , wie etwa Indiumzinnoxid (englisch: indium tin oxide, ITO) , hergestellt sein .
Zum Testen der Bauelemente kann in ein Ende bzw. einen Endab schnitt jeder der Leiterbahnen ein Strom, insbesondere ein Kon stantstrom, eingespeist werden. An die anderen Enden bzw. End abschnitte der Leiterbahnen kann jeweils ein Voltmeter, d. h. ein Spannungsmessgerät, angeschlossen sein, welches das dort anliegende elektrische Potential gegen ein Referenzpotential misst. In dieser Geometrie ist es möglich, die Spannung am Bauteil unabhängig vom Zuleitungswiderstand der Stromquelle zum Bauteil zu messen.
Für alle zu überprüfenden Bauelemente kann zunächst ein Punkt auf der Strom-Spannungs-Kennlinie des jeweiligen Bauelements aufgenommen werden, indem ein bestimmter Konstantstromwert ein- gestellt wird. Anschließend kann die Messung mit anderen Kon stantstromwerten wiederholt werden, um weitere Punkte auf den Strom-Spannungs-Kennlinien der Bauelemente zu bestimmen. Die gemessenen Strom-Spannungs-Werte können eventuell zusammen mit den von dem oben beschriebenen Sensor aufgenommenen Daten zur Funktionsüberprüfung der optoelektronischen Bauelemente herangezogen werden. Eine Vorrichtung gemäß einer Ausgestaltung dient zum elektri schen Kontaktieren von Bauelementen in einem Halbleiterwafer. Die Vorrichtung umfasst eine Halterung, die dazu ausgebildet ist, einen Halbleiterwafer zu halten, und eine biegsame Platte, die eine erste Hauptoberfläche aufweist, auf der eine Mehrzahl von Leiterbahnen angeordnet ist. Außerdem umfasst die Vorrich tung eine Einheit zur Erzeugung von elektrischen Signalen, bei spielsweise eine oder mehrere Stromquellen. Die Platte ist in Bezug auf den Halbleiterwafer derart angeordnet, dass die erste Hauptoberfläche der Platte zu dem Halbleiterwafer weist. Ferner ist die Platte derart gebogen und auf den Halbleiterwafer ge drückt, dass Kontaktelemente mehrerer in einer Reihe in dem Halbleiterwafer angeordneter Bauelemente mit den Leiterbahnen in Kontakt treten. Die Einheit zur Erzeugung von elektrischen Signalen beaufschlagt die Bauelemente durch die Leiterbahnen mit elektrischen Signalen, insbesondere beaufschlagt die Ein heit die Bauelemente mit einem jeweiligen Strom.
Die Vorrichtung zum elektrischen Kontaktieren von Bauelementen in einem Halbleiterwafer kann die oben beschriebenen Ausgestal- tungen des Verfahrens zum elektrischen Kontaktieren von Bauele menten in einem Halbleiterwafer aufweisen.
Die Vorrichtung kann ein Werkzeug umfassen, das auf eine der ersten Hauptoberfläche gegenüberliegende zweite Hauptoberfläche der Platte gedrückt wird, um die Platte zu biegen und gegen den Halbleiterwafer zu drücken.
Das Werkzeug kann entlang der Platte verschoben werden, so dass nacheinander Kontaktelemente verschiedener in den Halbleiter wafer integrierter Bauelemente mit den Leiterbahnen in Kontakt treten und dementsprechend vermessen werden können.
Die Einheit zur Erzeugung von elektrischen Signalen kann einen Strom in ein Ende einer oder mehrerer Leiterbahnen einspeisen. An das andere Ende der jeweiligen Leiterbahn kann eine Einheit zur Messung eines elektrischen Potentials bzw. einer elektri schen Spannung angeschlossen sein. Weiterhin kann die Vorrichtung eine Auswerteeinheit aufweisen. Die Auswerteeinheit kann beispielsweise anhand der gemessenen elektrischen Potentiale bzw. Spannungen die Funktionsfähigkeit der Bauelemente überprüfen. Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen schematisch:
Fig . 1 eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum elektrischen Kontak tieren von Bauelementen in einem Halbleiter wafer;
Fig . 2 eine perspektivische Darstellung der Vor richtung aus Fig. 1;
Fig . 3 eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum elektrischen Kontak tieren von Bauelementen in einem Halbleiter- wafer; Fig . 4 eine Darstellung der Vorrichtung aus Fig. 1 während des Betriebs der Vorrichtung; und
