DE102006022475A1

DE102006022475A1 - Verfahren zum Ausgleichen einer durch eine Temperaturänderung hervorgerufenen Positionsänderung einer Nadelkarte

Info

Publication number: DE102006022475A1
Application number: DE102006022475A
Authority: DE
Inventors: Udo Hartmann
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Qimonda AG
Priority date: 2006-05-13
Filing date: 2006-05-13
Publication date: 2007-11-15
Also published as: US20070262782A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausgleichen einer durch eine Temperaturänderung hervorgerufenen Positionsänderung einer Nadelkarte (11, 11') im Rahmen eines Funktionstests von einer auf einer Halbleiterscheibe (15) angeordneten integrierten Schaltung, wobei die Nadelkarte (11, 11') eine Trägereinrichtung (12) mit einer Anordnung von Prüfspitzen (13) zum Kontaktieren von auf der Halbleiterscheibe (15) angeordneten sowie mit der integrierten Schaltung verbundenen Kontaktpunkten aufweist. Das Verfahren umfasst ein Ermitteln einer Temperatur der Nadelkarte (11, 11') sowie ein Anpassen der Position der Halbleiterscheibe (15) an die durch die Temperaturänderung hervorgerufene Positionsänderung der Nadelkarte (11, 11') auf der Grundlage der ermittelten Temperatur und eines die temperaturbedingte Positionsänderung der Nadelkarte (11, 11') wiedergebenden Kennfeldes, um die durch die Temperaturänderung hervorgerufene Positionsänderung der Nadelkarte (11, 11') auszugleichen. Die Erfindung betrifft ferner eine Testvorrichtung (1, 1'), bei der ene temperaturbedingte Positionsänderung einer Nadelkarte (11, 11') ausgeglichen wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausgleichen einer durch eine Temperaturänderung hervorgerufenen Positionsänderung einer Nadelkarte im Rahmen eines Funktionstests von einer auf einer Halbleiterscheibe angeordneten integrierten Schaltung. Die Erfindung betrifft ferner eine Testvorrichtung, bei der eine temperaturbedingte Positionsänderung einer Nadelkarte ausgeglichen wird.
Zum hochparallelen Funktionstest von integrierten Schaltungen auf einer Halbleiterscheibe, im Folgenden als Wafer bezeichnet, werden sogenannte Nadelkarten (Probe Cards) eingesetzt. Eine Nadelkarte, welche für den Funktionstest mit einem sogenannten Tester verbunden wird, weist üblicherweise eine Trägereinrichtung auf, auf der auf engstem Raum eine Anordnung von federnden Prüfspitzen, sogenannte Kontaktnadeln, angeordnet ist. Über die Trägereinrichtung wird eine elektrische Verbindung zwischen den einzelnen Kontaktnadeln und dem Tester hergestellt.
Beim Funktionstest der integrierten Schaltungen ist der Halbleiterwafer normalerweise auf einem in alle Richtungen verfahrbaren Tisch, einem sogenannten Chuck, einer als Waferprober bezeichneten Testeinrichtung angeordnet. Der Waferprober ermöglicht eine präzise Justierung der Position des Chucks, um auf dem Wafer vorgesehene Kontaktpunkte genau unter entsprechenden Kontaktnadeln der fest in dem Waferprober installierten Nadelkarte zu justieren. Hierzu weist der Waferprober üblicherweise eine Einrichtung zur elektronischen Bilderfassung und -auswertung auf. In der Regel handelt es sich bei den Kontaktpunkten um metallische Testkontaktflächen, sogenannte Pads, die auf dem Wafer angeordnet sowie mit den integrierten Schaltungen elektrisch verbunden sind. Wahl weise können die Kontaktpunkte auch als „Kontaktkugeln" (Bump) ausgeführt sein.
Sobald der Chuck mithilfe des Waferprobers derart positioniert ist, dass die Kontaktpunkte bzw. Pads exakt zu entsprechenden Kontaktnadeln ausgerichtet sind, wird der Chuck vom Waferprober so gegen die Kontaktnadeln der Nadelkarte verfahren, dass die Kontaktnadeln mit einer vorbestimmten Kraft bzw. einem vorbestimmten Anpressdruck gegen die Pads auf dem Halbleiterwafer drücken und sich gleichzeitig in die Pads „hineinbohren", um eine sichere Kontaktierung der Pads und damit der an die Pads angeschlossenen integrierten Schaltungen auf dem Wafer zu ermöglichen. Gegenwärtig eingesetzte hochparallele Nadelkarten weisen üblicherweise eine Anzahl von Kontaktnadeln im Bereich von zehntausend und mehr auf, so dass mit solchen Nadelkarten mehr als einhundert integrierte Schaltungen parallel getestet werden können.
Die Kontaktnadeln einer Nadelkarte sind mit einer gewissen Federelastizität versehen, wobei der Federweg in der Regel auf maximal 100 μm beschränkt ist. Beim Verfahren des Chucks gegen die Nadelkarte wird der Chuck nach einer ersten Berührung zwischen Kontaktnadeln der Nadelkarte und Pads auf dem Wafer um beispielsweise 50 μm weiter in Richtung der Nadelkarte bewegt, um den oben beschriebenen Anpressdruck für eine sichere Kontaktierung herzustellen. In einem solchen Fall ergibt sich ein für einen Funktionstest vorgegebener "Anpressdruckbereich", welcher einem Verfahrbereich zwischen 50 und 100 μm ab einer ersten Berührung zwischen Kontaktnadeln und Pads entspricht. Werden die Kontaktnadeln stärker als der maximal zulässige Federweg zusammengedrückt, kommt es zu permanenten plastischen Verformungen und damit zu einem Defekt der Kontaktnadeln.
Bei einem Funktionstest werden von dem Tester Testsignale über die Nadelkarte an die ankontaktierten integrierten Schaltungen angelegt, sowie in entsprechender Weise Antwortsignale von den integrierten Schaltungen empfangen. In der Regel wird hierbei auch die Temperaturstabilität der integrierten Schaltungen getestet. Hierzu wird der Halbleiterwafer beispielsweise mithilfe einer Heizung im Chuck auf eine Prüftemperatur von bis zu 125°C gebracht. Bei einem solchen Funktionstest mit einem erwärmten Wafer wird zwangsläufig auch die Nadelkarte aufgeheizt. Dies geschieht über die auf den Pads auf dem Wafer aufsitzenden Kontaktnadeln, die in der Regel aus einem hochfesten Metall gefertigt sind und sich damit durch eine gute Wärmeleitfähigkeit auszeichnen. Hauptsächlich wird die Nadelkarte aber durch die von dem Wafer abgegebene Wärmestrahlung aufgeheizt.
