[发明专利]用于探测半导体晶片的可替换探针装置

说明书

交叉引用相关申请

本申请要求美国临时专利申请序列号60/940,242的优先权，申请日是2007 年5月25日，该专利主题在此引用作为参考。

本申请也涉及美国实用新型专利申请序列号09/730,130，申请日是2000年 12月4日，现在授予专利6,586,954；美国实用新型专利申请序列号10/601,764， 申请日是2003年6月23日；美国实用新型专利申请序列号09/021,631，申请 日1998年2月10日，现在授予专利6,201,402；美国实用新型专利申请序列号 10/607,768，申请日2003年6月27日；美国专利申请序列号10/383,079，申请 日2003年3月6日；美国实用新型专利申请序列号10/809,051，申请日2004 年3月25日；美国实用新型专利申请序列号11/216,757，申请日2005年8月 31日；这些专利的主题在此引用作为参考。

技术领域

本发明通常涉及半导体测试设备，尤其涉及在半导体测试设备中使用的用于 电探测半导体晶片上的设备的探针装置。

背景技术

半导体产业需要使用许多半导体晶片上的电子设备。随着半导体产业发展 以及设备越来越复杂，许多电设备，最普通的半导体设备，必须要电测试，例 如，测试漏电流和极低工作电流。这些电流通常低于100fA。此外，电流和设 备特性通常需要在宽温度范围上进行评定，以了解温度怎样影响设备，由此具 有可控制的器件特性。为了在低于100fA的电流下进行有效测量，测量信号必 须相对外部电干扰、通过电介质材料的漏电流、寄生电容、静电噪声、压电噪 声以及电介质吸收等隔离。

此外，由于芯片间距(die pitches)的广泛多样性(涉及芯片(die)/晶片上 相邻设备之间的间距或基板上相邻探针瓦片(probe tiles)的间距)，使用者需 要在多种基板上重复使用探针瓦片的灵活性。这些基板与不同的芯片间距匹配。 芯片间距与芯片的尺寸相关。芯片间距的尺寸可以变化，例如，从10mm²到 30mm²等等。另外，芯片间距的形状也可以变化，例如，矩形、正方形等等。

目前，半导体测试装置这样设计，如果芯片/晶片上的芯片间距的尺寸或形 状不同，使用者不得不使用不同的探针瓦片(或有时称作“探针卡”)。

因此，想要得到允许重复使用探针瓦片的灵活性的探针装置。进一步地， 希望外部电干扰、通过电介质材料的漏电流、寄生电容、静电噪声、压电噪声 以及电介质吸收有效减少或消除。

发明内容

为了解决上述和其它问题，本发明提供一种用于测试晶片上的半导体设备 的探针装置。

在本发明的一个实施例中，探针装置包括：

具有至少一个接收孔的可互换板；

置于至少一个接收孔中的至少一个探针瓦片；

至少一个浮板，该至少一个浮板布置在各个探针瓦片与接收孔之间；以及

控制机构，该控制机构提供多维自由度运动以控制探针瓦片与可互换板的 各个接收孔的相对位置。

在本发明的又一个实施例中，浮板包括：至少一个用于接收限制螺钉以将 浮板设置于可互换板上的限制槽，至少一个千斤顶螺钉，以及至少一个用于接 收“操纵杆”式的杆的调节孔。

进一步地，在本发明的一个实施例中，多维自由度运动包括由“操纵杆”式 的杆控制的平移(X-Y)运动和旋转()运动，以及由千斤顶螺钉控制的平移 (Z)运动和俯仰(pitch)、滚动(roll)运动。在一个实施例中，具有两个千斤 顶螺钉以及两个“操纵杆”式的杆。

在本发明的再一个实施例中，探针瓦片是自备的单元并且可以从各个接收 孔拆卸或者替换。置于可互换板下的晶片上的多个设备可以单独或者同时测试， 并且晶片上的不同设备组可以在替换至少一些探针瓦片后测试。

从以下的详细描述中本领域技术人员将显然知晓本发明的这些和其它优 点，其中显示和描述本发明的示例性实施例，其包括计划用于执行本发明的最 佳方式。将了解到，本发明能够在各种显而易见的方面修改，所有的修改不脱 离本发明的精神和范围。因此，附图和详细的描述被看作是本质上的示例而不 是限制。

附图说明

图1为通常根据本发明原理的探针装置的一个实施例的分解图。