DE10125345A1 - Prüfkontaktsystem mit Planarisierungsmechanismus - Google Patents
Prüfkontaktsystem mit PlanarisierungsmechanismusInfo
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Abstract
Ein Prüfkontaktsystem kann die Abstände zwischen den Spitzen der Kontaktelemente und den Zielkontakten mit Hilfe eines einfachen und geringpreisigen Mechanismus einstellen. Der Planarisierungsmechanismus enthält ein Kontaktsubstrat mit einer großen Anzahl von auf einer Oberfläche des Kontaktsubstrats angeordneten Kontaktelementen, eine Nadelkarte zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den Kontaktelementen und einem Prüfkopf eines Halbleiterprüfsystems, ein leitfähiges Elastomerelement zwischen dem Kontaktsubstrat und der Nadelkarte, Verbindungsteile zur Verbindung des Kontaktsubstrats mit der Nadelkarte an drei Orten des Kontaktsubstrats, wobei jedes Verbindungsteil zur Veränderung der Entfernung zwischen dem Kontaktsubstrat und der Nadelkarte einstellbar ist, einen Abstandsensor zum Messen des Abstandes zwischen dem Kontaktsubstrat und einer Halbleiterscheibe sowie eine Rotationseinstellvorrichtung zur Einstellung des Verbindungsteils, so daß der Abstand zwischen dem Kontaktsubstrat und der Halbleiterscheibe an jedem der drei Orte gleich groß wird.
Description
Die Erfindung betrifft ein Halbleiterprüfsystem mit ei
ner großen Anzahl von Kontaktelementen zur Herstellung
einer elektrischen Verbindung mit einem Halbleiterbau
teilprüfling, und insbesondere ein Prüfkontaktsystem
mit einem Planarisierungsmechanismus zur Einstellung
der Entfernungen zwischen den Spitzen der Kontaktele
mente und den Zielkontakten, wie etwa den Kontaktstel
len der zu prüfenden Halbleiterscheibe.
Beim Prüfen von hochintegrierten Hochgeschwindigkeits
bauteilen, wie etwa von LSI- und VLSI-Schaltungen, muß
eine hochleistungsfähige Kontaktstruktur auf einer Na
delkarte verwendet werden. Eine Kontaktstruktur wird im
wesentlichen von einem Kontaktsubstrat gebildet, das
eine große Anzahl von Kontaktelementen oder Prüfelemen
ten aufweist. Das Kontaktsubstrat ist auf einer Nadel
karte angeordnet, um LSI- und VLSI-Chips sowie Halblei
terscheiben zu prüfen, ferner um Halbleiterscheiben und
Halbleiterchips vorzualtern, und um verkapselte Halb
leiterbauteile, Leiterplatten und ähnliches zu prüfen
und vorzualtern.
In dem Fall, in dem die zu prüfenden Halbleiterbauteile
in Form einer Halbleiterscheibe vorliegen, wird übli
cherweise ein Halbleiterprüfsystem, wie etwa ein
IC-Prüfgerät, mit einem Substrat-Handler, wie etwa mit ei
nem automatisch arbeitenden Halbscheibenprüfgerät, ver
bunden, um die Halbleiterscheibe automatisch zu prüfen.
Ein derartiges Beispiel ist in Fig. 1 dargestellt. Das
dort gezeigte Halbleiterprüfsystem weist einen Prüfkopf
100 auf, der gewöhnlich in einem gesonderten Gehäuse
untergebracht und elektrisch mit dem Prüfsystem über ein
Kabelbündel 110 verbunden ist. Der Prüfkopf 100 und ein
Substrat-Handler 400 sind sowohl mechanisch als auch
elektrisch miteinander verbunden, und zwar mit Hilfe
eines Manipulators 500, der von einem Motor 510 ange
trieben wird. Die zu prüfenden Halbleiterscheiben wer
den vom Substrat-Handler 400 automatisch in eine Prüf
position unter dem Prüfkopf 100 gebracht.
Am Prüfkopf 100 werden an die zu prüfende Halbleiter
scheibe Prüfsignale angelegt, die vom Halbleiterprüfsy
stem erzeugt werden. Die sich ergebenden Ausgangssi
gnale des Halbleiterscheibenprüflings (IC-Schaltungen
auf der Halbleiterscheibe) werden dem Halbleiterprüfsy
stem übermittelt. Im Halbleiterprüfsystem werden die
Ausgangssignale mit den erwarteten Daten verglichen, um
zu bestimmen, ob die IC-Schaltungen auf der Halbleiter
scheibe korrekt funktionieren oder nicht.
In Fig. 1 werden der Prüfkopf 100 und der Substrat-
Handler 400 durch eine Schnittstelle 140 verbunden, die
aus einem Performance-Board 120 (in Fig. 2 dargestellt)
besteht, der seinerseits eine Leiterplatte mit elektri
schen Schaltverbindungen, die auf den elektrischen Fin
gerabdruck des Prüfkopfes zugeschnitten sind, Koaxial
kabel, Pogo-Pins und Kontaktelemente aufweist. In Fig.
2 umfaßt der Prüfkopf 100 eine große Anzahl von Leiter
platten 150, die der Anzahl der Prüfkanäle (Prüf-Pins)
des Halbleiterprüfsystems entspricht. Jede der Leiter
platten 150 weist ein Kontaktelement 160 auf, um ein
entsprechendes Kontakt-Terminal 121 des Performance-
Boards 120 aufzunehmen. Ein Froschring 130 ist am Per
formance-Board 120 befestigt, um die relative Kontakt
position gegenüber dem Substrat-Handler 400 genau zu
bestimmen. Der Froschring 130 weist eine große Anzahl
von Kontakt-Pins 141, wie etwa ZIF-Kontaktelemente oder
Pogo-Pins, auf, die mit den Kontakt-Terminals 121 über
Koaxialkabel 124 verbunden sind.
Wie in Fig. 2 dargestellt, wird der Prüfkopf 100 über
dem Substrat-Handler 400 positioniert und mechanisch
sowie elektrisch über die Schnittstelle 140 mit dem
Substrat-Handler 400 verbunden. Im Substrat-Handler 400
wird eine zu prüfende Bauteilscheibe 300 auf einer Va
kuumansaugvorrichtung 180 befestigt. In diesem Beispiel
wird eine Nadelkarte 170 oberhalb der zu prüfenden
Halbleiterscheibe 300 angeordnet. Die Nadelkarte 170
weist eine große Anzahl von Prüf-Kontaktelementen 190
auf (wie etwa freitragende Anschlüsse oder Nadeln), um
mit Zielkontakten in Eingriff zu kommen, wie etwa mit
Schaltkreis-Terminals oder Kontaktstellen in der
IC-Schaltung auf der zu prüfenden Halbleiterscheibe 300.