Die Trägereinrichtung einer Nadelkarte ist im Allgemeinen als Leiterplatte (printed circuit board, PCB) ausgebildet, in welcher Leiterbahnen zum Anschluss der einzelnen Kontaktnadeln vorgesehen sind. Üblicherweise ist die Leiterplatte zusätzlich mit einer Metallversteifung versehen, um ein gewichtsbedingtes Durchbiegen zu vermeiden. Die thermische Erwärmung der Nadelkarte während eines Testvorgangs mit einem geheizten Wafer führt in der Regel zu einer thermischen Ausdehnung der Trägereinrichtung, wodurch sich die Position der fest in dem Waferprober installierten Nadelkarte gegenüber dem zu testenden Wafer verändert.
Neben lateralen Positionsänderungen in XY-Richtung, welche ein „Zerkratzen" und dadurch ein mögliches Zerstören von Pads durch die Kontaktnadeln zur Folge haben können, treten vor allem Bewegungen in Z-Richtung und damit eine Veränderung des Abstands zwischen der Nadelkarte und dem Halbleiterwafer auf. Auf diese Weise werden die Kontaktnadeln im Rahmen eines Funktionstests beispielsweise so stark zusammengedrückt, dass der maximal tolerierbare Federweg bzw. Anpressdruck überschritten wird und sich die Kontaktnadeln dauerhaft verformen.
Daneben besteht die Möglichkeit, dass sich durch eine Temperaturänderung der Nadelkarte während eines Funktionstests der Abstand zwischen der Nadelkarte und dem Wafer derart vergrößert, dass ein ungenügender Anpressdruck zwischen Kontaktnadeln der Nadelkarte und Pads auf dem Wafer resultiert bzw. eine bereits hergestellte Kontaktierung von Pads wieder aufgehoben wird. Auf diese Weise können zu testende integrierte Schaltungen fälschlicherweise als defekt eingestuft werden, so dass es infolgedessen zu Ausbeuteverlusten kommt.
Um derartige durch Temperaturänderungen hervorgerufene Positionsänderungen einer Nadelkarte im Rahmen eines Funktionstests von integrierten Schaltungen zu vermeiden, wird vor dem Aufheiz- bzw. Abkühlvorgang der Wafer mit dem Chuck möglichst nahe an die Nadelkarte herangefahren. Anschließend wird eine vorgegebene Zeitdauer zum Aufwärmen bzw. Abkühlen der Nadelkarte abgewartet, nach deren Ablaufen angenommen wird, dass sich ein thermisches Gleichgewicht in der Nadelkarte einstellt hat und die Nadelkarte infolgedessen ihre Position im weiteren Verlauf beibehält. Erst im Anschluss hieran wird der Wafer für den Funktionstest mithilfe des Chucks zu der Nadelkarte hin ausgerichtet und zum Herstellen einer Kontaktierung zwischen Kontaktnadeln der Nadelkarte und Pads auf dem Wafer an die Nadelkarte herangefahren.
Eine derartige Vorgehensweise ist jedoch mit einem relativ hohen zeitlichen Aufwand verbunden. Auch kann während der Aufwärm- bzw. Abkühlzeit einer Nadelkarte kein Funktionstest von integrierten Schaltungen durchgeführt werden. Darüber hinaus erfordern unterschiedliche Typen von Nadelkarten, die sich beispielsweise durch die Größe oder die Materialien einzelner Komponenten der Nadelkarten bzw. der Trägereinrichtungen voneinander unterscheiden, unterschiedliche Aufwärm- bzw. Abkühlzeiten. In der Praxis wird daher versucht, für das Aufwärmen bzw. Abkühlen unterschiedlicher Nadelkartentypen eine einheitliche maximale Zeitdauer festzulegen. Sofern diese Zeitdauer nicht beachtet wird oder eine Nadelkarte sich trotz Abwartens der vorgegebenen Zeitdauer noch nicht im thermischen Gleichgewicht befindet, besteht die Gefahr, dass die Nadelkarte im Rahmen eines Funktionstests eine temperaturbedingte Positionsänderung vollzieht mit den oben beschriebenen Folgen eines Beschädigens von Pads des Halbleiterwafers und Kontaktnadeln der Nadelkarte sowie eines fehlerhaften Bewertens von zu testenden integrierten Schaltungen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren bzw. eine Testvorrichtung anzugeben, mit deren Hilfe derartige mit einer temperaturbedingten Positionsänderung einer Nadelkarte verbundene Probleme im Rahmen eines Funktionstests von integrierten Schaltungen vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und eine Testvorrichtung gemäß Anspruch 11 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Ausgleichen einer durch eine Temperaturänderung hervorgerufenen Positionsänderung einer Nadelkarte im Rahmen eines Funktionstests von (wenigstens) einer auf einer Halbleiterscheibe angeordneten integrierten Schaltung vorgeschlagen, wobei die Nadelkarte eine Trägereinrichtung mit einer Anordnung von Prüfspitzen zum Kontaktieren von auf der Halbleiterscheibe angeordneten sowie mit der integrierten Schaltung verbundenen Kontaktpunkten aufweist. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ein Ermitteln einer Temperatur der Nadelkarte und ein Anpassen der Position der Halbleiterscheibe an die durch die Temperaturänderung hervorgerufene Positionsänderung der Nadelkarte auf der Grundlage der ermittelten Temperatur und eines die temperaturbedingte Positionsänderung der Nadelkarte wiedergebenden Kennfeldes, um die durch die Temperaturänderung hervorgerufene Positionsänderung der Nadelkarte auszugleichen.
Das erfindungsgemäße Verfahren basiert darauf, die Position der Halbleiterscheibe auf der Grundlage der aktuellen Temperatur der Nadelkarte und des die temperaturbedingte Positionsänderung der Nadelkarte wiedergebenden Kennfeldes zu korrigieren, anstelle eine vorgegebene Zeitdauer abzuwarten, nach deren Ablaufen angenommen wird, dass sich die Nadelkarte im thermischen Gleichgewicht befindet. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, die Halbleiterscheibe bereits vor einem Aufheiz- bzw. Abkühlvorgang für eine Kontaktierung zur Nadelkarte hin auszurichten, wodurch ein Funktionstest der auf der Halbleiterscheibe angeordneten integrierten Schaltung mit einem geringeren Zeitaufwand durchgeführt werden kann. Darüber hinaus wird eine Beschädigung von Kontaktpunkten der Halbleiterscheibe sowie von auf Kontaktpunkte aufgesetzten Prüfspitzen der Nadelkarte aufgrund eines Überschreitens eines vorgegebenen maximalen Anpressdrucks vermieden. Auch besteht keine Gefahr, die integrierte Schaltung bei einem Funktionstest aufgrund einer ungenügenden Kontaktierung zwischen Prüfspitzen der Nadelkarte und Kontaktpunkten der Halbleiterscheibe fälschlicherweise als defekt zu bewerten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Anpassen der Position der Halbleiterscheibe während der durch die Temperaturänderung hervorgerufenen Positionsänderung der Nadelkarte durchgeführt. Auf diese Weise kann die Prüfzeit für einen Funktionstest deutlich verringert werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Anpassen der Position der Halbleiterscheibe an die durch die Temperaturänderung hervorgerufene Positionsänderung der Nadelkarte in vorgegebenen Zeitabschnitten durchgeführt, welche von Zeitabschnitten unterbrochen werden, in welchen die Position der Halbleiterscheibe nicht verändert wird, um das Anpassen der Position der Halbleiterscheibe an die durch die Temperaturänderung hervorgerufene Positionsänderung der Nadelkarte schrittweise durchzuführen.
