DE1300616B - Pruefgeraet zur aufeinanderfolgenden Pruefung einer Anzahl von auf einem Halbleiterkristallplaettchen ausgebildeten elektronischen Bauelementen - Google Patents
Pruefgeraet zur aufeinanderfolgenden Pruefung einer Anzahl von auf einem Halbleiterkristallplaettchen ausgebildeten elektronischen BauelementenInfo
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Description
1 2
Die Erfindung betrifft ein Prüfgerät zur aufein- Diese Aufgabe wird bei einem Prüfgerät zur aufanderfolgenden
Prüfung einer Anzahl von auf einem einanderfolgenden Prüfung einer Anzahl von auf
Halbleiterkristallplättchen ausgebildeten elektroni- einem Halbleiterkristallplättchen ausgebildeten elekschen
Bauelementen, von denen jedes eine oder meh- ironischen Bauelementen, von denen jedes eine oder
rere bestimmte Prüfstellen hat, mit einer Halterung 5 mehrere bestimmte Prüfstellen hat, mit einer Haltezum
Halten des Halbleiterkristallplättchens, einer rung zum Halten des Halbleiterkristallplättchens,
Prüfsonde zur Herstellung des Kontakts mit den einer Prüfsonde zur Herstellung des Kontakts mit
Prüfstellen jedes einzelnen Bauelements und zur den Prüfstellen jedes einzelnen Bauelements und zur
Übermittlung eines vom Zustand des in Kontakt be- Übermittlung eines vom Zustand des in Kontakt befindlichen
Bauelements abhängigen Testsignals, einer io findlichen Bauelements abhängigen Testsignals, einer
Vorschubeinrichtung zur Bewegung des Halbleiter- Vorschubeinrichtung zur Bewegung des Halbleiterkristallplättchens
sowie zum Ausrichten der Prüf- kristallplättchens sowie zum Ausrichten der Prüfstellen
der einzelnen Bauelemente gegenüber der stellen der einzelnen Bauelemente gegenüber der
Prüfsonde und mit einer Markiereinrichtung. Prüf sonde und mit einer Markiereinrichtung gelöst
Die Prüfung der auf dem Halbleiterplättchen aus- 15 durch einen mit der Vorschubeinrichtung starr vergebildeten
Bauelemente dient der Untersuchung, ob bundenen Kartenhalter zur Aufnahme eines Kartendie
einzelnen Bauelemente die geforderten Kennwerte blattes, auf dem die Lage der durch das Testsignal
haben oder anderweitige Fehler aufweisen. Diejeni- als defekt bestimmten elektronischen Bauelemente
gen Bauelemente, die sich als fehlerhaft herausgestellt auf dem Halbleiterkristallplättchen durch mechanihaben,
sind bisher entweder mit Hilfe einer Färb- 20 sches Eindrücken aufgezeichnet wird,
feder unmittelbar farbig markiert oder durch An- Hierbei wird das als fehlerhaft ermittelte Bauritzen,
durch Sandstrahlen oder auch elektrische element zunächst nicht unmittelbar markiert, wäh-Funken
gekennzeichnet worden, so daß sie sich von rend der Prüfvorgang des gesamten Halbleiterplättden
für gut befundenen Bauelementen unterschieden. chens noch nicht abgeschlossen ist, sondern es wird
Im ersten Fall bestehen jedoch erhebliche Schwierig- 35 zunächst die diesem Bauelement entsprechende Stelle
keiten hinsichtlich der verwendbaren Farbtinten, da des Kartenblattes, vorzugsweise durch Einstanzen
bei der notwendigerweise sehr kleinflächigen Markie- eines Loches auf ein entsprechendes Testsignal hin,
rung entweder die Farbfeder sich häufig verstopft markiert. Nach Abschluß der Prüfung des gesamten
oder bei Verwendung einer dünneren Tinte Färb- Halbleiterplättchens bilden dann die Markierungen
spritzer auch auf intakte Bauelemente gelangen, so 30 auf dem Kartenblatt ein — der Lage nach — genaues
daß bei der späteren Aussortierung Unsicherheiten Abbild der fehlerhaften Bauelemente des Halbleiterauftreten.
