TW202127556A

TW202127556A - 探測裝置

Info

Publication number: TW202127556A
Application number: TW109135051A
Authority: TW
Inventors: 俊良劉
Original assignee: 大陸商迪科特測試科技(蘇州)有限公司
Priority date: 2019-12-27
Filing date: 2020-10-08
Publication date: 2021-07-16
Also published as: US20210199711A1; CN113053774A; US11293975B2

Abstract

本發明公開一種探測裝置，包括一夾具，經配置用以支撐一受測裝置（DUT）；以及一操縱器或探測卡，佈置在該夾具上方並包括從該操縱器朝向該夾具突出的多個探針，其中該夾具包括一粗糙化表面以及用於放置晶圓的真空抽吸孔。

Description

探測裝置

本發明涉及一種探測裝置，其包括配置用以在其上支撐受測裝置（DUT，device under test）的一夾具，尤其涉及具有一粗糙化表面配置用以支撐該DUT的該夾具。進一步，本發明涉及操作該探測裝置來探測佈置在一夾具上的該DUT的方法，並且尤其涉及一種探測佈置在該夾具的一粗糙化表面上的該DUT和用於放置晶圓的真空抽吸孔的方法。

像是晶圓這類半導體裝置在製造之後，會通過探測裝置的測試。然而，在製造和晶圓處理過程中，可能不期望地產生殘留物、污染物、顆粒或碎片並滴到半導體裝置上。這些不需要的材料會減少晶圓背面與支撐晶圓的夾具間的接觸，如圖1所示。另外，晶圓背面的不平坦度也可能不利地影響晶圓背面與夾具之間的接觸。進一步，具有平坦表面的夾具也可能減少晶圓背面與夾具之間的接觸。晶圓背面與夾具之間必須有良好的接觸，特別是在測試過程中使用大電流（例如高達數百安培）的情況下。這樣，晶圓背面與夾具之間接觸不良將不利地影響半導體裝置的測試。因此會降低半導體裝置的測試精確度。

因此，持續需要改進探測裝置的構造。

本“發明背景討論”段落僅提供背景信息。本發明背景技術討論中的陳述並非承認本發明背景技術討論部分中公開的主題構成本公開的現有技術，並且本發明背景技術討論部分中的任何部分都不能用作對本說明書任何部分的承認，包括發明背景技術部分的討論，構成本發明的現有技術。

本發明的一個實施方式提供一種探測裝置。該探測裝置包括一夾具，經配置用以支撐一受測裝置（DUT）；以及一操縱器或探測卡，佈置在該夾具上方並包括從該操縱器朝向該夾具突出的多個探針，其中該夾具包括一粗糙化表面以及用於放置晶圓的真空抽吸孔。

在一些具體實施例中，利用激光表面粗糙化操作或任何其他化學、機械等處理來製備該粗糙化表面，從而讓該夾具的一表面一貫地粗糙化，以成為該粗糙化表面。

在一些具體實施例中，該粗糙化表面為一無氧化物表面、一鍍鎳表面、一鍍金表面或鍍任何材料的表面。

在一些具體實施例中，該粗糙化表面包括從該夾具朝向該操縱器或探測卡突出的多個突出物。另外，這可為來自該夾具平坦表面的挖插件。尺寸變化的粒度、粗糙度、接觸面積將取決於實際操作需求，並且全部包含在本發明中。

在一些具體實施例中，所述多個突出物的高度彼此一致，並且可依照測試需求具有不同高度或任何形狀。

在一些具體實施例中，所述多個突出物的每一者都具有大約次微米至大約數百微米的高度，並且在一個夾具之內的尺寸變化甚至可以是不規則的，以滿足不同的要求。

在一些具體實施例中，所述多個突出物的每一者都包括與該DUT的一表面接觸的一突出、山峰或銳邊。

在一些具體實施例中，該粗糙化表面包括該夾具之內形成的多個凹槽，其中所述多個突出物與所述多個凹槽交錯佈置。

在一些具體實施例中，該探測裝置另包括由該夾具的該粗糙化表面與面向該粗糙化表面的該DUT表面所界定的多個凹陷。

在一些具體實施例中，該DUT的表面大體上為平坦表面。

在一些具體實施例中，該夾具的該整個粗糙化表面的粗糙度都一致。

在一些具體實施例中，該粗糙化表面的一第一部分的一第一粗糙度大體上等於與該第一部分相鄰的該粗糙化表面中一第二部分的一第二粗糙度。

在一些具體實施例中，該粗糙化表面塗上金屬材料。

在一些具體實施例中，該金屬材料包括金（Au）或鎳（Ni）。

在一些具體實施例中，該DUT為一半導體裝置或一晶圓。

本發明的另一種實施方式提供一種操作一探測裝置的方法。該方法包括：提供包括一粗糙化表面的一夾具；將一受測裝置（DUT）放置在該夾具的該粗糙化表面上；在該DUT和該夾具上方提供一操縱器或探測卡；以及通過多個從該操縱器或探測卡突出的探針來探測該DUT。

