專利名稱：半導(dǎo)體器件測(cè)試系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)半導(dǎo)體器件的電特性進(jìn)行測(cè)試的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
通常，半導(dǎo)體加工工藝包括對(duì)集成在晶圓上的每個(gè)半導(dǎo)體器件的電特性進(jìn)行測(cè)試的芯片電測(cè)(electrical die sorting, EDS)工藝。EDS工藝包括對(duì)于半導(dǎo)體器件的電路特性或操作可靠性進(jìn)行測(cè)量以及對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)以揀選并標(biāo)記半導(dǎo)體器件是否是適于銷售的。可以使用測(cè)試系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行EDS工藝，該測(cè)試系統(tǒng)被配置為對(duì)集成在晶圓上的半導(dǎo)體器件施加電信號(hào)并測(cè)量來(lái)自該半導(dǎo)體器件的電信號(hào)而對(duì)半導(dǎo)體器件的適銷性進(jìn)行評(píng)價(jià)。用于EDS工藝的測(cè)試系統(tǒng)可以包括產(chǎn)生電信號(hào)的測(cè)試器和帶有探針尖端的探針板。在EDS工藝期間，探針尖端可以與晶圓接觸，從而作為測(cè)試器與半導(dǎo)體器件之間的電路徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種被配置為以高效率對(duì)半導(dǎo)體器件的電特性進(jìn)行測(cè)試的系統(tǒng)和方法。根據(jù)本發(fā)明思想的示例實(shí)施例，一種半導(dǎo)體器件測(cè)試系統(tǒng)可以包括測(cè)試器，其被配置為對(duì)在晶圓上提供的半導(dǎo)體器件的電特性進(jìn)行評(píng)價(jià)；以及探針單元，其被配置為在所述測(cè)試器與所述半導(dǎo)體器件之間傳遞用于對(duì)所述半導(dǎo)體器件進(jìn)行測(cè)試的電信號(hào)。所述探針單元可以包括外殼；晶圓支撐元件，其被固定布置在所述外殼中并且提供用于放置所述晶圓的空間；印刷電路板，其被布置在所述外殼上并且傳遞來(lái)自所述測(cè)試器的電信號(hào)和向所述測(cè)試器傳遞電信號(hào)；以及探針板，其被布置在所述外殼中與所述晶圓支撐元件相對(duì)。所述探針板可以包括將電信號(hào)傳遞至在晶圓上提供的半導(dǎo)體器件的多個(gè)探針引腳，并且每個(gè)探針引腳可以包括被配置為可調(diào)整地與所述晶圓接觸并且可調(diào)整地改變其自身垂直位置的探針尖端。根據(jù)本發(fā)明思想的其他示例實(shí)施例，一種對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行測(cè)試的方法可以包括使用設(shè)有探針尖端的探針板對(duì)晶圓的電特性進(jìn)行評(píng)價(jià)。在此，探針尖端的密度可以大于在待測(cè)晶圓上提供的電極焊盤的密度。此外，根據(jù)所述晶圓的種類，將所述探針尖端分類為用于評(píng)價(jià)的活性探針尖端和不用于評(píng)價(jià)的非活性探針尖端。根據(jù)本發(fā)明思想的示例實(shí)施例，可以高效地執(zhí)行對(duì)半導(dǎo)體器件的電特性進(jìn)行測(cè)試的工藝。在一些實(shí)施例中，可以共同使用一塊探針板對(duì)各種半導(dǎo)體器件的電特性進(jìn)行測(cè)試。


圖I是提供有半導(dǎo)體器件的晶圓的示意平面圖。、