Fig . 5 eine Darstellung eines weiteren Ausfüh rungsbeispiels einer Vorrichtung zum elektrischen Kontaktieren von Bauelementen in einem Halbleiterwafer.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die bei- gefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil dieser Be schreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifi sche Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. Da Komponenten von Ausführungsbeispielen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert wer- den können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschauli chung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsbeispiele benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merk- male der hierin beschriebenen verschiedenen Ausführungsbei spiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spe zifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschrei bung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen. In den Figuren sind identische oder ähnliche Elemente mit identi- sehen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau einer Vorrichtung 10, die zum elektrischen Kontaktieren und Überprüfen von Bauelementen 11 dient, die in einen Halbleiterwafer 12 integriert sind.
Die Vorrichtung 10 umfasst eine Halterung 13, die den Halb leiterwafer 12 hält, und eine biegsame Platte 14, beispielsweise eine biegsame Leiterplatte, mit einer ersten Hauptoberfläche 15 und eine der ersten Hauptoberfläche 15 gegenüberliegenden zwei- ten Hauptoberfläche 16. Die Platte 14 ist in Bezug auf den Halbleiterwafer 12 derart angeordnet, dass die erste Hauptober fläche 15 der Platte 14 zu dem Halbleiterwafer 12 weist. Ein Werkzeug 17, beispielsweise ein Rakel, das insbesondere eine Klingengeometrie aufweist, ist auf die zweite Hauptoberfläche 16 gedrückt, wodurch die in Fig . 1 dargestellte Verbiegung der ursprünglich beispielsweise ebenen Platte 14 in Richtung des Halbleiterwafers 12 erzeugt wird und somit Kontakt zwischen der Hauptoberfläche 15 und den Kontaktelementen des Halbleiter wafers 12 hergestellt wird.
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung der Platte 14 sowie des Werkzeugs 17 in einer Ansicht von oben. In dem vor liegenden Ausführungsbeispiel ist der Plattenkörper der Platte 14 aus einem im Wesentlichen transparenten Material hergestellt. Auf der ersten Hauptoberfläche 15 der Platte 14 ist eine Mehr zahl von parallel zueinander verlaufenden Leiterbahnen 20 an geordnet, die in Fig. 2 durch das transparente Material des Plattenkörpers zu erkennen sind. Die durch das Werkzeug 17 auf die Platte 14 ausgeübte Kraft bewirkt, dass die Leiterbahnen 20 mit in den Figuren nicht dargestellten Kontaktelementen von mehreren in den Halbleiter wafer 12 integrierten Bauelementen 11 in Kontakt treten. Der Halbleiterwafer 12 und die Platte 14 sind so zueinander orientiert, dass die Leiterbahnen 20 zu einem Zeitpunkt nur mit den Kontaktelementen von Bauelementen 11 in Berührung kommen, die in derselben Zeile des Halbleiterwafers 12 angeordneten sind. In Fig. 1 sind die Leiterbahnen 20 mit den Kontaktelemen- ten des in Fig. 1 dargestellten Bauelements 11.1 sowie von weiteren in der gleichen Zeile angeordneten Bauelementen 11 in Kontakt. Die Zeile erstreckt sich senkrecht zur Zeichenebene. Die Vorrichtung 10 enthält weiterhin eine Messeinheit 21, die mit den beiden jeweiligen Enden bzw. Endabschnitten der Leiter bahnen 20 elektrisch verbunden ist. Die Messeinheit 21 speist einen vorgegebenen Strom in ein Ende einer jeweiligen Leiterbahn 20 ein. Der eingespeiste Strom fließt durch das mit der Leiter bahn 20 in Kontakt stehende Bauelement 11 und über einen An schluss der Halterung 13, der mit der Unterseite des Halbleiter wafers 12 sowie einem dort befindlichen Kontaktelement des Bau elements 11 in Kontakt steht, zur Messeinheit 21 ab, die über eine Verbindung 24 mit der Halterung 13 elektrisch verbunden ist. An das andere Ende der betreffenden Leiterbahn ist ein in die Messeinheit 21 integriertes Spannungsmessgerät angeschlos sen sein, welches die über dem Bauelement 11 abfallende Spannung misst .
Die Messeinheit 21 ist mit einer Auswerteeinheit 22 verbunden, an welche die von der Messeinheit 21 aufgenommenen Spannungs werte übertragen werden. Die Bauelemente 11 sind optoelektronische Bauelemente, die Licht einer bestimmten Wellenlänge oder eines bestimmten Wellenlän genbereichs emittieren, wenn sie mit dem von der Messeinheit 21 erzeugten Strom beaufschlagt werden. Ein Sensor 23, insbesondere ein hyperspektraler Sensor, misst die von den Bauelementen 11 emittierte Intensität und das Spekt rum und übermittelt die entsprechenden Messwerte an die Auswer teeinheit 22. Fig . 3 zeigt die Verfahrensschritte eines mit der Vorrichtung