Dabei ist es bevorzugt, dass ein Zeitabschnitt, in welchem die Position der Halbleiterscheibe nicht verändert wird, kleiner ist als ein Zeitabschnitt, in welchem ein sich auf eine Kontaktierung zwischen einer Prüfspitze der Nadelkarte und einem Kontaktpunkt der Halbleiterscheibe beziehender charakteristischer Parameter aufgrund der durch die Temperaturänderung hervorgerufenen Positionsänderung der Nadelkarte einen vorgegebenen Bereich verlässt. Auf diese Weise wird eine zuverlässige Kontaktierung zwischen Prüfspitzen der Nadelkarte und entsprechenden Kontaktpunkten auf der Halbleiterscheibe während eines Aufheiz- bzw. Abkühlvorgangs ohne die Gefahr einer Beschädigung von Prüfspitzen bzw. der Nadelkarte ermöglicht.
Als charakteristischer, sich auf eine Kontaktierung beziehender Parameter wird vorzugsweise ein Anpressdruck zwischen einer Prüfspitze der Nadelkarte und einem Kontaktpunkt der Halbleiterscheibe herangezogen. Der Anpressdruck wird dabei insbesondere in Form eines zusätzlichen Verfahrweges der Halbleiterscheibe in Richtung der Nadelkarte ab einer ersten Berührung zwischen Prüfspitzen der Nadelkarte und Kontaktpunkten der Halbleiterscheibe angegeben.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden in einem Zeitabschnitt, in welchem die Position der Halbleiterscheibe nicht verändert wird, Testsignale für den Funktionstest an die integrierte Schaltung angelegt. Auf diese Weise werden sich negativ auf den Funktionstest der integrierten Schaltung auswirkende Erschütterungen, welche während des Veränderns der Position der Halbleiterscheibe auftreten können, vermieden, wodurch sich der Funktionstest der integrierten Schaltung während der Temperaturänderung der Nadelkarte mit einer hohen Zuverlässigkeit und Genauigkeit durchführen lässt.
In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform wird das Anpassen der Position der Halbleiterscheibe nach der durch die Temperaturänderung hervorgerufenen Positionsänderung der Nadelkarte durchgeführt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gibt das Kennfeld zusätzlich die temperaturbedingte Positionsänderung der Nadelkarte in Abhängigkeit der Zeit wieder. Auf diese Weise lässt sich die Position der Halbleiterscheibe mit einer hohen Genauigkeit an die temperaturbedingte Positionsänderung der Nadelkarte anpassen, was insbesondere bei dem vorstehend beschriebenen schrittweisen Anpassen der Position der Halbleiterscheibe an die Positionsänderung der Nadelkarte von Vorteil ist.
Erfindungsgemäß wird ferner eine Testvorrichtung vorgeschlagen, bei der eine durch eine Temperaturänderung hervorgerufene Positionsänderung einer Nadelkarte ausgeglichen wird. Die Testvorrichtung umfasst eine Nadelkarte, welche eine Trägereinrichtung mit einer Anordnung von Prüfspitzen zum Kontaktieren von auf einer Halbleiterscheibe angeordneten Kontaktpunkten aufweist, wobei die Kontaktpunkte mit (wenigstens) einer auf der Halbleiterscheibe angeordneten integrierten Schaltung verbunden sind, eine Halteeinrichtung zum Halten der Halbleiterscheibe, zum Verändern der Position der Halbleiterscheibe gegenüber der Nadelkarte und zum Verändern der Temperatur der Halbleiterscheibe, sowie eine Steuereinrichtung zum Steuern des mithilfe der Halteeinrichtung durchgeführten Veränderns der Position und der Temperatur der Halbleiterscheibe und zum Anlegen von Testsignalen an die integrierte Schaltung für einen Funktionstest. Erfindungsgemäß ist des weiteren eine Temperaturerfassungseinrichtung zum Ermitteln einer Temperatur der Nadelkarte sowie eine Auswerteeinrichtung zum Ermitteln einer an eine durch eine Temperaturänderung hervorgerufene Positionsänderung der Nadelkarte angepasste Position der Halbleiterscheibe auf der Grundlage der ermittelten Temperatur und eines die temperaturbedingte Positionsänderung der Nadelkarte wiedergebenden Kennfeldes vorgesehen, um die durch die Temperaturänderung hervorgerufene Positionsänderung der Nadelkarte auszugleichen.
In entsprechender Weise eröffnet die erfindungsgemäße Testvorrichtung die Möglichkeit, die Halbleiterscheibe in vorteilhafter Weise bereits vor einem Aufheiz- bzw. Abkühlvorgang für eine Kontaktierung zur Nadelkarte hin auszurichten sowie die Position der Halbleiterscheibe nach oder auch während des Aufheiz- bzw. Abkühlvorgangs an die temperaturbedingte Positionsänderung der Nadelkarte anzupassen, wodurch sich ein Funktionstest der integrierten Schaltung mit einem geringen Zeitaufwand durchführen lässt. Des weiteren wird im Rahmen eines Funktionstests die Gefahr eines Beschädigens von Kontaktpunkten der Halbleiterscheibe und von Kontaktnadeln der Nadelkarte aufgrund eines Überschreitens eines maximalen Anpressdrucks sowie die Gefahr, die integrierte Schaltung aufgrund einer unzureichenden Kontaktierung zwischen Prüfspitzen der Nadelkarte und Kontaktpunkten der Halbleiterscheibe fälschlicherweise als defekt zu bewerten, vermieden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen
1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Testvorrichtung;
2 und 3 gemessene temperaturbedingte Positionsänderungen von Nadelkarten in Abhängigkeit der Zeit;
4 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ausgleichen einer temperaturbedingten Positionsänderung einer Nadelkarte;
5 bis 8 Ablaufdiagramme unterschiedlicher Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Verfahren, bei welchen eine temperaturbedingte Positionsänderung einer Nadelkarte im Rahmen eines Funktionstests ausgeglichen wird; und
9 eine schematische Darstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Testvorrichtung.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Testvorrichtung 1, welche zum Testen der Funktionsfähigkeit integrierter Schaltungen auf einem Halbleiterwafer 15 eingesetzt wird. Die Testvorrichtung 1 weist im Wesentlichen einen sogenannten Waferprober 10 mit einer einen in XYZ-Richtung verfahrbaren Chuck aufweisenden Halteeinrichtung 14 zum exakten Justieren des Wafers 15 auf. Der Wafer 15 wird hierzu auf dem Chuck der Halteeinrichtung 14 beispielsweise mittels Unterdruck festgehalten. Die XY-Richtung bezieht sich dabei beispielsweise auf eine durch eine Oberfläche des Wafers 15 vorgegebene Ebene, wohingegen die Z-Richtung senkrecht zu dieser Ebene verläuft. Zum Steuern des Verfahrens des Chucks ist eine Probersteuerung 16 vorgesehen. Die Probersteuerung 16 ist dabei in der Lage, den Chuck beispielsweise mithilfe einer elektronischen Bilderkennung vollautomatisch feinzujustieren.