圖2是圖I的“A”部分的放大平面圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明思想的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件測(cè)試系統(tǒng)的示意圖。圖4是示出了圖3的探針單元的示意截面圖。圖5是示出了圖4的印刷電路板的示意頂視圖。圖6是示出了圖4的印刷電路板的示意底視圖。圖7是示出了圖4的印刷電路板的示意截面圖。圖8是示出了圖4的探針板的示意頂視圖。圖9是示出了圖4的探針板的示意底視圖。 圖10是示出了圖4的探針板的示意截面圖。圖11是示出了圖10的探針引腳的示意截面圖。圖12是示出了圖10的探針引腳的操作的示圖。圖13是示出了圖4的探針引腳的示意截面圖。圖14是示出了印刷電路板和探針板的操作的示圖。圖15至圖20是示例地示出了根據(jù)晶圓的種類使用不同的探針尖端作為活性探針尖端的示例方法的示圖。圖21是示出了根據(jù)本發(fā)明思想的其他示例實(shí)施例的印刷電路板與探針板接合狀態(tài)的示意截面圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參考附圖I至21對(duì)本發(fā)明思想的示例實(shí)施例進(jìn)行更加完整地描述，在附圖中示出了示例實(shí)施例。然而，本發(fā)明思想的示例實(shí)施例可以以多種不同的形式來(lái)具體實(shí)現(xiàn)，并且不應(yīng)當(dāng)解釋為限定于在此敘述的實(shí)施例；而是，提供這些實(shí)施例的目的是使得本公開是全面且完整的，并且將向本領(lǐng)域普通技術(shù)人員完整地傳達(dá)示例實(shí)施例的思想。在附圖中，為了清楚起見，對(duì)層和區(qū)域的厚度進(jìn)行了放大。圖I是具有半導(dǎo)體器件的晶圓的示意平面圖，圖2是示意地示出了圖I的“A”部分的放大平面圖。參考圖I和圖2，可以通過(guò)芯片加工工藝將多個(gè)半導(dǎo)體器件I集成在晶圓W上。隨后，可以執(zhí)行芯片電測(cè)(EDS)工藝，以對(duì)集成在晶圓W上的半導(dǎo)體器件I的電特性進(jìn)行測(cè)試。EDS工藝可以包括對(duì)半導(dǎo)體器件I施加電信號(hào)/對(duì)來(lái)自半導(dǎo)體器件I的電信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，以及評(píng)價(jià)每個(gè)半導(dǎo)體器件I是否是適于銷售的。在一些實(shí)施例中，如圖2所示，每個(gè)半導(dǎo)體器件I可以包括在其頂面上形成的電極焊盤5，并且用于EDS工藝的電信號(hào)可以經(jīng)由電極焊盤5向半導(dǎo)體器件I的內(nèi)部電路傳遞/從半導(dǎo)體器件I的內(nèi)部電路傳遞出來(lái)。圖3是根據(jù)本發(fā)明思想的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件測(cè)試系統(tǒng)10的示意圖。參考圖3，半導(dǎo)體器件測(cè)試系統(tǒng)10可以包括探針單元100、測(cè)試器300和裝載機(jī)400。探針單元100可以被配置為對(duì)半導(dǎo)體器件I的電特性進(jìn)行測(cè)試。探針單元100可以與裝載機(jī)400相鄰布置。測(cè)試器300可以與探針單元100相鄰布置。測(cè)試器300可以包括測(cè)試器主體310和測(cè)試器頭320。測(cè)試器主體310可以被配置為產(chǎn)生對(duì)半導(dǎo)體器件I進(jìn)行電測(cè)試所需的電信號(hào)。測(cè)試器頭320可以包括被配置為與探針單元100接觸的基底330。測(cè)試器頭320可以配置為將測(cè)試器主體310中產(chǎn)生的電信號(hào)經(jīng)由基底330施加至探針單元100并接收從探針單元100返回的電信號(hào)。從探針單元100返回的電信號(hào)可以包含關(guān)于半導(dǎo)體器件I的適銷性的信息。裝載機(jī)400可以被配置為保持要被測(cè)試器300測(cè)試的或者已經(jīng)被測(cè)試器300測(cè)試的至少一個(gè)晶圓W。此外，裝載機(jī)400可以被配置為向/從探針單元100傳遞晶圓W。圖4是根據(jù)本發(fā)明思想的示例實(shí)施例的探針單元的示意截面圖。圖4可以是圖3的探針單元100的示意截面圖。參考圖4,探針單元100可以包括外殼110、晶圓支撐元件120、印刷電路板130和探針板200。外殼110可以被配置為在對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行電測(cè)試(諸如EDS工藝)期間提供用于放置晶圓W的空間。外殼110可以與裝載機(jī)400相鄰布置。外殼110可以被配置為具有頂部開口結(jié)構(gòu)，并且外殼110可以包括側(cè)壁111和底部部分113。 側(cè)壁111可以包括與裝載機(jī)400相鄰的第一側(cè)壁、從第一側(cè)壁橫向延伸的第二側(cè)壁和第三側(cè)壁、以及與第一側(cè)壁相對(duì)布置的第四側(cè)壁。