在一些具體實施例中，該放置該DUT包括朝向該夾具的該粗糙化表面抽吸該DUT。

在一些具體實施例中，通過使用激光移除或熔化部分該夾具表面來製備該粗糙化表面。

在一些具體實施例中，該方法另包括修改該夾具的一表面，來形成其上包括多個突出物的該粗糙化表面，或通過該夾具的該粗糙化表面將一電流輸送至該DUT。

在一些具體實施例中，在佈置該DUT之後，由該DUT和該夾具的該粗糙化表面形成多個凹陷，並且在所述多個凹陷的一或多者之內沉積污染物。

前面已相當概況地概述本發明的特徵及技術優點，以便更明白下列的本發明詳細說明。稍後將說明本發明的其他特色和優勢，形成本發明的專利主題。熟悉技術人士應明白，可方便地利用所公開的概念及特定具體實施例，作為修改或設計用以實施本發明的相同目的的其他結構或處理的基礎。熟悉技術人士還應認識到，此類等同構造並不背離所附請求項提出的本發明的精神及範圍。

本公開的以下描述伴隨附圖，這些附圖併入本說明書中並構成本說明書的一部分，並且例示本發明的具體實施例，但本發明並不限於這些具體實施例。此外，以下具體實施例可適當整合來完成另一個具體實施例。

參考"一個具體實施例"、"一具體實施例"、"示範具體實施例"、"其他具體實施例"、"另一個具體實施例"等等指示該具體實施例包含特定功能、結構或特性，但是每個具體實施例都不需要包含該特定功能、結構或特性。進一步，重複使用"在該具體實施例內"一詞並非必須參考相同具體實施例，不過有可能是相同的。

為了使本發明完全可理解，在以下說明中提供詳細的步驟和結構。顯然，本發明的實施方式不限於精通技術人士已知的特殊細節。另外，未詳細說明已知的結構和步驟，以免造成本發明非必要限制。底下將詳細說明本發明的優選具體實施例。然而，除了詳細說明之外，本發明還可在其他具體實施例中廣泛實現。本發明領域並不受限於所述詳細說明，而是由請求項所定義。

在本發明中，公開一種探測裝置。該探測裝置包括一夾具，經配置用以支撐一受測裝置（DUT），以及一操縱器或探測卡，佈置在該夾具上方。該夾具包括面向該操縱器或探測卡的一粗糙化表面。該粗糙化表面包括多個突出物以及相鄰突出物之間多個凹槽。這樣，不需要的材料，例如灰塵、殘留物、污染物、碎屑等就會沉積在該凹槽內。換句話說，不需要的材料被突出物包圍，因此不接觸DUT。結果，在該夾具與該DUT之間存在不需要的材料不會影響DUT的測試。

圖2為依照本發明中多個具體實施例的一探測裝置100的示意性剖面圖。在一些具體實施例中，探測裝置100經配置用以執行一受測裝置（DUT） 103的測試。在一些具體實施例中，探測裝置100包括一外殼101、佈置在外殼101之內的一夾具102，以及佈置在夾具102上方的一操縱器104。

在一些具體實施例中，外殼101界定一腔室101a，夾具102佈置在腔室101a內。在一些具體實施例中，外殼101包括在外殼101的頂端上方的一平板101b。在一些具體實施例中，平板101b為其上維持與支撐操縱器104或探測卡的平臺。在一些具體實施例中，平板101b包括一平坦表面，其上用以支撐操縱器104或探測卡。

在一些具體實施例中，夾具102經配置用以維持並支撐DUT 103。在一些具體實施例中，夾具102可繞著夾具102的中心旋轉，並且可朝向或遠離操縱器104或探測卡來移動。在一些具體實施例中，夾具102具有圓形、四邊形或多邊形的形狀。

在一些具體實施例中，DUT 103在探測或測試操作期間佈置在夾具102上。在一些具體實施例中，通過將DUT 103吸向夾具102來將DUT 103固定在夾具102上。在一些具體實施例中，使用真空將DUT 103抽向夾具102。在一些具體實施例中，使用真空抽吸將DUT 103固定在夾具102上。在一些具體實施例中，真空抽吸孔106經配置用以將DUT 103抽向夾具102，如此DUT 103可放置在夾具102上。在一些具體實施例中，DUT 103包括其上形成的電路。在一些具體實施例中，在DUT 103上方形成用於測試操作的多個測試墊。