10 durchgeführten Verfahrens 30 zum elektrischen Kontaktieren der Bauelemente 11 in dem Halbleiterwafer 12.
Im Schritt 31 wird der Halbleiterwafer 12 bereitgestellt und in der Halterung 13 aufgenommen. Im Schritt 32 wird das Werkzeug 17 auf die zweite Hauptoberflä che 16 der biegsamen Platte 14 gedrückt, um die an der ersten Hauptoberfläche 15 der Platte 14 angeordneten Leiterbahnen 20 in Kontakt mit einer Zeile von Bauelementen 11 zu bringen.
Im Schritt 33 werden mit Hilfe der Messeinheit 21 und des Sen sors 23 die oben beschriebenen Messwerte aufgenommen und an die Auswerteeinheit 22 übertragen. Im Schritt 34 wird das Werkzeug 17 weiterbewegt, so dass nun die Bauelemente 11 der nächsten Zeile des Halbleiterwafers 12 mit den Leiterbahnen 20 in Kontakt stehen. Beispielhaft ist dies in Fig. 4 dargestellt. Während in Fig. 1 die Leiterbahnen 20 das Bauelement 11.1 sowie die übrigen in derselben Zeile ange- ordneten Bauelemente kontaktieren, ist in Fig. 4 das Werkzeug 17 um eine Zeile verschoben worden, so dass jetzt das benach barte Bauelement 11.2 sowie die übrigen in derselben Zeile an geordneten Bauelemente mit den Leiterbahnen 20 in Kontakt ste hen .
Im Schritt 35 werden von der Messeinheit 21 und dem Sensor 23 die Messwerte für die nun kontaktierten Bauelemente 11 aufge nommen und an die Auswerteeinheit 22 übertragen. Bei den beschriebenen Messungen wird der Sensor 23 zusammen mit dem Werkzeug 17 bewegt, so dass der Sensor 23 stets den gleichen Abstand zu den zu untersuchenden Bauelementen 11 hat.
Das beschriebene Vorgehen kann fortgesetzt werden, bis alle zu überprüfenden Bauelemente 11 des Halbleiterwafers 12 getestet wurden. Die Auswerteeinheit 22 kann diejenigen Bauelemente 11 identifizieren, deren Funktion beeinträchtigt ist.
Fig. 5 zeigt den schematischen Aufbau einer Vorrichtung 40 zum elektrischen Kontaktieren und Überprüfen von Bauelementen 11. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die biegsame Platte 14 mit der aus den Leiterbahnen 20 bestehenden Linienstruktur in einen Siebdruckrahmen 41 gespannt. Der Siebdruckrahmen 42 ist in einen nicht dargestellten Schablonendruckautomat integriert. Unter- halb des Siebdruckrahmens 41 ist der Halbleiterwafer 12 ange ordnet. Die elektrischen Daten werden von einer Datenerfas sungskarte 42 aufgenommen und an die Auswerteeinheit 22 über mittelt, die als Computer ausgestaltet ist. Das in Fig . 5 nicht dargestellte Rakel drückt die Platte 14 in Richtung des Halbleiterwafers 12, um einzelne Bauelemente 11 kontaktieren zu können. Der Siebdruckrahmen 41 ermöglicht die exakte und insbesondere automatische Ausrichtung der Leiterbah nen 20 zu den Bauelementen 11. Die Anzahl der Leiterbahnen 20 kann der maximalen Anzahl der Bauelemente 11 einer Zeile des Halbleiterwafers 12 entsprechen. An die Leiterbahnen 20 gekop pelte Elektroden sind so mit den Eingängen der Datenerfassungs karte 42 verbunden, dass eine 3-Punkt-Messung möglich ist. Die Kontaktierzeit pro Bauelement 11 während der Durchführung der Messungen ist abhängig von der Größe eines einzelnen Bau elements 11 sowie der Rakelgeschwindigkeit und liegt im Bereich von einigen Millisekunden. Der Druck des Rakels auf die biegsame Platte 14 sowie die Geschwindigkeit, mit der sich das Rakel über die biegsame Platte 14 bewegt, können eingestellt werden. Pa rallel mit dem Rakel fährt eine hyperspektrale Zeilenkamera über den Halbleiterwafer 12 und vermisst für jeweils eine Linie In tensität und Spektrum. Daraus kann die Auswerteeinheit 22 die optischen Daten für jedes Bauelement 11 ermitteln. BEZUGSZEICHENLISTE
10 Vorrichtung
11 Bauelement
11.1 Bauelement
11.2 Bauelement
12 Halbleiterwafer
13 Halterung
14 Platte
15 erste Hauptoberfläche
16 zweite Hauptoberfläche 17 Werkzeug
20 Leiterbahn
21 Messeinheit
22 AusWerteeinheit
23 Sensor
24 Verbindung
30 Verfahren
31 Schritt
32 Schritt
33 Schritt
34 Schritt
35 Schritt
40 Vorrichtung
41 Siebdruckrahmen
42 Datenerfassungskarte