Elektrische Terminals oder Kontakt-Steckerbuchsen
(Kontaktstellen) der Nadelkarte 170 werden elektrisch
mit den Kontakt-Pins 141 auf dem Froschring 130 verbun
den. Die Kontakt-Pins 141 werden mit den Kontakt-Termi
nals 121 des Performance-Boards 120 über die Koaxialka
bel 124 verbunden, wobei die Kontakt-Terminals 121 mit
der Leiterplatte 150 des Prüfkopfs 100 verbunden ist.
Darüber hinaus werden die Leiterplatten 150 mit dem
Halbleiterprüfsystem mit Hilfe des Kabelbündels 110
verbunden, das, beispielsweise, viele hundert innere
Kabel aufweist.
Bei dieser Anordnung stehen die Prüf-Kontaktelemente
190 in Verbindung mit der Oberfläche (Zielkontakte) der
an der Vakuumansaugvorrichtung 180 befindlichen Halb
leiterscheibe 300, um Prüfsignale an die Halbleiterscheibe 300
anzulegen und die resultierenden Ausgangs
signale der Halbleiterscheibe 300 zu empfangen. Die re
sultierenden Ausgangssignale der zu prüfenden Halblei
terscheibe 300 werden mit den erwarteten, vom Halblei
terprüfsystem erzeugten Daten verglichen, um zu bestim
men, ob die IC-Schaltungen auf der Halbleiterscheibe
korrekt funktionieren oder nicht.
Bei dieser Art von Halbleiterscheibenprüfung muß eine
größe Anzahl von Kontaktelementen verwendet werden, wie
etwa mehrere hundert bis zu einigen tausend. Bei einer
solchen Anordnung ist es nötig, die Spitzen der Kon
taktelemente zu planarisieren, so daß alle Kontaktele
mente die Zielkontakte im wesentlichen zum gleichen
Zeitpunkt und mit dem gleichen Druck berühren. Sofern
die Planarisierung nicht erreicht wird, stellen einige
Kontaktelemente eine elektrische Verbindung mit ent
sprechenden Zielkontakten her, was eine genaue Prüfung
der Halbleiterscheiben unmöglich macht. Um alle Kon
taktelemente mit den Zielkontakten in Verbindung zu
bringen, muß die Halbleiterscheibe gegen die Nadelkarte
gedrückt werden. Dies kann jene Halbleiter-Chips kör
perlich beschädigen, die im Übermaß von den Kontaktele
menten gedrückt werden.
Das US-Patent Nr. 5,861,759 zeigt ein automatisch ar
beitendes Nadelkarten-Planarisierungssystem zur Plana
risierung einer ersten Ebene, die von einer Mehrzahl
von Kontaktpunkten einer Nadelkarte definiert wird, im
Verhältnis zu einer zweiten Ebene, die von einer oberen
Oberfläche einer auf einer Prüfsonde angeordneten Halb
leiterscheibe gebildet wird. Eine Kamera wird verwen
det, um die relative Höhe von wenigstens drei ausge
wählten Kontaktpunkten auf der Nadelkarte gegenüber der
Scheibenebene zu bestimmen. Auf der Basis der gemesse
nen Werte wird die Relativposition der ersten Ebene ge
genüber der zweiten Ebene bestimmt.
Mit Hilfe dieser Information und der Gestalt des Prüf
geräts und der Prüfsonde können die für die beiden hö
henvariablen Punkte nötigen Höhenänderungen vorgenommen
werden, um die erste Ebene relativ zur zweiten Ebene zu
planarisieren. Diese herkömmliche Technologie setzt
eine Kamera voraus, um die Höhen der Kontaktpunkte
bildlich darzustellen, was zu einer Kostensteigerung
sowie einem Verlust an Verlässlichkeit des Gesamtsy
stems führt.
Das US-Patent Nr. 5,974,662 zeigt ein Verfahren zum
Planarisieren der Spitzen eines Prüfelements auf einer
Nadelkarte. Die Prüfelemente werden unmittelbar auf ei
nem Raumwandler (Kontaktsubstrat) befestigt. Die Anord
nung ist so gewählt, daß die Ausrichtung des Raumwand
lers, und damit auch die Ausrichtung des Prüfelements,
eingestellt werden kann, ohne die Ausrichtung der Na
delkarte zu verändern. Bei diesem Verfahren wird eine
elektrisch leitfähige Metallplatte (die eigentliche
Halbleiterscheibe) anstelle der Ziel-Halbleiterscheibe
als Bezugsebene eingesetzt. Ein Kabel und ein Rechner
sind gleichfalls dergestalt vorgesehen, daß ein Rechner
beispielsweise mittels weißer und schwarzer Punkte
zeigt, ob eine Leiterbahn für jede Prüfspitze relativ
zur Metallplatte gebildet ist oder nicht.
Auf der Grundlage der bildlichen Darstellung auf dem
Bildschirm wird die Planarität der Prüfspitzen durch
das Drehen von Differentialschrauben eingestellt, so
daß alle Prüfspitzen im wesentlichen gleichzeitig mit
der Metallplatte in Berührung kommen. Da diese herkömm
liche Technologie eine leitfähige Metallplatte verwen
det, um eine Leiterbahn für alle Prüfelemente zu bil
den, ist zusätzliche Zeit erforderlich, um die Metall
platte zu befestigen und mit der Ziel-Halbleiterscheibe
zu ersetzen. Da dieses Verfahren einen Rechner und
einen Bildschirm zur Darstellung der kontaktbildenden
und kontaktfreien Position des Prüfelements voraus
setzt, sind die Gesamtkosten erhöht.
Vor diesem Hintergrund besteht in der Industrie Bedarf
für ein einfacheres und wirtschaftlicheres Prüfkontakt
system, um die Planarität der Kontaktelemente in Bezug
auf die Oberfläche der Halbleiterscheibe einzustellen.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Prüfkontaktsystem mit einem Planarisierungsmecha
nismus zu entwickeln, mit dem die Entfernungen der
Spitzen der Kontaktelemente und einer zu prüfenden
Halbleiterscheibe eingestellt werden können.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Prüfkontaktsystem mit einem Planarisierungsmecha
nismus und eine auf einer Nadelkarte montierte Kon
taktstruktur zu entwickeln, bei dem die Kontaktstruktur
aus einem Kontaktsubstrat und einer großen Anzahl von
auf dem Kontaktsubstrat angeordneten Kontaktelementen
besteht.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Prüfkontaktsystem mit einem Planarisierungsmecha
nismus zu entwickeln, mit dem die Entfernungen der
Spitzen der Kontaktelemente und einer zu prüfenden
Halbleiterscheibe eingestellt werden können, so daß
alle Kontaktelemente auf dem Kontaktsubstrat die Ober
fläche der Halbleiterscheibe gleichzeitig berühren.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Prüfkontaktsystem mit einem Planarisierungsmecha
nismus zu entwickeln, mit dem die Entfernungen der
Spitzen der Kontaktelemente und einer zu prüfenden
Halbleiterscheibe eingestellt werden können, so daß je
des Kontaktelement den gleichen Druck auf die Oberflä
che der Halbleiterscheibe ausübt, wenn es die Halblei
terscheibe berührt.