側(cè)壁111可以被配置為限定晶圓通路115和探針板通路117?？梢栽诘谝粋?cè)壁上提供晶圓通路115。使用裝配在裝載機(jī)400中的晶圓遞送元件(未示出)，裝載機(jī)400中的晶圓W可以經(jīng)由晶圓通路115被傳遞至外殼110中?？梢詫⑻结槹逋?17配置為允許將探針板200移入或移出外殼110?？梢栽诘谝粋?cè)壁或第二側(cè)壁上提供探針板通路117。外殼110可以包括連接凹槽116，可以將探針板200插入其中。在第一側(cè)壁上提供探針板通路117的情況下，可以在第二、第三和第四側(cè)壁的內(nèi)表面上提供連接凹槽116?？商鎿Q地，在第二側(cè)壁上提供探針板通路117的情況下，可以在第一、第三和第四側(cè)壁的內(nèi)表面上提供連接凹槽116。探針板200可以被插入連接凹槽116中，以被裝配在外殼110中。可以將晶圓支撐元件120固定地裝配在外殼110中。晶圓支撐元件120可以包括板122和溫度控制裝置124?？梢詫⒕AW裝載在板122的頂面上。板122可以相對(duì)于外殼110的側(cè)壁111進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并且由于板122的旋轉(zhuǎn)，晶圓W中的半導(dǎo)體器件的電極焊盤可以與探針板200的探針尖端252對(duì)準(zhǔn)。溫度控制裝置124可以被配置為對(duì)晶圓W的溫度進(jìn)行控制。在此情況下，可以在由溫度控制裝置124控制的各種溫度條件下對(duì)半導(dǎo)體器件I的電特性進(jìn)行測(cè)試?？梢詫囟瓤刂蒲b置124布置在板122中，并且溫度控制裝置124可以包括加熱部件124a和冷卻部件124b?？梢詫⒓訜岵考?24a配置為將板122和晶圓W加熱至高溫?？梢詫⒗鋮s部件124b配置為將板122和晶圓W冷卻至低溫。此外，可以將加熱部件124a和冷卻部件124b分別配置為保持升溫條件和降溫條件。在一些實(shí)施例中，加熱部件124a可以具有線圈形狀并且被布置為與板122共面。冷卻部件124b可以具有線圈形狀并且被布置為與加熱部件124a相鄰且共面。圖5至圖7是示出了圖4的印刷電路板130的示意圖。參考圖4至圖7，可以將印刷電路板130配置為允許測(cè)試器300和探針板200彼此交換與半導(dǎo)體器件的電測(cè)試相關(guān)聯(lián)的電信號(hào)。
可以在外殼110的上部分中布置印刷電路板130。印刷電路板130可以包括板131、上部端子132、下部端子134和信號(hào)互連線路136。板131可以具有板形狀。板131可以具有多種板形狀中的一種；例如，從如圖5所示的頂視圖來(lái)看，板131可以具有矩形板形狀?？梢栽谟∷㈦娐钒?30的頂面上布置多個(gè)上部端子132?？梢詫⑸喜慷俗?32配置為與測(cè)試器頭320接觸。 從而，可以將上部端子132電連接至測(cè)試器頭320。在一些實(shí)施例中，可以將連接器或焊盤用作上部端子132?？梢栽谟∷㈦娐钒?30的底面上布置多個(gè)下部端子134?？梢詫⑾虏慷俗?34配置為與探針板200接觸。從而，可以將下部端子134電連接至探針板200。在一些實(shí)施例中，可以將焊盤用作下部端子134?？梢栽谟∷㈦娐钒?30中布置多條信號(hào)互連線路136。上部端子132和下部端子134可以經(jīng)由信號(hào)互連線路136彼此電連接?？梢詫㈦娦盘?hào)從測(cè)試器頭320經(jīng)由上部端子132和信號(hào)互連線路136傳遞至下部端子134，然后傳遞至連接到下部端子134的探針板200。在一些實(shí)施例中，可以將每個(gè)上部端子132連接至多條信號(hào)互連線路136中對(duì)應(yīng)的一條，并且可以將每條信號(hào)互連線路136連接至多個(gè)下部端子134中對(duì)應(yīng)的一個(gè)。換言之，可以將每個(gè)上部端子132經(jīng)由多條信號(hào)互連線路136中對(duì)應(yīng)的一條耦接至多個(gè)下部端子134中對(duì)應(yīng)的一個(gè)。在這些實(shí)施例中，可以防止在各個(gè)上部端子132之間、在各個(gè)下部端子134之間或者在各條信號(hào)互連線路136之間產(chǎn)生電信號(hào)串?dāng)_。