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WO2012122578A1 - Vorrichtung zum hochspannungsprüfen von halbleiterbauelementen - Google Patents

Vorrichtung zum hochspannungsprüfen von halbleiterbauelementen Download PDF

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Publication number
WO2012122578A1
WO2012122578A1 PCT/AT2012/000060 AT2012000060W WO2012122578A1 WO 2012122578 A1 WO2012122578 A1 WO 2012122578A1 AT 2012000060 W AT2012000060 W AT 2012000060W WO 2012122578 A1 WO2012122578 A1 WO 2012122578A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pressure chamber
pressure
probe card
semiconductor
semiconductor wafer
Prior art date
Application number
PCT/AT2012/000060
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rainer Gaggl
Original Assignee
Rainer Gaggl
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 Rainer Gaggl filed Critical Rainer Gaggl
Priority to US14/005,635 priority Critical patent/US9291664B2/en
Priority to EP12714525.8A priority patent/EP2659279B1/de
Publication of WO2012122578A1 publication Critical patent/WO2012122578A1/de

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    • 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
    • G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
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    • 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
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    • G—PHYSICS
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    • 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
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G01R31/1263—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation
    • G01R31/129—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation of components or parts made of semiconducting materials; of LV components or parts

Definitions

  • the invention relates to a device for
  • Chip Semiconductor devices
  • high voltage devices such as high voltage devices are used.
  • High-voltage transistors, IGBTs or diodes tested for their dielectric strength by applying high voltage.
  • the chips that are not yet built into a housing and, for example, still lying against each other (not yet isolated) in one
  • the AT 412 175 B takes advantage of the fact that the
  • Ignition voltage of the spark increases with increasing gas pressure.
  • the chip subjected to high voltage is in the measurement process as a whole or partially, at least in the
  • a pressure chamber is used, which is placed on the semiconductor device under test (e.g., the chip).
  • the unilaterally open pressure chamber is closed by placing on the semiconductor device and constructed in the pressure chamber via a compressed gas supply via the test specimen overpressure.
  • the electrical contact of the specimen is usually via resilient contact pins ("probes"), which for
  • Contacting device is also referred to as a probe card.
  • the generally addressed in AT 412 175 B combination of a probe card with a pressure chamber in an arrangement for high voltage testing of semiconductor devices is so far technically demanding, on the one hand, the test contacts with contact deliveries of a few ⁇
  • Pressure chamber must be brought exactly to the semiconductor device in order to achieve a sufficiently secure sealing between the semiconductor device and the pressure chamber.
  • Pressure chamber and semiconductor device is not desirable because it is due to existing in the region of the interface between the pressure chamber and the semiconductor device impurities (e.g.
  • the invention is based on the object, a device as known from AT 412 175 B and above
  • the pressure chamber which with a
  • Needle card is combined, at least one with . connected to the needle card and against this non-movable part and at least one perpendicular to the needle card relative to the needle card movable, serving as a ring seal part.
  • the pressure chamber when delivering the contacts of the probe card with its (at least one) moving part
  • the movable ring seal so at least one
  • movable part of the pressure chamber of the device according to the present invention may be changes in the
  • the movable part (ring seal) of the pressure chamber by springs in the.
  • the seal between the pressure chamber and the semiconductor component takes place with the aid of a gas (air) bearing.
  • a gas (air) bearing In this way, the movable part of the pressure chamber (ring seal) is suspended over the surface of the semiconductor device (semiconductor wafer or chip).
  • Gas bearings as used here, have the property of building up high bearing forces as the gap narrows and thus counteracting (further) narrowing of the gap. With that you can
  • Pressure chamber is built up before the start of the high-voltage test This reliably prevents sparking comes that may go unnoticed under certain circumstances and may mean a risk for a later failure of the semiconductor device.
  • an electrical pressure sensor or pressure switch can be assigned, which monitors the pressure in the interior, the pressure chamber and failure to reach a minimum pressure
  • Pressure switch can either directly into the pressure chamber
  • the pressure sensor or pressure switch can communicate with the interior of the pressure chamber via a line led out of the pressure chamber.