Das erfindungsgemäße Planarisierungsmechanismus für ein
Prüfkontaktsystem zur Herstellung einer elektrischen
Verbindung mit Zielkontakten umfaßt ein Kontaktsubstrat
mit einer großen Anzahl von auf einer Oberfläche des
Kontaktsubstrats angeordneten Kontaktelementen, eine
Nadelkarte zur Herstellung einer elektrischen Verbin
dung zwischen den Kontaktelementen und einem Prüfkopf
eines Halbleiterprüfsystems, ein leitfähiges Elastomer
element zwischen dem Kontaktsubstrat und der Nadel
karte, Verbindungsteile zur Verbindung des Kontaktsub
strats mit der Nadelkarte an drei Orten des Kontaktsub
strats, wobei jedes Verbindungsteil zur Veränderung der
Entfernung zwischen dem Kontaktsubstrat und der Nadel
karte drehbar ist, einen Abstandsensor zum Messen des
Abstandes zwischen dem Kontaktsubstrat und einer Halb
leiterscheibe oder einer Bezugsplatte (Zielsubstrat) in
der jeweiligen Nähe der drei Orte des Kontaktsubstrats,
und eine Rotationseinstellvorrichtung zum Drehen des
Verbindungsteils, so daß der Abstand zwischen dem Kon
taktsubstrat und der Halbleiterscheibe an jedem der
drei Orte gleich groß wird.
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung
wird das Verbindungsteil zur Verbindung des Kontaktsub
strats mit der Nadelkarte durch Schrauben und Muttern
gebildet, wobei die Muttern drehbeweglich auf der Ober
fläche der Nadelkarte gehalten werden, und wobei die
Rotationseinstellvorrichtung, die eine bodenseitige, in
die Mutter eingreifende Öffnung aufweist, auf der Ober
fläche der Nadelkarte angeordnet ist, um die Muttern
derart zu verdrehen, daß der Abstand zwischen dem Kon
taktsubstrat und dem Zielsubstrat an jedem der drei
Orte gleich groß wird.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Plana
risierungsmechanismus als automatisch arbeitendes Sy
stem zur Einstellung der Entfernungen zwischen dem Kon
taktsubstrat und den Zielkontakten ausgebildet. Der
Planarisierungsmechanismus umfaßt Motoren zum Drehen
der Muttern in Abhängigkeit von Steuerungssignalen ei
ner Steuerungseinrichtung. Die Steuerungseinrichtung
erzeugt die Steuerungssignale durch Verrechnung der ge
messenen Abstände.
In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 eine Schemadarstellung zur Illustration der Kom
bination eines Substrat-Handlers und eines Halb
leiterprüfsystems mit Prüfkopf;
Fig. 2 eine Schemadarstellung eines Beispiels einer
Verbindungsstruktur von Prüfkopf des Halbleiter
prüfsystems und Substrat-Handler;
Fig. 3 einen Querschnitt durch ein Beispiel einer Kon
taktstruktur mit balkenförmigen Kontaktelementen
(Silizium-Finger), die auf einer Nadelkarte des
erfindungsgemäßen Prüfkontaktsystems angeordnet
sind;
Fig. 4 eine Schemadarstellung einer bodenseitigen Auf
sicht auf die Kontaktstruktur gemäß Fig. 3 mit
einer Mehrzahl von balkenförmig Kontaktele
menten;
Fig. 5 einen Querschnitt durch ein Beispiel einer Sta
pelstruktur in einem Prüfkontaktsystem unter
Verwendung der in den Fig. 3 und 4 gezeigten
Kontaktstruktur als Schnittstelle zwischen dem
Halbleiterbauteilprüfling und dem Prüfkopf gemäß
Fig. 2;
Fig. 6 einen Querschnitt durch ein Beispiel einer
Struktur eines Prüfkontaktsystems mit einer
Mehrzahl von erfindungsgemäßen Einstellmechanis
men;
Fig. 7 eine Perspektivansicht zur Darstellung einer
oberen Oberfläche der Nadelkarte im Prüfkontakt
system mit einer erfindungsgemäßen Rotationsein
stellvorrichtung;
Fig. 5A bis 8C eine Aufsicht, eine Frontansicht bzw.
eine bodenseitige Ansicht der erfindungsgemäßen
Rotationseinstellvorrichtung;
Fig. 9A bis 9G Explosionsansichten von Bauteilen der
in der erfindungsgemäßen Rotationseinstellvor
richtung verwendeten Art;
Fig. 10 einen Querschnitt durch ein anderes Beispiel ei
nes Prüfkontaktsystems mit einem erfindungsgemä
ßen Planarisierungsmechanismus;
Fig. 11 einen Querschnitt durch ein weiteres Beispiel
eines Prüfkontaktsystems mit einem erfindungsge
mäßen Planarisierungsmechanismus.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 und 4 wird nachfolgend ein
Beispiel einer im erfindungsgemäßen Prüfkontaktsystem
verwendeten Kontaktstruktur erläutert. Viele unter
schiedliche Kontaktstrukturarten sind im Zusammenhang
mit dem erfindungsgemäßen Prüfkontaktsystem denkbar.
Eine in Fig. 3 gezeigte Kontaktstruktur 10 weist in ei
nem Halbleiterproduktionsverfahren hergestellte, bal
kenförmige Kontaktelemente 30 (Silizium-Finger) auf.
Die Kontaktstruktur 10 besteht im wesentlichen aus ei
nem Kontaktsubstrat 20 und den balkenförmigen Kontakt
elementen 30. Die Kontaktstruktur 10 ist oberhalb der
Zielkontakte, wie etwa oberhalb von Kontaktstellen 320
einer zu prüfenden Halbleiterscheibe 100, derart ange
ordnet, daß die Kontaktelemente 30 eine elektrische
Verbindung mit der Halbleiterscheibe 100 herstellen,
wenn sie aneinander gedrückt werden. Obgleich lediglich
zwei Kontaktelemente 30 in Fig. 3 dargestellt sind, so
ist doch bei einer tatsächlichen Anwendung, wie etwa
beim Prüfen von Halbleiterscheiben, eine große Anzahl
von Kontaktelementen 30, und zwar zwischen mehreren
hundert bis zu mehreren tausend Kontaktelementen 30,
auf dem Kontaktsubstrat 20 aufgereiht.
Eine große Anzahl von Kontaktelementen wird im Rahmen
des gleichen Halbleiterproduktionsverfahrens, so etwa
im Rahmen eines photolithographischen Verfahrens, auf
einem Siliziumsubstrat ausgebildet und auf dem bei
spielsweise aus Keramik gefertigten Kontaktsubstrat 20
angeordnet. Der Abstand zwischen den Kontaktstellen 320
kann kleiner als 50 µm sein, wobei die Kontaktstellen
auf dem Kontaktsubstrat 20 leicht mit dem gleichen Ab
stand aufgereiht sein können, da sie im Rahmen des
gleichen Halbleiterproduktionsverfahrens wie die Halb
leiterscheibe 300 hergestellt werden.