Um die auf dem Wafer 15 angeordneten integrierten Schaltungen auch unter erhöhten Temperaturen einem Funktionstest unterziehen zu können, weist der Chuck der Halteeinrichtung 14 ein Heizelement 20 auf, mit dem der Wafer 15 auf eine vorgesehene Prüftemperatur aufgewärmt werden kann. Beispielsweise wird bei dem Wafer 15 ein Funktionstest bis zu einer Temperatur von 125°C durchgeführt, um die Funktionsfähigkeit der integrierten Schaltungen auf dem Wafer 15 auch unter solchen Betriebstemperaturen gewährleisten zu können. Das Heizelement 20 wird hierfür durch die Probersteuerung 16 angeschaltet.
Zum Durchführen eines Funktionstests ist eine an dem Waferprober 10 fest installierte Nadelkarte 11 vorgesehen. Die Nadelkarte 11 weist eine Trägereinrichtung 12 mit einer Anordnung von Kontaktnadeln 13 auf. Die Trägereinrichtung 12 ist beispielsweise als Leiterplatte ausgebildet, in welcher Leiterbahnen zum Anschluss der einzelnen Kontaktnadeln 13 vorgesehen sind. Weiter weist die Trägereinrichtung 12 beispielsweise eine Metallversteifung auf, um ein gewichtsbedingtes Durchbiegen der Nadelkarte 11 zu verhindern.
Die Kontaktnadeln 13 der Nadelkarte 11 sind ausgelegt, auf dem Wafer 15 angeordnete Kontaktpunkte zu kontaktieren, die die Verbindung mit den integrierten Schaltungen auf dem Wafer 15 herstellen und üblicherweise in Zwischenbereichen zwischen den integrierten Schaltungen auf dem Wafer 15 angeordnet sind. Die Kontaktpunkte sind beispielsweise als metallische Kontaktflächen, sogenannte Pads, ausgebildet. Zum Kontaktieren der Kontaktpunkte bzw. Pads wird der Wafer 15 mithilfe des Chucks der Halteeinrichtung 14 zunächst so verfahren und zu der Nadelkarte 11 hin ausgerichtet, dass die Pads entsprechenden Kontaktnadeln 13 genau gegenüberliegen. Anschließend wird der Chuck derart in Z-Richtung gegen die Nadelkarte 11 bewegt, dass Kontaktnadeln 13 gegen entsprechende Pads auf dem Wafer 15 drücken.
Die Kontaktnadeln 13 der Nadelkarte 11 sind elastisch ausgebildet, um einen vorgegebenen Anpressdruck der Kontaktnadeln 13 auf den Pads für eine zuverlässige Kontaktierung herzustellen. Dabei wird ein Anpressdruck in Form eines zusätzlichen Verfahrweges des Wafers 15 in Richtung der Nadelkarte 13 von beispielsweise 50 μm ab einer ersten Berührung zwischen Kontaktnadeln 13 der Nadelkarte 11 und entsprechenden Pads auf dem Halbleiterwafer 15 verwirklicht. Nach oben begrenzt wird der Anpressdruck durch einen maximalen Federweg der Kontaktnadeln 13, welcher beispielsweise 100 μm beträgt. Bei einem Zusammendrücken der Kontaktnadeln 13 über den maximal zulässigen Federweg hinaus besteht die Gefahr, dass eine dauerhafte plastische Verformung der Kontaktnadeln 13 auftritt, wodurch die Nadelkarte 11 beschädigt wird.
Die Testvorrichtung 1 weist weiter einen mit der Nadelkarte 11 verbundenen Tester 17 auf, um Testsignale für den Funktionstest zu generieren, welche über die Nadelkarte 11 an die Pads und damit an die integrierten Schaltungen auf dem Wafer 15 angelegt werden. In entsprechender Weise werden Antwortsignale von dem Tester 17 empfangen sowie ausgewertet. Über eine Schnittstelle wie beispielsweise GPIB (General Purpose Interface Bus) ist der Tester 17 mit der Probersteuerung 16 verbunden, um der Probersteuerung 16 Testpositionen des Wafers 15 für den Funktionstest vorzugeben sowie das Heizelement 20 über die Probersteuerung 16 zu aktivieren. Darüber hinaus können vor einem Funktionstest über den Tester 17 Testsignale wiederholt in Form einer Kontakttestschleife an die Nadelkarte 11 für eine Justierung des Wafers 15 angelegt werden, um die elektronische Bilderkennung zu ergänzen.
Bei einer Erwärmung des Wafers 15 im Rahmen eines Funktionstests tritt zwangsläufig eine thermische Erwärmung der Nadelkarte 11 auf. In erster Linie wird die Nadelkarte 11 durch die von dem Wafer 15 abgegebene Wärmestrahlung aufgeheizt. Daneben erfolgt eine Aufheizung der Nadelkarte 11 auch durch Wärmeleitung über die den Wafer 15 berührenden Kontaktnadeln 13. Die Erwärmung der Nadelkarte 11 führt in der Regel zu einer thermischen Ausdehnung der Trägereinrichtung 12, wodurch sich die Position der fest in dem Waferprober 10 installierten Nadelkarte 11 und damit der Kontaktnadeln 13 gegenüber dem zu testenden Wafer 15 verändert. Neben einer Veränderung der lateralen Position der Nadelkarte 11 in XY-Richtung tritt dabei insbesondere eine Änderung der Position der Nadelkarte 11 in Z-Richtung und damit eine Veränderung des Abstands zwischen der Nadelkarte 11 und dem Wafer 15 auf.
Zur Veranschaulichung zeigen die 2 und 3 gemessene temperaturbedingte Positionsänderungen 71, 72 von zwei unterschiedlichen Nadelkarten in Z-Richtung in Abhängigkeit der Zeit. Die thermische Erwärmung der Nadelkarten, welche beide von Raumtemperatur auf eine Temperatur von 80°C aufgeheizt wurden, beruhte auf der beim Aufheizen von Wafern abgegebenen Wärmemenge.
Bei der in 2 dargestellten Positionsänderung 71 trat zunächst eine "nach unten" gerichtete Bewegung der Nadelkarte mit einem minimalen Z-Wert von ca. –110 μm bei einer Zeit von ca. 18 Minuten auf. Im weiteren Verlauf vollzog die Nadelkarte eine temperaturbedingte Bewegung in der umgekehrten Richtung bis zu einem Z-Wert von ca. –60 μm bei einer Zeit von ca. 100 Minuten. Eine derartige Positionsänderung 71 mit verschiedenen Bewegungsrichtungen resultiert aus dem unterschiedlichen thermischen Ausdehnungsverhalten der aus verschiedenen Komponenten und Materialien bestehenden Trägereinrichtung der untersuchten Nadelkarte.