  • pressurized gas compressed air
  • Fig. 2 shows schematically the problem with the invention
  • Fig. 3 shows a first embodiment of an inventive
  • Fig. 4 shows a second embodiment of an inventive
  • Semiconductor wafer 5 is provided, provided in the plurality of chips 10, but not yet of this semiconductor wafer 5 separated, so have not been broken out.
  • Each chip 10 has shown schematically in FIG. 1,
  • Test needle 3 and the contact 4 electrical high voltage is applied.
  • the high voltage for the purpose of testing via contact pins 3, 3 'exclusively to the top of the chip can be applied (as shown for example in Fig. 3).
  • high field strengths and thus . the risk of sparking not only between contact surfaces 1, 2 of the chip, but also between the contact pins 3, 3 'itself on.
  • the pressure chamber 7 consists of two parts 11 and II 1 fixedly connected to the probe card 12, wherein the parts 11 and 11 'are arranged on opposite sides of the probe card 12.
  • a Gaszu 1500üng 8 for the pressure chamber 7, which opens into the interior 9 of the pressure chamber 7, is provided in the on the side facing away from the semiconductor wafer 5 to be tested side of the needle card 12 arranged part 11 of the pressure chamber 7, a Gaszu 1500üng 8 for the pressure chamber 7, which opens into the interior 9 of the pressure chamber 7, is provided.
  • the on the semiconductor wafer 5 facing side of the probe card 12 disposed part 11 'of the pressure chamber 7 is attached to the probe card 12 via a ring 15 made of electrically insulating material. Through the ring 15 of electrically insulating
  • Embodiment is still in the semiconductor wafer 5, so it has not been broken out of this, out.
  • the pressure chamber 7 has in the shown in Fig. 3
  • the movable part 13 of the pressure chamber 7 (at least) a (not shown) spring is provided, which serves as a ring seal portion 13 of the pressure chamber 7 in the direction of the
  • Device according to the invention is in the gap 14 between the 0
  • an air bearing is formed, which is formed by compressed air through the gap 14 between the movable part 13 and the semiconductor wafer 5,
  • Air bearing is, as explained above, achieved that the
  • annular part 13 is sealingly but spaced from the top of the semiconductor wafer 5 is held.
  • the air bearing in the gap 14 is via an annular channel 19 (radially inwardly open groove in the part 13) and axis-parallel channels 18 with
  • the channels 18 open into, e.g.
  • Embodiment of the device according to the invention ' is the interior 9 of the pressure chamber 7, a pressure sensor 17 (symbolizes shown) assigned.
  • the pressure sensor 17 can also be connected via a line to the interior 9 of the pressure chamber 7.
  • the pressure sensor 17 (or an analogously acting pressure switch) but can also
  • Pressure sensor 17 or pressure switch detected the pressure in the interior 9 of the pressure chamber 7 and the application of the test voltage allowed only when the prescribed minimum pressure sufficient at the test voltage, spark arrears 6 (Fig. 2)
  • an embodiment of the device in which on a needle card 12 more than one pressure chamber 7 with movable part 13th
  • the device according to the invention it is possible to subject a single semiconductor component (chip 10) or at the same time two or more semiconductor components to a high-voltage test.
  • a device for avoiding flashovers during high-voltage testing of semiconductor components (chips 10) on semiconductor wafers 5 comprises one of the semiconductor wafers 5 sealing deliverable pressure chamber 7 with a compressed gas supply 8, so that the interior 9 of the pressure chamber 7 set under pressure and so the ignition voltage for a sparkover between contact surfaces 1, 2 is higher than the maximum test voltage to be applied.
  • the pressure chamber 7 is connected to a needle card 12 with contact needles 3.
  • the pressure chamber 7 has a movable part 13 which is movable relative to the needle card 12 connected parts 11 and 11 'of the pressure chamber 7.
  • the movable part 13 of the pressure chamber 7 is held by an air bearing in the gap 14 between the pressure chamber 7 and the semiconductor wafer 5 sealingly spaced from the surface of the semiconductor wafer 5.