Claims

ANSPRÜCHE
1. Verfahren (30) zum elektrischen Kontaktieren von Bauele menten (11) in einem Halbleiterwafer (12), wobei
eine biegsame Platte (14) bereitgestellt wird, die eine erste Hauptoberfläche (15) aufweist, auf der eine Mehrzahl von Leiterbahnen (20) angeordnet ist,
die Platte (14) in Bezug auf einen Halbleiterwafer (12) derart angeordnet wird, dass die erste Hauptober fläche (15) der Platte (14) zu dem Halbleiterwafer (12) weist,
die Platte (14) derart gebogen und auf den Halbleiter wafer (12) gedrückt wird, dass Kontaktelemente mehrerer in einer Reihe in dem Halbleiterwafer (12) angeordneter Bauelemente (11) mit den Leiterbahnen (20) in Kontakt treten, und
die Bauelemente (11) durch die Leiterbahnen (20) mit elektrischen Signalen beaufschlagt werden. 2. Verfahren (30) nach Anspruch 1, wobei die Platte (14) mit
Hilfe eines Werkzeugs (17) gebogen wird, das auf eine der ersten Hauptoberfläche (15) gegenüberliegende zweite Hauptoberfläche (16) der Platte (14) gedrückt wird.
3. Verfahren (30) nach Anspruch 2, wobei das Werkzeug (17) entlang der Platte (14) bewegt wird, so dass nacheinander Kontaktelemente verschiedener in den Halbleiterwafer (12) integrierter Bauelemente (11) mit den Leiterbahnen (20) in Kontakt treten.
4. Verfahren (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bauelemente (11) jeweils ein erstes Kontakte lement auf einer ersten Hauptoberfläche des Halbleiter wafers (12) und ein zweites Kontaktelement auf einer der ersten Hauptoberfläche gegenüberliegenden zweiten Haupt oberfläche des Halbleiterwafers (12) aufweisen, wobei pro Bauelement (11) jeweils eine Leiterbahn (20) mit dem ers ten Kontaktelement in Kontakt tritt.
5. Verfahren (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Bauelemente (11) jeweils ein erstes Kontaktelement und ein zweites Kontaktelement auf einer ersten Haupt oberfläche des Halbleiterwafers (12) aufweisen, wobei pro Bauelement (11) jeweils eine Leiterbahn (20) mit dem ers ten Kontaktelement und eine weitere Leiterbahn (20) mit dem zweiten Kontaktelement in Kontakt tritt.
6. Verfahren (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bauelemente (11) optoelektronische Bauelemente sind, die dazu ausgelegt sind, Licht zu emittieren.
7. Verfahren (30) nach Anspruch 6, wobei ein Sensor (23) zumindest einen Teil des von den optoelektronischen Bau elementen (11) emittierten Lichts aufnimmt.
8. Verfahren (30) nach Anspruch 7, wobei der Sensor (23) zusammen mit dem Werkzeug (17) entlang der Platte (14) bewegt wird.
9. Verfahren (30) nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Sensor
(23) ein hyperspektraler Sensor ist.
10. Verfahren (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Platte (14) und/oder die Leiterbahnen (20) zu mindest teilweise transparent sind.
11. Verfahren (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Strom in ein Ende einer der Leiterbahnen (20) eingespeist wird und ein elektrisches Potential an dem anderen Ende der Leiterbahn (20) gemessen wird.
12. Vorrichtung (10, 40) zum elektrischen Kontaktieren von Bauelementen (11) in einem Halbleiterwafer (12), mit: einer Halterung (13), die dazu ausgebildet ist, einen Halbleiterwafer (12) zu halten,
einer biegsamen Platte (14), die eine erste Haupt oberfläche (15) aufweist, auf der eine Mehrzahl von Lei terbahnen (20) angeordnet ist, und
einer Einheit (21) zur Erzeugung von elektrischen Sig nalen,
wobei die Platte (14) in Bezug auf den Halbleiterwafer (12) derart angeordnet ist, dass die erste Hauptoberflä che (15) der Platte (14) zu dem Halbleiterwafer (12) weist ,
wobei die Platte (14) derart gebogen und dazu ausge bildet ist, auf einen Halbleiterwafer (12) gedrückt zu werden, so dass Kontaktelemente mehrerer in einer Reihe in dem Halbleiterwafer (12) angeordneter Bauelemente (11) mit den Leiterbahnen (20) in Kontakt treten, und
wobei die Einheit (21) zur Erzeugung von elektrischen Signalen die Bauelemente (11) durch die Leiterbahnen (20) mit elektrischen Signalen beaufschlagt.
13. Vorrichtung (10, 40) nach Anspruch 12, wobei die Vorrich tung (10, 40) ein Werkzeug (17) umfasst, das auf eine der ersten Hauptoberfläche (15) gegenüberliegende zweite Hauptoberfläche (16) der Platte (14) gedrückt ist, um die Platte (14) zu biegen.
14. Vorrichtung (10, 40) nach Anspruch 13, wobei das Werkzeug
(17) entlang der Platte (14) bewegt wird, so dass nach- einander Kontaktelemente verschiedener in den Halbleiter wafer (12) integrierter Bauelemente (11) mit den Leiter bahnen (20) in Kontakt treten. 15. Vorrichtung (10, 40) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Einheit (21) zur Erzeugung von elektrischen Signalen einen Strom in ein Ende einer der Leiterbahnen (20) einspeist und an das andere Ende der Leiterbahn (20) eine Einheit (21) zur Messung eines elektrischen Poten- tials angeschlossen ist.
PCT/EP2020/056208 2019-03-20 2020-03-09 Verfahren und vorrichtung zum elektrischen kontaktieren von bauelementen in einem halbleiterwafer WO2020187630A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/440,912 US11796567B2 (en) 2019-03-20 2020-03-09 Method and device for electrically contacting components in a semiconductor wafer