Die in 3 dargestellte Positionsänderung 72 wies einen minimalen Z-Wert von –45 μm nach einer Aufheizzeit von etwa 8 Minuten auf. Im weiteren Zeitverlauf traten bei der untersuchten Nadelkarte nur noch geringfügige Änderungen der Position auf.
Derartige durch ein temperaturbedingtes Ausdehnen oder auch Zusammenziehen einer Trägereinrichtung 12 hervorgerufene Positionsänderungen einer Nadelkarte 11 liegen in entsprechender Weise auch bei Funktionstests von integrierten Schaltungen vor, bei denen zum Testen der Temperaturstabilität der integrierten Schaltungen ein Wafer 15 auf eine vorgegebene niedrige Prüftemperatur abgekühlt wird. Beispielsweise könnte bei der in 1 dargestellten Testvorrichtung 1 neben oder anstelle des Heizelements 20 der Waferprober 10 bzw. der Chuck der Halteeinrichtung 14 mit einer durch den Tester 17 bzw. die Probersteuerung 16 aktivierbaren Einrichtung 2 zum Kühlen des Wafers 15 versehen sein. Auch beim hierdurch hervorgerufenen Abkühlen der Nadelkarte 11 kann es neben den vor allem in Z-Richtung vorkommenden Positionsänderungen zu lateralen Positionsänderungen, d.h. in XY-Richtung, kommen.
Um derartige temperaturbedingte Positionsänderungen der Nadelkarte 11 bei der in 1 dargestellten Testvorrichtung 1 im Rahmen eines Funktionstests von auf dem Wafer 15 angeordneten integrierten Schaltungen auszugleichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das in 4 dargestellte Verfahren durchzuführen. Hierzu wird in einem Verfahrensschritt 21 die Temperatur der Nadelkarte 11 ermittelt. Zu diesem Zweck weist die Nadelkarte 11 wenigstens einen auf der Nadelkarte 11 angeordneten Temperatursensor 18 auf. Die Temperatursensoren 18 sind beispielsweise als Thermoelemente ausgebildet, welche vorzugsweise an geeigneten Stellen der Nadelkarte 11 bzw. der Trägereinrichtung 12 derart angeordnet sind, dass die Temperatur der Nadelkarte 11 möglichst zeitnah erfasst werden kann.
In einem weiteren Verfahrensschritt 22 wird die Position des Wafers 15 mithilfe des Chucks der Halteeinrichtung 14 an die durch die Temperaturänderung hervorgerufene Positionsänderung der Nadelkarte 11 auf der Grundlage der ermittelten Temperatur der Nadelkarte 11 und eines die temperaturbedingte Positionsänderung der Nadelkarte 11 wiedergebenden Kennfeldes angepasst. Vorzugsweise beruht das Kennfeld der Nadelkarte 11 auf unter gleichen bzw. vergleichbaren Randbedingungen hinsichtlich der Erwärmung der Nadelkarte 11 (Anfangstemperatur, End- bzw. Prüftemperatur, abgegebene Wärmeleistung, etc.) durchgeführten Kalibrationsmessungen der temperaturbedingten Positionsänderung der Nadelkarte 11. Das Kennfeld der Nadelkarte 11 ist bei der in 1 dargestellten Testvorrichtung 1 in einem Speicher 19 auf der Nadelkarte 11 beispielsweise algorithmisch oder in Form einer Tabelle aus diskreten Werten hinterlegt. Dabei ist der Speicher 19 vorzugsweise als nichtflüchtiger Speicher, beispielsweise als Flash-Speicher, ausgebildet.
Das Ermitteln der an die temperaturbedingte Positionsänderung der Nadelkarte 11 angepassten Position des Wafers 15 wird bei der in 1 dargestellten Testvorrichtung 1 durch den als Auswerteeinrichtung fungierenden Tester 17 vorgenommen, welcher über entsprechende Verbindungsleitungen mit dem Speicher 19 zum Auslesen des Kennfeldes der Nadelkarte 11 und mit den Temperatursensoren 18 zum Erfassen der aktuellen Temperatur der Nadelkarte 11 verbunden ist. Die ermittelte angepasste Position der Nadelkarte 11 wird anschließend von dem Tester 17 an die Probersteuerung 16 übermittelt, um die Position des Wafers 15 mithilfe des Chucks der Halteeinrichtung 14 entsprechend zu korrigieren.
Neben der Positionsänderung der Nadelkarte 11 in Abhängigkeit der Temperatur gibt das Kennfeld vorzugsweise zusätzlich die Positionsänderung der Nadelkarte 11 in Abhängigkeit der Zeit wieder. Durch eine beispielsweise mithilfe des Testers 17 oder der Probersteuerung 16 durchgeführte Zeiterfassung ist es auf diese Weise insbesondere möglich, ausgehend von einem aktuell gemessenen Temperaturwert der Nadelkarte 11 die im weiteren zeitlichen Verlauf auftretende Positionsänderung der Nadelkarte 11 vorherzusagen. Auf diese Weise lässt sich die Position des Wafers 15 mit einer hohen Genauigkeit an die temperaturbedingte Positionsänderung der Nadelkarte 11 anpassen.
Auf der Grundlage der Verfahrensschritte 21, 22 des in 4 dargestellten Verfahrens lässt sich ein Funktionstest von auf dem Wafer 15 angeordneten integrierten Schaltungen auf unterschiedliche Art und Weise realisieren. Hierzu zeigen die folgenden 5 bis 8 Ablaufdiagramme unterschiedlicher Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Verfahren, bei welchen eine temperaturbedingte Positionsänderung der Nadelkarte 11 im Rahmen eines Funktionstests von integrierten Schaltungen ausgeglichen wird. Bei den in den 5 und 6 dargestellten Verfahren wird das Anpassen der Position des Wafers 15 jeweils nach und bei den in den 7 und 8 dargestellten Verfahren jeweils während der temperaturbedingten Positionsänderung der Nadelkarte 11 durchgeführt.
Bei dem in 5 dargestellten Verfahren wird der Wafer 15 zunächst zur Nadelkarte 11 bzw. zu den Kontaktnadeln 13 hin ausgerichtet sowie derart an die Nadelkarte 11 herangefahren, dass die Kontaktnadeln 13 entsprechende Pads auf dem Wafer 15 mit einem vorgegebenen Anpressdruck kontaktieren (Verfahrensschritt 31). Nachfolgend wird die Temperatur des Wafers 15 für einen Funktionstest geändert (Verfahrensschritt 32), wodurch sich zwangsläufig auch die Temperatur der Nadelkarte 11 und damit die Position der Nadelkarte 11 ändert. Beispielsweise wird der Wafer 15 mithilfe des Heizelements 20 auf eine vorgegebene Prüftemperatur aufgeheizt. Alternativ ist es vorstellbar, den Wafer 15 mithilfe der Kühleinrichtung 2 auf eine vorgegebene niedrige Prüftemperatur abzukühlen.