在一些具體實施例中，DUT 103包括一正面103a和與正面103a相對的一背面103b。在一些具體實施例中，在正面103a之上形成電路或一裝置。在一些具體實施例中，在正面103a之上形成所述測試墊。在一些具體實施例中，DUT 103的背面103b與夾具102接觸。在一些具體實施例中，背面103b大體上為平坦表面。在一些具體實施例中，DUT 103為一半導體裝置、一半導體結構、一晶圓、一芯片等等。

在一些具體實施例中，操縱器104佈置於平板101b上方以及夾具102和DUT 103上方。在一些具體實施例中，操縱器104包括一電路板，用於測試DUT 103。在一些具體實施例中，操縱器104可為一定位器、一探測操縱器、一探測卡等等。在一些具體實施例中，一支撐物佈置於該電路板上，並且多個探針104a都用環氧樹脂固定在該支撐物上，並且從操縱器104朝向夾具102突出。在一些具體實施例中，每一探針104a的針尖都經配置用以接觸佈置在DUT 103上方的該測試墊。在一些具體實施例中，DUT 103的電路通過探針104a電連接至操縱器104的電路板。

在一些具體實施例中，夾具102包括一粗糙化表面102a，用於接觸DUT 103。在一些具體實施例中，粗糙化表面102a為夾具102的頂端表面或該頂端表面的一部分。圖3例示夾具102的粗糙化表面102a的放大圖。在一些具體實施例中，粗糙化表面102a面對操縱器104。在一些具體實施例中，通過激光表面粗糙化操作、化學蝕刻、機械粗糙化或任何其他合適的表面粗糙化操作，來製備粗糙化表面102a。夾具102的表面通過激光表面粗糙化操作或任何其他合適的操作進行粗糙化，來變成粗糙化表面102a。在一些具體實施例中，該表面粗糙化操作提供夾具102一致的表面粗糙化。在一些具體實施例中，夾具102的表面均勻粗糙化，來變成粗糙化表面102a。在一些具體實施例中，該表面粗糙化操作在夾具102上方形成多個銳利邊緣。在一些具體實施例中，粗糙化表面102a包括多個銳利邊緣，用以增加或改善與DUT 103的背面103b的接觸。

在一些具體實施例中，粗糙化表面102a為一無氧化物表面。在一些具體實施例中，夾具102的粗糙化表面102a塗上金屬材料，例如金、鎳等等。在一些具體實施例中，粗糙化表面102a為一鍍鎳表面、一鍍金表面、鍍任何材料的表面等等。在一些具體實施例中，一電信號可通過夾具102傳輸給DUT 103。在一些具體實施例中，該電信號可通過夾具102的粗糙化表面102a或突出物102b，傳輸至DUT 103的背面103a。

在一些具體實施例中，粗糙化表面102a包括從夾具102朝向操縱器104突出的多個突出物102b。在一些具體實施例中，突出物102b的高度彼此一致。在一些具體實施例中，突出物102b可依照測試需求具有不同高度或任何形狀。在一些具體實施例中，突出物102b的高度大體上高於300 um。在一些具體實施例中，突出物102b的高度大約100 um至500 um。在一些具體實施例中，突出物102b具有大約次微米至大約數百微米的高度。在一些具體實施例中，突出物102b甚至可在一個夾具內不規則地具有變化的尺寸，以滿足不同的要求。在一些具體實施例中，突出物102b包括一突出、一山峰，經配置用以接觸DUT 103的表面。在一些具體實施例中，該山峰與DUT 103的背面103b接觸。在一些具體實施例中，粗糙化表面102a包括多個銳利邊緣，經配置用以接觸DUT 103的背面103b。在一些具體實施例中，突出物102b和銳利邊緣都經配置用以增加或改善與DUT 103的背面103b的接觸。

在一些具體實施例中，粗糙化表面102a包括形成於夾具102中的多個凹槽102c。在一些具體實施例中，凹槽102c的深度彼此一致。在一些具體實施例中，凹槽102c的深度大體上大於300 um。在一些具體實施例中，突出物102b和凹槽102c交錯佈置。

在一些具體實施例中，多個凹陷102d由夾具102的粗糙化表面102a以及DUT 103面對粗糙化表面102a的背面103b所界定。在一些具體實施例中，像是灰塵、碎屑或等等的污染物105都佈置在凹陷102d之內。夾具102的粗糙化表面102a允許污染物105沉積於凹陷102d之內，不與DUT 103的背面103b接觸。因為污染物105可佈置在凹陷102d之內，則可避免DUT 103翹曲。進一步，含粗糙化表面102a的夾具102可改善或增加與DUT 103或DUT 103的背面103b的接觸。