Die balkenförmigen Kontaktelemente 30 können unmittel
bar auf dem Kontaktsubstrat 20 befestigt werden, wie
dies in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, um eine Kon
taktstruktur zu bilden, die dann auf der Nadelkarte 170
gemäß Fig. 2 befestigt wird. Da die balkenförmigen Kon
taktelemente 30 in kleiner Größe gefertigt werden kön
nen, kann ein einsetzbarer Frequenzbereich einer Kon
taktstruktur oder Nadelkarte, die die erfindungsgemäßen
Kontaktelemente trägt, leicht auf 2 GHz oder höher ge
steigert werden. Aufgrund ihrer kleinen Größe kann die
Anzahl der Kontaktelemente auf einer Nadelkarte auf
2.000 Stück oder mehr gesteigert werden, was es er
laubt, 32 oder mehr Speicherbauteile parallel zur glei
chen Zeit zu prüfen.
In Fig. 3 weist jedes Kontaktelement 30 eine leitfähige
Schicht 35 in fingerartiger (balkenförmiger) Form auf.
Das Kontaktelement 30 besitzt eine Basis 40, die an dem
Kontaktsubstrat 20 befestigt ist. Eine Leiterbahn 24
ist mit der leitfähigen Schicht 35 am Boden des Kon
taktsubstrats 20 verbunden. Eine derartige Verbindung
von Leiterbahn 24 und leitfähiger Schicht 35 kann etwa
über eine Lötkugel 28 vermittelt werden. Das Kon
taktsubstrat 20 enthält weiterhin ein Durchgangsloch 23
sowie eine Elektrode 22. Die Elektrode 22 dient der
Verbindung des Kontaktsubstrats 20 mit einer externen
Struktur, wie beispielsweise einem Pogo-Pin-Block oder
einer IC-Schaltung, mit Hilfe eines Kabels oder eines
leitfähigen Elastomerelements.
Wenn sich daher die Halbleiterscheibe 300 nach oben be
wegt, treten die balkenförmigen Kontaktelemente 30 und
die Zielkontakte 320 auf der Halbleiterscheibe 300 in
mechanischen und elektrischen Kontakt miteinander. In
det Folge wird eine Signalbahn vom Zielkontakt 320 zu
den Elektroden 22 auf dem Kontaktsubstrat 20 gebildet.
Die Leiterbahn 24, die Durchgangslöcher 23 und die
Elektrode 22 dienen zugleich auch dem Auffächern des
kleinen Abstands der Kontaktelemente 30 zu einem größe
ren Abstand, der der externen Struktur, wie etwa einem
Pogo-Pin-Block oder einer IC-Schaltung, entspricht.
Aufgrund der Federkraft der balkenförmigen Kontakte
lemente 30 erzeugt das Ende der leitfähigen Schicht 35
eine ausreichende Kontaktkraft, wenn die Halbleiter
scheibe 300 gegen das Kontaktsubstrat 20 gedrückt wird.
Das Ende der leitfähigen Schicht 35 ist vorzugsweise
angespitzt, um beim Drücken gegen den Zielkontakt 320
einen Reibeeffekt zum Durchstoßen einer Metalloxid-
Schicht zu erzielen.
Sofern der Zielkontakt 320 auf der Halbleiterscheibe
300 an seiner Oberfläche ein Aluminiumoxid aufweist, so
ist der Reibeeffekt nötig, um eine elektrische Verbin
dung mit geringem Kontaktwiderstand herzustellen. Die
von der balkenförmigen Form der Kontaktelemente 30 ab
geleitete Federkraft dient als angemessene Kontaktkraft
am Zielkontakt 320. Die von der Federkraft der balken
förmigen Kontaktelemente 30 erzeugte Federkraft dient
auch dem Ausgleich der Unterschiede in Größe und Flach
heit (Planarität) der Kontaktsubstrate 20, der Zielkon
takte 320 und der Halbleiterscheibe 300 sowie der Kon
taktelemente 30. Es ist jedoch dennoch nötig, einen er
findungsgemäßen Planarisierungsmechanismus vorzusehen,
um die Kontaktelemente im wesentlichen zur gleichen
Zeit und mit dem gleichen Druck mit den Zielelementen
zu verbinden.
Ein Materialbeispiel für die leitfähige Schicht 35 um
faßt Nickel, Aluminium, Kupfer, Nickel-Palladium, Rho
dium, Nickel-Gold, Iridium und verschiedene andere de
ponierbare Materialien. Ein Beispiel für ein balkenför
migen Kontaktelement 30 zur Anwendung in einem Halb
leiterprüfsystem kann eine Gesamthöhe von 100 bis 500 µm,
eine horizontale Länge von 100 bis 600 µm sowie
eine Breite von etwa 30 bis 50 µm bei einem Abstand von
50 µm zwischen den Zielkontakten 320 aufweisen.
Fig. 4 ist eine bodenseitige Ansicht des Kontaktsub
strats 20 gemäß Fig. 3 mit einer Mehrzahl von balken
förmigen Kontaktelementen 30. Bei einem tatsächlichen
System wird eine größere Anzahl von Kontaktelementen,
etwa eine Gruppe von mehreren hundert Kontaktelementen,
in der in Fig. 4 dargestellten Art und Weise ausgerich
tet. Die Leiterbahn 24 erweitert den Abstand der Kon
taktelemente 30 bis zum Abstand der Durchgangslöcher 23
und der Elektroden 22, wie dies in Fig. 4 dargestellt
ist. Klebemittel 33 sind an den Kontaktpunkten (den in
neren Bereichen der Kontaktelemente 30) zwischen dem
Substrat 20 und den Basen 40 der Kontaktelemente 30
vorgesehen. Die Klebemittel 33 sind auch an den Seiten
(obere und untere Seiten der Kontaktelemente 30 gemäß
Fig. 4) der Gruppe der Kontaktelemente 30 vorgesehen.
Ein Beispiel für Klebemittel 33 umfaßt wärmehärtbar
Klebemittel, wie Epoxide, Polyamide und Silicon, ferner
thermoplastische Klebemittel wie Acryl, Nylon, Pheno
xide und Olefine, und schließlich UV-beständige Klebe
mittel.
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch ein Beispiel einer
Stapelstruktur in einem Prüfkontaktsystem unter Verwen
dung der in den Fig. 3 und 4. Das Prüfkontaktsystem
wird als Schnittstelle zwischen dem Halbleiterbauteil
prüfling und dem Prüfkopf gemäß Fig. 2 verwendet. Bei
diesem Beispiel umfaßt die Schnittstelle ein leitfähi
ges Elastomerelement 50, eine Nadelkarte 60 und einen
Pogo-Pin-Block (Froschring) 130 oberhalb der Kon
taktstruktur 10 in der in Fig. 5 dargestellten Art und
Weise.