Eine Kennzeichnung von nicht den Soll- plättchens, und an Hand dieses Kartenblattes lassen
daten entsprechenden Bauelementen mit Hilfe der sich die fehlerhaften Bauelemente ohne jede Schwieanderen
Verfahren führt zu einem Unbrauchbarwer- rigkeit wiederfinden.
den dieser Elemente, so daß sie auch für andere An- 35 Dies läßt sich besonders leicht erreichen mit Hilfe
wendungszwecke, für welche sie durchaus noch ge- einer Einrichtung zur Fixierung des Kartenblattes auf
eignet sein können, ausfallen. dem Kartenhalter sowie einer weiteren, dieser Ein-
Die Markierung wird bei den vorstehend beschrie- richtung entsprechenden, jedoch an der Plättchenbenen
bekannten Geräten durch ein Prüfsignal aus- halterung vorgesehenen weiteren Fixiereinrichtung
gelöst, welches von einer Prüfschaltung geliefert wird, 40 zum Ausrichten des bereits mit den Eindrücken verdie
wiederum ihre Eingangssignale über mit dem sehenen Kartenblattes auf dem Plättchen für die unjeweiligen
Prüfobjekt in Kontakt gebrachte Sonden mittelbare Markierung des geprüften Plättchens und
erhält. Die Nachteile dieser bekannten Prüfgeräte mit Hilfe von Mitteln zur Ausrichtung der Stanzeinbestehen
somit entweder in der Schwierigkeit einer richtung gegenüber dem Kartenblatt. Nach der volleindeutigen Markierung der zu kennzeichnenden Bau- 45 ständigen Prüfung des Halbleiterplättchens kann
elemente oder in deren zwangläufiger Zerstörung. dann nämlich das mit den Markierungen versehene
Außer diesen Prüfgeräten ist noch eine Prüfeinrich- Kartenblatt einfach über das Halbleiterplättchen auf
tung für Transistoren bekannt, bei dem eine größere die Plättchenhalterung aufgelegt werden, wobei die
Anzahl von Transistoren in einem Prüfeinsatz zu- dort vorgesehene Fixiereinrichtung für die richtige
sammengefaßt wird, der dann in das Prüfgerät einge- 50 Lage des Kartenblattes auf dem Halbleiterplättchen
setzt wird, in welches außerdem eine Lochkarte mit sorgt. Nun läßt sich in einfacher Weise, beispielsweise
den Betriebsdaten und dem Prüfprogramm einge- durch Aufspritzen, mit Hilfe einer Walze oder einer
geben wird. Die Transistoren werden dann der Reihe Bürste eine Markiertinte oder Markierfarbe aufbrinnach
durchgeprüft, und wenn sich ein fehlerhafter gen, die nur an den markierten Stellen des Karten-Transistor
unter ihnen befindet, leuchtet eine ent- 55 blattes durch dieses hindurch auf das Halbleiterkristallsprechende
Kontrollampe auf. Eine automatische plättchen gelangt und völlig sauber nur die diesen
Markierung des fehlerhaften Transistors erfolgt hier- Markierstellen entsprechenden defekten Halbleiterbei
jedoch nicht. bauelemente farbig markiert. An Stelle einer Markier-
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaf- farbe kann natürlich auch ein in der gewünschten
fung eines Prüfgeräts zur aufeinanderfolgenden Prü- 60 Weise verarbeitbares Magnetmaterial od. dgl. treten,
fung einer Anzahl von auf einem Halbleiterkristall- Das Prüfgerät nach der Erfindung kann zweckplättchen
ausgebildeten elektronischen Bauelementen, mäßigerweise so ausgebildet sein, daß die Plättchenwelche
beim Entdecken eines fehlerhaften Bauele- halterung einen Rahmen aufweist, der an der Plättments
dieses derart markiert, daß die bei den bekann- chenvorschubeinrichtung befestigt ist und aus einem
ten Prüfgeräten vorhandenen Nachteile nicht auf- 65 Stück mit dem Kartenhalter besteht. Auf diese Weise
treten: Das betreffende Bauelement soll einerseits ergibt sich eine relativ starre, gegen ungewollte Vereindeutig
markiert werden, andererseits jedoch nicht Schiebungen gesicherte gegenseitige Lage zwischen
zerstört oder beschädigt werden. der Plättchenhalterung und dem Kartenhalter, welche
im Interesse einer genauen flächenhaften Zuordnung der Kartenmarkierung zu dem betreffenden defekten
Bauelement liegt. Ferner kann die Plättchenhalterung einen gleitend in dem Rahmen gelagerten Plättchenhalter
haben, auf dem die Fixiereinrichtung angeordnet ist. Hierdurch wird eine genaue Einjustierung
des Prüfgeräts erleichtert.