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019107138.0 2019-03-20
DE102019107138.0A DE102019107138A1 (de) 2019-03-20 2019-03-20 Verfahren und vorrichtung zum elektrischen kontaktieren von bauelementen in einem halbleiterwafer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020187630A1 true WO2020187630A1 (de) 2020-09-24

Family

ID=69845355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2020/056208 WO2020187630A1 (de) 2019-03-20 2020-03-09 Verfahren und vorrichtung zum elektrischen kontaktieren von bauelementen in einem halbleiterwafer

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11796567B2 (de)
DE (1) DE102019107138A1 (de)
WO (1) WO2020187630A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022111178A1 (de) 2022-05-05 2023-11-09 Ams-Osram International Gmbh Testvorrichtung und verfahren zum prozessieren optoelektronischer bauelemente
DE102022124300A1 (de) 2022-09-21 2024-03-21 Ams-Osram International Gmbh Verfahren und vorrichtung zum elektrischen kontaktieren von elektronischen bauelementen

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5436568A (en) * 1994-01-25 1995-07-25 Hughes Aircraft Company Pivotable self-centering elastomer pressure-wafer probe
DE10324450A1 (de) * 2003-05-28 2005-01-05 Infineon Technologies Ag Kontaktierungsvorrichtung für elektronische Schaltungseinheiten und Herstellungsverfahren
CN106124958A (zh) * 2016-08-23 2016-11-16 西安炬光科技股份有限公司 一种半导体激光器芯片测试装置
WO2018149838A1 (en) * 2017-02-15 2018-08-23 Technoprobe S.P.A. Improved probe card for high-frequency applications

