WO2010081617A1 - Chuck and method for receiving and holding thin test substrates - Google Patents

Chuck and method for receiving and holding thin test substrates Download PDF

Info

Publication number
WO2010081617A1
WO2010081617A1 PCT/EP2009/067713 EP2009067713W WO2010081617A1 WO 2010081617 A1 WO2010081617 A1 WO 2010081617A1 EP 2009067713 W EP2009067713 W EP 2009067713W WO 2010081617 A1 WO2010081617 A1 WO 2010081617A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
test substrate
chuck
substrate
test
frame
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/067713
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas THÄRIGEN
Karsten Stoll
Stojan Kanev
Claus Dietrich
Jörg KIESEWETTER
Original Assignee
Suss Microtec Test Systems Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suss Microtec Test Systems Gmbh filed Critical Suss Microtec Test Systems Gmbh
Publication of WO2010081617A1 publication Critical patent/WO2010081617A1/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68735—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by edge profile or support profile
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2851—Testing of integrated circuits [IC]
    • G01R31/2886—Features relating to contacting the IC under test, e.g. probe heads; chucks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68721—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by edge clamping, e.g. clamping ring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68728—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a plurality of separate clamping members, e.g. clamping fingers

Definitions

  • the invention relates to a chuck for receiving and holding thin test substrates, in particular thinned wafers.
  • a chuck comprises a support surface, on which a test substrate can be placed, and holding means for fixing an applied test substrate.
  • the holding means usually use vacuum or mechanical elements for the fixation of the test substrate and are arranged in the edge region of the support surface.
  • the invention also relates to a method for fixing thin test substrates on such a chuck.
  • contact islands on the front side of the components are contacted by means of contact tips and electrically connected to test devices by means of which the properties of the individual components are measured.
  • the corresponding signals are fed and / or tapped.
  • the measurement of the components takes place in so-called probes, which include a holding device for receiving and holding the substrates, a so-called chuck.
  • Such a chuck has a planar bearing surface, which is either the upper end surface of the chuck itself or a separate mounting plate, which is placed on the chuck and is interchangeable, for example, for various measurement tasks.
  • the frequently present in the wafer assembly components or comparable test substrates, such as wafer sections or individual substrates are on the Support surface of the chuck usually held by means of vacuum clamping means by a surface of the wafer is placed on the receiving surface of the chuck and sucked.
  • a chuck which allows both a vacuum suction of the wafer and its backside inspection, is described in WO 2005/121824 A2.
  • a wafer is placed on a transparent plate having a plurality of openings distributed in the support surface and connected to a vacuum source.
  • a uniform suction of the wafer is possible by means of vacuum grooves, which are introduced into the receiving surface of the chuck, so that the wafer can be sucked over the entire surface.
  • a vacuum suction is described in DE 2005 006 838 Al.
  • a transparent plate is also inserted as a receiving plate, which is sucked directly or via a holding frame.
  • Such a receiving plate in particular allows the examination of thinned wafers, which would otherwise bend at least due to their small thickness and the necessary contact forces by the contact points lying on top.
  • Thinner wafers are regularly not planed and have bumps that tend to thinning out during their processing and are associated with mechanical stress within the wafer.
  • One aspect of the invention is to provide a chuck for holding thin test substrates and a method for measuring such test substrates on the chuck that allow the thin test substrates to be kept full while providing a double-sided inspection capability of the test substrate affixed to the chuck.
  • a receiving plate of the chuck has a convexly curved, i. a uniformly curved in the direction of the applied test substrate support surface.
  • the method according to the invention for fixing a thin test substrate and the chuck used for this purpose uses the elastic behavior of a thin test substrate around the test substrate by the attachment in the latter, depending on the type of test substrate Edge area to a certain extent to stretch over the curvature.
  • a possible full-surface edition of the test substrate on the convex curved support surface is achieved when the test substrate is held only in a narrow edge region, for example by a vacuum suction in this area or a mechanical clamping. If the vacuum suction is used to fix the test substrate, the full-surface suction without cavities or air pockets can be supported by the convex curvature. For as a result of the curvature, a test substrate will initially rest only on the vertex of the curvature and as a result of Ansaugens from the edge region, the vacuum will build up gradually below the test substrate from the center outward while displacing the air between the support plate and test substrate to the outside.
  • test substrate Thin in the sense used here is a test substrate when it can be clamped over the convex curvature, depending on its material and the radius of curvature, without breaking. The curvature will always be very flat.
  • test substrates come so that components in various shapes and materials in question, in addition to wafers eg also isolated, mounted on carrier substrates or other components.
  • carrier substrates can be used in addition to wafers or plastic plates, inter alia, films with different elastic behavior.
  • the targeted stretching and circumferential attachment with the appropriate holding means the unevenness of the test substrate are eliminated and avoided the above-described deflection of the test substrate when exerting the contact force by the contact tips.
  • the reliability of the contact can be improved in particular.
  • the resulting height change over the entire support surface is greater than the unevenness of the test substrate. Since this can vary from test substrate to test substrate, in particular in the case of multiaxial voltage states in the test substrate, the respectively necessary
  • Curvature can be produced by a removable mounting plate. This can be adapted to the bumps at least in defined areas, the curvature.
  • the remaining projection of the receiving plate will be only slightly wider than the edge region of the overlying test substrate.
  • the holder of the test substrate in the edge region is linked to a two-part design of the receiving plate comprising the frame and substrate carrier, as well as to a circumferential depression in this region.
  • the two-part design is realized by a plate-shaped substrate carrier, which is inserted in a frame.
  • the frame In the area in which the substrate carrier adjoins the frame, the frame has a circumferential depression, for example a phase. This depression in the transition region between frame and substrate carrier avoids vertical height jumps in the bearing surface and thereby reduces mechanical stress on the test substrate resting and held in the edge region.
  • the edge of the substrate carrier and at least the adjoining the recess edge of the frame will be at least almost in one plane to serve together as a support surface.
  • the circumferential depression in each case prevents a vertical jump in the surface, slight deviations in the plane through the depression are stretched to the width of the depression.
  • the depression may also be present in the substrate support, e.g. continue as a phase.
  • Such a configuration can correlate with a possible height change, for example, by manufacturing tolerances or divergent thermal expansion behavior of both components during the measurement.
  • the edge region is to be understood as an outer peripheral region of the support surface, that is, the surface on which the test substrate rests.
  • transparent contact surfaces are used for the electromagnetic radiation used, with electromagnetic radiation of different wavelengths being designated as optical signals, without limitation to visible light. Consequently, infrared or ultraviolet radiation is also included.
  • Another advantage is the two-part design of the receiving plate for the adaptation of the substrate carrier to different measuring tasks, for example, with respect to the wavelength of an optical signal or the adjustment of mechanical or thermal behavior of the components of the chuck or the receiving plate during various measurements.
  • such a shaped receiving plate can be used with mechanical holding means which are arranged in the region outside the recess.
  • a depression in the transition region between the frame and the substrate carrier as described above serves to avoid vertical height jumps in the bearing surface and thereby to reduce mechanical stress.
  • the height level of the substrate carrier is set lower than that of the frame.
  • the two-part design of the receiving plate with a circumferential recess also supports the peripheral attachment of the test substrate by means of vacuum suction.
  • this recess in the frame as a vacuum groove, frame and substrate carrier close together vacuum-tight, the recess is connected to a vacuum source and the substrate carrier including matching frame is chosen so large that the test substrate protrudes beyond the recess and rests on the surrounding frame , In this way, the test substrate occludes the vacuum groove as known in the art. Since a test substrate rests only with its edge region on the frame, it is irrelevant for the intended effect, whether only the substrate carrier or the substrate carrier together with the frame form the convex curvature.
  • Such a chuck can be used in the known testers for testing test substrates by recording and fixing the test substrate as described below and then carrying out the measurements as usual. Due to the described possible configurations of the chuck, it is possible to contact the contact pads as well as to receive or inject optical signals from both sides of the test substrate. For this purpose, contact tips and / or observation units and / or emission sources for optical signals are arranged below and / or above the test substrate in the prober.
  • Fig. 3 is a sectional view through a two-part mounting plate of a chuck
  • Fig. 4 shows a detail of a receiving plate with mechanical holding means in a perspective view.
  • the chuck 1 according to FIG. 1 comprises a movement unit 4, which may be part of a positioning device of a prober.
  • this movement unit 4 is a test substrate 2, in this case a thinned wafer, which is placed on the support surface 5, at least in the X and Y direction to move and about its Z axis by the angle ⁇ rotatable.
  • a final feed motion is usually performed to make contact between the contact pads (not shown) of the test substrate 2 and contact tips (not shown).
  • the support surface 5 is convex over the entire surface.
  • the test substrate 2 is placed centrally on the support surface 5 and covers it except for a narrow surrounding area.
  • a circumferential vacuum groove 7 is arranged centrally under the edge region of the test substrate 2.
  • the vacuum groove 7 extends in a circle under the entire edge region of the test substrate 2 and is open towards the test substrate 2.
  • the vacuum groove is connected to a vacuum via an annular cavity serving as a vacuum manifold 8. connection 9 connected. In this way, a uniform fully vacuum suction of the test substrate 2 is possible.
  • the test substrate 2 is arranged centrally on the chuck 1 and thus at the vertex of the convex curvature of the support surface 5. Subsequently, the test substrate 2 is sucked by the vacuum groove 7 by connecting the vacuum groove 7 to a vacuum source (not shown).
  • the vacuum distribution 8 ensures uniform suction, which, due to the convexly curved support surface, continues from the resting center of the test substrate 2 towards its edge.
  • the radius of curvature of the support surface 5 is very flat and dimensioned such that suction is possible and as a result of which the thinned wafer can lie all over on the support surface 5 without breaking.
  • the radius of curvature used depends on very different factors and may need to be determined or optimized experimentally. As influencing factors, for example, the thickness and the material of the test substrate 2 may be mentioned. Associated with this are also the internal stress states of the test substrate 2, which can often also be multiaxial. Depending on the size of the support surface 5 of the chuck 1, for example, a ratio of the height difference due to the curvature to the diameter of the support surface 5 or angular support surfaces 5 to the diagonal in the range of 1: 500 to 1:10 000 results. Other ratios may prove beneficial depending on the above or other factors.
  • Such a chuck 1 can be integrated into a tester for measuring test substrates 2 or a chuck 1 present in the tester can be conditioned by using a suitable receiving plate 20 described below.
  • the probe according to FIGS. 2A to 2C comprises, in addition to a chuck 1, a probe holder plate 13, which probe holders 15, of which only one is shown by way of example.
  • contact tips 11 are provided for contacting the contact pads of the test substrate 2. These contact tips 11 are pre-assembled before the actual test procedure. Basically, there are two options. On the one hand, the contact tips 11 can be designed in the form of test needles with associated needle carriers, which are then clamped firmly in one end in probe holders 15. The probe holders 15 are then mounted on the special holder plate 13 so that the needles of the contact tips 11 in the pattern of the contact pads on the test substrate 2 to be measured are passed through an opening in the probe holder plate 13.
  • probes in which the needles are already preassembled on a card and on this card corresponding electrical conductors and possibly even an electronics, such as amplifiers, are arranged.
  • This probe card is then inserted into the probe holder plate 13, usually with a probe card adapter and fastened, and the needles on the probe card then serve to make contact with the contact pads on the test substrate 2.
  • the probe holders 15 shown in FIGS. 2A to 2C include manipulators for moving the contact tips 11.
  • the moving unit 4 of the chuck 1 and the manipulators of the probe holders 15 constitute positioning means for positioning the test substrate 2 and contact tips 11 relative to each other until the contact is made.
  • the known radius of curvature for each contact island is taken into account for determining the height difference to be overcome.
  • This height difference is either of the known dimensions the bearing surface calculated or can be determined experimentally according to the specific situation, eg after mounting the curved receiving plate 20 on the chuck 1, at the beginning of a measurement.
  • This locally different, known height difference can be used for the feed movement with the required precision, since a test substrate 2 held on the chuck 1 according to the invention does not recede due to air inclusions between the bearing surface 5 and the test substrate 2 when the contact tips 11 are seated.
  • test substrate 2 is measured, optionally under observation, directly on the test substrate 2 or through a transparent test substrate 2.
  • the contact tips 11 are arranged above the test substrate 2, so that a contact can be made on the front side of the test substrate 2.
  • the contacting of the contact tips 11 on the contact islands and the measurement are inspected by means of an observation unit 17, which is arranged above the test substrate 2 in the exemplary embodiment.
  • an emission source 17 may be arranged to be exposed to an optical signal.
  • the transparent chuck plate according to FIG. 2C is realized in the exemplary embodiment shown by a receiving plate 20, which comprises a frame 23 and a substrate carrier 21.
  • the latter is transparent and arranged in the frame 23 such that both components form the bearing surface 5.
  • FIG. 3 shows such a receiving plate enlarged, so that reference is made to the explanations given there with regard to the detailed design.
  • the bearing surfaces 5 in Fig. 2A, Fig. 2B and Fig. 2C have a convex curvature, which is difficult to recognize due to the large radius of curvature. In this regard, reference is made to the comments on Fig. 1 and Fig. 3.
  • FIG. 2C shows an observation unit or emission source 17, which is arranged above the test substrate 2.
  • an observation unit 17 for example, effects can be observed from the back side of the test substrate 2 during the measurement.
  • an additional observation unit or emission source 17 below the test substrate 2 which is similar to Fig. 2B directed to the front, the front can be inspected or acted upon with an optical signal.
  • the receiving plate 20 comprises a frame 23 with which the receiving plate 20 can be mounted on a chuck (not shown) and which has the holding means for fixing the test substrate 2.
  • a substrate carrier 21 is inserted. It consists of a transparent material, for example glass or silicon. The latter is transparent to infrared radiation.
  • the upper side of the substrate carrier 21, on which test substrates are fixed, has a slight convex curvature which, for the reception of a thinned wafer, has a slight convex curvature. has a maximum height difference between its vertex and the edge of less than one millimeter. Such radii of curvature can occur in the production of plates due to manufacturing tolerances or be adjusted specifically. For other test substrates, other radii of curvature may be used.
  • the height level of the edge portion of the substrate carrier 21 is adapted to that of the frame 23. The difference that can be seen in FIG. 3 is due to fitting tolerances in the range of a few hundredths of a millimeter and, owing to the recess 25 encircling the substrate carrier 21, causes no or only slight mechanical stress in the test substrate 2 in the frame.
  • Substrate carrier 21 and frame 23 are sealed together so that this groove can be connected to a vacuum port (not shown) and used as a vacuum holding means.
  • the thin test substrate 2 is placed centrally on the substrate carrier 21 and the frame 23, wherein it protrudes circumferentially beyond the recess 25.
  • a vacuum to the recess 25, it builds up between the substrate carrier 21 and the test substrate 2 from the center until the test substrate 2 is sucked over its entire surface, thereby closing the recess 25.
  • FIG. 4 shows a comparatively constructed receiving plate is shown in perspective as in Fig. 3. It differs from the previously described by complementary mechanical holding means 29 which are complementary to the recess 25 outside of it mounted on the frame 23 and a test substrate (not shown) grab from the edge and fix. These mechanical holding means 29 can be used instead of or in addition to the vacuum suction.