In einem weiteren Verfahrensschritt 33 wird die Temperatur der Nadelkarte 11 mithilfe der auf der Nadelkarte 11 angeordneten Temperatursensoren 18 ermittelt. Dies erfolgt vorzugsweise kontinuierlich während des Aufheiz- bzw. Abkühlvorgangs der Nadelkarte 11, um den frühestmöglichen Zeitpunkt zu bestimmen, an dem die Nadelkarte 11 die vorgegebene Prüftemperatur des Wafers 15 erreicht hat und sich im thermischen Gleichgewicht befindet. Wahlweise besteht die Möglichkeit, die Temperatur der Nadelkarte 11 während des Aufheiz- bzw. Abkühlvorgangs schrittweise in vorgegebenen Zeitabständen zu ermitteln oder auch die Temperatur der Nadelkarte 11 nach einer vorgegebenen Wartezeit zu erfassen.
Sobald die Nadelkarte 11 die vorgegebene Prüftemperatur erreicht hat, wird die Position des Wafers 15 auf der Grundlage der ermittelten Temperatur und des Kennfeldes der Nadelkarte 11 an die temperaturbedingte Positionsänderung der Nadelkarte 11 angepasst (Verfahrensschritt 34). Nachfolgend werden über die Kontaktnadeln 13 der Nadelkarte 11 Testsignale für den Funktionstest von dem Tester 17 an die integrierten Schaltungen auf dem Wafer 15 angelegt (Verfahrensschritt 35).
Da bei dem in 5 dargestellten Verfahren der Wafer 15 bereits vor der Temperaturänderung und der damit einhergehen den Positionsänderung der Nadelkarte 11 in eine Kontaktierungsstellung mit der Nadelkarte 11 gebracht wird, besteht eine Voraussetzung für dieses Verfahren darin, dass die Nadelkarte 11 bei einer Bewegung in Z-Richtung in Richtung des Wafers 15 den maximalen Federweg der Kontaktnadeln 13 nicht überschreitet, um eine Beschädigung von Kontaktnadeln 13 auszuschließen. Weiterhin wird eine vernachlässigbar kleine laterale Bewegung in XY-Richtung vorausgesetzt, um ein Zerkratzen von Pads zu vermeiden.
6 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Verfahrens zum Anpassen der Position des Wafers 15 nach der temperaturbedingten Positionsänderung der Nadelkarte 11, bei welchem die Nadelkarte 11 auch eine temperaturbedingte Bewegung in Z-Richtung in Richtung des Wafers 15 über den maximalen Federweg der Kontaktnadeln 13 hinaus sowie eine merkliche laterale Bewegung in XY-Richtung vollziehen kann. Zunächst wird der Wafer 15 wiederum zur Nadelkarte 11 hin ausgerichtet sowie in eine Kontaktierungsstellung mit der Nadelkarte 11 mit einem vorgegebenen Anpressdruck gebracht (Verfahrensschritt 41). Anschließend wird die Position des Wafers 15 im Unterschied zu dem Verfahren von 5 derart insbesondere durch eine (in Z-Richtung) nach unten gerichtete Bewegung des Chucks der Halteeinrichtung 14 geändert, dass keine Kontaktierung mehr zwischen der Nadelkarte 11 und dem Wafer 15 besteht (Verfahrensschritt 42). Diese Positionsänderung des Wafers 15 wird beispielsweise in dem Tester 17 bzw. in der Probersteuerung 16 hinterlegt.
Anschließend wird die Temperatur des Wafers 15 wiederum durch Aufheizen bzw. Abkühlen verändert (Verfahrensschritt 43) sowie die Temperatur der Nadelkarte 11 vorzugsweise kontinuierlich während der damit einhergehenden Temperaturänderung der Nadelkarte 11 ermittelt (Verfahrensschritt 44).
Sobald die Nadelkarte 11 die vorgegebene Prüftemperatur erreicht hat, wird die Position des Wafers 15 wiederum auf der Grundlage der ermittelten Temperatur und des Kennfeldes der Nadelkarte 11 an die Position der Nadelkarte 11 angepasst (Verfahrensschritt 45), wobei hierbei neben der temperaturbedingten Positionsänderung der Nadelkarte 11 zusätzlich die hinterlegte, zum Herstellen einer Nichtkontaktierung zwischen Wafer 15 und Nadelkarte 11 durchgeführte Positionsänderung von Verfahrensschritt 42 berücksichtigt wird. Hieran schließt sich wieder ein Funktionstest der auf dem Wafer 15 angeordneten integrierten Schaltungen an (Verfahrensschritt 46).
7 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem der Wafer 15 zunächst zur Nadelkarte 11 hin ausgerichtet und in eine Kontaktierungsstellung mit der Nadelkarte 11 mit einem vorgegebenen Anpressdruck gebracht wird (Verfahrensschritt 51), sowie der Wafer 15 auf die vorgegebene Prüftemperatur aufgeheizt oder abgekühlt wird (Verfahrensschritt 52). Während der damit einhergehenden Temperaturänderung wird sowohl die Temperatur der Nadelkarte 11 kontinuierlich ermittelt (Verfahrensschritt 53) als auch die Position des Wafers 15 auf der Grundlage der (jeweils) ermittelten Temperatur und des Kennfeldes der Nadelkarte 11 kontinuierlich an die temperaturbedingte Positionsänderung der Nadelkarte 11 angepasst (Verfahrensschritt 54). Gleichzeitig werden bereits während der Temperaturänderung der Nadelkarte 11 Testsignale für den Funktionstest an die integrierten Schaltungen angelegt (Verfahrensschritt 55). Dabei ist es bevorzugt, wenn der Wafer 15 die vorgegebene Prüftemperatur bereits erreicht hat, was durch eine Erfassung der Temperatur des Wafers 15 mithilfe von beispielsweise den Wafer 15 kontaktierenden Temperatursensoren sichergestellt werden kann.
Bei dem in 8 dargestellten Verfahren wird der Wafer 15 in entsprechender Weise zunächst zur Nadelkarte 11 hin ausgerichtet und in eine Kontaktierungsstellung mit der Nadelkarte 11 gebracht (Verfahrensschritt 61), sowie der Wafer 15 auf die vorgegebene Prüftemperatur aufgeheizt oder abgekühlt (Verfahrensschritt 62). Während der damit einhergehenden Tem peraturänderung wird wiederum die Temperatur der Nadelkarte 11 ermittelt (Verfahrensschritt 63). Im Unterschied zu dem Verfahren von 7 wird bei dem in 8 gezeigten Verfahren die Position des Wafers 15 jedoch schrittweise an die durch die Temperaturänderung hervorgerufene Positionsänderung der Nadelkarte 11 angepasst (Verfahrensschritt 64). Dabei wird das Anpassen der Position des Wafers 15 in vorgegebenen Zeitabschnitten durchgeführt, welche von festgelegten Zeitabschnitten unterbrochen werden, in welchen die Position des Wafers 15 nicht verändert wird.