Das die Markierung des Kartenblattes auslösende Testsignal wird zweckmäßigerweise einem mit den
Prüfsonden elektrisch verbundenen Gerät entnommen,
welches die Parameter der Bauelemente auf dem Halbleiterkristallplättchen prüft.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Darstellungen eines Ausführungsbeispiels im einzelnen
beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 eine teils im Schnitt, teils durchsichtig ausgeführte Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei der das Parameterprüfgerät
nur schematisch gezeigt ist,
F i g. 2 eine vergrößerte Teilansicht aus F i g. 1 und ao F i g. 3 eine weitere vergrößerte Teilansicht.
Das in den F i g. 1 bis 3 dargestellte Prüfgerät 11 hat eine Halterung 12 für das zu prüfende Plättchen
13, eine Sonde 14, die den Kontakt zu den Prüfstellen jedes einzelnen Bauelements herstellt und anschließend
die Erzeugung eines Testsignals durch das Parameterprüfgerät 15 veranlaßt, eine Vorschubeinrichtung
16 für das Plättchen 13, die dieses gegenüber der Sonde 14 bewegt und nacheinander die Prüfstellen
der einzelnen Bauelemente mit der Sonde 14 ausrichtet, und eine Markiereinrichtung 17 zur Aufzeichnung
der Position eines fehlerhaften Bauelements auf dem Plättchen 13 mit einem ein Kartenblatt
19 aufnehmenden Kartenhalter 18, der an der Plättchenvorschubeinrichtung 16 befestigt ist und mit
einer Stanzvorrichtung 20, die Löcher in das Kartenblatt 19 stanzt, wenn sie Signale von dem Parameterprüfgerät
15 bekommt. Das ganze Gerät 11 kann auf und in einem Sockel 21 angeordnet sein.
Die Halterung 12 für das Plättchen 13 umfaßt einen Rahmen 22, einen verschiebbar innerhalb des
Rahmens 22 angeordneten Plättchenhalter 23, eine Grundplatte 24, die über einen Drehknopf 25 und
ein Schneckengetriebe 26 innerhalb des Plättchenhalters 23 drehbar befestigt ist, einen Kollektorplattenhalter
27, der an der Platte 24 befestigt ist, die einen nach unten ragenden Absatz und eine Mittelöffnung
28 hat und von der Platte 24 einen Abstand hat und mit dieser eine Kammer 29 bildet, die über
ein Rohr oder einen Schlauch 30 mit Hilfe einer nicht dargestellten Pumpe evakuiert werden kann, und
schließlich eine Kollektorplatte 31 mit vielen Löchern, die auf dem mittleren Teil 28 des Kollektorplattenhalters
27 zur Halterung der Plättchen 13 angeordnet ist. Ein Paar diagonal angeordnete Fixierstifte 32 ragt
von dem Plattenhalter 23 zur Fixierung des Kartenblattes 19 über dem Plättchen 13 nach oben. Beim
Betrieb wird ein zu prüfendes Plättchen 13 durch den Bedienenden auf der Kollektorplatte 13 plaziert,
die dann auf den Plattenhalter 27 gesetzt wird. Das Plättchen 13 wird durch Unterdruck oder Vakuum
festgehalten. Vor dem eigentlichen Prüfen kann das Plättchen 13 durch Drehen des Knopfes 25 verdreht
und so mit der Sonde 14 ausgerichtet werden. Nach dem Prüfen kann der Plättchenhalter 23 unter der
Sonde 14 hervorgleiten, und das Kartenblatt 19 kann auf die Stifte über dem Plättchen 13 aufgesetzt
werden.
