Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss des mechanischen Kontaktes von Nadeln auf Pads, die über bruchempfindlichen Schichten von Halbleiter-Bauelementen angeordnet sind, untersucht. Getrieben durch den hohen Kostendruck schreitet die Miniaturisierung in der Halbleitertechnologie weiter fort. Dadurch bekommen Zuverlässigkeitsaspekte von mikroelektronischen Bauelementen wachsende Bedeutung. Um zusätzliche Chipfläche zu sparen, sind die Kontaktpads bei heutigen Chips oft direkt über dem Schaltungs- und Verdrahtungsbereich angeordnet. Diese Konfiguration wird als Pad-over-active-Area bezeichnet. Die Chips werden vor der Weiterverarbeitung auf dem Wafer im industriellen Maßstab auf die Einhaltung der Spezifikation elektrisch getestet, wobei die Nadelkarte das Verbindungsglied zwischen Schaltung und Tester darstellt. Der Schichtverbund, der aus mehrlagigen Metallbahnen und Oxid-Füllstrukturen besteht, weist dabei Schichtdicken im Sub-Mikrometerbereich auf. Die zulässigen Kontaktkräfte und Spitzengrößen der Kontaktiernadel, die erforderlich sind, um noch einen zuverlässigen elektrischen Kontakt zu gewährleisten, sind daher hinreichend genau zu bestimmen, um keine Beschädigung des Schichtverbundes zu generieren. Es werden die wesentlichen Einflussgrößen, die zum Versagen (Bruch) der Schichten führen kann, bestimmt. Weiterhin werden Methoden und Geräte, die für die Bestimmung der Bruchhäufigkeit erforderlich sind, entwickelt. Der Schwerpunkt der Forschung bei Werkstoffen der Halbleitertechnologie lag in der Vergangenheit in der Untersuchung der elektrischen und physikalischen Eigenschaften und Prozesstechnologien. Diese Arbeit soll einen neuen Beitrag zum Verständnis der Versagensmechanismen durch das Probing und zur Optimierung des Schichtverbundes bei Pads über aktiven Bereichen leisten. Außerdem kann den Nadelkarten-Herstellern damit die für die Zuverlässigkeit und Kontaktstabilität relevanten Parameter für einen optimalen Entwurf geliefert werden.     «

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss des mechanischen Kontaktes von Nadeln auf Pads, die über bruchempfindlichen Schichten von Halbleiter-Bauelementen angeordnet sind, untersucht. Getrieben durch den hohen Kostendruck schreitet die Miniaturisierung in der Halbleitertechnologie weiter fort. Dadurch bekommen Zuverlässigkeitsaspekte von mikroelektronischen Bauelementen wachsende Bedeutung. Um zusätzliche Chipfläche zu sparen, sind die Kontaktpads bei heutigen Chips oft direkt über d...     »

Within the scope of this work the influence of the mechanical contact of probes on pads placed over crack-sensitive layers of semiconductor components were evaluated. The miniaturization of semiconductor industry driven by high cost pressure is continuing resulting in more importance of reliability of microelectronic IC’s. In order to make chips smaller, contact pads of today’s IC’s are often placed on top of active circuitry area, called probing-over-active (POAA). To ensure the electrical specification the integrated circuits are tested on wafer level on a large industrial scale. Here the electrical connection element of the chip and the tester is the probe card. The thickness of multi-layers below the pad, consisting of metal traces and oxide filling structures, is submicron-dimensional. Therefore the maximum allowed contact forces and tip dimensions of the contact needles without cracking the layer stack have to be specified adequate in order to provide a reliable electrical contact. Here the essential parameters causing a mechanical failure of layers are determined. Furthermore methodologies and tools to evaluate the crack probability are developed. In the past the focus of research of semiconductor materials was on electrical and physical properties and process technologies. This work makes an important contribution for a better understanding of failure mechanism caused by probing and optimizing of POAA-pads. The manufacturers of probe cards derive an advantage by getting relevant parameters for an optimized design.     «

Within the scope of this work the influence of the mechanical contact of probes on pads placed over crack-sensitive layers of semiconductor components were evaluated. The miniaturization of semiconductor industry driven by high cost pressure is continuing resulting in more importance of reliability of microelectronic IC’s. In order to make chips smaller, contact pads of today’s IC’s are often placed on top of active circuitry area, called probing-over-active (POAA). To ensure the electrical spec...     »