Das leitfähige Elastomerelement 50, die Nadelkarte 60
und der Pogo-Pin-Block 130 sind sowohl mechanisch als
auch elektronisch miteinander verbunden. Damit werden
elektrische Wege von der Spitze der Kontaktelemente 30
zum Prüfkopf 100 über die Kabel 124 und das Perfor
mance-Board 120 (Fig. 2) gebildet. Wenn die Halbleiter
scheibe 300 und das Prüfkontaktsystem gegeneinander ge
drückt werden, so wird eine elektrische Verbindung zwi
schen dem Bauteilprüfling (Kontaktstellen 320 auf der
Halbleiterscheibe 300) und dem Halbleiterprüfsystem
hergestellt.
Der Pogo-Pin-Block (Froschring) 130 entspricht dem in
Fig. 2 dargestellt, wobei eine große Anzahl von Pogo-
Pins als Schnittstelle zwischen der Nadelkarte 60 und
dem Performance-Board 120 vorgesehen ist. An den oberen
Enden der Pogo-Pins sind Kabel 124, wie beispielsweise
Koaxialkabel, angeschlossen, um Signale an Leiterplat
ten (Pin-Elektronik-Karten) 150 im Prüfkopf 100 (Fig.
2) durch das Performance-Board 120 zu übermitteln. Die
Nadelkarte 60 weist eine große Anzahl von Kontaktstel
len oder Elektroden 62 und 65 auf ihrer oberen sowie
auf ihrer unteren Oberfläche auf. Die Elektroden 62 und
65 sind durch Leiterbahnen 63 verbunden, um den Abstand
der Kontaktstruktur aufzufächern, damit er dem Abstand
der Pogo-Pins im Pogo-Pin-Block 130 entspricht.
Das leitfähige Elastomerelement 50 ist zwischen der
Kontaktstruktur 10 und der Nadelkarte 60 vorgesehen.
Das leitfähige Elastomerelement 50 dient der Absiche
rung der elektrischen Verbindung zwischen den Elektro
den 22 der Kontaktstruktur und den Elektroden 62 der
Nadelkarte durch Ausgleich von Unebenheiten und verti
kalen Spalten zwischen ihnen. Das leitfähige Elastomer
element 50 ist ein elastischer Bogen mit einer großen
Anzahl von leitfähigen Drähten in einer vertikalen
Richtung. So besteht das leitfähige Elastomerelement
250 etwa aus einem Silizium-Gummi-Bogen mit einer Viel
zahl von Reihen aus Metall. Die Metallfasern (bzw.
Drähte) sind in vertikaler Richtung in Fig. 5 vorgese
hen, d. h. in orthogonaler Richtung zum horizontalen Bo
gen des leitfähigen Elastomerelements 250. Ein Beispiel
für den Abstand zwischen den Metallfasern liegt bei
0.02 mm bei einer Dicke des Silizium-Gummi-Bogens von
0.2 mm. Ein derartiges leitfähiges Elastomerelement
wird von der Firma Shin-Etsu Polymer Co. Ltd. herge
stellt und ist am Markt verfügbar.
Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch ein Beispiel einer
Struktur eines Prüfkontaktsystems mit einer Mehrzahl
von erfindungsgemäßen Einstellmechanismen. Das
Kontaktsubstrat 20 weist eine Mehrzahl von Kontaktelemen
ten 30 auf, wobei das Kontaktsubstrat 20 auf der Nadel
karte 60 mit Hilfe eines Stützrahmens 55 und einem
leitfähigen Elastomerelement 50 befestigt ist. Der
Stützrahmen 55 zum Stützen des Kontaktsubstrats 20 ist
mit der Nadelkarte 60 mit Hilfe von Befestigungsschrau
ben 252 und Muttern 250 verbunden. Die Verbindung mit
Hilfe von Schrauben und Muttern erfolgt an drei Punk
ten, etwa an jedem Scheitelpunkt eines gleichschenkli
gen Dreiecks. Anstelle der Verwendung von Schrauben und
Muttern können auch andere Befestigungsmittel, wie etwa
Differentialschrauben, zur Erzielung des gleichen
Zwecks Verwendung finden. Wie unter Bezugnahme auf Fig.
5 beschrieben, stellt das leitfähige Elastomerelement
50 eine elektrische Leitverbindung lediglich in verti
kaler Richtung, also zwischen dem Kontaktsubstrat 20
und der Nadelkarte 60, dar.
Auf der bodenseitigen Oberfläche des Kontaktsubstrats
20 sind Elektroden 292 in der Nähe der Schrauben 252
vorgesehen, die am Stützrahmen 55 befestigt sind. Al
ternativ dazu können die Elektroden 292 auf der boden
seitigen Oberfläche des Stützrahmens 55 ausgebildet
sein. Eine zu prüfende Halbleiterscheibe 300 wird auf
einer Vakuumansaugvorrichtung 180 einer Scheibenprüf
sonde befestigt. Das Beispiel gemäß Fig. 6 zeigt wei
terhin Abstandsensoren 290 auf der Halbleiterscheibe
300 und ein Abstandmessgerät 280, das Signale von den
Abstandsensoren 290 erhält. Die Abstandsensoren 290
sind gleichfalls Elektroden. Sie sind auf der Oberflä
che der Halbleiterscheibe 300 an Positionen angeordnet,
die den Elektroden 292 auf der bodenseitigen Oberfläche
des Kontaktsubstrats 20 gegenüberliegen, d. h. an drei
Orten des Kontaktsubstrats. Alternativ dazu kann eine
beispielsweise aus Keramik oder Aluminiumoxid gefer
tigte Bezugsplatte anstelle der Halbleiterscheibe 300
Verwendung finden, so daß die Planarität des Prüfkon
taktsystems vor der Auslieferung an den Kunden einge
stellt ist.
Eine Rotationseinstellvorrichtung 220 ist ein speziell
hergestelltes Werkzeug zum Drehen der Mutter 250 in
kleinen Schritten. Die Drehung der Muttern 250 führt zu
einer vertikalen Bewegung der Schraube 252, wodurch
sich die parallele Anordnung zwischen der Nadelkarte 60
und dem Kontaktsubstrat 20 und damit auch zwischen dem
Kontaktsubstrat 20 und der Halbleiterscheibe 300 verän
dert. Bei dieser Anordnung werden, da die verikalen Po
sitionen des Kontaktsubstrats 20 an den drei Orten ge
ändert werden, an denen die Schrauben 252 verbunden
sind, die Höhe der Kontaktelemente 30 auf dem Kon
taktsubstrat 20 so eingestellt, daß sie gegenüber der
Oberfläche der Halbleiterscheibe 300 flach sind.