Die Sonde 14 kann einen oder mehrere Sondenköpfe 33 (je nach der Zahl der Prüfstellen des Bauelements)
enthalten, die radial einstellbar an einem Halterungsring 34 befestigt sind, der ein Teil eines
schwenkbar gelagerten Supports 35 ist. Jeder Sondenkopf hat einen Tastkopf 36, dessen Lage einzeln
in der X-, Y- und Z-Ebene über 1,5 mm einstellbar ist. Wenn die Lage der Tastköpfe 36 einmal für ein
bestimmtes Bauelement eingestellt ist, braucht sie während der Prüfung des Plättchens nicht mehr nachgestellt
zu werden, da die Lage der Prüfbereiche von Bauelement zu Bauelement über die ganze Fläche
des Plättchens jeweils gleich ist. Die Einstellung geschieht linear mit einer ausreichenden Übersetzung,
so daß man in jeder Ebene auf mm genau
einstellen kann, wobei sich die Einstellung dann nicht mehr verändert.
Die Tastköpfe 36 stellen nacheinander den Kontakt zu den Prüfstellen jedes einzelnen Bauelements
her. Beispielsweise kann der Support 35 mit Hilfe eines im Sockelgehäuse 21 angeordneten, nicht dargestellten
Motors und Nockens geschwenkt werden, so daß die Tastköpfe 36 in Kontakt mit den Prüfstellen
kommen. Damit wird sichergestellt, daß alle Bauelemente mit dem gleichen Kontaktdruck getastet
werden. Die Sondenköpfe 33 sind über elektrische Leiter L1, L2 und L3 mit einem Prüfgerät 15
verbunden, so daß nach Herstellung der Kontakte durch die Tastköpfe 36 im Prüfgerät 15 ein Testsignal erzeugt werden kann, das anzeigt, ob das gerade
in Prüfung befindliche Bauelement einen Kurzschluß oder eine Unterbrechung aufweist oder die
Kenndaten unter- oder überschreitet. Das Prüfgerät
15 kann so eingestellt sein, daß es kein Signal erzeugt, wenn das geprüfte Bauelement gerade bestimmte
Kenndaten einhält.
Eine Vorschubeinrichtung 16 zur Bewegung des Plättchens 13 gegenüber der Sonde 14 richtet nacheinander
die Tastköpfe 36 mit den Prüfstellen jedes einzelnen Bauelements aus. Die Vorschubeinrichtung
16 kann einen Kreuzschlitten 37 mit einer F-Plattform
38, an der der Rahmen 22 befestigt ist, aufweisen, der auf einer Z-Plattform 39 gelagert ist, die
ihrerseits auf dem festen Träger 40 gleiten kann. Die Plättchenhalterung 12 kann von Hand durch Drehen
des Knopfes 41 mittels der Stange 42, die über ein Gewinde mit der Plattform 38 verbunden ist,· in
Y-Richtung bewegt werden. Beim Drehen des Knopfes 41 bewegt sich die Plattform 38 längs der Stange
42, die ihrerseits im Rahmen 22 der Halterung 12 gelagert ist. In Z-Richtung wird die Halterung 12 durch
Drehen des Knopfes 43 über die Stange 44, die mit der X-Plattform 39 über ein Gewinde verbunden ist,
das Umlenkgetriebe 45 und die Achse 46 bewegt. Bei Drehen des Knopfes 43 bewegt sich die Plattform
39, die Plattform 38 und der Rahmen 22 der Halterung 12. Ein Mikroskop 47, das an der vom Bügel
35 getragenen Stange 48 befestigt ist, erlaubt eine Beobachtung durch den Bedienenden während des
Ausrichtens auf ein einzelnes Bauelement.