Abstract

The invention relates to a chuck (1) for receiving and holding thin test substrates (2) and to a sampler which uses a chuck of said type. The chuck (1) comprises a convexly curved rest surface (5) on which a test substrate (2) can be laid, and holding means in the edge region of the rest surface (5) for fastening a laid-on test substrate (2), and also an encircling depression (25) in said edge region. The invention likewise relates to a method for measuring a thin test substrate (2) by means of contact tips (11), in which method, after the positioning of the test substrate (2) and contact tips (11) relative to one another, the convex curvature of the rest surface (20) is taken into consideration, by calculation and/or by measuring the curvature, for producing the contact between the contact tips (11) and the contact islands of the test substrate (2).

Description

Chuck und Verfahren zur Aufnahme und Halterung dünner Testsubstrate Chuck and method for holding and holding thin test substrates
Die Erfindung betrifft einen Chuck zur Aufnahme und Halterung von dünnen Testsubstraten, insbesondere abgedünnten Wafern. Solch ein Chuck umfasst eine Auflagefläche, auf welcher ein Testsubstrat auflegbar ist, und Haltemitteln zur Befestigung eines aufgelegten Testsubstrats. Die Haltemittel verwenden üblicherweise Vakuum oder mechanische Elemente für die Fixierung des Testsubstrats und sind im Randbereich der Auflagefläche angeordnet. Die Erfindung betrifft ebenso ein Verfahren zur Fixierung von dünnen Testsubstraten auf solch einem Chuck.The invention relates to a chuck for receiving and holding thin test substrates, in particular thinned wafers. Such a chuck comprises a support surface, on which a test substrate can be placed, and holding means for fixing an applied test substrate. The holding means usually use vacuum or mechanical elements for the fixation of the test substrate and are arranged in the edge region of the support surface. The invention also relates to a method for fixing thin test substrates on such a chuck.
Zur Messung elektronischer Bauelemente beispielsweise zu Zwecken der Funktions- oder Alterungsprüfung werden Kontakt- inseln auf der Vorderseite der Bauelemente mittels Kontaktspitzen kontaktiert und elektrisch mit Testeinrichtungen verbunden, mittels derer die Eigenschaften der einzelnen Bauelemente gemessen werden. Über die Kontaktspitzen werden die entsprechenden Signale eingespeist und/oder abgegriffen. Die Messung der Bauelemente erfolgt in sogenannten Probern, die unter anderem eine Haltevorrichtung zur Aufnahme und Halterung der Substrate, einen so genannten Chuck, aufweisen .For measuring electronic components, for example for purposes of functional or aging testing, contact islands on the front side of the components are contacted by means of contact tips and electrically connected to test devices by means of which the properties of the individual components are measured. About the contact tips, the corresponding signals are fed and / or tapped. The measurement of the components takes place in so-called probes, which include a holding device for receiving and holding the substrates, a so-called chuck.
Ein solcher Chuck weist eine plane Auflagefläche auf, welche entweder die obere Abschlussfläche des Chucks selbst ist oder die einer separaten Aufnahmeplatte, welche auf den Chuck aufgelegt wird und austauschbar ist, beispielsweise für verschiedene Messaufgaben. Die häufig im Waferverbund vorliegenden Bauelemente oder vergleichbare Testsubstrate, wie Waferabschnitte oder einzelne Substrate werden auf der Auflagefläche des Chucks zumeist mittels Vakuumspannmitteln gehalten, indem eine Fläche des Wafers auf der Aufnahmefläche des Chucks aufgelegt und angesaugt wird.Such a chuck has a planar bearing surface, which is either the upper end surface of the chuck itself or a separate mounting plate, which is placed on the chuck and is interchangeable, for example, for various measurement tasks. The frequently present in the wafer assembly components or comparable test substrates, such as wafer sections or individual substrates are on the Support surface of the chuck usually held by means of vacuum clamping means by a surface of the wafer is placed on the receiving surface of the chuck and sucked.
In verschiedenen Fällen, insbesondere bei optoelektronischen Bauelementen, die hinsichtlich ihres Strahlungsverhaltens im relevanten Spektralbereich gemessen werden, ist es erforderlich, einen optischen Pfad für die Einspeisung oder den Abgriff optischer Signale zu gewährleisten. Dabei ist es oft ein Problem, dass die Strahlungsquelle oder der Strahlungs- eingang auf einer anderen Seite des Wafers liegen, als die Kontaktinseln. Diese Anordnung von Strahlungsquelle oder Strahlungseingang sowie Kontaktinseln macht es erforderlich, dass die Wafer während der Messung von beiden Seiten zumindest für optische Signale zugänglich sind.In various cases, in particular in the case of optoelectronic components which are measured with regard to their radiation behavior in the relevant spectral range, it is necessary to ensure an optical path for the feeding or tapping of optical signals. It is often a problem that the radiation source or radiation input is on a different side of the wafer than the contact islands. This arrangement of radiation source or radiation input, as well as contact islands, requires that the wafers be accessible from both sides at least for optical signals during the measurement.
Ein Chuck, der sowohl eine Vakuumansaugung des Wafers als auch dessen rückseitige Inspektion ermöglicht, ist in der WO 2005/121824 A2 beschrieben. Dort wird ein Wafer auf eine transparente Platte gelegt, die mehrere, in der Auflagefläche verteilte und mit einer Vakuumquelle verbundene Öffnun- gen aufweist. Eine gleichmäßige Ansaugung des Wafers ist mittels Vakuumrillen möglich, die in die Aufnahmefläche des Chucks eingebracht sind, so dass der Wafer vollflächig angesaugt werden kann.A chuck, which allows both a vacuum suction of the wafer and its backside inspection, is described in WO 2005/121824 A2. There, a wafer is placed on a transparent plate having a plurality of openings distributed in the support surface and connected to a vacuum source. A uniform suction of the wafer is possible by means of vacuum grooves, which are introduced into the receiving surface of the chuck, so that the wafer can be sucked over the entire surface.
Eine derartige Vakuumansaugung ist in der DE 2005 006 838 Al beschrieben. Um eine Inspektion des Wafers auch auf der Rückseite zu ermöglichen, mit welcher der Wafer auf dem Chuck aufliegt, ist auch hier eine transparente Platte als Aufnahmeplatte eingefügt, die direkt oder über einen Halterahmen angesaugt wird. Eine solche Aufnahmeplatte ermöglicht insbesondere die Prüfung von abgedünnten Wafern, die sich andernfalls aufgrund ihrer geringen Dicke und der notwendigen Kontaktkräfte durch die aufliegenden Kontaktspitzen zumindest durchbiegen würden.Such a vacuum suction is described in DE 2005 006 838 Al. In order to enable an inspection of the wafer on the back, with which the wafer rests on the chuck, a transparent plate is also inserted as a receiving plate, which is sucked directly or via a holding frame. Such a receiving plate in particular allows the examination of thinned wafers, which would otherwise bend at least due to their small thickness and the necessary contact forces by the contact points lying on top.
Es hat sich jedoch herausgestellt, dass insbesondere abge- dünnte Wafer regelmäßig nicht plan sind und Unebenheiten aufweisen, die zumeist während ihrer Bearbeitung zum Abdünnen entstehen und mit mechanischem Stress innerhalb des Wa- fers verbunden sind.However, it has turned out that in particular Thinner wafers are regularly not planed and have bumps that tend to thinning out during their processing and are associated with mechanical stress within the wafer.
In Verbindung mit einer nicht ausreichend planen Auflagefläche eines Chucks bilden sich infolge dessen lokal begrenzte Hohlräumen zwischen der Auflagefläche des Chucks und dem Testsubstrat, die während der Messung ein Zurückweichen des Testsubstrats während des Aufsetzens der Kontaktspitzen auf dem Testsubstrat verursachen. Infolge des Zurückweichens kann mitunter der Kontakt nicht oder nicht mit der erforderlichen Reproduzierbarkeit hergestellt werden, da nicht die erforderliche Kontaktkraft aufgebracht wird oder die Kontaktspitzen von den sehr kleinen Kontaktinseln rutschen. In extremen Fällen kann es auch zur Beschädigung des Testsubstrats kommen.As a result, in combination with an insufficiently flat footprint of a chuck, there are localized cavities between the chuck footprint and the test substrate which cause the test substrate to retract during measurement as the contact tips touch the test substrate. As a result of the retreat, sometimes the contact can not be made, or not with the requisite reproducibility, because the required contact force is not applied or the contact tips slip off the very small contact pads. In extreme cases, the test substrate may also be damaged.
Bei verschiedenen Messungen wie beispielsweise einer Fehlersuche auf einem Wafer in einer Laboranlage ist es erwünscht, abgedünnte Wafer zu verwenden, um ein möglichst wenig ver- fälschtes optisches Signal zu erhalten oder um die optischen Eigenschaften von dünnem Silizium zu nutzen. Jedoch ist die Handhabung dünner Wafer und anderer dünner Testsubstrate aufgrund ihrer Bruchanfälligkeit insbesondere hinsichtlich ihrer Fixierung im Prober sehr schwierig.In various measurements, such as troubleshooting on a wafer in a laboratory facility, it is desirable to use thinned wafers to obtain the least possible falsified optical signal or to utilize the optical properties of thin silicon. However, the handling of thin wafers and other thin test substrates is very difficult due to their susceptibility to breakage, in particular with regard to their fixation in the prober.