在一些實(shí)施例中，要被傳遞至探針板200的電信號(hào)可以包括用于對(duì)半導(dǎo)體器件I的電特性進(jìn)行測(cè)試的第一電信號(hào)以及用于改變探針尖端252相對(duì)于晶圓W的相對(duì)位置的第二電信號(hào)。在此情況下，上部端子132、下部端子134和信號(hào)互連線路136可以分別包括用于傳遞第一電信號(hào)的第一上部端子132a、第一下部端子134a和第一線路136a并且分別包括用于傳遞第二電信號(hào)的第二上部端子132b、第二下部端子134b和第二線路136b。圖8至圖10是示出了圖4的探針板200的示意圖。參考圖2以及圖8至圖10，可以將探針板200配置為將從印刷電路板130傳遞的電信號(hào)施加至半導(dǎo)體器件I的電極焊盤5。在一些實(shí)施例中，可以將探針板200通用于各種不同的晶圓，這些晶圓在晶圓W中布置的半導(dǎo)體器件I和/或在半導(dǎo)體器件I中布置的電極焊盤5的布局方面以及數(shù)量方面是彼此不同的?？梢詫⑻结槹?00與晶圓支撐元件120相對(duì)布置。探針板200可以包括支撐板210和探針引腳250。支撐板210可以具有板形狀。支撐板210可以具有多種板形狀中的一種例如，從如圖8所示的頂視圖來(lái)看，支撐板210可以具有矩形板形狀。支撐板210可以具有多個(gè)孔，并且可以將每個(gè)探針引腳250插入多個(gè)孔中對(duì)應(yīng)的一個(gè)孔中?？梢詫⒅伟?10通過(guò)外殼110的探針板通路117插入連接凹槽116中?？梢詫⒅伟?10與探針引腳250的外部主體254結(jié)合。在一些實(shí)施例中，支撐板210還可以包括被配置為向外部主體254傳遞電信號(hào)的信號(hào)互連線路212。圖11和圖12分別是示意地示出了圖10的探針引腳250及其操作的示圖。
參考圖11和圖12，可以將探針引腳250配置為向集成在晶圓W上的半導(dǎo)體器件I的電極焊盤5施加電信號(hào)。在一些實(shí)施例中，例如，各個(gè)探針引腳250可以分別與各個(gè)電極焊盤5接觸。探針引腳250可以穿透支撐板210而被插入支撐板210中。探針板200可以包括多個(gè)探針引腳250，可以將這些探針引腳250在支撐板210上排列為矩陣或點(diǎn)陣形狀。在一些實(shí)施例中，探針引腳250的密度(S卩，每單位面積中探針引腳250的數(shù)量)可以大于在晶圓W上提供的電極焊盤5的密度。每個(gè)探針引腳250可以包括探針尖端252、外部主體254和施壓元件256?？梢詫⑻结樇舛?52配置為與電極焊盤5接觸?？梢越?jīng)由探針尖端252直接向半導(dǎo)體器件I施加用于對(duì)半導(dǎo)體器件I的電特性進(jìn)行測(cè)試的第一電信號(hào)。探針尖端252可以具有頂部開口的圓柱體形狀。探針尖端252的外部底面可以與電極焊盤5接觸，而探針尖端252的內(nèi)部底面可以與施壓元件256結(jié)合。可以根據(jù)探針尖端252是否用于對(duì)晶圓支撐元件120上加載的晶圓的電特性進(jìn)行測(cè)試而將探針尖端252分類為活性探針尖端和非活性探針尖端。 外部主體254可以具有圍繞探針尖端252的側(cè)壁的管狀形狀。可以將外部主體254的側(cè)壁固定至支撐板210。外部主體254與探針尖端252可以彼此物理地接觸?？梢越?jīng)由外部主體254和外部主體254與探針尖端252之間的接觸表面將第一電信號(hào)傳遞至探針尖端252?？梢詫⑹涸?56配置為改變探針尖端252的垂直位置。例如，探針尖端252可以通過(guò)施壓元件256而向上或向下移動(dòng)?？梢詫⑹涸?56配置為允許各個(gè)探針尖端252彼此獨(dú)立地移動(dòng)。例如，可以將每個(gè)施壓元件256配置為選擇性地改變多個(gè)探針尖端252中對(duì)應(yīng)的一個(gè)的垂直位置。施壓元件256可以布置在外部主體254中并且可以與探針尖端252結(jié)合。施壓元件256可以沿其縱向方向被拉伸或收縮以改變探針尖端252的垂直位置。施壓元件256的上部分可以與印刷電路板130的第二下部端子134b接觸。施壓元件256可以響應(yīng)于從第二下部端子134b傳遞的電信號(hào)而被拉伸或收縮。施壓元件256可以包括接觸部分256a和可伸展部分256b。接觸部分256a可以與可伸展部分256b的上部分結(jié)合?？缮煺共糠?56b的下部分可以與探針尖端252的內(nèi)部底面結(jié)合?？梢越?jīng)由與第二下部端子134b接觸的接觸部分256a將第二電信號(hào)傳遞至可伸展部分256b。