Die neue Markiereinrichtung 17 enthält einen oder mehrere Kartenhalter 18, Kartenblätter 19 und eine
Stanzeinrichtung 20. Die Lage des Kartenhalters ist nicht kritisch; auch ist sein Aufbau nicht so groß,
wenn er sich mit der Vorschubeinrichtung 16 bewegt, und er hat eine Einrichtung zum Ausrichten
des Kartenblattes 19 mit der Halterung 12. Er ist als
ein Teil mit dem Rahmen 22 dargestellt und hat ein Paar Stifte 49, das mit Stiften 32 auf der Halterung
12 ausgerichtet ist. Das Kartenblatt 19 kann einfach ein Filmblatt sein, das in einem mit diagonalen
Öffnungen versehenen Kartenrahmen gehalten wird.
Die Stanzvorrichtung 20, die in pneumatischer Ausführung dargestellt ist, ist unkritisch, und die
Größe der in das Kartenblatt 19 gestanzten Löcher kann durch Veränderung der Größe der Stanzform
verändert werden. Die Größe der verwendeten Stanzform richtet sich normalerweise nach der Größe
des einzelnen Halbleiterbauelements. Die Stanze 20 kann auf einer Plattform 50 einstellbar vorgesehen
sein.
Die Ausrichtung der Stanze 20 geschieht mit Hilfe einer Standardkarte, die auf die Plättchenhalterung 12
aufgelegt wird. Unter Verwendung der Vorschubeinrichtung 16 wird dann die Sonde 14 auf die Karte
gesetzt. Die gleiche Karte wird dann in den Kartenhalter 18 gelegt und die Stanze 20 mit der Karte ausgerichtet.
Die Bedienung der Stanze 20 kann von Hand oder automatisch geschehen. Auf ein Signal von dem Prüfgerät
15 hin kann der Bedienende die Stanze 20 mit der Hand niederdrücken. Andererseits kann die
Stanze 20 elektrisch über Leitungen L4, L5 und L6
mit dem Prüfgerät verbunden sein, und auf ein Testsignal hin können eine oder mehrere Stanzen 20 automatisch
betätigt werden.
Das Plättchen 13 wird in üblicher Weise geprüft, wobei der Bedienende es gegenüber der Sonde 14
Schritt für Schritt weiterbewegt, indem er die Plättchenvorschubeinrichtung
16 entsprechend nacheinander einstellt. Wenn ein fehlerhaftes Bauelement bemerkt
wird, gibt das Parameterprüfgerät ein Testsignal ab, auf das hin die Stanze 20 betätigt wird und
ein kleines Loch in das Kartenblatt 19 stanzt. Wenn das ganze Plättchen durchgeprüft ist, gibt das auf
der Karte entstandene Lochmuster ein Bild der Lage der fehlerhaften Bauelemente auf dem Plättchen. Die
Karte kann dann auf die Fixierungsstifte der Plättchenhalterung über das Plättchen 13 gelegt werden,
und man kann eine Tinte oder Farbe durch sie auftragen. Gleichzeitig stellt das Kartenblatt 19 eine bleibende
Aufzeichnung der Bauelementenfehlerrate dar.
Diese Vorrichtung hat die folgenden Vorteile: Man kann jede beliebige Tinte verwenden einschließlich
magnetischer Tinten, mit denen eine automatische Sortierung nach dem Zerschneiden der Plättchen
durchgeführt werden kann. Die Markierung geht ganz wesentlich schneller, und das Plättchen wird
dabei nicht beschädigt. Die Karte ist eine dauernde Aufzeichnung der Fehlerrate; ihre Information kann
für groß angelegte Studien der Fehlerstellen und für Fabrikationsprüfungen benutzt werden, auch kann sie
als Kontrollkarte an die Kunden mitgesandt werden, die ganze, unzerschnittene Plättchen kaufen.