Zusätzlich zu den Unebenheiten des Testsubstrats weisen auch Aufnahmeplatten Abweichungen von der planen Auflagefläche auf, da sie in den meisten Fällen leicht, meist im Bereich einiger 10 μm, gewölbt sind. Eine vollflächige Befestigung eines mechanisch gestressten Wafers könnte aufgrund dieser beiderseitigen Unebenheiten zu einer Schädigung der Bauelemente bis zum Bruch des Wafers führen oder würde zumindest eine möglichst großflächige Vakuumansaugung erfordern. Vakuumrillen oder andere Haltevorrichtungen in der Auflagefläche behindern jedoch wiederum die zweiseitige Zugänglichkeit des Wafers während der Messung.In addition to the unevenness of the test substrate and recording plates have deviations from the plane bearing surface, as they are slightly curved, usually in the range of some 10 microns, in most cases. A full-surface attachment of a mechanically stressed wafer could lead to damage of the components to breakage of the wafer due to these mutual unevenness or would require at least as large a vacuum suction as possible. However, vacuum grooves or other holding devices in the support surface again hinder the two-sided accessibility of the Wafers during the measurement.
Ein Aspekt der Erfindung ist es, einen Chuck zur Aufnahme dünner Testsubstrate und ein Verfahren zur Messung solcher Testsubstrate auf dem Chuck anzugeben, die es gestatten, die dünnen Testsubstrate vollflächig zu halten und dabei eine beidseitige Inspektionsmöglichkeit des auf dem Chuck fixierten Testsubstrats bieten.One aspect of the invention is to provide a chuck for holding thin test substrates and a method for measuring such test substrates on the chuck that allow the thin test substrates to be kept full while providing a double-sided inspection capability of the test substrate affixed to the chuck.
Erfindungsgemäß weist eine Aufnahmeplatte des Chucks eine konvex gekrümmte, d.h. eine sich in Richtung des aufgelegten Testsubstrats gleichmäßig gewölbte Auflagefläche auf. Entgegen den sonst üblichen Bemühungen, möglichst plane Auflageflächen zu verwenden, nutzt das erfindungsgemäße Verfahren zur Fixierung eines dünnen Testsubstrats und der dazu verwendete Chuck das, je nach Art des Testsubstrats unter- schiedliche, elastische Verhalten eines dünnen Testsubstrats um das Testsubstrat durch die Befestigung in dessen Randbereich gewissermaßen über die Krümmung zu spannen. Durch die damit erzielte zumindest nahezu vollflächige Auflage des Testsubstrats und dessen Fixierung in dieser Position wird eine Beschädigung während der Messung vermieden.According to the invention, a receiving plate of the chuck has a convexly curved, i. a uniformly curved in the direction of the applied test substrate support surface. Contrary to the usual efforts to use plane support surfaces as possible, the method according to the invention for fixing a thin test substrate and the chuck used for this purpose uses the elastic behavior of a thin test substrate around the test substrate by the attachment in the latter, depending on the type of test substrate Edge area to a certain extent to stretch over the curvature. By thus achieved at least almost full-surface edition of the test substrate and its fixation in this position damage during measurement is avoided.
Eine möglichst vollflächige Auflage des Testsubstrats auf der konvex gekrümmten Auflagefläche wird dann erzielt, wenn das Testsubstrat nur in einem schmalen Randbereich gehalten wird, beispielsweise durch eine Vakuumansaugung in diesem Bereich oder eine mechanische Klemmung. Wird die Vakuumansaugung zur Fixierung des Testsubstrats verwendet, kann die vollflächige Ansaugung ohne Hohlräume oder Lufteinschlüsse durch die konvexe Krümmung unterstützt werden. Denn infolge der Krümmung wird ein Testsubstrat zunächst nur auf dem Scheitel der Wölbung aufliegen und infolge des Ansaugens vom Randbereich her wird sich das Vakuum unter dem Testsubstrat vom Zentrum her nach außen sukzessive aufbauen und dabei die Luft zwischen Auflageplatte und Testsubstrat nach außen verdrängen . Dünn im hier verwendeten Sinn ist ein Testsubstrat dann, wenn es sich in Abhängigkeit von seinem Material und vom Krümmungsradius über die konvexe Krümmung spannen lässt, ohne zu brechen. Die Krümmung wird dabei stets sehr flach sein. Als Testsubstrate kommen damit Bauelemente in verschiedenen Formen und Materialien in Frage, neben Wafern z.B. auch vereinzelte, auf Trägersubstraten befestigte Bauelemente oder andere. Als Trägersubstrate können neben Wafern oder Kunststoffplatten unter anderem auch Folien mit unterschiedlichem elastischem Verhalten verwendet werden.A possible full-surface edition of the test substrate on the convex curved support surface is achieved when the test substrate is held only in a narrow edge region, for example by a vacuum suction in this area or a mechanical clamping. If the vacuum suction is used to fix the test substrate, the full-surface suction without cavities or air pockets can be supported by the convex curvature. For as a result of the curvature, a test substrate will initially rest only on the vertex of the curvature and as a result of Ansaugens from the edge region, the vacuum will build up gradually below the test substrate from the center outward while displacing the air between the support plate and test substrate to the outside. Thin in the sense used here is a test substrate when it can be clamped over the convex curvature, depending on its material and the radius of curvature, without breaking. The curvature will always be very flat. As test substrates come so that components in various shapes and materials in question, in addition to wafers eg also isolated, mounted on carrier substrates or other components. As carrier substrates can be used in addition to wafers or plastic plates, inter alia, films with different elastic behavior.
Durch die gezielte Streckung und umfängliche Befestigung mit den geeigneten Haltemitteln werden die Unebenheiten des Testsubtrats beseitigt und das oben beschriebene Ausweichen des Testsubstrats bei Ausübung der Kontaktkraft durch die Kontaktspitzen vermieden. Damit kann neben der Verminderung des Bruchs insbesondere auch die Zuverlässigkeit der Kontak- tierung verbessert werden.The targeted stretching and circumferential attachment with the appropriate holding means the unevenness of the test substrate are eliminated and avoided the above-described deflection of the test substrate when exerting the contact force by the contact tips. Thus, in addition to the reduction of the breakage, the reliability of the contact can be improved in particular.
Auf diese Weise ist es auch möglich für jeden Punkt des Testsubstrats und damit für alle Kontaktinseln in Abhängig- keit von der bekannten Lage auf der Krümmung und des bekannten Krümmungsradius das tatsächliche Höhenniveau für die Kontaktinseln genau zu ermitteln und der Bewegung von Chuck oder Kontaktspitzen zur Herstellung des Kontakts zugrunde zu legen .In this way it is also possible for each point of the test substrate and thus for all contact islands depending on the known position on the curvature and the known radius of curvature to determine the actual height level for the contact islands accurately and the movement of chuck or contact tips for the production of the contact.
In einer Ausgestaltung des Chucks wird eine solche Krümmung verwendet, dass die daraus resultierende Höhenänderung über die gesamte Auflagefläche größer ist als die Unebenheiten des Testsubstrats. Da diese von Testsubstrat zu Testsubstrat schwanken kann, insbesondere bei mehrachsigen Spannungszu- ständen im Testsubstrat, kann die jeweils notwendigeIn one embodiment of the chuck such a curvature is used that the resulting height change over the entire support surface is greater than the unevenness of the test substrate. Since this can vary from test substrate to test substrate, in particular in the case of multiaxial voltage states in the test substrate, the respectively necessary
Krümmung durch eine auswechselbare Aufnahmeplatte hergestellt werden. Damit kann zumindest in definierten Bereichen die Krümmung den Unebenheiten angepasst werden.Curvature can be produced by a removable mounting plate. This can be adapted to the bumps at least in defined areas, the curvature.
Aufgrund der Halterung des Testsubstrats in einem schmalen Randbereich der Auflagefläche wird der verbleibende Überstand der Aufnahmeplatte nur geringfügig breiter sein als der Randbereich des aufliegenden Testsubstrats.Due to the holder of the test substrate in a narrow Edge region of the support surface, the remaining projection of the receiving plate will be only slightly wider than the edge region of the overlying test substrate.
Erfindungsgemäß ist die Halterung des Testsubstrats im Rand- bereich mit einer zweiteiligen Ausführung der Aufnahmeplatte aus Rahmen und Substratträger sowie einer umlaufenden Vertiefung in diesem Bereich verknüpft. Die zweiteilige Ausführung wird durch einen plattenförmigen Substratträger realisiert, welcher in einem Rahmen eingelegt wird. Der Rahmen weist in dem Bereich, in welchem der Substratträger an den Rahmen grenzt, eine umlaufende Vertiefung, beispielsweise eine Phase auf. Diese Vertiefung im Übergangsbereich zwischen Rahmen und Substratträger vermeidet senkrechten Höhensprüngen in der Auflagefläche und vermindert dadurch mecha- nischen Stress auf das im Randbereich aufliegende und gehaltene Testsubstrat.According to the invention, the holder of the test substrate in the edge region is linked to a two-part design of the receiving plate comprising the frame and substrate carrier, as well as to a circumferential depression in this region. The two-part design is realized by a plate-shaped substrate carrier, which is inserted in a frame. In the area in which the substrate carrier adjoins the frame, the frame has a circumferential depression, for example a phase. This depression in the transition region between frame and substrate carrier avoids vertical height jumps in the bearing surface and thereby reduces mechanical stress on the test substrate resting and held in the edge region.