Der Abstandsensor 292 ist beispielsweise ein Kapazi
tätssensor zum Messen der Kapazität zwischen dem Sensor
290 und der gegenüberliegenden Elektrode 292. Die ge
messene Kapizität ist eine Funktion der Entfernung zwi
schen dem Sensor und der Elektrode. Ein Beispiel für
einen derartigen Abstandsensor ist das Modell HPT-500-V
der Firma Capicitec, Inc., 87 Fichburg Road, Ayer, Mas
sachusetts. Durch Überwachung des vom Abstandmessgerät
280 gemessenen Abstandes zwischen dem Sensor 290 und
der Elektrode 292 dreht der Nutzer die Muttern 250 mit
der Rotationseinstellvorrichtung 220 in einer derarti
gen Weise, daß der Abstand an jedem der drei Orte iden
tisch wird.
Fig. 7 zeigt eine Perspektivansicht zur Darstellung ei
ner oberen Oberfläche der Nadelkarte 60 im erfindungs
gemäßen Prüfkontaktsystem. Die Rotationseinstellvor
richtung 220 weist eine Öffnung am Boden (Fig. 5C) auf,
die mit der Mutter 250 auf der Nadelkarte 60 zusammen
passt. Die Nadelkarte 60 weist eine radial angeordnete
Skalierung um die Muttern 250 auf, damit auf leichte
Art und Weise der durch die Rotationseinstellvorrich
tung 220 bewirkte Rotationsgrad abgelesen werden kann.
Die Nadelkarte 60 weist weiterhin Stiftlöcher 264 auf,
um darin Stifte 225 der Rotationseinstellvorrichtung
220 aufzunehmen.
Die Fig. 8A bis 8C zeigen eine Aufsicht, eine Frontan
sicht bzw. eine bodenseitige Ansicht der erfindungsge
mäßen Rotationseinstellvorrichtung 220. Wie in Fig. 8B
dargestellt, wird die Rotationseinstellvorrichtung 220
im wesentlichen von einem oberen Knopf 221, einem unte
ren Knopf 222 und einer Knopfbasis 223 gebildet. In
Fig. 8A zeigt der obere Knopf 221 eine Markierung M auf
seiner Oberseite, so daß der Nutzer den Rotationsgrad
in Verbindung mit der Radialskalierung 262 auf der Na
delkarte ablesen kann. Der obere Knopf 221 und der un
tere Knopf 222 sind beispielsweise mit Hilfe von
Schrauben über Befestigungslöcher 221a befestigt. Vor
zugsweise ist die seitliche Oberfläche des oberen
Knopfes 221 mit Kerben oder Griffbändern ausgestattet.
Wie aus Fig. 8B und 8C ersichtlich, sind die Knopfbasis
223 und der untere Knopf 222 drehbar miteinander ver
bunden. Die Knopfbasis 223 weist an ihrer Unterseite
Stifte 225 auf, die in die Stiftlöcher 264 auf der Na
delkarte 60 eingesteckt werden. Im Einsatz verbleibt
damit die Knopfbasis 223 auf der Nadelkarte, während
der obere Knopf 221 und der untere Knopf 222 auf der
Knopfbasis 223 zur Einstellung der Mutter 250 drehen.
Der obere Knopf 221 weist einen nach unten auskragenden
Abschnitt 221b mit einer Öffnung 221c auf. Die Mutter
250 paßt in die Öffnung 221c, so daß sich die Mutter
250 durch die Drehbewegung des oberen Knopfes 221 und
des unteren Knopfes 222 dreht.
Fig. 9A bis 9G zeigen Explosionsansichten der erfin
dungsgemäßen Rotationseinstellvorrichtung 220. Der
obere Knopf 221 gemäß Fig. 9A weist den nach unten aus
kragenden Abschnitt 221b auf, der die Mutter 250 auf
der Nadelkarte 60 erreicht, wenn die Planarität einge
stellt wird. Der untere Knopf 222 gemäß Fig. 9D weist
viele Aufnahmelöcher 235 auf, um darin Tauchkolben 233
gemäß Fig. 9C und Federn 232 gemäß Fig. 9B aufzunehmen.
Obgleich nicht dargestellt, so verjüngt sich doch der
Boden der Aufnahmelöcher 235 in seinem Umfang, so daß
lediglich die unteren Spitzen der Tauchkolben 233 von
der unteren Oberfläche des unteren Knopfes 222 abstehen
können. Die Tauchkolben können entweder aus Kunststoff
mit geringer Haftreibung oder aus gleitfähig gemachtem
Kunststoff gefertigt sein, wie etwa aus von DuPont ge
liefertem Acetel oder Delin.
Die Knopfbasis 223 gemäß Fig. 9F weist eine große An
zahl von Radialnuten 236 auf der oberen Oberfläche auf.
Im zusammengebauten Zustand greifen die unteren Spitzen
der Tauchkolben 233 in die Nuten 236 aufgrund der nach
unten drückenden Kraft der Federn 232 ein. Der Abstand
der Aufnahmelöcher 235 am unteren Knopf 222 und der Ab
stand der Radialnuten 236 auf der Knopfbasis 223 sind
so gestaltet, daß sie sich geringfügig unterscheiden.
Wenn die Mutter 250 gedreht wird, so sorgt die Rotati
onseinstellvorrichtung 220 für sehr kleine Dreh
schritte, und zwar durch Eingriff der Tauchkolben 233
in die Nuten 236, wobei kleine Klickimpulse dem Nutzer
gegeben werden.
Die Knopfbasis 223 ist am unteren Knopf 222 mit Hilfe
eines oberen Rückhalteringes 234 gemäß Fig. 9E und ei
nes unteren Rückhalteringes 238 gemäß Fig. 9G befe
stigt. Der obere Rückhaltering 234 mit einem Flansch
237 ist in den unteren Knopf 222 über eine obere Öff
nung eingeführt und in der unteren Position des unteren
Knopfes 222 gehalten. Durch das Verbinden des oberen
Rückhalteringes 234 und des unteren Rückhalteringes 238
und durch das gleichzeitige Einspannen der Knopfbasis
223 zwischen dem unteren Knopf 222 und dem unteren
Rückhaltering 238, wird die Knopfbasis 223 drehbeweg
lich am unteren Knopf 222 und am oberen Knopf 221 befe
stigt.
Fig. 10 zeigt einen Querschnitt durch ein anderes Bei
spiel eines Prüfkontaktsystems mit einem erfindungsge
mäßen Planarisierungsmechanismus. Bei diesem Beispiel
ist der Abstandsensor 290 auf der bodenseitigen Ober
fläche des Kontaktsubstrats vorgesehen, nicht hingegen
an der oberen Oberfläche der Halbleiterscheibe gemäß
Beispiel in Fig. 6. Bei dieser Anordnung sind, da eine
Halbleiterscheibe leitfähige Muster auf ihrer Oberflä
che aufweist, spezifische Elektroden zum Messen der Ab
stände nicht erforderlich. Ähnlich dem Beispiel in Fig.