Wenn sich die bisherige Beschreibung der erfindungsgemäßen Einrichtung auf die Markierung von
fehlerhaften Bauelementen bezieht, so versteht sich doch auch, daß sie mit Vorteil zum Sortieren verschiedener
Bauelemente nach ihren Eigenschaften herangezogen werden kann. Wenn die Stanze 20 nur
eine einzige Stanzstation hat, wird sie gewöhnlich nur betätigt, wenn ein Bauelement entweder fehlerhaft
oder außerhalb der Kennwerte liegt. Sieht man jedoch mehrere Stanzstationen vor, so kann eine Einstufung
der einzelnen Bauelemente durchgeführt werden. Beispielsweise kann jede Stanzstation einen anderen
Stempel haben, beispielsweise rund oder kreuzförmig. Wenn gerade ein besonders gutes Bauelement geprüft
wird, können zwei Signale erzeugt werden. Später beim Markieren des Plättchens können zuerst die
rundgestanzten Löcher und nachher die kreuzförmigen Löcher mit Farbe in verschiedenen Farbtönen
versehen werden, so daß sich die besonders guten Bauelemente herausheben.
Claims (6)
1. Prüfgerät zur aufeinanderfolgenden Prüfung einer Anzahl von auf einem Halbleiterkristallplättchen
ausgebildeten elektronischen Bauelementen, von denen jedes eine oder mehrere bestimmte Prüfstellen hat, mit einer Halterung
zum Halten des Halbleiterkristallplättchens, einer Prüfsonde zur Herstellung des Kontakts mit den
Prüfstellen jedes einzelnen Bauelements und zur Übermittlung eines vom Zustand des in Kontakt
befindlichen Bauelements abhängigen Testsignals, einer Vorschubeinrichtung zur Bewegung des
Halbleiterkristallplättchens sowie zum Ausrichten der Prüfstellen der einzelnen Bauelemente
gegenüber der Prüfsonde und mit einer Markiereinrichtung, gekennzeichnet durch einen
mit der Vorschubeinrichtung (16) starr verbundenen Kartenhalter (18) zur Aufnahme eines Kartenblattes
(19), auf dem die Lage der durch das Testsignal als defekt bestimmten elektronischen
Bauelemente auf dem Halbleiterkristallplättchen (13) durch mechanisches Eindrücken aufgezeichnet
wird.
2. Prüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Markiereinrichtung (17)
eine Einrichtung (20) zum Stanzen von Löchern in dem Kartenblatt (19) auf ein Testsignal hin
aufweist.
3. Prüfgerät nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (49) zur Fixierung
des Kartenblattes (19) sowie eine dieser Einrichtung (49) entsprechende, jedoch an der Plättchenhalterung
(12) vorgesehene weitere Fixiereinrichtung (32) zum Ausrichten des bereits mit den
Eindrücken versehenen Kartenblattes (19) auf dem Plättchen (13) für die unmittelbare Markierung
des geprüften Plättchens und durch Mittel zur Ausrichtung der Stanzeinrichtung (20) gegenüber
dem Kartenblatt (19).
4. Prüfgerät nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Plättchenhalterung (12)
einen Rahmen (22) aufweist, der an der Plättchenvorschubeinrichtung
(16) befestigt ist und aus einem Stück mit dem Kartenhalter (18) besteht.
5. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Plättchenhalterung
(12) einen gleitend in dem Rahmen (22) gelagerten Plättchenhalter (23) hat, auf dem die Fixiereinrichtung
(32) angeordnet ist.
6. Prüfgerät nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein mit den Prüfsonden (14) elektrisch verbundenes
Gerät (15) zum Prüfen der Parameter der Bauelemente auf dem Halbleiterkristallplättchen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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