  • at least one part 13 which is freely movable relative to the probe card 12 or part 13 which is pressed by means of spring force in the direction of the semiconductor wafer 5 is provided.

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

Eine Vorrichtung zum Vermeiden von Funkenüberschlägen beim Hochspannungsprüfen von Halbleiterbauelementen (Chips 10) auf Halbleiterscheiben (5) umfasst eine der Halbleiterscheibe (5) dichtend zustellbare Druckkammer (7) mit einer Druckgaszuführung (8), sodass der Innenraum (9) der Druckkammer (7) unter Überdruck gesetzt und so die Zündspannung für einen Funkenübersehlag zwischen Kontaktflächen (1, 2) höher ist, als die maximal anzulegende Prüfspannung. Die Druckkammer (7) ist mit einer Nadelkarte (12) mit Kontaktnadeln (3) verbunden. Die Druckkammer (7) besitzt einen beweglichen Teil (13), der relativ zu den der Nadelkarte (12) verbundenen Teilen (11 und 11') der Druckkammer (7) beweglich ist. Der bewegliche Teil (13) der Druckkammer (7) wird durch ein Luftlager im Spalt (14) zwischen der Druckkammer (7) und der Halbleiterscheibe (5) dichtend im Abstand von der Oberfläche der Halbleiterscheibe (5) gehalten. Im Rahmen der Erfindung ist wenigstens ein relativ zur Nadelkarte (12) frei bewegliches Teil (13) bzw. mittels Federkraft in Richtung Halbleiterscheibe (5) gedrücktes Teil (13) vorgesehen.

Description

Vorrichtung zum Hochspannungsprüfen von Halbleiterbauelementen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum
Hochspannungsprüfen von Halbleiterbauelementen mit den
Merkmalen des einleitenden Teils von Anspruch 1.
Im Rahmen der Erfindung in Betracht gezogen sind sowohl
Halbleiterbauelemente (in der weiteren Folge als "Chip" bezeichnet) , die noch nicht aus Halbleiterscheiben entfernt (herausgebrochen) sind, als auch bereits aus Halbleiterscheiben herausgetrennte, vereinzelte. Chips.
Beim elektrischen Prüfen von Halbleiterbauelementen werden Hoehspannungsbauelemente, wie z.B. Hochspannungstransistoren, IGBT's oder Dioden, durch Anlegen von Hochspannung auf ihre Spannungsfestigkeit geprüft. Dabei werden die Chips, die noch nicht in ein Gehäuse eingebaut sind und sich beispielsweise noch aneinander liegend (noch nicht vereinzelt) in einer
Halbleiterscheibe befinden, über Prüfkontakte an den
Kontaktflächen der Chipvorderseite bzw. eine leitfähige
Trägerplatte auf der Chiprückseite mit elektrischer
Hochspannung beaufschlagt und die elektrischen Eigenschaften, wie z.B. der Leckstrom bei gesperrtem Bauelement, gemessen.
Bei diesem Prüfen können abhängig von der Chipgeometrie und der Höhe der PrüfSpannung zwischen Kontaktflächen am Chip so hohe elektrische Feldstärken auftreten, dass es zu
unerwünschten (Funken-) Überschlägen zwischen Kontaktflächen und über die Atmosphäre (Luft) kommt. Die neben dem zu
prüfenden, kontaktierten Chip liegenden, weiteren Chips auf einer Halbleiterscheibe werden auf der Chipvorderseite
üblicherweise nicht kontaktiert, sodass bei diesen auch keine Funkenüberschläge auftreten.