Obwohl die Vertiefung im Randbereich Höhendifferenzen zwischen Rahmen und Substratträger in Grenzen auszugleichen vermag, werden der Rand des Substratträgers und zumindest der an die Vertiefung anschließende Rand des Rahmens zumindest nahezu in einer Ebene liegen, um gemeinsam als Auflagefläche zu dienen. Da jedoch die umlaufende Vertiefung in jedem Fall einen senkrechten Sprung in der Fläche verhindert, werden geringfügige Abweichungen in der Ebene durch die Vertiefung auf die Breite der Vertiefung gestreckt. Um diesen Effekt zu verstärken, kann die Vertiefung auch im Substratträger z.B. als Phase fortgesetzt werden. Eine solche Ausgestaltung kann mit einem möglichen Höhensprung, beispielsweise durch Herstellungstoleranzen oder voneinander abweichendes thermischen Ausdehnungsverhalten beider Komponenten während der Messung korrelieren.Although the recess in the edge region is able to compensate for differences in height between frame and substrate carrier within limits, the edge of the substrate carrier and at least the adjoining the recess edge of the frame will be at least almost in one plane to serve together as a support surface. However, since the circumferential depression in each case prevents a vertical jump in the surface, slight deviations in the plane through the depression are stretched to the width of the depression. To enhance this effect, the depression may also be present in the substrate support, e.g. continue as a phase. Such a configuration can correlate with a possible height change, for example, by manufacturing tolerances or divergent thermal expansion behavior of both components during the measurement.
Gleichzeitig ist mit der Halterung lediglich im Randbereich auch eine beidseitige optische Zugänglichkeit des Testsubstrats bei der Verwendung eines dafür jeweils geeigneten Chucks oder dessen Aufnahmeplatte möglich. Als Randbereich ist in der vorliegenden Beschreibung ein außen umlaufender Bereich der Auflagefläche zu verstehen, also jener Fläche, auf der das Testsubstrat aufliegt.At the same time with the holder only in the edge region and a double-sided optical accessibility of the test substrate when using a suitable for each Chucks or its mounting plate possible. In the present description, the edge region is to be understood as an outer peripheral region of the support surface, that is, the surface on which the test substrate rests.
Für die optische Zugänglichkeit werden wie eingangs beschrieben zumindest abschnittsweise, für die verwendete e- lektromagnetische Strahlung transparente Auflageflächen verwendet, wobei als optische Signale elektromagnetische Strahlung verschiedener Wellenlänge bezeichnet sein soll, ohne Beschränkung auf sichtbares Licht. Folglich ist auch infrarote oder ultraviolette Strahlung umfasst.For optical accessibility, as described above, at least in sections, transparent contact surfaces are used for the electromagnetic radiation used, with electromagnetic radiation of different wavelengths being designated as optical signals, without limitation to visible light. Consequently, infrared or ultraviolet radiation is also included.
Von Vorteil ist die zweigeteilte Gestaltung der Aufnahmeplatte auch für die Anpassung des Substratträgers an verschiedene Messaufgaben, beispielsweise hinsichtlich der WeI- lenlänge eines optischen Signals oder der Anpassung mechanischen oder thermischen Verhaltens der Komponenten des Chucks oder der Aufnahmeplatte während verschiedener Messungen.Another advantage is the two-part design of the receiving plate for the adaptation of the substrate carrier to different measuring tasks, for example, with respect to the wavelength of an optical signal or the adjustment of mechanical or thermal behavior of the components of the chuck or the receiving plate during various measurements.
Selbstverständlich kann eine derart gestaltete Aufnahmeplatte mit mechanischen Haltemitteln verwendet werden, die im Bereich außerhalb der Vertiefung angeordnet sind. In diesem Fall dient eine Vertiefung im Übergangsbereich zwischen Rahmen und Substratträger wie oben beschrieben der Vermeidung von senkrechten Höhensprüngen in der Auflagefläche und dadurch der Verminderung von mechanischem Stress.Of course, such a shaped receiving plate can be used with mechanical holding means which are arranged in the region outside the recess. In this case, a depression in the transition region between the frame and the substrate carrier as described above serves to avoid vertical height jumps in the bearing surface and thereby to reduce mechanical stress.
Da ein senkrechter Höhensprung in der beschriebenen zweigeteilten Ausführung einer Aufnahmeplatte des Chucks vermieden wird, können in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung unterschiedliche Höhenniveaus beidseitig der Vertiefung eingefügt werden, um die Auflage des Testsubstrats im Rand- bereich zu verbessern und so eine Vakuumrille sicher zu verschließen oder die Halterung durch mechanische Klemmmittel zu verbessern. Dazu wird das Höhenniveau des Substratträgers niedriger eingestellt als das des Rahmens. Die zweiteilige Ausgestaltung der Aufnahmeplatte mit einer umlaufenden Vertiefung unterstützt auch die umfängliche Befestigung des Testsubstrats mittels Vakuumansaugung. Um diese Vertiefung im Rahmen als Vakuumrille verwenden zu können, schließen Rahmen und Substratträger vakuumdicht aneinander, ist die Vertiefung mit einer Vakuumquelle verbunden und wird der Substratträger einschließlich passendem Rahmen so groß gewählt, dass das Testsubstrat über die Vertiefung hinaus ragt und auf dem umgebenden Rahmen aufliegt. Auf diese Weise verschließt das Testsubstrat die Vakuumrille, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Da ein Testsubstrat lediglich mit seinem Randbereich auf dem Rahmen aufliegt, ist es für die beabsichtigte Wirkung unerheblich, ob nur der Substratträger oder der Substratträger gemeinsam mit dem Rahmen die konvexe Krümmung bilden.In a further embodiment of the invention, since a vertical height jump is avoided in the described two-part embodiment of a receiving plate of the chuck, different height levels can be inserted on both sides of the depression in order to improve the contact of the test substrate in the edge region and thus to securely close a vacuum groove or to improve the holder by mechanical clamping means. For this purpose, the height level of the substrate carrier is set lower than that of the frame. The two-part design of the receiving plate with a circumferential recess also supports the peripheral attachment of the test substrate by means of vacuum suction. In order to use this recess in the frame as a vacuum groove, frame and substrate carrier close together vacuum-tight, the recess is connected to a vacuum source and the substrate carrier including matching frame is chosen so large that the test substrate protrudes beyond the recess and rests on the surrounding frame , In this way, the test substrate occludes the vacuum groove as known in the art. Since a test substrate rests only with its edge region on the frame, it is irrelevant for the intended effect, whether only the substrate carrier or the substrate carrier together with the frame form the convex curvature.
Ein solcher Chuck kann in den bekannten Probern zur Prüfung von Testsubstraten eingesetzt werden, indem die Aufnahme und Fixierung des Testsubstrats wie nachfolgend beschrieben erfolgt und anschließend die Messungen wie gewohnt durchge- führt werden. Aufgrund der beschriebenen möglichen Gestaltungen des Chucks sind sowohl die Kontaktierung der Kontaktinseln als auch der Empfang oder die Einspeisung optischer Signale von beiden Seiten des Testsubstrats möglich. Dazu werden Kontaktspitzen und/oder Beobachtungseinheiten und/oder Emissionsquellen für optische Signale unterhalb und/oder oberhalb des Testsubstrats im Prober angeordnet.Such a chuck can be used in the known testers for testing test substrates by recording and fixing the test substrate as described below and then carrying out the measurements as usual. Due to the described possible configurations of the chuck, it is possible to contact the contact pads as well as to receive or inject optical signals from both sides of the test substrate. For this purpose, contact tips and / or observation units and / or emission sources for optical signals are arranged below and / or above the test substrate in the prober.
Häufig weisen Aufnahmeplatten in verwendeten Probern bereits herstellungsbedingt eine Wölbung auf, so dass mit der Prüfung der Wölbung der Aufnahmeplatte und mit deren Auflegen auf den Chuck mit einer solchen Ausrichtung, dass sich die konvexe Wölbung nach oben und damit zum Testsubstrat erstreckt, in Verbindung mit der Fixierung des Testsubstrats lediglich in seinem Randbereich die oben beschriebenen Vorteile nutzbar sind. Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt inFrequently, mounting plates in used probes already production due to a curvature, so that with the examination of the curvature of the receiving plate and with their placement on the chuck with such an orientation that the convex curvature extends upward and thus to the test substrate, in conjunction with the Fixation of the test substrate only in its edge region, the advantages described above can be used. The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. In the accompanying drawing shows in
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Chuck in Schnittdarstel- lung,1 shows a chuck according to the invention in sectional view,
Fig. 2A und 2C Prober mit verschiedenen Anordnungen von Kontaktspitzen und Beobachtungseinheiten,2A and 2C Prober with different arrangements of contact tips and observation units,
Fig. 3 eine Schnittdarstellung durch eine zweiteilige Aufnahmeplatte eines Chucks undFig. 3 is a sectional view through a two-part mounting plate of a chuck and
Fig. 4 einen Ausschnitt einer Aufnahmeplatte mit mechanischen Haltemitteln in perspektivischer Darstellung.Fig. 4 shows a detail of a receiving plate with mechanical holding means in a perspective view.
Der Chuck 1 gemäß Fig. 1 umfasst Bewegungseinheit 4, die Teil einer Positionierungseinrichtung eines Probers sein kann. Mit dieser Bewegungseinheit 4 ist ein Testsubstrat 2, vorliegend ein abgedünnter Wafer, welcher auf der Auflagefläche 5 aufgelegt ist, zumindest in X- und Y-Richtung zu bewegen und um seine Z-Achse um den Winkel Θ drehbar. In der dargestellten Ausführung ist mit der Bewegungseinheit 4 auch die Höhe der Auflagefläche 5 durch Bewegungen in Z-Richtung ausführbar. Mit dieser Bewegung wird üblicherweise eine finale Zustellbewegung zur Herstellung eines Kontakts zwischen den Kontaktinseln (nicht dargestellt) des Testsubstrats 2 und Kontaktspitzen (nicht dargestellt) ausgeführt.The chuck 1 according to FIG. 1 comprises a movement unit 4, which may be part of a positioning device of a prober. With this movement unit 4 is a test substrate 2, in this case a thinned wafer, which is placed on the support surface 5, at least in the X and Y direction to move and about its Z axis by the angle Θ rotatable. In the illustrated embodiment, with the movement unit 4 and the height of the support surface 5 by movements in the Z direction executable. With this movement, a final feed motion is usually performed to make contact between the contact pads (not shown) of the test substrate 2 and contact tips (not shown).