在一些實(shí)施例中，當(dāng)向可伸展部分256b施加第二電信號(hào)時(shí),可伸展部分256b可以沿其縱向方向被拉伸。施壓兀件256可以由多種材料形成。在一些實(shí)施例中，施壓兀件256可以包括能夠響應(yīng)于電信號(hào)而沿其縱向方向被拉伸或收縮的壓電元件，但是可以不將本發(fā)明思想的示例實(shí)施例限定于此。施壓元件256的形狀可以是能夠沿其縱向方向表現(xiàn)出拉伸或收縮的各種形式。例如，施壓元件256可以是類似彈簧的形狀。探針引腳250的外部主體254可以部分地覆蓋探針尖端252的上部側(cè)壁。如上所述，可以經(jīng)由外部主體254與探針尖端252之間的接觸表面將第一電信號(hào)傳遞至探針尖端252。在本發(fā)明思想的一些方面中，施壓元件256可以與外部主體254和探針尖端252電隔離。從而，施加至施壓元件256的第二電信號(hào)可以不受傳遞至外部主體254和探針尖端252的第一電信號(hào)的影響。圖13是示出了圖4的探針引腳的示意截面圖，圖14是示出了根據(jù)本發(fā)明思想的示例實(shí)施例的印刷電路板和探針板的操作的示圖。參考圖13和圖14，印刷電路板130可以經(jīng)由下部端子134與探針板200的頂面接觸。用于對(duì)半導(dǎo)體器件I的電特性進(jìn)行測(cè)試的第一電信號(hào)可以經(jīng)由第一上部端子132a、第一線路136a和第一下部端子134a被傳遞至探針引腳250。此外，用于移動(dòng)探針尖端252以使其與電極焊盤5接觸的第二電信號(hào)可以經(jīng)由第二上部端子132b、第二線路136b和第二下部端子134b被傳遞至探針引腳250。每個(gè)第一電信號(hào)和每個(gè)第二電信號(hào)可以被傳遞至多個(gè)探針引腳250中對(duì)應(yīng)的一個(gè)。換言之，可以將一個(gè)探針引腳250電耦接至一個(gè)第一下部端子134a和一個(gè)第二下部端子134b。第一下部端子134a可以與支撐板210的被連接至探針引腳250的外部主體254的信號(hào)互連線路212接觸。第二下部端子134b可以與探針引腳250的施壓元件256的上部分接觸。傳遞至信號(hào)互連線路212的第一電信號(hào)可以經(jīng)由外部主體254被傳遞至探針尖端252。如上所述，施加有第一電信號(hào)的探針尖端252可以作為用于對(duì)半導(dǎo)體器件I的電特性進(jìn)行測(cè)試的活性探針尖端?？梢赃B同第一電信號(hào)一起將第二電信號(hào)施加至探針引腳250。施加有第二電信號(hào)的施壓兀件256可以沿其縱向方向被拉伸以與在其下布置的電極焊盤5接觸。從而，可以經(jīng)由與電極焊盤5接觸的活性探針尖端將第一電信號(hào)傳遞至電極焊盤5。圖15至圖20是示例地示出了根據(jù)晶圓的種類使用不同的探針尖端作為活性探針尖端的示例方法的示圖。如參考圖15至圖20所描述的那樣，可以根據(jù)使用的晶圓W的類型的變化而選擇不同的探針尖端作為活性探針尖端。參考圖15至圖20，可以根據(jù)使用的晶圓W而改變半導(dǎo)體器件I上的電極焊盤5的布局或數(shù)量。如上所述，根據(jù)本發(fā)明思想的示例實(shí)施例，在支撐板210上提供的探針引腳250的密度可以大于電極焊盤5的密度。從而，可以使用參考圖15至圖20描述的探針板200來(lái)對(duì)各種類型的晶圓W進(jìn)行測(cè)試。對(duì)于圖15示出的晶圓W，可以將從測(cè)試器300產(chǎn)生的第一電信號(hào)和第二電信號(hào)傳遞至布置在電極焊盤5上方的一些探針引腳(例如，250b、250d、250f和250j)。然后，如圖16所不,施加有第一電信號(hào)和第二電信號(hào)的一些探針引腳的探針尖端(即，252b、252d、252f和252j)可以作為活性探針尖端。包含有活性探針尖端的探針引腳的施壓元件256可以響應(yīng)于第二電信號(hào)而被拉伸，因此活性探針尖端可以與被布置在該活性探針尖端之下的電極焊盤5接觸，并且可以經(jīng)由該活性探針尖端將第一電信號(hào)傳遞至電極焊盤5。圖17的晶圓W與圖15的晶圓W在電極焊盤5的布局和數(shù)量方面不同。在此情況下，從測(cè)試器300產(chǎn)生的第一電信號(hào)和第二電信號(hào)可以被傳遞至一些探針引腳(例如，250b、250f和250k)，這些探針引腳布置在電極焊盤5之上但是與圖15中的布置不同。