Aus der AT 412 175 B ist eine Anordnung bekannt, mit der
Funkenüberschläge beim Hochspannungsprüfen vermieden werden können, indem die Messung unter erhöhtem Gasdruck ausgeführt wird. Die AT 412 175 B nützt den Umstand aus, dass die
Überschlagsfeldstärke vom Gasdruck abhängt, wobei die
Zündspannung des Funkens mit steigendem Gasdruck zunimmt. Bei der aus der AT 412 175 B bekannten Vorrichtung wird der mit Hochspannung beaufschlagte Chip während des Messvorganges als Ganzes oder teilweise, wenigstens in den
überschlagsgefährdeten Bereichen einem erhöhten Gasdruck (beispielsweise erhöhter Luftdruck) ausgesetzt. Bei genügend hohem Gasdruck kann die Zündspannung des Funkenüberschlages über die maximal am Prüfling anliegende Testspannung erhöht und Überschläge am Chip können wirkungsvoll unterdrückt werden. Bei der AT 412 175 B wird eine Druckkammer verwendet, die auf das zu prüfende Halbleiterbauelement (z.B. den Chip) aufgesetzt wird. Die einseitig offene Druckkammer wird durch Aufsetzen auf das Halbleiterbauelement geschlossen und in der Druckkammer über eine Druckgaszuführung über dem Prüfling Überdruck aufgebaut.
Das elektrische Kontaktieren des Prüflings erfolgt in der Regel über federnde Kontaktnadeln ("probes") , die für
gewöhnlich auf einer Leiterplatte zum Zuführen der
elektrischen Signale montiert sind. Eine solche
Kontaktiervorrichtung wird auch als Nadelkarte ("probe card") bezeichnet. Die in der AT 412 175 B allgemein angesprochene Kombination einer Nadelkarte mit einer Druckkammer in einer Anordnung zum Hochspannungsprüfen von Halbleiterbauelementen ist insofern technisch anspruchsvoll, als einerseits die Prüfkontakte mit Kontaktzustellungen von wenigen ΙΟμιη
(typischerweise etwa 75μιη) an die Kontaktflächen des
Halbleiterbauelementes gedrückt werden, und weiters die
Druckkammer genau an das Halbleiterbauelement herangeführt werden muss, um ein hinreichend sicheres Abdichten zwischen Halbleiterbauelement und Druckkammer zu erreichen.
Durch Verschleiß der Prüfspitzen beim Serienprüfen von Halbleiterbauelementen wird eine einmal gewählte Position bald verändert, sodass die Druckkammer schon vor den Kontaktspitzen auf dem Halbleiterbauelement aufgesetzt wird und
schlussendlich der elektrische Kontakt zu den Kontaktspitzen wegen zu geringem Anpressdruck der Kontaktspitzen mangelhaft wird. In vielen Fällen ist auch eine Berührung zwischen
Druckkammer und Halbleiterbauelement nicht erwünscht, da es wegen im Bereich der Berührungsfläche zwischen Druckkammer und Halbleiterbauelement vorhandenen Verunreinigungen (z.B.
Partikel, die von Halbleiterscheibenbrüchen herrühren können) zu Beschädigungen des Halbleiterbauelementes (Chip), ganz gleich ob dieser schon aus der Halbleiterscheibe
herausgetrennt worden ist oder nicht, kommen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung, wie sie aus der AT 412 175 B bekannt und vorstehend
beschrieben ist, so weiter zu gestalten, dass eine Kombination von Druckkammer mit einer Nadelkarte in vorteilhafter Weise möglich ist.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit einer
Vorrichtung, welche die Merkmale von Anspruch 1 aufweist.
Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei der Erfindung weist die Druckkammer, die mit einer
Nadelkarte kombiniert ist, wenigstens einen mit . der Nadelkarte verbundenen und gegenüber dieser nicht beweglichen Teil und wenigstens einen senkrecht zur Ebene der Nadelkarte relativ zur Nadelkarte beweglichen, als Ringdichtung dienenden Teil auf. So kann die Druckkammer beim Zustellen der Kontakte der Nadelkarte mit ihrem (wenigstens einen) beweglichen Teil
Bewegungen des Halbleiterbauelementes (Chip oder
Halbleiterscheibe) folgen. Die bewegliche Ringdichtung, also der wenigstens eine
bewegliche Teil der Druckkammer der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, kann Änderungen bei der
Kontaktzustellung folgen und auch einen Verschleiß der
Kontakte der Prüfnadeln ausgleichen. So ist stets eine für da Verschließen der Druckkammer gegenüber dem
Halbleiterbauelement richtige Lage möglich.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird der bewegliche Teil (Ringdichtung) der Druckkammer durch Federn in die .