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4471298A (en) * 1981-12-11 1984-09-11 Cirdyne, Inc. Apparatus for automatically electrically testing printed circuit boards
JPH0789126B2 (ja) * 1989-07-17 1995-09-27 三菱マテリアル株式会社 混成集積回路板の電気的特性検査を行う方法
US5583445A (en) * 1994-02-04 1996-12-10 Hughes Aircraft Company Opto-electronic membrane probe
US6259264B1 (en) * 1999-08-30 2001-07-10 Agere Systems Optoelectronics Guardian Corp. Apparatus and method for testing semiconductor laser chips
US6448805B1 (en) * 2001-02-12 2002-09-10 Novalux, Inc. Method and apparatus for wafer-level testing of semiconductor lasers
US7724030B1 (en) * 2007-12-03 2010-05-25 Xilinx, Inc. Method and apparatus for providing a feedback path for an output signal
JP5428485B2 (ja) * 2009-04-22 2014-02-26 富士ゼロックス株式会社 面発光型半導体レーザ素子のバーンイン方法およびそのプログラム
US10461000B2 (en) * 2016-08-08 2019-10-29 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor wafer and method of probe testing

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5436568A (en) * 1994-01-25 1995-07-25 Hughes Aircraft Company Pivotable self-centering elastomer pressure-wafer probe
DE10324450A1 (de) * 2003-05-28 2005-01-05 Infineon Technologies Ag Kontaktierungsvorrichtung für elektronische Schaltungseinheiten und Herstellungsverfahren
CN106124958A (zh) * 2016-08-23 2016-11-16 西安炬光科技股份有限公司 一种半导体激光器芯片测试装置
WO2018149838A1 (en) * 2017-02-15 2018-08-23 Technoprobe S.P.A. Improved probe card for high-frequency applications

Also Published As

Publication number Publication date
US11796567B2 (en) 2023-10-24
DE102019107138A1 (de) 2020-09-24
US20220163564A1 (en) 2022-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19515154A1 (de) Tastkopf-Meßhantiergerät, Verfahren zum Prüfen integrierter Schaltungen und integrierter Schaltungsbaustein
EP0012319A1 (de) Verfahren und Schablone zum Befestigen von Bauelementen mit flächigen Anschlusskontakten auf Leiterplatten
WO2020187630A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum elektrischen kontaktieren von bauelementen in einem halbleiterwafer
DE112007002181T5 (de) Vorrichtung zur Herstellung von mit Bauteilen bestückten Leiterplatten und Verfahren zur Positionssteuerung von elektronischen Bauteilen in einer Vorrichtung zur Herstellung von mit Bauteilen bestückten Leiterplatten
DE19802848B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Testen eines Substrats
DE112017007435T5 (de) Komponentenbestückungssystem und klebemitteluntersuchungsvorrichtung
WO2008058949A2 (de) Sensorelement, vorrichtung und verfahren zur inspektion einer leiterbahnstruktur, herstellungsverfahren für sensorelement
WO2002021893A2 (de) Verfahren und vorrichtung zum prüfen von leiterplatten mit einem paralleltester
DE19728144C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von Testmustern
WO2024061851A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum elektrischen kontaktieren von elektronischen bauelementen
AT507322A1 (de) Schaltvorrichtung zur elektrischen kontaktprüfung
DE4406674A1 (de) Verfahren zum Prüfen einer zu prüfenden Elektrodenplatte
DE10311821B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Ausrichten von Substrat und Druckschablone beim Lotpastendruck
WO2004059329A1 (de) Adapter zum testen von leiteranordnungen
DE102020115598B3 (de) Verfahren und Bestückmaschine zum Bestücken von Bauelementeträgern basierend auf einem Rekalibrieren der Bestückmaschine im realen Bestückbetrieb, Computerprogramm zum Steuern einer Bestückmaschine
DE10059808A1 (de) Verfahren zur Verbindung einer integrierten Schaltung und einer flexiblen Schaltung
EP2830400A1 (de) Nutzen mit mehreren Leiterplatten und Verfahren zu seiner Herstellung
DE2633175A1 (de) Verfahren zur durchfuehrung von arbeitsschritten an mehreren schaltkreistraegern und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens
EP0538432B1 (de) Vorrichtung zum herstellen einer elektrischen schaltung, insbesondere für eine messonde und messonde
EP3265834B1 (de) Elektrische kontaktvorrichtung
DE10214817B4 (de) Anordnung zur Höhenmessung des Lotpastenauftrages
DE112018007669B4 (de) Vorrichtung zum Messen elektrischer Eigenschaften für eine Halbleitervorrichtung
DE102006008948B3 (de) Verfahren zum Aufbringen und elektrischen Kontaktieren von elektronischen Bauteilen auf eine Substratbahn
EP0648405B1 (de) Anordnung und verfahren zum funktionsabgleich von schaltungsflachbaugruppen
DE102018124492A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur prozessierung einer vielzahl von halbleiterchips

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20711831

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20711831

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1