Die Auflagefläche 5 ist ganzflächig konvex gewölbt. Das Testsubstrat 2 ist zentral auf der Auflagefläche 5 aufgelegt und bedeckt diese bis auf einen schmalen umgebenden Bereich. In der Auflagefläche 5 ist unter dem Randbereich des Testsubstrats 2 zentrisch eine umlaufende Vakuumrille 7 angeordnet. Die Vakuumrille 7 verläuft kreisförmig unter dem gesam- ten Randbereich des Testsubstrats 2 und ist zum Testsubstrat 2 hin offen. Die Vakuumrille ist über einen ringförmigen Hohlraum, der als Vakuumverteiler 8 dient, mit einem Vakuum- anschluss 9 verbunden. Auf diese Weise ist eine gleichmäßige vollumfänglich Vakuumansaugung des Testsubstrats 2 möglich.The support surface 5 is convex over the entire surface. The test substrate 2 is placed centrally on the support surface 5 and covers it except for a narrow surrounding area. In the support surface 5, a circumferential vacuum groove 7 is arranged centrally under the edge region of the test substrate 2. The vacuum groove 7 extends in a circle under the entire edge region of the test substrate 2 and is open towards the test substrate 2. The vacuum groove is connected to a vacuum via an annular cavity serving as a vacuum manifold 8. connection 9 connected. In this way, a uniform fully vacuum suction of the test substrate 2 is possible.
Zur Fixierung wird das Testsubstrat 2 auf dem Chuck 1 mittig und damit auf dem Scheitelpunkt der konvexen Krümmung der Auflagefläche 5 angeordnet. Anschließend wird das Testsubstrat 2 mittels der Vakuumrille 7 angesaugt, indem die Vakuumrille 7 mit einer Vakuumquelle (nicht dargestellt) verbunden wird. Die Vakuumverteilung 8 gewährleistet dabei eine gleichmäßige Ansaugung, die sich aufgrund der konvex ge- krümmten Auflagefläche vom aufliegenden Zentrum des Testsubstrats 2 zu seinem Rand hin fortsetzt. Der Krümmungsradius der Auflagefläche 5 ist sehr flach und derart bemessen, dass eine Ansaugung möglich ist und sich infolge dessen der abge- dünnte Wafer vollflächig auf die Auflagefläche 5 auflegen kann ohne zu brechen.For fixation, the test substrate 2 is arranged centrally on the chuck 1 and thus at the vertex of the convex curvature of the support surface 5. Subsequently, the test substrate 2 is sucked by the vacuum groove 7 by connecting the vacuum groove 7 to a vacuum source (not shown). The vacuum distribution 8 ensures uniform suction, which, due to the convexly curved support surface, continues from the resting center of the test substrate 2 towards its edge. The radius of curvature of the support surface 5 is very flat and dimensioned such that suction is possible and as a result of which the thinned wafer can lie all over on the support surface 5 without breaking.
Der verwendete Krümmungsradius hängt von sehr unterschiedlichen Faktoren ab und ist gegebenenfalls experimentell zu ermitteln oder zu optimieren. Als Einflussfaktoren sind beispielsweise die Dicke und das Material des Testsubstrats 2 zu nennen. Damit verbunden sind auch die inneren Spannungs- zustände des Testsubstrats 2 zu beachten, die häufig auch mehrachsig sein können. In Abhängigkeit von der Größe der Auflagefläche 5 des Chucks 1 hat sich beispielsweise ein Verhältnis der Höhendifferenz infolge der Krümmung zum Durchmesser der Auflagefläche 5 oder bei eckigen Auflageflächen 5 zu deren Diagonale im Bereich von 1:500 bis 1:10 000 ergeben. Andere Verhältnisse können sich in Abhängigkeit von obigen oder weiteren Faktoren als günstig erweisen.The radius of curvature used depends on very different factors and may need to be determined or optimized experimentally. As influencing factors, for example, the thickness and the material of the test substrate 2 may be mentioned. Associated with this are also the internal stress states of the test substrate 2, which can often also be multiaxial. Depending on the size of the support surface 5 of the chuck 1, for example, a ratio of the height difference due to the curvature to the diameter of the support surface 5 or angular support surfaces 5 to the diagonal in the range of 1: 500 to 1:10 000 results. Other ratios may prove beneficial depending on the above or other factors.
Ein solcher Chuck 1 ist in einen Prober zur Messung von Testsubstraten 2 integrierbar oder ein im Prober vorhandener Chuck 1 ist durch Verwendung einer geeigneten, unten beschriebenen Aufnahmeplatte 20 konditionierbar. Der Prober gemäß der Fig. 2A bis 2C umfasst neben einem Chuck 1 eine Sondenhalterplatte 13, welche Sondenhalterungen 15, von de- nen beispielhaft nur eine dargestellt ist, trägt.Such a chuck 1 can be integrated into a tester for measuring test substrates 2 or a chuck 1 present in the tester can be conditioned by using a suitable receiving plate 20 described below. The probe according to FIGS. 2A to 2C comprises, in addition to a chuck 1, a probe holder plate 13, which probe holders 15, of which only one is shown by way of example.
Zum Kontaktieren der Kontaktinseln des Testsubstrats 2 sind Kontaktspitzen 11 vorgesehen. Diese Kontaktspitzen 11 werden vor dem eigentlichen Testvorgang vormontiert. Grundsätzlich bestehen dabei zwei Möglichkeiten. Zum einen können die Kontaktspitzen 11 in Form von Testnadeln mit zugehörigen Nadelträgern ausgeführt sein, die dann mit einem Ende in Sonden- halterungen 15 fest gespannt werden. Die Sondenhalterungen 15 werden dann auf der Sonderhalterplatte 13 so montiert, dass die Nadeln der Kontaktspitzen 11 in dem Muster der Kontaktinseln auf dem zu messenden Testsubstrat 2 durch eine Öffnung in der Sondenhalterplatte 13 hindurch greifen.For contacting the contact pads of the test substrate 2, contact tips 11 are provided. These contact tips 11 are pre-assembled before the actual test procedure. Basically, there are two options. On the one hand, the contact tips 11 can be designed in the form of test needles with associated needle carriers, which are then clamped firmly in one end in probe holders 15. The probe holders 15 are then mounted on the special holder plate 13 so that the needles of the contact tips 11 in the pattern of the contact pads on the test substrate 2 to be measured are passed through an opening in the probe holder plate 13.
Die andere, nicht dargestellte Möglichkeit zur Anordnung der Kontaktspitzen 11 besteht in so genannten Probecards, bei denen die Nadeln auf einer Karte bereits vormontiert sind und auf dieser Karte entsprechende elektrische Leiter und unter Umständen auch schon eine Elektronik, beispielsweise Verstärker, angeordnet sind. Diese Probecard wird sodann in die Sondenhalterplatte 13 zumeist mit einem Probecardadapter eingesetzt und befestigt und die Nadeln auf der Probecard dienen dann der Kontaktierung mit den Kontaktinseln auf dem Testsubstrat 2.The other, not shown, possibility for the arrangement of the contact tips 11 is in so-called probes, in which the needles are already preassembled on a card and on this card corresponding electrical conductors and possibly even an electronics, such as amplifiers, are arranged. This probe card is then inserted into the probe holder plate 13, usually with a probe card adapter and fastened, and the needles on the probe card then serve to make contact with the contact pads on the test substrate 2.
Die in den Fig. 2A bis 2C dargestellten Sondenhalterungen 15 umfassen Manipulatoren zur Bewegung der Kontaktspitzen 11. Die Bewegungseinheit 4 des Chucks 1 und die Manipulatoren der Sondenhalterungen 15 bilden eine Positionierungseinrichtung zur Positonierung von Testsubstrat 2 und Kontaktspitzen 11 relativ zueinander bis zur Herstellung des Kontakts. Bei der finalen Zustellbewegung zwischen Testsubstrat 2 und Kon- taktspitzen 11 bis zu deren Auflage auf den Kontaktinseln wird der bekannte Krümmungsradius für jede Kontaktinsel zur Ermittlung der zu überwindenden Höhendifferenz berücksichtigt.The probe holders 15 shown in FIGS. 2A to 2C include manipulators for moving the contact tips 11. The moving unit 4 of the chuck 1 and the manipulators of the probe holders 15 constitute positioning means for positioning the test substrate 2 and contact tips 11 relative to each other until the contact is made. During the final advancing movement between test substrate 2 and contact tips 11 until they rest on the contact islands, the known radius of curvature for each contact island is taken into account for determining the height difference to be overcome.
Diese Höhendifferenz ist entweder aus den bekannten Maßen der Auflagefläche rechnerisch zu ermitteln oder kann entsprechend der konkreten Situation, z.B. nach Montage der gekrümmten Aufnahmeplatte 20 auf dem Chuck 1, zu Beginn einer Messung experimentell ermittelt werden. Diese lokal un- terschiedliche, bekannte Höhendifferenz ist für die Zustellbewegung mit der erforderlichen Präzision verwendbar, da ein auf dem erfindungsgemäßen Chuck 1 gehaltenes Testsubstrat 2 nicht infolge von Lufteinschlüssen zwischen Auflagefläche 5 und dem Testsubstrat 2 beim Aufsetzen der Kontaktspitzen 11 zurückweicht.This height difference is either of the known dimensions the bearing surface calculated or can be determined experimentally according to the specific situation, eg after mounting the curved receiving plate 20 on the chuck 1, at the beginning of a measurement. This locally different, known height difference can be used for the feed movement with the required precision, since a test substrate 2 held on the chuck 1 according to the invention does not recede due to air inclusions between the bearing surface 5 and the test substrate 2 when the contact tips 11 are seated.
Da mit dem Aufspannen des Testsubstrats 2 auf die konvex gekrümmte Auflagefläche 5 wie oben beschrieben keine und nur unerhebliche Unebenheiten im Testsubstrat 2 verbleiben, kann die notwendige Zustellbewegung sehr genau rechnerisch ermit- telt und ausgeführt werden.Since with the clamping of the test substrate 2 on the convexly curved support surface 5, as described above, no and only insignificant unevenness remain in the test substrate 2, the necessary feed motion can be determined and executed very precisely by calculation.