Richtung auf das Halbleiterbauelement, auf das die Druckkamme anzulegen ist, hin belastet und so eine Abdichtung zwischen Druckkammer und Halbleiterbauelement zuverlässig hergestellt. Man hat es in der Hand, die Gefahr des Beschädigens der
Halbleiterscheibe oder des Chips durch Partikel (siehe oben) , durch entsprechende Wahl der Federkraft der verwendeten Feder zu verringern.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Abdichtung zwischen Druckkammer und Halbleiterbauelement mit Hilfe eines Gas- (Luft-) lagers erfolgt. Auf diese Weise wird der bewegliche Teil der Druckkammer (Ringdichtung) schwebend über der Oberfläche des Halbleiterbauelementes (Halbleiterscheibe oder Chip) gehalten. Gaslager, wie sie hie verwendet werden, haben die Eigenschaft bei enger werdendem Spalt hohe Lagerkräfte aufzubauen und damit einem (weiteren) Verengen des Spaltes entgegenzuwirken. Damit können
Berührungen zwischen der Ringdichtung und der Oberfläche des Halbleiterbauelementes (Wafer-Oberfäche) und somit das Risiko von Beschädigungen des Halbleiterbauelementes mit
Zuverlässigkeit vermieden werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist sichergestellt, dass der Solldruck in der
Druckkammer vor Beginn der Hochspannungsprüfung aufgebaut ist So wird zuverlässig vermieden, dass es zu Funkenüberschlägen kommt, die unter Umständen unbemerkt bleiben und ein Risiko für einen späteren Ausfall des Halbleiterbauelementes bedeuten können. Um den Druckaufbau in der Druckkammer zu überwachen, kann der erfindungsgemäßen Vorrichtung, insbesondere ihrer Druckkammer, ein elektrischer Drucksensor oder Druckschalter zugeordnet sein, der den Druck im Innenraum, der Druckkammer überwacht und bei Nichterreichen eines Mindestdruckes
verhindert, dass an das zu prüfende Halbleiterbauelement
Hochspannung angelegt wird. Ein solcher Drucksensor oder
Druckschalter kann entweder direkt in die Druckkammer
eingebaut sein. In einer anderen Ausführungsform kann der Drucksensor oder Druckschalter über eine aus der Druckkammer herausgeführte Leitung mit dem Innenraum der Druckkammer in Verbindung stehen. Schließlich besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit den Drucksensor oder Druckschalter in der Zuleitung, über die Druckgas (Druckluft) in die Druckkammer geleitet wird, anzuordnen, sodass auch hier das Nichterreichen eines Solldruckes oder aber ein Druckabfall in der Druckkammer erfasst werden kann.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter an Hand der schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigen:
Fig. 1 eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art, wie sie aus der AT 412 175 B bekannt ist,
Fig. 2 schematisch das Problem, das mit der Erfindung
gelöst wird,
Fig. 3 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung und
Fig. 4 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung.
Bei der (bekannten) Vorrichtung gemäß Fig. 1 ist eine
Halbleiterscheibe 5 vorgesehen, in der mehrere Chips 10 vorgesehen, aber von dieser Halbleiterscheibe 5 noch nicht getrennt, also noch nicht herausgebrochen worden sind. Jeder Chip 10 hat in Fig. 1 schematisiert dargestellt,
Kontaktflächen 1 und 2. Um den Chip 10 zu prüfen, wird über eine Prüfnadel 3, die an die Kontaktfläche 1 des Chips
angelegt wird, einerseits und über eine elektrische
Kontaktierung 4 auf der Chiprückseite und eine sich in der Chipstruktur befindliche, elektrisch leitfähige Verbindung anderseits, eine Prüfspannung angelegt, indem über die
Prüfnadel 3 und die Kontaktierung 4 elektrische Hochspannung angelegt wird.
