[发明专利]具有一探针装置的测试系统及转位机构

说明书

本发明的一种探针装置在一侧上具有带有接触结构的探针导线。该接触结构用于接触另一测试设备或组件(例如一电路板)上对应的接触结构。该探针导线具有探测期望接受测试的一器件的尖端。信号通过来自探针卡的该探针导线(例如，通过一电路板)被传输到其他诊断设备。该探针卡与该电路板的该接触允许信号通过该探针导线传送到该其他诊断设备。在该探针卡的另一侧上为一连接器结构。该连接器结构包括一固位体，该固持器可允许自一测试系统替换该探针卡，例如允许该探针卡自一固持器连接及断开连接。

本申请是申请日为2012年7月6日，申请号为201280041706.1的发明专利申请的分案申请，在此通过引用将原母案申请全部内容结合到本申请中。

本申请要求2011年7月6日递交的申请名称为“具有探针卡和连接器机构的测试设备”的美国临时申请61/504907的权益，该美国临时申请案的全部内容以引用的方式包括到本申请中。本申请还要求于2012年1月31日提出申请名称为“具有探测设备和转位机构的测试设备”的美国临时申请61/592760的权益，该美国临时申请的全部内容以引用的方式包括到本申请中。

技术领域

通常地，本发明涉及测试设备及系统，具体地，用于测试半导体器件的测试设备及系统。更具体地，本申请揭示的内容涉及具有探针卡的系统及装置，该探针卡可与其他测试设备一起用于电探测半导体器件，例如半导体晶圆或微机电系统(MEMS)器件。

背景技术

在半导体工业中例如使用使晶圆探测及测试可能会更高效、准确。随着半导体工业发展且器件变得越来越小，测试晶圆所需的设备变得更加复杂、昂贵。为了使投资回报最大化，必须高效地利用复杂、昂贵的设备。测试要求的复杂性意味着该设备还必须高效地执行诊断测试。由于电以及机械使用，当探针磨损以及探针吸附微粒时，用于探测晶圆的探针卡也会磨损劣化。目前为了在探针卡磨损时对其进行替换，在替换探针卡时必须将探测器及测试器停止。替换探针卡需要花费数分钟，该时间可用于测试晶圆。替换晶圆的动作还可以改变晶圆/探针卡/探测器/测试头系统的机械配合，从而导致不同的电结果。主板诊断卡改变的验证则可以超过两倍于前述的停机时间。

发明内容

例如，减少对停止测试设备以替换探针卡的需求以改进晶圆测试的利用及电效能将是有益的。本申请描述了在系统中对测试半导体器件有用的测试系统、装置及设备。更具体地，本发明描述了可用于电探测半导体器件例如半导体晶圆或MEMS器件的一探针装置。

通常地，所述探针装置被构造为探针卡，所述探针卡在一侧上具有探针导线的一接触结构。在一些实施例中，这些探针导线可以被镀金。所述接触结构用于接触另一测试设备或组件例如一电路板上的各个接触结构。这些探针导线还包括尖端，所述尖端用于探测期望接受测试的器件，例如在半导体测试中的受测试器件(DUT)。信号通过来自探针卡的这些探针导线、通过插入的所述探针卡或核心与所述电路板的接触、进而通过所述电路板被传输到其他诊断设备。所述探针卡与所述电路板的所述接触允许信号通过这些探针导线被传送到所述其他诊断设备。

一连接器结构也位于所述探针卡上，例如，在所述装置的另一侧上。所述连接器结构允许所述探针卡自一固持器连接或断开连接。

在一实施例中，所述连接器结构包括一插座架座，所述插座架座例如可以与一固持器连接，例如可通过将所述连接器结构的插座架座连接到所述固持器的一连接器结构上，实现与所述固持器的连接。在一些实例中，所述固持器上的所述连接器结构为一配对连接器，例如球形架座，以允许所述探针卡的微小移动(例如倾斜移动)以便于例如与一电路板进行良好的接触。

在一实施例中，所述固持器允许用另一探针卡(例如，具有一不同接触结构的另一探针卡或用于替换磨损的或已使用的探针卡的替换卡)替换一探针卡。在一些实施例中，所述固持器具有连接到其自身的多个探针卡，且被配置以用于允许在连接到所述固持器的这些探针卡间互换(例如允许在测试间改变一探针卡)。在一些实施例中，所述固持器为用于测试装置的一组件系统的一部分，其中所述固持器能够根据需要操作及定位该探针卡。