然后，如圖18所示，施加有第一電信號(hào)和第二電信號(hào)的一些探針引腳的探針尖端(即，252b、252f和252k)可以作為活性探針尖端。包含有活性探針尖端的探針引腳的施壓元件256可以響應(yīng)于第二電信號(hào)而被拉伸，因此活性探針尖端可以與被布置在該活性探針尖端之下的電極焊盤5接觸，并且可以經(jīng)由該活性探針尖端將第一電信號(hào)傳遞至電極焊盤5。圖19的晶圓W與圖15和圖17的晶圓W在電極焊盤5的布局和數(shù)量方面不同。在此情況下，從測(cè)試器300產(chǎn)生的第一電信號(hào)和第二電信號(hào)可以被傳遞至一些探針引腳(例如，250b、250i和250k)，這些探針引腳布置在電極焊盤5之上但是與圖15和圖17中的布置不同。然后，如圖20所示，施加有第一電信號(hào)和第二電信號(hào)的一些探針引腳的探針尖端(即，252b、252f和252k)可以作為活性探針尖端。包含有活性探針尖端的探針引腳的施壓元件256可以響應(yīng)于第二電信號(hào)而被拉伸，因此活性探針尖端可以與被布置在該活性探針尖端之下的電極焊盤5接觸，并且可以經(jīng)由該活性探針尖端將第一電信號(hào)傳遞至電極焊盤5。如上所述，可以在電極焊盤5的布局和數(shù)量方面不同的晶圓W上將探針板200用于執(zhí)行半導(dǎo)體器件測(cè)試工藝。在此情況下，如圖15至圖20所示，用于對(duì)半導(dǎo)體器件I進(jìn)行測(cè)試的活性探針尖端的布局和數(shù)量可以根據(jù)使用的晶圓W的電極焊盤5的布局或數(shù)量而改變，但是本發(fā)明思想的示例實(shí)施例可以不限定于此。例如，根據(jù)電極焊盤5的布局或數(shù)量，可以使用一些探針尖端來(lái)測(cè)試彼此不同的多個(gè)晶圓。圖21是示出了根據(jù)本發(fā)明思想的其他示例實(shí)施例的印刷電路板與探針板接合狀態(tài)的示意截面圖。 根據(jù)參考圖15至圖20描述的示例實(shí)施例，雖然將多個(gè)探針引腳250布置在一個(gè)電極焊盤5上，但是多個(gè)探針引腳250中的一個(gè)探針引腳被向下移動(dòng)與布置在其下的電極焊盤5接觸。根據(jù)本發(fā)明思想的其他示例實(shí)施例，多個(gè)電極焊盤5中的一個(gè)可以與探針板200的至少一個(gè)探針尖端接觸。例如，如圖21所示，探針板200的所有探針尖端都可以被向下移動(dòng)與布置在其下的多個(gè)電極焊盤5接觸。換言之，多個(gè)電極尖端252可以與多個(gè)電極焊盤5中對(duì)應(yīng)的一個(gè)接觸。如圖21所示，在一些實(shí)施例中，可以根據(jù)由虛線所表示的第一電信號(hào)是否被施加至探針尖端252而將探針尖端252分類為活性探針尖端(例如，252b)和非活性探針尖端(例如，252a、252c、252d和252e)。換言之，可以將用于對(duì)半導(dǎo)體器件I進(jìn)行測(cè)試的第一電信號(hào)施加至活性探針尖端(即，252b)，同時(shí)可以不將第一電信號(hào)施加至非活性探針尖端(即，252a、252c、252d和252e)。在變型實(shí)施例中，在沒(méi)有任何探針引腳250的獨(dú)立移動(dòng)的情況下，圖21所示的探針板200可以朝向晶圓W被向下移動(dòng)以使得探針弓I腳250與電極焊盤5接觸。在此情況下，可以不獨(dú)立地操作各探針引腳250的探針尖端252。因此，不需要產(chǎn)生探針尖端252的獨(dú)立操作所需的第二電信號(hào)，并且此外，在半導(dǎo)體器件I的電測(cè)試期間可以不使用第二上部端子132b、第二下部端子134b和第二線路136b?？商鎿Q地，為了使得探針引腳250與電極焊盤5接觸，可以將所有探針尖端252朝向晶圓W向下移動(dòng)直到它們的底面與電極焊盤5的頂面共面，同時(shí)相對(duì)于晶圓W可以固定探針板200。在一些實(shí)施例中，探針引腳250的探針尖端252可以響應(yīng)于第二電信號(hào)被獨(dú)立地移動(dòng)。對(duì)于所有這些，可以將第一電信號(hào)施加至用于半導(dǎo)體器件I的電測(cè)試的活性探針尖端，而不施加至非活性探針尖端。雖然已經(jīng)具體地示出并描述了本發(fā)明思想的示例實(shí)施例，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不背離所附權(quán)利要求的精神和范圍的情況下可以在形式和細(xì)節(jié)上對(duì)這些示例實(shí)施例進(jìn)行改變。