Wenn Hochspannung angelegt wird, kann es abhängig von der Chipgeometrie und der Höhe der PrüfSpannung zwischen den
Kontaktflächen 1 und 2, wie in Fig. 2 angedeutet, zu
unerwünschten Funkenüberschlägen 6 zwischen Kontaktflächen 1 und 2 über die Atmosphäre (Luft) kommen.
In anderen Messanordnungen kann die Hochspannung zum Zwecke des Prüfens über Kontaktnadeln 3, 3' ausschließlich an die Oberseite des Chips angelegt werden (wie z.B. in Fig. 3 gezeigt). Hierbei treten hohe Feldstärken und damit. die Gefahr von Funkenüberschlägen nicht nur zwischen Kontaktflächen 1, 2 des Chips, sondern auch zwischen den Kontaktnadeln 3, 3' selbst auf. Da sich bei einer Ausführungsform der Erfindung die Bereiche (z.B. Spitzen) der Kontaktnadeln 3, 3' innerhalb der erfindungsgemäß vorgesehenen Druckkammer 7 befinden, lassen sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch
Funkenüberschläge zwischen den Nadeln verhindern.
Bei der aus. der AT 412 175 B bekannten Vorrichtung wird über den zu prüfenden Bereich der Halbleiterscheibe 5 (den zu prüfenden Chip 10 in dieser) eine Druckkammer 7 in Stellung gebracht, deren Innenraum 9 über eine Druckgaszuführung 8 mit Druck beaufschlagt wird. Die Druckkammer 7 ist zur
Chipoberfläche hin offen. Nach dem Aufsetzen der Druckkammer 7 auf die Halbleiterscheibe 5 wird über die Druckgaszuführung 8 im Innenraum 9 der Druckkammer 7 rhalb des Chips 10
Überdruck aufgebaut.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht die Druckkammer 7 aus zwei mit der Nadelkarte 12 fix verbundenen Teilen 11 und II1, wobei die Teile 11 und 11' an einander gegenüberliegenden Seiten der Nadelkarte 12 angeordnet sind. In dem auf der, bezogen auf die zu prüfende Halbleiterscheibe 5 abgekehrten Seite der Nadelkarte 12 angeordneten Teil 11 der Druckkammer 7, ist eine Gaszuführüng 8 für die Druckkammer 7, die in den Innenraum 9 der Druckkammer 7 mündet, vorgesehen. Der an der der Halbleiterscheibe 5 zugekehrten Seite der Nadelkarte 12 angeordnete Teil 11' der Druckkammer 7 ist an der Nadelkarte 12 über einen Ring 15 aus elektrisch isolierendem Werkstoff befestigt. Durch den Ring 15 aus elektrisch isolierendem
Werkstoff sind die Prüfnadeln 3 und 3' zum elektrischen
Kontaktieren des Chips 10, der im gezeigten
Ausführungsbeispiel noch in der Halbleiterscheibe 5 ist, also aus dieser nicht herausgebrochen worden ist, geführt.
Die Druckkammer 7 besitzt in der in Fig. 3 gezeigten
Ausführungsform weite.rs wenigstens einen ringförmigen Teil 13, der in Richtung des Doppelpfeiles 16, gegenüber 'dem mit der Nadelkarte 12 verbundenen Teilen 11 und 11' der Druckkammer 7, also im Wesentlichen senkrecht zur Ebene der Halbleiterscheibe 5 und der Nadelkarte 12 verstellbar ist. Zwischen dem Teil 11' der Druckkammer 7, der auf der der Halbleiterscheibe 5
zugekehrten Seite der Nadelkarte 12 angeordnet ist, und dem beweglichen Teil 13 der Druckkammer 7 ist (wenigstens) eine (nicht gezeigte) Feder vorgesehen, die den als Ringdichtung dienenden Teil 13 der Druckkammer 7 in Richtung auf die
Halbleiterscheibe 5 hin belastet.
Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung ist im Spalt 14 zwischen dem 0
o
beweglichen Teil 13 und der Halbleiterscheibe 5 ein Luftlager ausgebildet, das dadurch gebildet wird, dass Druckluft durch den Spalt 14 zwischen dem beweglichen Teil 13 und der
Oberseite der Halbleiterscheibe 5 austritt. Durch dieses
Luftlager wird, wie oben erläutert, erreicht, dass der
ringförmige Teil 13 dichtend aber im Abstand von der Oberseite der Halbleiterscheibe 5 gehalten wird. Das Luftlager im Spalt 14 wird über einen ringförmigen Kanal 19 (radial nach innen offene Nut im Teil 13) und achsparallele Kanäle 18 mit
Druckluft beaufschlagt. Die Kanäle 18 münden in, z.B.
kreisrunden, Vertiefungen in der der Halbleiterscheibe 5 zugewendeten, kreisringförmigen Stirnfläche des beweglichen Teils 13. Diese Vertiefungen sind beispielsweise über die Stirnfläche des Teiles 13 gleichmäßig verteilt angeordnet. Die Druckluft kann dem Innenraum 9 der Druckkammer 7 entnommen oder über gesonderte (nicht gezeigte Leitungen) dem Kanal 19 zugeführt werden.
Im Unterschied zu einer z.B. aus der DE 102006018474 AI bekannten Vorrichtung, bei welcher ein Gasspalt mittels mechanischen Stellgliedern und entsprechend zugeordneten
Abstandssensoren eingestellt wird, ist ein im Rahmen der
Erfindung verwendetes "schwebendes" Luftlager besonders vorteilhaft. Das im Rahmen der Erfindung verwendete
(statische) Luftlager zeichnet sich dadurch aus, dass durch Drosselung eine spaltabhängige Lagerkraft entsteht, die im Zusammenspiel mit der Belastung der Dichtung mittels Feder in Richtung der Halbleiterscheibe 5 zu einem sich selbstregelnd einstellenden Dichtspalt führt - dies ohne zusätzliche Mittel wie Stellglieder oder Abstandssensoren, welche zur
Stabilisierung eines Gasspaltes z.B. gemäß de DE 102006018474 AI notwendig sind.
Bei der in Fig. 3 und bei der in Fig. 4 gezeigten
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ' ist dem Innenraum 9 der Druckkammer 7 ein Drucksensor 17 (symbolisiert dargestellt) zugeordnet. Wie bereits oben erwähnt, kann der Drucksensor 17 auch über eine Leitung mit dem Innenraum 9 der Druckkammer 7 verbunden sein. Der Drucksensor 17 (oder ein sinngemäß wirkender Druckschalter) kann aber auch der
Gaszuführung 8 zugeordnet sein. Wesentlich ist, dass der
Drucksensor 17 oder Druckschalter den Druck im Innenraum 9 der Druckkammer 7 erfasst und das Anlegen der Prüfspannung erst erlaubt, wenn der vorgeschriebene Mindestdruck, der hinreicht bei der Prüfspannung, Funkenüberschläge 6 (Fig. 2) zu
verhindern, erreicht ist.
Das Überwachen des Druckes in dem Innenraum 9 der Druckkammer 7 mit Hilfe eines Drucksensor 17 oder eines Druckschalters, ist insbesondere beim Verwenden der erfindungsgemäßen
Vorrichtung beim automatisierten Prüfen hoher Stückzahlen von Halbleiterbauelementen vorteilhaft, da jedenfalls
sichergestellt ist, dass der Solldruck vor Beginn der
Hochspannungsprüfung in der Druckkammer 7 immer auch
tatsächlich aufgebaut worden ist.
Im. Rahmen der Erfindung ist auch eine Ausführungsform der Vorrichtung in Betracht gezogen, bei der an einer Nadelkarte 12 mehr als eine Druckkammer 7 mit beweglichem Teil 13
(Ringdichtung) angeordnet sind.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich ein einzelnes Halbleiterbauelement (Chip 10) oder zugleich zwei oder mehrere Ha.lbleiterbauelemente einer · Hochspannungsprüfung zu unterziehen.