6 kann eine Bezugsplatte aus Keramik oder Aluminiumoxid
mit leitfähigen Stellen an drei Orten anstelle der
Halbleiterscheibe 300 verwendet werden, so daß die
Planarisierungseinstellung vor der Auslieferung an den
Kunden erfolgen kann.
Fig. 11 zeigt einen Querschnitt durch ein weiteres Bei
spiel eines Prüfkontaktsystems mit einem erfindungsge
mäßen Planarisierungsmechanismus. Der Planarisierungs
mechanismus dieses Beispiels ist ein automatisches Sy
stem zur Einstellung der Entfernungen zwischen dem Kon
taktsubstrat und der Halbleiterscheibe oder Bezugs
platte. Der Planarisierungsmechanismus umfaßt einen Mo
tor 420 zum Drehen der Muttern 250 auf der Grundlage
von Steuerungssignalen aus einer Steuerungseinrichtung
430. Die Steuerungseinrichtung 430 erzeugt die Steue
rungssignale durch Verrechnung der vom Abstandmessgerät
280 gemessenen Abstände.
Erfindungsgemäß kann das Prüfkontaktsystem die Entfer
nungen zwischen den Spitzen der Kontaktelemente und der
Oberfläche der zu prüfenden Halbleiterscheibe oder Be
zugsplatte einstellen. Der Planarisierungsmechanismus
kann die Entfernungen zwischen dem Kontaktsubstrat und
der Halbleiterscheibe einstellen, so daß alle Kontakte
lemente auf dem Kontaktsubstrat die Oberfläche der
Halbleiterscheibe im wesentlichen zur gleichen Zeit und
mit dem im wesentlichen gleichen Druck berühren.
Der im erfindungsgemäßen Prüfkontaktsystem zu verwen
dende Planarisierungsmechanismus umfaßt die Rotations
einstellvorrichtung zum Drehen der Muttern auf der Na
delkarte in ganz kleinen Schritten, wodurch die Entfer
nungen zwischen dem Kontaktsubstrat und der Halbleiter
scheibe leicht und genau eingestellt werden können. Der
erfindungsgemäße Planarisierungsmechanismus kann als
automatisch arbeitendes System durch Verwendung der
Motoren zum Antrieb der Muttern auf der Nadelkarte sowie
durch Verwendung der Steuerungseinrichtung zur Erzeu
gung von Steuerungssignalen für die Motoren auf der Ba
sis der von den Abstandsensoren gemessenen Abstände
ausgebildet sein.
Obgleich hier lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbei
spiel im besonderen illustriert und dargestellt wurde,
so versteht es sich doch von selbst, daß eine Vielzahl
von Modifikationen und Variationen möglich ist, ohne
die Reichweite der Erfindung zu verlassen.
Claims (17)
1. Planarisierungsmechanismus für ein Prüfkontaktsystem
zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit
Zielkontakten, enthaltend:
ein Kontaktsubstrat mit einer großen Anzahl von auf einer Oberfläche des Kontaktsubstrats angeordneten Kontaktelementen,
eine Nadelkarte zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den Kontaktelementen und einem Prüfkopf eines Halbleiterprüfsystems,
ein leitfähiges Elastomerelement zwischen dem Kon taktsubstrat und der Nadelkarte,
ein Verbindungsteil zur Verbindung des Kontaktsub strats mit der Nadelkarte an drei Orten des Kon taktsubstrats, wobei das Verbindungsteil zur Verän derung der Entfernung zwischen dem Kontaktsubstrat und der Nadelkarte einstellbar ist,
einen Abstandsensor zum Messen des Abstandes zwi schen dem Kontaktsubstrat und einer Halbleiter scheibe oder einer Bezugsplatte (Zielsubstrat) in der jeweiligen Nähe der drei Orte des Kontaktsub strats, und
eine Rotationseinstellvorrichtung zur Einstellung des Verbindungsteils, so daß der Abstand zwischen dem Kontaktsubstrat und dem Zielsubstrat an jedem der drei Orte gleich groß wird.
ein Kontaktsubstrat mit einer großen Anzahl von auf einer Oberfläche des Kontaktsubstrats angeordneten Kontaktelementen,
eine Nadelkarte zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den Kontaktelementen und einem Prüfkopf eines Halbleiterprüfsystems,
ein leitfähiges Elastomerelement zwischen dem Kon taktsubstrat und der Nadelkarte,
ein Verbindungsteil zur Verbindung des Kontaktsub strats mit der Nadelkarte an drei Orten des Kon taktsubstrats, wobei das Verbindungsteil zur Verän derung der Entfernung zwischen dem Kontaktsubstrat und der Nadelkarte einstellbar ist,
einen Abstandsensor zum Messen des Abstandes zwi schen dem Kontaktsubstrat und einer Halbleiter scheibe oder einer Bezugsplatte (Zielsubstrat) in der jeweiligen Nähe der drei Orte des Kontaktsub strats, und
eine Rotationseinstellvorrichtung zur Einstellung des Verbindungsteils, so daß der Abstand zwischen dem Kontaktsubstrat und dem Zielsubstrat an jedem der drei Orte gleich groß wird.
2. Planarisierungsmechanismus für ein Prüfkontaktsystem
nach Anspruch 1, wobei das Verbindungsteil zur Ver
bindung des Kontaktsubstrats mit der Nadelkarte
durch Schrauben und Muttern gebildet wird.
3. Planarisierungsmechanismus für ein Prüfkontaktsystem
nach Anspruch 1, wobei das Verbindungsteil zur Ver
bindung des Kontaktsubstrats mit der Nadelkarte
durch Differentialschrauben gebildet wird.
4. Planarisierungsmechanismus für ein Prüfkontaktsystem
nach Anspruch 1, wobei der Abstandsensor den Abstand
zwischen dem Kontaktsubstrat und dem Zielsubstrat
dadurch ermittelt, daß er die Kapazität zwischen dem
Abstandsensor und einer gegenüberliegenden Elektrode
mißt.
5. Planarisierungsmechanismus für ein Prüfkontaktsystem
nach Anspruch 1, wobei der Abstandsensor entweder
auf der oberen Oberfläche des Zielsubstrats oder auf
der unteren Oberfläche des Kontaktsubstrats angeord
net ist.
6. Planarisierungsmechanismus für ein Prüfkontaktsystem
nach Anspruch 1, wobei die Bezugsplatte aus Keramik
substrat oder aus Aluminiumoxidsubstrat mit Elektro
den an dem Abstandsensor gegenüberliegenden Positio
nen gefertigt ist.
7. Planarisierungsmechanismus für ein Prüfkontaktsystem
nach Anspruch 1, wobei jeder der drei Orte des Kon
taktsubstrats einem Scheitelpunkt eines gleich
schenkligen Dreiecks entspricht.
