Halbleiter-Testzelle | Plattform für die effiziente Entwicklung anspruchsvoller Halbleitertestlösungen

Die Entwicklung und Qualifizierung moderner Halbleiter erfordert flexible, industrienahe Testinfrastrukturen. Bevor ein Chip in die Serienfertigung überführt werden kann, muss geprüft werden, ob die integrierte Schaltung die vorgesehenen elektrischen und funktionalen Eigenschaften erfüllt. Die Testergebnisse liefern dabei nicht nur Erkenntnisse über die Qualität einzelner Chips, sondern auch wichtige Informationen über deren Verhalten und die Stabilität von Herstellungsprozessen. Das Fraunhofer IIS bietet hierfür mit seiner automatisierten Testzelle eine umfassende Lösung, die den Übergang von der Charakterisierung im Entwicklungsstadium bis zum seriennahen Test begleitet und so den Weg in die Serienproduktion erleichtert.

Die automatisierte Halbleiter-Testzelle des Fraunhofer IIS ist darauf ausgelegt, integrierte Schaltungen über verschiedene Phasen ihrer Entwicklung hinweg zu testen. Dafür verbindet sie Entwicklung, Verifikation und Durchführung von Tests entlang des gesamten Produktlebenszyklus. Um das zu ermöglichen, kombiniert die Plattform ein automatisiertes Testsystem, das sogenannte Automatic Test Equipment (ATE), mit einem automatisierten Pick-and-Place-Handler zur Handhabung von Chips im Package. Diese Geräte wurden im Rahmen von APECS beschafft.

Ein zentraler Schwerpunkt der Testzelle ist der Transfer in die Produktion. Ihre Besonderheit liegt in der industriell ausgerichteten Infrastruktur, die durch die langjährige Anwendungs- und Systemexpertise des Fraunhofer IIS im Bereich der optischen, magnetischen und gasbasierten Sensorik ergänzt wird. So können auch komplexe Testprogramme, -hardware und -abläufe auf industriekompatiblem Equipment entwickelt, an die Anforderungen der späteren Serienprüfung angepasst und an Serien-Testhäuser übertragen werden. Dies ermöglicht die Überführung von ASICs und Chiplets aus der Entwicklung in die Produktion.
Darüber hinaus eignet sich die Testinfrastruktur für die Charakterisierung einzelner Entwicklungsbausteine, für Kleinserien sowie seriennahe Stückzahlen. Damit unterstützt das Fraunhofer IIS Kunden flexibel entlang des gesamten Produktentstehungsprozesses von ersten Prototypen bis zur Produktionsüberführung.
Für 2027 ist die Erweiterung der Testzelle um einen Wafer- und Frame-Prober geplant. Dieser ergänzt die Testmöglichkeiten um Messungen auf Wafer-, sowie Frame- und Panel-Ebene. Damit sollen sich integrierte Schaltungen sowohl während der Entwicklung als auch in seriennahen Testabläufen auf Wafer- bzw. Bare-Die-Ebene elektrisch und sensorisch charakterisieren, qualifizieren und testen lassen.