Nach der Herstellung des Kontakts erfolgt die Messung des Testsubstrats 2, gegebenenfalls unter Beobachtung direkt auf das Testsubstrat 2 oder durch ein transparentes Testsubstrat 2 hindurch.After the contact has been produced, the test substrate 2 is measured, optionally under observation, directly on the test substrate 2 or through a transparent test substrate 2.
In Fig. 2A sind die Kontaktspitzen 11 oberhalb des Testsubstrats 2 angeordnet, so dass eine Kontaktierung auf der Vorderseite des Testsubstrats 2 erfolgen kann. Die Kontaktierung der Kontaktspitzen 11 auf den Kontaktinseln und die Messung werden mittels einer Beobachtungseinheit 17 inspi- ziert, die im Ausführungsbeispiel oberhalb des Testsubstrats 2 angeordnet ist. Alternativ kann anstelle der Beobachtungseinheit 17 auch eine Emissionsquelle 17 zur Beaufschlagung mit einem optischen Signal angeordnet sein.In FIG. 2A, the contact tips 11 are arranged above the test substrate 2, so that a contact can be made on the front side of the test substrate 2. The contacting of the contact tips 11 on the contact islands and the measurement are inspected by means of an observation unit 17, which is arranged above the test substrate 2 in the exemplary embodiment. Alternatively, instead of the observation unit 17, an emission source 17 may be arranged to be exposed to an optical signal.
Aufgrund der Ansaugung des Testsubstrats 2 auf der Auflage- fläche 5 ist auch eine nach unten gerichtete Auflagefläche 5 des Chucks 1 möglich. In Fig. 2B wird solch eine Anordnung mit einer unterseitigen Kontaktierung und Beobachtung verbunden. Sofern eine transparente Auflagefläche 5, z.B. bei einer transparenten Chuckplatte verwendet wird, ist auch eine , Beobachtung durch das Testsubstrat 2 hindurch möglich (Fig. 2C) .Due to the suction of the test substrate 2 on the bearing surface 5, a downwardly directed bearing surface 5 of the chuck 1 is possible. In Fig. 2B, such an arrangement is associated with bottom-side contacting and observation. If a transparent support surface 5, for example, is used in a transparent chuck plate is also a, observation through the test substrate 2 therethrough possible (Fig. 2C).
Die transparente Chuckplatte gemäß Fig. 2C ist im dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Aufnahmeplatte 20 realisiert, welche einen Rahmen 23 umfasst sowie einen Substratträger 21. Letzterer ist transparent und im Rahmen 23 derart angeordnet, dass beide Komponenten die Auflagefläche 5 bilden. Fig. 3 stellt eine solche Aufnahmeplatte vergrößert dar, so dass hinsichtlich der detaillierten Ausgestal- tung auf die dortigen Darlegungen verwiesen wird. Die Auflageflächen 5 in Fig. 2A, Fig. 2B und Fig. 2C weisen eine konvexe Krümmung auf, was jedoch aufgrund des großen Krümmungsradius schwer zu erkennen ist. Diesbezüglich wird auf die Darlegungen zu Fig. 1 und Fig. 3 verwiesen.The transparent chuck plate according to FIG. 2C is realized in the exemplary embodiment shown by a receiving plate 20, which comprises a frame 23 and a substrate carrier 21. The latter is transparent and arranged in the frame 23 such that both components form the bearing surface 5. FIG. 3 shows such a receiving plate enlarged, so that reference is made to the explanations given there with regard to the detailed design. The bearing surfaces 5 in Fig. 2A, Fig. 2B and Fig. 2C have a convex curvature, which is difficult to recognize due to the large radius of curvature. In this regard, reference is made to the comments on Fig. 1 and Fig. 3.
In Fig. 2C ist eine Beobachtungseinheit oder Emissionsquelle 17 dargestellt, die oberhalb des Testsubstrats 2 angeordnet ist. Mit einer Beobachtungseinheit 17 können beispielsweise Effekte von der Rückseite des Testsubstrats 2 während der Messung beobachtet werden. Durch eine ergänzende, hier nicht dargestellte Anordnung einer zusätzlichen Beobachtungseinheit oder Emissionsquelle 17 unterhalb des Testsubstrats 2, die vergleichbar Fig. 2B auf dessen Vorderseite gerichtet ist, kann auch die Vorderseite inspiziert oder mit einem optischen Signal beaufschlagt werden.FIG. 2C shows an observation unit or emission source 17, which is arranged above the test substrate 2. With an observation unit 17, for example, effects can be observed from the back side of the test substrate 2 during the measurement. By a complementary, not shown here arrangement of an additional observation unit or emission source 17 below the test substrate 2, which is similar to Fig. 2B directed to the front, the front can be inspected or acted upon with an optical signal.
Die Aufnahmeplatte 20 gemäß Fig. 3 umfasst einen Rahmen 23, mit dem die Aufnahmeplatte 20 auf einem Chuck (nicht dargestellt) montierbar ist und der die Haltemittel zur Fixierung des Testsubstrats 2 aufweist. In den Rahmen 23 ist ein Substratträger 21 eingelegt. Er besteht aus einem transparentem Material, beispielsweise Glas oder Silizium. Letzteres ist für Infrarotstrahlung transparent.The receiving plate 20 according to FIG. 3 comprises a frame 23 with which the receiving plate 20 can be mounted on a chuck (not shown) and which has the holding means for fixing the test substrate 2. In the frame 23, a substrate carrier 21 is inserted. It consists of a transparent material, for example glass or silicon. The latter is transparent to infrared radiation.
Die Oberseite des Substratträgers 21, auf welcher Testsubstrate fixiert werden, weist eine leichte konvexe Krümmung auf, die für die Aufnahme eines abgedünnten Wafers eine ma- ximale Höhendifferenz zwischen ihrem Scheitelpunkt und dem Rand von weniger als einem Millimeter hat. Solche Krümmungsradien können bei der Herstellung von Platten aufgrund von Herstellungstoleranzen auftreten oder gezielt eingestellt sein. Bei anderen Testsubstraten können andere Krümmungsradien verwendet werden. Das Höhenniveau des Randbereichs des Substratträgers 21 ist auf jenes des Rahmens 23 angepasst. Die in Fig. 3 ersichtliche Differenz ist durch Passtoleranzen im Bereich von wenigen Hundertstel Millimetern bedingt und bewirkt aufgrund der sich an den Substratträger 21 umlaufend anschließenden Vertiefung 25 im Rahmen keinen oder nur geringen mechanischen Stress im Testsubstrat 2.The upper side of the substrate carrier 21, on which test substrates are fixed, has a slight convex curvature which, for the reception of a thinned wafer, has a slight convex curvature. has a maximum height difference between its vertex and the edge of less than one millimeter. Such radii of curvature can occur in the production of plates due to manufacturing tolerances or be adjusted specifically. For other test substrates, other radii of curvature may be used. The height level of the edge portion of the substrate carrier 21 is adapted to that of the frame 23. The difference that can be seen in FIG. 3 is due to fitting tolerances in the range of a few hundredths of a millimeter and, owing to the recess 25 encircling the substrate carrier 21, causes no or only slight mechanical stress in the test substrate 2 in the frame.
Die Vertiefung 25 im Rahmen 23, die sich an den den Substratträger aufnehmenden zentralen Durchgang 27 unmittelbar anschließt und so einen Sprung im zentralen Durchgang 27 bildet, bildet gemeinsam mit der Umfassungsfläche 22 des scheibenförmigen Substratträgers 21 eine Rille. Substratträger 21 und Rahmen 23 sind dicht miteinander verbunden, so dass diese Rille mit einem Vakuumanschluss (nicht darge- stellt) verbunden und als Vakuumhaltemittel verwendet werden kann .The recess 25 in the frame 23, which adjoins the substrate carrier receiving central passage 27 immediately and thus forms a jump in the central passage 27, forms a groove together with the peripheral surface 22 of the disc-shaped substrate carrier 21. Substrate carrier 21 and frame 23 are sealed together so that this groove can be connected to a vacuum port (not shown) and used as a vacuum holding means.
Das dünne Testsubstrat 2 wird mittig auf den Substratträger 21 und den Rahmen 23 aufgelegt, wobei es umlaufend über die Vertiefung 25 hinausragt. Durch Anlegen eines Vakuums an der Vertiefung 25 baut es sich zwischen Substratträger 21 und Testsubstrat 2 vom Zentrum her auf bis das Testsubstrat 2 vollflächig angesaugt ist und dabei die Vertiefung 25 verschließt .The thin test substrate 2 is placed centrally on the substrate carrier 21 and the frame 23, wherein it protrudes circumferentially beyond the recess 25. By applying a vacuum to the recess 25, it builds up between the substrate carrier 21 and the test substrate 2 from the center until the test substrate 2 is sucked over its entire surface, thereby closing the recess 25.
In Fig. 4 wird eine vergleichbar aufgebaute Aufnahmeplatte perspektivisch dargestellt wie in Fig. 3. Sie unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen durch ergänzende mechanische Haltemittel 29, die ergänzend zur Vertiefung 25 außerhalb davon auf dem Rahmen 23 montiert sind und ein Testsubstrat (nicht dargestellt) von dessen Rand her greifen und fixieren. Diese mechanischen Haltemittel 29 sind anstelle oder ergänzend zur Vakuumsansaugung verwendbar. 4 shows a comparatively constructed receiving plate is shown in perspective as in Fig. 3. It differs from the previously described by complementary mechanical holding means 29 which are complementary to the recess 25 outside of it mounted on the frame 23 and a test substrate (not shown) grab from the edge and fix. These mechanical holding means 29 can be used instead of or in addition to the vacuum suction.
Chuck und Verfahren zur Aufnahme und Halterung dünner TestsubstrateChuck and method for holding and holding thin test substrates
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Chuck1 chuck
2 Testsubstrat2 test substrate
4 Bewegungseinheit4 movement unit
5 Auflägefläche5 contact surface
7 Vakuumrille7 vacuum groove
8 Vakuumverteiler8 vacuum distributor
9 VakuumanSchluss9 vacuum connection
11 Kontaktspitze11 contact point
13 Sondenhaiterplatte13 probe holder plate
15 Sondenhalterung15 probe holder
17 Beobachtungseinheit, Emissionsquelle17 observation unit, emission source
20 Aufnahmeplatte20 receiving plate
21 Substratträger21 substrate carrier
22 Umfassungsfläche22 surrounding area
23 Rahmen23 frames
25 Vertiefung25 deepening
27 Durchgang27 passage
29 mechanische Haltemittel 29 mechanical holding means