8. Planarisierungsmechanismus für ein Prüfkontaktsystem
nach Anspruch 1, wobei das Verbindungsteil zur Ver
bindung des Kontaktsubstrats mit der Nadelkarte
durch Schrauben und Muttern gebildet wird, und wobei
die Muttern drehbeweglich auf der Oberfläche der Na
delkarte gehalten werden, und wobei die Rotations
einstellvorrichtung, die eine bodenseitige, in die
Mutter eingreifende Öffnung aufweist, auf der Ober
fläche der Nadelkarte angeordnet ist, um die Muttern
derart zu verdrehen, daß der Abstand zwischen dem
Kontaktsubstrat und dem Zielsubstrat an jedem der
drei Orte gleich groß wird.
9. Planarisierungsmechanismus für ein Prüfkontaktsystem
nach Anspruch 8, wobei die Rotationseinstellvorrich
tung aus einem oberen Knopf, einem unteren Knopf und
einer Knopfbasis besteht, wobei der obere Knopf und
der untere Knopf mechanisch miteinander verbunden
sind, während der untere Knopf und die Knopfbasis
drehbeweglich miteinander verbunden sind, und wobei
die Knopfbasis fest in die Nadelkarte eingreift,
während der obere Knopf einen nach unten auskragen
den Abschnitt umfaßt, der die bodenseitige, die Mut
ter drehende Öffnung aufweist, um den Abstand an je
dem der drei Orte einzustellen.
10. Planarisierungsmechanismus für ein Prüfkontaktsystem
nach Anspruch 9, wobei der untere Knopf der Rotati
onseinstellvorrichtung eine Mehrzahl von Halterungs
öffnungen aufweist, um darin Tauchkolben und Federn
derart zu befestigen, daß die unteren Spitzen der
Tauchkolben von einer unteren Oberfläche des unteren
Knopfes aufgrund der von den Federn erzeugten Feder
kraft abstehen, und wobei die Knopfbasis der
Rotationseinstellvorrichtung mit einer Mehrzahl von Radi
alnuten versehen ist, damit die unteren Spitzen der
Tauchkolben mit den Nuten in Eingriff kommen, wenn
der untere und der obere Knopf gedreht werden, und
wobei sich der Abstand der Halterungsöffnungen vom
Abstand der Radialnuten unterscheidet.
11. Planarisierungsmechanismus für ein Prüfkontaktsystem
nach Anspruch 10, wobei die Tauchkolben aus Kunst
stoff mit geringer Haftreibung oder aber auch gleit
fähig gemachtem Kunststoff gefertigt sind.
12. Planarisierungsmechanismus für ein Prüfkontaktsystem
nach Anspruch 1, weiterhin enthaltend einen zwischen
dem Kontaktsubstrat und dem leitenden Elastomerele
ment angeordneten Stützrahmen zum Stützen des Kon
taktsubstrats, wobei sich das Verbindungsteil zwi
schen der Nadelkarte und dem Stützrahmen erstreckt.
13. Planarisierungsmechanismus für ein Prüfkontaktsystem
nach Anspruch 1, wobei das leitende Elastomerelement
aus einem Silizium-Gummi-Bogen und in vertikaler
Richtung verlaufenden Metallfäden besteht, so daß
eine Verbindung lediglich in vertikaler Richtung
hergestellt wird.
14. Planarisierungsmechanismus für ein Prüfkontaktsystem
zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit
Zielkontakten, enthaltend:
ein Kontaktsubstrat mit einer großen Anzahl von auf einer Oberfläche des Kontaktsubstrats angeordneten Kontaktelementen,
eine Nadelkarte zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den Kontaktelementen und einem Prüfkopf eines Halbleiterprüfsystems,
ein leitfähiges Elastomerelement zwischen dem Kon taktsubstrat und der Nadelkarte,
ein Verbindungsteil zur Verbindung des Kontaktsub strats mit der Nadelkarte an drei Orten des Kon taktsubstrats, wobei das Verbindungsteil zur Verän derung der Entfernung zwischen dem Kontaktsubstrat und der Nadelkarte einstellbar ist,
einen Abstandsensor zum Messen des Abstandes zwi schen dem Kontaktsubstrat und einer Halbleiter scheibe oder einer Bezugsplatte (Zielsubstrat) in der jeweiligen Nähe der drei Orte des Kontaktsub strats, und
eine Steuerungseinrichtung zur Erzeugung eines Steuerungssignals auf der Grundlage des vom Ab standsensor gemessenen Abstands, und
einen Motor zum Drehen des Verbindungsteils in Ab hängigkeit von dem Steuerungssignal der Steuerungs einrichtung, so daß der Abstand zwischen dem Kon taktsubstrat und dem Zielsubstrat an jedem der drei Orte gleich groß wird.
ein Kontaktsubstrat mit einer großen Anzahl von auf einer Oberfläche des Kontaktsubstrats angeordneten Kontaktelementen,
eine Nadelkarte zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den Kontaktelementen und einem Prüfkopf eines Halbleiterprüfsystems,
ein leitfähiges Elastomerelement zwischen dem Kon taktsubstrat und der Nadelkarte,
ein Verbindungsteil zur Verbindung des Kontaktsub strats mit der Nadelkarte an drei Orten des Kon taktsubstrats, wobei das Verbindungsteil zur Verän derung der Entfernung zwischen dem Kontaktsubstrat und der Nadelkarte einstellbar ist,
einen Abstandsensor zum Messen des Abstandes zwi schen dem Kontaktsubstrat und einer Halbleiter scheibe oder einer Bezugsplatte (Zielsubstrat) in der jeweiligen Nähe der drei Orte des Kontaktsub strats, und
eine Steuerungseinrichtung zur Erzeugung eines Steuerungssignals auf der Grundlage des vom Ab standsensor gemessenen Abstands, und
einen Motor zum Drehen des Verbindungsteils in Ab hängigkeit von dem Steuerungssignal der Steuerungs einrichtung, so daß der Abstand zwischen dem Kon taktsubstrat und dem Zielsubstrat an jedem der drei Orte gleich groß wird.
15. Planarisierungsmechanismus für ein Prüfkontaktsystem
nach Anspruch 14, wobei der Abstandsensor den Ab
stand zwischen dem Kontaktsubstrat und dem Zielsub
strat dadurch ermittelt, daß er die Kapazität
zwischen dem Abstandsensor und einer gegenüberliegenden
Elektrode mißt.
16. Planarisierungsmechanismus für ein Prüfkontaktsystem
nach Anspruch 14, wobei der Abstandsensor entweder
auf der oberen Oberfläche des Zielsubstrats oder auf
der unteren Oberfläche des Kontaktsubstrats angeord
net ist.
17. Planarisierungsmechanismus für ein Prüfkontaktsystem
nach Anspruch 14, wobei die Bezugsplatte aus Kera
miksubstrat oder aus Aluminiumoxidsubstrat mit Elek
troden an dem Abstandsensor gegenüberliegenden Posi
tionen gefertigt ist.
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