Insbesondere in dieser Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt sich der Vorteil eines die Positionsänderung der Nadelkarte 11 in Abhängigkeit der Zeit wiedergebenden Kennfeldes, da die Zeitabschnitte auf diese Weise mit einer hohen Genauigkeit insbesondere derart aufeinander abgestimmt werden können, dass ein Zeitabschnitt, in welchem die Position des Wafers 15 nicht verändert wird, kleiner ist als ein Zeitabschnitt, in welchem ein sich auf eine Kontaktierung zwischen einer Kontaktnadel 13 der Nadelkarte 11 und einem Pad des Wafers 15 beziehender charakteristischer Parameter aufgrund der durch die Temperaturänderung hervorgerufenen Positionsänderung der Nadelkarte 11 einen vorgegebenen Bereich verlässt. Bei dem charakteristischen Parameter handelt es sich insbesondere um den Anpressdruck zwischen einer Kontaktnadel 13 der Nadelkarte 11 und einem Pad des Wafers 15. Auf diese Weise wird eine zuverlässige Kontaktierung ohne die Gefahr einer Beschädigung von Kontaktnadeln 13 bzw. der Nadelkarte 11 ermöglicht.
In den Zeitabschnitten, in welchen die Position des Wafers 15 nicht verändert wird, werden bei dem in 8 dargestellten Verfahren Testsignale für den Funktionstest an die integrierten Schaltungen auf dem Wafer 15 angelegt (Verfahrensschritt 65). Auf diese Weise lässt sich der Funktionstest der integrierten Schaltungen mit einer hohen Zuverlässigkeit und Genauigkeit durchführen, da den Funktionstest beeinträchtigende Erschütterungen, welche während des Veränderns der Position des Wafers 15 auftreten können, vermieden werden.
Gegebenenfalls kann es vorkommen, dass in einem Zeitbereich während der Temperaturänderung der Nadelkarte 11 eine relativ große temperaturbedingte Positionsänderung der Nadelkarte 11 vorliegt, so dass keine Zeitabschnitte zum Anlegen von Testsignalen an die integrierten Schaltungen festgelegt werden können, in denen der charakteristische Parameter innerhalb seines vorgegebenen Bereichs verbleibt. In derartigen Zeitbereichen wird bei dem in 8 dargestellten Verfahren die Position des Wafers 15 kontinuierlich an die temperaturbedingte Positionsänderung der Nadelkarte 11 angepasst (Verfahrensschritt 66), ohne Testsignale an die integrierten Schaltungen anzulegen, anstelle ein schrittweises Anpassen (Verfahrensschritt 64) durchzuführen. Auch hierbei ist ein die Positionsänderung der Nadelkarte 11 in Abhängigkeit der Zeit wiedergebendes Kennfeld von Vorteil, da auf diese Weise das in Verfahrensschritt 64 durchgeführte schrittweise Anpassen der Position des Wafers 15 und das in Verfahrensschritt 66 durchgeführte kontinuierliche Anpassen mit einer hohen Genauigkeit aufeinander abgestimmt werden können.
Da bei den in den 5 bis 8 dargestellten erfindungsgemäßen Verfahren der Wafer 15 bereits vor einem Aufheiz- bzw. Abkühlvorgang für eine Kontaktierung zur Nadelkarte 11 hin ausgerichtet wird, kann ein Funktionstest der auf dem Wafer 15 angeordneten integrierten Schaltungen mit einem geringen Zeitaufwand durchgeführt werden. Des weiteren wird in vorteilhafter Weise eine Beschädigung von Kontaktpunkten bzw. Pads des Wafers 15 sowie eine Beschädigung von Kontaktnadeln 13 aufgrund eines Überschreitens des vorgegebenen maximalen Anpressdrucks vermieden. Darüber hinaus besteht keine Gefahr, die integrierten Schaltungen aufgrund einer ungenügenden Kontaktierung zwischen Kontaktnadeln 13 der Nadelkarte 11 und Pads des Wafers 15 fälschlicherweise als defekt zu bewerten.
Da bei den in den 7 und 8 dargestellten Verfahren im Unterschied zu den in den 5 und 6 dargestellten Verfahren das Anpassen der Position des Wafers 15 während der temperaturbedingten Positionsänderung der Nadelkarte 11 durchgeführt wird, kann die Prüfzeit für einen Funktionstest auf diese Weise weiter verringert werden.
Die in den 5 bis 8 dargestellten Verfahren sind nicht darauf beschränkt, eine temperaturbedingte Positionsänderung einer Nadelkarte 11 auszugleichen, welche ausgehend von Raumtemperatur auf eine vorgegebene Prüftemperatur aufgewärmt bzw. abgekühlt wird. Beispielsweise kann die Nadelkarte 11 nach einem Wechsel eines getesteten Wafers 15 zunächst noch annähernd die vorgegebene Prüftemperatur aufweisen. Anschließend wird sich die Temperatur der Nadelkarte 11 in Abhängigkeit von der Erwärmung bzw. Abkühlung des nächsten zu testenden Wafers 15 entsprechend verändern. Auch in solchen Fällen lässt sich die temperaturbedingte Positionsänderung der Nadelkarte 11 mithilfe der in den 5 bis 8 dargestellten Verfahren ausgleichen, sofern entsprechende Kennfelder der Nadelkarte 11 vorliegen.
Anstelle der bisher beschriebenen Ausführungsformen eines Verfahrens, bei welchen eine temperaturbedingte Positionsänderung der Nadelkarte 11 im Rahmen eines Funktionstests ausgeglichen wird, sind weitere Ausführungsformen vorstellbar, die Abänderungen bzw. Kombinationen der in den 5 bis 8 dargestellten Verfahren darstellen. Beispielsweise könnte bei dem in 7 dargestellten Verfahren der Funktionstest an den integrierten Schaltungen des Wafers 15 (Verfahrensschritt 55) auch erst ausschließlich nach dem kontinuierlichen Anpassen der Position des Wafers 15 (Verfahrensschritt 54) durchgeführt werden.
Des weiteren sind neben der in 1 dargestellten Testvorrichtung 1 weitere Ausführungsformen einer Testvorrichtung vorstellbar, bei welchen eine temperaturbedingte Positionsän derung einer Nadelkarte auf der Grundlage des in 4 dargestellten Verfahrens bzw. mithilfe der in den 5 bis 8 dargestellten Verfahren ausgeglichen wird. Hierzu zeigt 9 eine schematische Darstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Testvorrichtung 1' mit einer Nadelkarte 11'. Im Unterschied zu der Testvorrichtung 1 von 1 dient bei der Testvorrichtung 1' von 9 die Probersteuerung 16 als Auswerteeinrichtung zum Ermitteln der an die temperaturbedingte Positionsänderung der Nadelkarte 11' angepassten Position des Wafers 15. Demgemäß sind die Temperatursensoren 18 der Nadelkarte 11' direkt über entsprechende Verbindungsleitungen mit der Probersteuerung 16 verbunden.