Zusammenfassend kann ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wie folgt beschrieben werden.
Eine Vorrichtung zum Vermeiden von Funkenüberschlägen beim Hochspannungsprüfen von Halbleiterbauelementen (Chips 10) auf Halbleiterscheiben 5 umfasst eine der Halbleiterscheibe 5 dichtend zustellbare Druckkammer 7 mit einer Druckgaszuführung 8, sodass der Innenraum 9 der Druckkammer 7 unter Überdruck gesetzt und so die Zündspannung für einen Funkenüberschlag zwischen Kontaktflächen 1., 2 höher ist, als die maximal anzulegende PrüfSpannung. Die Druckkammer 7 ist mit einer Nadelkarte 12 mit Kontaktnadeln 3 verbunden. Die Druckkammer 7 besitzt einen beweglichen Teil 13, der relativ zu den der Nadelkarte 12 verbundenen Teilen 11 und 11' der Druckkammer 7 beweglich ist. Der bewegliche Teil 13 der Druckkammer 7 wird durch ein Luftlager im Spalt 14 zwischen der Druckkammer 7 und der Halbleiterscheibe 5 dichtend im Abstand von der Oberfläche der Halbleiterscheibe 5 gehalten. Im Rahmen der Erfindung ist wenigstens ein relativ zur Nadelkarte 12 frei bewegliches Teil 13 bzw. mittels Federkraft in Richtung Halbleiterscheibe 5 gedrücktes Teil 13 vorgesehen.

Claims

Ansprüche :
1. Vorrichtung zum elektrischen Hochspannungsprüfen von
einem, zwei oder mehreren Halbleiterbauelementen (.5) umfassend eine Druckkammer (7) deren Innenraum (9) über eine Druckgasleitung (8) unter Überdruck gesetzt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer (7) an einer Nadelkarte (12) mit Prüfnadeln (3) angeordnet ist, und dass die Druckkammer (7) wenigstens einen Teil (13) aufweist, der relativ zur Nadelkarte (12) beweglich ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Teil (13) als Ringdichturtg ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass der Teil 13 der Druckkammer (7) im Wesentlichen senkrecht zur Ebene der Nadelkarte (12) bzw. des zu prüfenden Halbleiterbauelementes (5) beweglich ist .
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass der mit der Nadelkarte (12)
verbundene Teil der Druckkammer (7) zwei Teile (11 und 11') aufweist, die auf einander gegenüberliegenden Seiten der Nadelkarte (12) angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,. dadurch
gekennzeichnet, dass der an der dem zu prüfenden
Halbleiterbauelement (5) zugewendeten Seite der
Nadelkarte (12) angeordnete Teil (II1) der Druckkammer (7) an der Nadelkarte (12) über einen Ring (15) aus elektrisch isolierendem Werkstoff angeordnet ist, und dass die Prüfnadeln (3) der Nadelkarte (12) durch den Ring (15) geführt sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem mit der Nadelkarte (12) verbundenem Teil (11') der Druckkammer (7) und dem beweglichen Teil (13) der Druckkammer (7) wenigstens eine Feder vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass zwischen der der Halbleiterscheibe (5) zugekehrten Stirnfläche des beweglichen Teils (13) der Druckkammer (7) und der Halbleiterscheibe (5) ein Spalt (14), in dem ein Luftlager ausgebildet ist, vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass der Druckkammer (7) eine Einrichtung (17) zum Überwachen des Druckes im Innenraum (9) der Druckkammer (7) zugeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung ein Druckschalter oder ein Drucksensor (17) ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch
gekennzeichnet, dass die Einrichtung (17) zum Überwachen des Druckes im Innenraum (9) der Druckkammer (7)
unmittelbar zugeordnet ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (17) zum Überwachen des Druckes im Innenraum (9) der Druckkammer (7) mit dem Innenraum (9) über eine Leitung verbunden ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (17) zum Überwachen des Druckes im Innenraum (9) der Druckkammer (7) der Druckgaszuführung (8) zugeordnet ist.
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