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件測(cè)試系統(tǒng)，其包括 測(cè)試器，其被配置為對(duì)在晶圓上提供的半導(dǎo)體器件的電特性進(jìn)行評(píng)價(jià)；以及 探針單元，其被配置為在所述測(cè)試器與所述半導(dǎo)體器件之間傳遞用于對(duì)所述半導(dǎo)體器件進(jìn)行測(cè)試的電信號(hào)， 其中所述探針単元包括 夕卜殼; 晶圓支撐元件，其被固定布置在所述外殼中并且提供用于放置所述晶圓的空間； 印刷電路板，其被布置在所述外殼上并且傳遞來(lái)自所述測(cè)試器的電信號(hào)和向所述測(cè)試器傳遞電信號(hào)；以及 探針板，其被布置在所述外殼中與所述晶圓支撐元件相對(duì)，所述探針板包括將電信號(hào)傳遞至在所述晶圓上提供的半導(dǎo)體器件的多個(gè)探針引腳， 其中每個(gè)探針引腳包括被配置為可調(diào)整地與所述晶圓接觸并且可調(diào)整地改變其自身垂直位置的探針尖端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件測(cè)試系統(tǒng)，還包括多個(gè)施壓元件，所述多個(gè)施壓元件以相對(duì)彼此獨(dú)立地移動(dòng)各個(gè)探針尖端的方式來(lái)分別改變各個(gè)探針尖端的垂直位置， 其中姆個(gè)所述施壓元件與各個(gè)探針尖端中對(duì)應(yīng)的ー個(gè)結(jié)合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件測(cè)試系統(tǒng)，其中可調(diào)整地拉伸或收縮所述施壓元件以改變所述探針尖端的垂直位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件測(cè)試系統(tǒng)，其中響應(yīng)于電信號(hào)來(lái)拉伸或收縮所述施壓元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件測(cè)試系統(tǒng)，其中所述施壓元件包括壓電元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件測(cè)試系統(tǒng)，其中所述施壓元件形成為彈簧形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件測(cè)試系統(tǒng)，其中經(jīng)由彼此不同的線路來(lái)提供用于使所述施壓元件變形的電信號(hào)和用于對(duì)所述半導(dǎo)體器件進(jìn)行測(cè)試的電信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件測(cè)試系統(tǒng)，其中所述探針引腳排列為矩陣或點(diǎn)陣形狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件測(cè)試系統(tǒng)，其中所述晶圓支撐元件包括 在其上布置所述晶圓的板；以及 在所述板中提供的溫度控制裝置， 其中所述溫度控制裝置包括對(duì)所述板進(jìn)行加熱的加熱部件和對(duì)所述板進(jìn)行冷卻的冷卻部件。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件測(cè)試系統(tǒng)，其中所述探針尖端具有頂部開ロ的圓柱體形狀，每個(gè)所述探針引腳還包括包封所述探針尖端的側(cè)壁的管狀的外部主體以及與所述外部主體和所述探針尖端結(jié)合的施壓元件，并且所述探針板還包括設(shè)有多個(gè)孔的支撐板，每個(gè)所述探針引腳被插入所述多個(gè)孔中的對(duì)應(yīng)的ー個(gè)孔中。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件測(cè)試系統(tǒng)，其中所述外殼被成形為具有在所述外殼的彼此面對(duì)的內(nèi)壁上形成的連接凹槽，并且所述探針板被插入在所述外殼中配備的所述連接凹槽中。