Claims

Chuck und Verfahren zur Aufnahme und Halterung dünner TestsubstratePatentansprüche Chuck and method for holding and holding thin test substrates. Claims
1. Chuck für die Aufnahme und Halterung von dünnen Testsubstraten (2) mit:1. Chuck for holding and holding thin test substrates (2) with:
- einer Aufnahmeplatte (20), in deren einer Oberfläche eine Auflagefläche (5) ausgebildet ist, auf welcher ein Testsubstrat (2) auflegbar ist und die eine konvexe Krümmung aufweist;- A receiving plate (20), in whose one surface a bearing surface (5) is formed, on which a test substrate (2) can be placed and which has a convex curvature;
- Haltemitteln zur Befestigung eines Testsubstrats (2) mittels Vakuum oder mittels mechanischer Elemente, wobei die Haltemittel im Randbereich der Auflagefläche (5) angeordnet sind,Holding means for fixing a test substrate (2) by means of vacuum or by means of mechanical elements, wherein the holding means are arranged in the edge region of the support surface (5),
- wobei die Aufnahmeplatte (20) einen Rahmen (23) mit besagten Haltemitteln und einen im Rahmen (23) angeordneten Substratträger (21) umfasst;- wherein the receiving plate (20) comprises a frame (23) with said holding means and in the frame (23) arranged substrate carrier (21);
- wobei der Rahmen (23) im Randbereich der Auflagefläche eine umlaufende Vertiefung (25) aufweist.- Wherein the frame (23) in the edge region of the support surface has a circumferential recess (25).
2. Chuck nach Anspruch 1, wobei die umlaufende Vertiefung (25) durch eine Ausnehmung im Rahmen (23) gebildet ist, welche an die Umfassungsfläche (22) des Substratträgers (21) vakuumdicht anschließt.2. Chuck according to claim 1, wherein the circumferential recess (25) is formed by a recess in the frame (23) which connects to the surrounding surface (22) of the substrate carrier (21) vacuum-tight.
3. Chuck nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vertiefung (25) mit einer Vakuumquelle verbunden ist zur Ansaugung des Testsubstrats (2) . 3. Chuck according to one of the preceding claims, wherein the recess (25) is connected to a vacuum source for sucking the test substrate (2).
4. Chuck nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Substratträger (21) auswechselbar ist und eine solche Krümmung aufweist, die größer ist als die Unebenheiten eines aufzulegenden Testsubstrats (2) .4. Chuck according to one of the preceding claims, wherein the substrate carrier (21) is replaceable and has a curvature which is greater than the unevenness of a test substrate to be placed (2).
5. Chuck nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Substratträger (21) zumindest abschnittsweise transparent ist .5. Chuck according to one of the preceding claims, wherein the substrate carrier (21) is at least partially transparent.
6. Chuck nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei innerhalb der Auflagefläche (5) der Rand des Substratträgers (21) ein geringeres Höhenniveau aufweist als der Rahmen (23) .6. Chuck according to one of the preceding claims, wherein within the support surface (5), the edge of the substrate carrier (21) has a lower height level than the frame (23).
7. Prober zum Messen von dünnen Testsubstraten (2) mit7. Prober for measuring thin test substrates (2) with
— einem Chuck (1) zum Halten und Positionieren eines Testsubstrats (2) ;- a chuck (1) for holding and positioning a test substrate (2);
- Kontaktspitzen (11) zur Kontaktierung von Kontaktinseln des Testsubstrats (2);- Contact tips (11) for contacting contact pads of the test substrate (2);
— einer Positionierungsvorrichtung zur Positionierung des Testsubstrats (2) relativ zu den Kontaktspitzen (11);A positioning device for positioning the test substrate (2) relative to the contact tips (11);
— wobei der Chuck (1) eine Aufnahmeplatte (20) um- fasst, in deren einer Oberfläche eine Auflagefläche- Wherein the chuck (1) comprises a receiving plate (20), in one surface thereof a bearing surface
(5) ausgebildet ist, auf welcher ein Testsubstrat (2) auflegbar ist und die eine konvexe Krümmung aufweist;(5) is formed, on which a test substrate (2) can be placed and which has a convex curvature;
— wobei der Chuck (1) weiterhin im Randbereich der Auflagefläche (5) angeordnete Haltemittel umfasst zur Be- festigung eines Testsubstrats (2) mittels Vakuum oder mittels mechanischer Elemente;- Wherein the chuck (1) further in the edge region of the support surface (5) arranged holding means for fastening a test substrate (2) by means of vacuum or by means of mechanical elements;
— wobei die Aufnahmeplatte (20) einen Rahmen (23) mit besagten Haltemitteln und einen im Rahmen (23) angeordneten Substratträger (21) umfasst und — wobei der Rahmen (23) im Randbereich der Auflagefläche eine umlaufende Vertiefung (25) aufweist.- Wherein the receiving plate (20) comprises a frame (23) with said holding means and in the frame (23) arranged substrate carrier (21) and - Wherein the frame (23) in the edge region of the support surface has a circumferential recess (25).
8. Prober nach Anspruch 7, wobei die umlaufende Vertiefung (25) durch eine Ausnehmung im Rahmen (23) gebildet ist, welche an die Umfassungsfläche (22) des Substratträgers (21) vakuumdicht anschließt.8. Prober according to claim 7, wherein the circumferential recess (25) is formed by a recess in the frame (23), which connects to the surrounding surface (22) of the substrate carrier (21) vacuum-tight.
9. Prober nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei der Prober eine Vakuumquelle umfasst mit der Vertiefung (25) verbunden ist zur Ansaugung des Testsubstrats (2) .A sampler according to any one of claims 7 or 8, wherein the sampler comprises a vacuum source connected to the recess (25) for aspirating the test substrate (2).
10. Prober nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der10. Prober according to one of claims 7 to 9, wherein the
Substratträger (21) auswechselbar ist und eine solche Krümmung aufweist, die größer ist als die Unebenheiten eines aufzulegenden Testsubstrats (2) .Substrate support (21) is interchangeable and has such a curvature that is greater than the unevenness of a aufzustegenden test substrate (2).
11. Prober nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei der Substratträger (21) zumindest abschnittsweise transparent ist .11. Prober according to one of claims 7 to 10, wherein the substrate carrier (21) is at least partially transparent.
12. Prober nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei innerhalb der Auflagefläche (5) der Rand des Substratträgers (21) ein geringeres Höhenniveau aufweist als der Rahmen (23) .12. Prober according to one of claims 7 to 11, wherein within the support surface (5), the edge of the substrate carrier (21) has a lower height level than the frame (23).
13. Prober nach einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei eine Beobachtungseinheit (17) oder eine Emissionsquelle (17) e- lektromagnetischer Strahlung oder beides angeordnet und auf das Testsubstrat (2) gerichtet ist.13. Prober according to one of claims 7 to 12, wherein an observation unit (17) or an emission source (17) e- lektromagnetischer radiation or both arranged and directed to the test substrate (2).
14. Verfahren zur Messung eines dünnen Testsubstrats (2) in einem Prober, welcher einen Chuck (1) mit konvex gekrümmten Auflagefläche (20) zum Halten eines Testsubstrats (2), Kontaktspitzen (11) zur Kontaktierung von Kontaktinseln des Testsubstrats (2) und eine Positionierungsvorrichtung (4, 15) zur Positionierung des Testsubstrats (2) relativ zu den Kontaktspitzen (11) aufweist, folgende Schritte umfassend:14. A method for measuring a thin test substrate (2) in a prober comprising a chuck (1) with a convexly curved support surface (20) for holding a test substrate (2), contact tips (11) for contacting contact pads of the test substrate (2) and a positioning device (4, 15) for positioning the test substrate (2) relative to the contact tips (11), comprising the following steps:
- fixieren des Testsubstrats (2) auf der konvex ge- krümmten Auflagefläche (20) des Chucks (1);fixing the test substrate (2) on the convex curved support surface (20) of the chuck (1);
- Positionierung des Testsubstrats (2) und der Kontaktspitzen (11) relativ zueinander mittels der Positionierungsvorrichtung (4, 15) und- Positioning of the test substrate (2) and the contact tips (11) relative to each other by means of the positioning device (4, 15) and
- Kontaktierung der Kontaktinseln des Testsubstrats (2) durch die Kontaktspitzen (11) und Messung des Testsubstrats (2) ;Contacting the contact pads of the test substrate (2) with the contact tips (11) and measuring the test substrate (2);
— wobei die konvexe Krümmung für die Herstellung des Kontakts zwischen den Kontaktspitzen (11) und den Kon- taktinseln rechnerisch und/oder durch Messung der Krümmung berücksichtigt wird.- Wherein the convex curvature for the preparation of the contact between the contact tips (11) and the contact islands is taken into account by calculation and / or by measuring the curvature.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Testsubstrat (2) während des Verfahrens mittels einer Beobachtungseinheit15. The method of claim 14, wherein the test substrate (2) during the process by means of an observation unit
(17) inspiziert und/oder mit elektromagnetischer Strahlung einer Emissionsquelle (17) beaufschlagt wird.(17) is inspected and / or subjected to electromagnetic radiation from an emission source (17).
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Beobachtung und/oder Strahlungsbeaufschlagung von unterhalb und/oder von oberhalb des Testsubstrats (2) erfolgt.16. The method of claim 15, wherein the observation and / or irradiation from below and / or from above the test substrate (2).
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei das Testsubstrat (2) mittels Vakuum oder mittels mechanischer Haltemittel im Randbereich der Auflagefläche fixiert wird. 17. The method according to any one of claims 14 to 16, wherein the test substrate (2) is fixed by means of vacuum or by means of mechanical holding means in the edge region of the support surface.
PCT/EP2009/067713 2009-01-15 2009-12-22 Chuck and method for receiving and holding thin test substrates WO2010081617A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009005182.1 2009-01-15
DE102009005182A DE102009005182A1 (en) 2009-01-15 2009-01-15 Chuck and method for holding and holding thin test substrates