Weiter ist bei der Testvorrichtung 1' der Speicher 19 für das Kennfeld der Nadelkarte 11' statt auf der Nadelkarte 11' direkt in der Probersteuerung 16 integriert. Wahlweise kann auch der Tester 17 mit einem Speicher 19' für das Kennfeld der Nadelkarte 11' versehen sein, oder es ist ein externer Speicher 19'' vorgesehen.
Anstelle der in den 1 und 9 dargestellten Testvorrichtungen 1, 1' sind weitere Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Testvorrichtung vorstellbar, welche weitere Abänderungen bzw. Kombinationen der Testvorrichtungen 1, 1' darstellen. Beispielsweise ist es möglich, eine Auswerteeinrichtung zum Ermitteln einer an eine temperaturbedingte Positionsänderung einer Nadelkarte angepassten Position eines Wafers auf der Nadelkarte selbst vorzusehen. Des weiteren kann eine Testvorrichtung auch eine externe Auswerteeinrichtung aufweisen.

1, 1': Testvorrichtung
2: Kühleinrichtung
10: Waferprober
11, 11': Nadelkarte
12: Träger
13: Kontaktnadel
14: Halteeinrichtung
15: Wafer
16: Probersteuerung
17: Tester
18: Temperatursensor
19, 19', 19'': Speicher
20: Heizelement
21, 22: Verfahrensschritt
31, 32, 33: Verfahrensschritt
34, 35: Verfahrensschritt
41, 42, 43: Verfahrensschritt
44, 45, 46: Verfahrensschritt
51, 52, 52: Verfahrensschritt
54, 55: Verfahrensschritt
61, 62, 63: Verfahrensschritt
64, 65, 66: Verfahrensschritt
71, 72: Gemessene Positionsänderung

Claims

Verfahren zum Ausgleichen einer durch eine Temperaturänderung hervorgerufenen Positionsänderung einer Nadelkarte (11, 11') im Rahmen eines Funktionstests von einer auf einer Halbleiterscheibe (15) angeordneten integrierten Schaltung, wobei die Nadelkarte (11, 11') eine Trägereinrichtung (12) mit einer Anordnung von Prüfspitzen (13) zum Kontaktieren von auf der Halbleiterscheibe (15) angeordneten sowie mit der integrierten Schaltung verbundenen Kontaktpunkten aufweist, umfassend die Verfahrensschritte: – Ermitteln einer Temperatur der Nadelkarte (11, 11'); und – Anpassen der Position der Halbleiterscheibe (15) an die durch die Temperaturänderung hervorgerufene Positionsänderung der Nadelkarte (11, 11') auf der Grundlage der ermittelten Temperatur und eines die temperaturbedingte Positionsänderung der Nadelkarte (11, 11') wiedergebenden Kennfeldes, um die durch die Temperaturänderung hervorgerufene Positionsänderung der Nadelkarte (11, 11') auszugleichen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Anpassen der Position der Halbleiterscheibe (15) während der durch die Temperaturänderung hervorgerufenen Positionsänderung der Nadelkarte (11, 11') durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Anpassen der Position der Halbleiterscheibe (15) an die durch die Temperaturänderung hervorgerufene Positionsänderung der Nadelkarte (11, 11') kontinuierlich durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Anpassen der Position der Halbleiterscheibe (15) an die durch die Tempe raturänderung hervorgerufene Positionsänderung der Nadelkarte (11, 11') in vorgegebenen Zeitabschnitten durchgeführt wird, welche von Zeitabschnitten unterbrochen werden, in welchen die Position der Halbleiterscheibe (15) nicht verändert wird, um das Anpassen der Position der Halbleiterscheibe (15) an die durch die Temperaturänderung hervorgerufene Positionsänderung der Nadelkarte (11, 11') schrittweise durchzuführen.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei ein Zeitabschnitt, in welchem die Position der Halbleiterscheibe (15) nicht verändert wird, kleiner ist als ein Zeitabschnitt, in welchem ein sich auf eine Kontaktierung zwischen einer Prüfspitze (13) der Nadelkarte (11, 11') und einem Kontaktpunkt der Halbleiterscheibe (15) beziehender charakteristischer Parameter aufgrund der durch die Temperaturänderung hervorgerufenen Positionsänderung der Nadelkarte (11, 11') einen vorgegebenen Bereich verlässt.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei als charakteristischer Parameter ein Anpressdruck zwischen einer Prüfspitze (13) der Nadelkarte (11, 11') und einem Kontaktpunkt der Halbleiterscheibe (15) herangezogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei in einem Zeitabschnitt, in welchem die Position der Halbleiterscheibe (15) nicht verändert wird, Testsignale für den Funktionstest an die integrierte Schaltung angelegt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Anpassen der Position der Halbleiterscheibe (15) nach der durch die Temperaturänderung hervorgerufenen Positionsänderung der Nadelkarte (11, 11') durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kennfeld zusätzlich die Positionsänderung der Nadelkarte (11, 11') in Abhängigkeit der Zeit wiedergibt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zum Ermitteln der Temperatur der Nadelkarte (11, 11') wenigstens ein auf der Nadelkarte (11, 11') angeordneter Temperatursensor (18) eingesetzt wird.
Testvorrichtung, aufweisend: – eine Nadelkarte (11, 11'), welche eine Trägereinrichtung (12) mit einer Anordnung von Prüfspitzen (13) zum Kontaktieren von auf einer Halbleiterscheibe (15) angeordneten Kontaktpunkten aufweist, wobei die Kontaktpunkte mit einer auf der Halbleiterscheibe (15) angeordneten integrierten Schaltung verbundenen sind; – eine Halteeinrichtung (14) zum Halten der Halbleiterscheibe (15), zum Verändern der Position der Halbleiterscheibe (15) gegenüber der Nadelkarte (11, 11') und zum Verändern der Temperatur der Halbleiterscheibe (15); – eine Steuereinrichtung (16, 17) zum Steuern des mithilfe der Halteeinrichtung (14) durchgeführten Veränderns der Position und der Temperatur der Halbleiterscheibe (15) und zum Anlegen von Testsignalen an die integrierte Schaltung für einen Funktionstest; – eine Temperaturerfassungseinrichtung (18) zum Ermitteln einer Temperatur der Nadelkarte; und – eine Auswerteeinrichtung (16, 17) zum Ermitteln einer an eine durch eine Temperaturänderung hervorgerufene Positionsänderung der Nadelkarte (11, 11') angepasste Position der Halbleiterscheibe (15) auf der Grundlage der ermittelten Temperatur und eines die temperaturbe dingte Positionsänderung der Nadelkarte (11, 11') wiedergebenden Kennfeldes, um die durch die Temperaturänderung hervorgerufene Positionsänderung der Nadelkarte (11, 11') auszugleichen.
Testvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Temperaturerfassungseinrichtung wenigstens einen auf der Nadelkarte (11, 11') angeordneten Temperatursensor (18) aufweist.
Testvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei ein Speicher (19, 19', 19'') zum Hinterlegen des Kennfeldes der Nadelkarte (11, 11') vorgesehen ist.