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件測(cè)試系統(tǒng)，其中所述印刷電路板包括信號(hào)互連線路，每個(gè)所述信號(hào)互連線路被電連接至各個(gè)探針尖端中的對(duì)應(yīng)的ー個(gè)，并且 其中所述信號(hào)互連線路包括 傳遞來(lái)自所述探針尖端的用于對(duì)所述半導(dǎo)體器件進(jìn)行電測(cè)試的電信號(hào)和向所述探針尖端傳遞用于對(duì)所述半導(dǎo)體器件進(jìn)行電測(cè)試的電信號(hào)的第一線路；以及 傳遞用于縱向地拉伸或收縮所述施壓元件的電信號(hào)的第二線路。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體器件測(cè)試系統(tǒng)，其中所述印刷電路板還包括布置在所述印刷電路板底面上的下部端子以便將所述印刷電路板電連接至所述探針板， 其中所述下部端子包括連接至所述第一線路的第一下部端子和連接至所述第二線路的第二下部端子。
14.一種半導(dǎo)體器件測(cè)試方法，該方法包括使用設(shè)有探針尖端的探針板對(duì)晶圓的電特性進(jìn)行評(píng)價(jià)，該探針尖端的密度大于在待測(cè)晶圓上提供的電極焊盤的密度， 其中根據(jù)所述晶圓的種類，將所述探針尖端分類為用于評(píng)價(jià)的活性探針尖端和不用于評(píng)價(jià)的非活性探針尖端。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體器件測(cè)試方法，其中，在對(duì)所述晶圓的電特性進(jìn)行評(píng)價(jià)期間，所述活性探針尖端與在所述晶圓上提供的電極焊盤接觸，并且所述非活性探針尖端與在所述晶圓上提供的電極焊盤分離。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體器件測(cè)試方法，其中對(duì)與所述活性探針尖端的上部連接的施壓元件進(jìn)行拉伸以使得所述活性探針尖端與所述電極焊盤接觸。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體器件測(cè)試方法，其中根據(jù)電信號(hào)對(duì)所述施壓元件進(jìn)行拉伸。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體器件測(cè)試方法，其中所有所述探針尖端向所述半導(dǎo)體器件移動(dòng)，并且，在進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，不需要向所述非活性探針尖端施加用于評(píng)價(jià)的電信號(hào)，而經(jīng)由所述活性探針尖端向所述電極焊盤施加用于評(píng)價(jià)的電信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供了對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行測(cè)試的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)包括被配置為對(duì)在晶圓上提供的半導(dǎo)體器件的電特性進(jìn)行評(píng)價(jià)的測(cè)試器，以及被配置為在測(cè)試器與半導(dǎo)體器件之間傳遞用于對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行測(cè)試的電信號(hào)的探針單元。該探針單元可以包括外殼；晶圓支撐元件，其被固定布置在外殼中并且提供用于放置晶圓的空間；印刷電路板，其被布置在外殼上并且傳遞來(lái)自測(cè)試器的電信號(hào)和向測(cè)試器傳遞電信號(hào)；以及探針板，其被布置在外殼中與晶圓支撐元件相對(duì)。所述探針板可以包括傳遞來(lái)自半導(dǎo)體器件的電信號(hào)和向半導(dǎo)體器件傳遞電信號(hào)的多個(gè)探針引腳，并且每個(gè)探針引腳可以包括被配置為可調(diào)整地與晶圓接觸并且可調(diào)整地改變其自身垂直位置的探針尖端。
文檔編號(hào)G01R31/26GK102680876SQ20121006758
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月14日
發(fā)明者張仁訓(xùn) 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社