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010081617A1 true WO2010081617A1 (en) 2010-07-22

Family

ID=41666432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2009/067713 WO2010081617A1 (en) 2009-01-15 2009-12-22 Chuck and method for receiving and holding thin test substrates

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102009005182A1 (en)
WO (1) WO2010081617A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103341818A (en) * 2013-07-04 2013-10-09 浙江工业大学 Vacuum adsorption clamp used for aspheric surface machining
WO2014106155A2 (en) * 2012-12-31 2014-07-03 Sunedison, Inc. Processes and apparatus for preparing heterostructures with reduced strain by radial distension

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4603466A (en) * 1984-02-17 1986-08-05 Gca Corporation Wafer chuck
US6166552A (en) * 1996-06-10 2000-12-26 Motorola Inc. Method and apparatus for testing a semiconductor wafer
US20020024174A1 (en) * 2000-08-22 2002-02-28 Ade Corporation Ring chuck to hold 200 and 300 mm wafer
WO2005121824A2 (en) 2004-06-07 2005-12-22 Cascade Microtech, Inc. Thermal optical chuck
DE102005006838A1 (en) 2004-10-13 2006-04-20 Suss Microtec Test Systems Gmbh Substrate e.g. wafer, testing device, has frame that is manually or electrically moved and/or rotated on base plate in x/y direction, and substrate carrier that is fastened within frame, where substrate is fastened on carrier

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4458746A (en) * 1982-05-25 1984-07-10 Varian Associates, Inc. Optimum surface contour for conductive heat transfer with a thin flexible workpiece
JPH04148549A (en) * 1990-10-12 1992-05-21 Fujitsu Ltd Evaluation of semiconductor device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4603466A (en) * 1984-02-17 1986-08-05 Gca Corporation Wafer chuck
US6166552A (en) * 1996-06-10 2000-12-26 Motorola Inc. Method and apparatus for testing a semiconductor wafer
US20020024174A1 (en) * 2000-08-22 2002-02-28 Ade Corporation Ring chuck to hold 200 and 300 mm wafer
WO2005121824A2 (en) 2004-06-07 2005-12-22 Cascade Microtech, Inc. Thermal optical chuck
DE102005006838A1 (en) 2004-10-13 2006-04-20 Suss Microtec Test Systems Gmbh Substrate e.g. wafer, testing device, has frame that is manually or electrically moved and/or rotated on base plate in x/y direction, and substrate carrier that is fastened within frame, where substrate is fastened on carrier

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014106155A2 (en) * 2012-12-31 2014-07-03 Sunedison, Inc. Processes and apparatus for preparing heterostructures with reduced strain by radial distension
WO2014106155A3 (en) * 2012-12-31 2014-10-30 Sunedison, Inc. Processes and apparatus for preparing heterostructures with reduced strain by radial distension
CN105144341A (en) * 2012-12-31 2015-12-09 太阳能爱迪生半导体有限公司 Processes and apparatus for preparing heterostructures with reduced strain by radial distension
CN105210172A (en) * 2012-12-31 2015-12-30 太阳能爱迪生半导体有限公司 Processes and apparatus for preparing heterostructures with reduced strain by radial compression
US9583363B2 (en) 2012-12-31 2017-02-28 Sunedison Semiconductor Limited (Uen201334164H) Processes and apparatus for preparing heterostructures with reduced strain by radial distension
US10361097B2 (en) 2012-12-31 2019-07-23 Globalwafers Co., Ltd. Apparatus for stressing semiconductor substrates
US11276583B2 (en) 2012-12-31 2022-03-15 Globalwafers Co., Ltd. Apparatus for stressing semiconductor substrates
US11276582B2 (en) 2012-12-31 2022-03-15 Globalwafers Co., Ltd. Apparatus for stressing semiconductor substrates
US11282715B2 (en) 2012-12-31 2022-03-22 Globalwafers Co., Ltd. Apparatus for stressing semiconductor substrates
US11764071B2 (en) 2012-12-31 2023-09-19 Globalwafers Co., Ltd. Apparatus for stressing semiconductor substrates
CN103341818A (en) * 2013-07-04 2013-10-09 浙江工业大学 Vacuum adsorption clamp used for aspheric surface machining

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009005182A1 (en) 2010-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2535680B1 (en) Test device for testing a connective layer between wafer-shaped samples and test method for testing the connective layer
KR101394362B1 (en) Wafer inspection apparatus
DE102012111632A1 (en) Inspection device for semiconductor devices and clamping stage, which is used for the inspection device
EP1987367B1 (en) Sensor element, device and method for inspecting a printed conductor structure, production method for sensor element
DE102009030471A1 (en) Chuck for receiving and holding a test substrate and a calibration substrate
DE202005021434U1 (en) Thermo-optical clamping device
WO2011127962A1 (en) Method and device for contacting a row of contact surfaces with probe tips
WO2010081617A1 (en) Chuck and method for receiving and holding thin test substrates
DE102007041608A1 (en) Prober for testing components
DE102016104455A1 (en) Calibration of a current sensor
DE102006038457B4 (en) Method and device for tempering electronic components
DE102004030881B4 (en) Method and prober for contacting a contact surface with a contact tip
WO2024061851A1 (en) Method and device for making electrical contact with electronic components
WO2009050127A2 (en) Probe holder
DE102015213247A1 (en) Semiconductor evaluation device and semiconductor evaluation method
DE102005022884A1 (en) Method for inspecting a printed conductor structure
DE102008048081B4 (en) Method for testing electronic components of a repeating structure under defined thermal conditions
EP2467870A1 (en) Method and device for determining a deformation of a disk-shaped workpiece, particularly a mold wafer
EP1304726B1 (en) Device and method for receiving and for processing a thin wafer
DE102017222198A1 (en) SYSTEM AND METHOD FOR STUDYING SEMICONDUCTOR SUBSTRATES
CN209606735U (en) A kind of ignition device of display panel
DE102012215092A1 (en) Measurement of the light radiation of light-emitting diodes
KR20130009359A (en) Mounting device for fixing probing needle and producting method of probe card
DE19613516C2 (en) Suction cup
DE102005006838A1 (en) Substrate e.g. wafer, testing device, has frame that is manually or electrically moved and/or rotated on base plate in x/y direction, and substrate carrier that is fastened within frame, where substrate is fastened on carrier

Legal Events

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

Ref document number: 09799349

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09799349

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1