在一些具體實施例中，夾具102的整個粗糙化表面102a的粗糙度都一致。在一些具體實施例中，粗糙化表面102a的一第一部分的一第一粗糙度（Ra）大體上等於與該第一部分相鄰的粗糙化表面102a中一第二部分的一第二粗糙度。因為粗糙化表面102a通過激光製備，因此整個粗糙化表面102a有一致的粗糙度。

在本發明中，公開操作探測裝置100的方法S200。在一些具體實施例中，在方法S200的執行期間測試DUT 103。方法S200包括多個操作，並且描述和說明不被認為是對操作順序的限制。

圖4為描述操作探測裝置100的方法S200的具體實施例的流程圖。該方法包括步驟S201、S202、S203和S204。在一些具體實施例中，步驟S201、S202、S203和S204由以上說明或在圖2中例示的探測裝置100所實現。

在步驟S201內，如圖5內所示提供包括一粗糙化表面102a的夾具102。在一些具體實施例中，探測裝置100包括佈置於一外殼101之內的一夾具102。在一些具體實施例中，夾具102的表面通過激光表面粗糙化處理，來變成粗糙化表面102a。在一些具體實施例中，粗糙化表面102a由去除夾具102的表面中多個部分，或熔化夾具102的表面中多個部分來形成。在一些具體實施例中，粗糙化表面102a由將激光光束投射到夾具102的該表面上來形成。在一些具體實施例中，夾具102的表面已修改，來變成粗糙化表面102a。在一些具體實施例中，粗糙化表面102a包括從夾具102突出的多個突出物102b。在一些具體實施例中，整個粗糙化表面102a的粗糙度（Ra）都一致。

在步驟S202內，DUT 103佈置在夾具102的粗糙化表面102a上，如圖5內所示。在一些具體實施例中，包括DUT 103的晶圓已佈置在粗糙化表面102a上。在一些具體實施例中，通過朝向夾具102的粗糙化表面102a抽吸DUT 103，來佈置DUT 103。在一些具體實施例中，通過使用真空朝向夾具102的粗糙化表面102a抽取DUT 103，來佈置DUT 103。在一些具體實施例中，DUT 103的背面103b與粗糙化表面102a接觸。在一些具體實施例中，污染物105沉積在由突出物102b與DUT 103的背面103b所界定的一凹陷102d之內。污染物105不與DUT 103接觸，因此DUT 103不會發生翹曲。

在步驟S203內，在DUT 103和夾具102上方提供一操縱器104，如圖5內所示。在一些具體實施例中，操縱器104包括從操縱器104突出的多個探針104a，並經配置用以探測DUT 103。在一些具體實施例中，操縱器104佈置於DUT 103的正面103a上方。在一些具體實施例中，像是探測卡這類操縱器104都提供於晶圓之內與夾具102之上DUT 103上方。

在步驟S204內，DUT 103由探針104a來探測，如圖6內所示。在一些具體實施例中，探針104a接觸DUT 103的正面103a，用以測試DUT 103。在一些具體實施例中，DUT 103由該探測卡所探測。在一些具體實施例中，DUT 103上多個測試墊都相對應與探針104a接觸。在一些具體實施例中，夾具102上升，如此在探針104a與DUT 103之間形成電接觸。在探測或測試期間，一測試信號通過探針104a已傳輸至DUT 103，並且來自DUT 103的一回應信號都傳輸回探針104a。在一些具體實施例中，在測試期間一電流通過夾具102的粗糙化表面102b輸送至DUT 103。在一些具體實施例中，在測試期間一高電流（例如高達數百安培）通過夾具102的粗糙化表面102b輸送至DUT 103。

在完成探測或測試之後，夾具102下降並且DUT 103移離探針104a和操縱器104，然後將DUT 103從夾具102上卸下。

雖然已詳細說明本發明及其優點，但是應明白可對本文進行各種變更、替換及修改，而不會脫離如隨附請求項定義的本發明精神及範圍。例如，可通過不同方法、用其他處理代替或通過這些的組合，來實現上面討論的多個處理。

再者，本發明的範圍並不受限於該說明書中所說明的程序、機器、製造、物質組成、構件、方法及步驟的特定具體實施例。從本發明的公開內容，熟習此項技術者將容易明白，依據本發明可使用目前已存在或以後將要開發的實行與本文所說明的對應具體實施例相同的功能或獲得實質上相同結果的程序、機器、製造、物質組成、構件、方法或步驟。因此，所述隨附請求項意圖在其範圍內包括此類程序、機器、製造、物質組成、構件、方法和步驟。

100:探測裝置 101:外殼 101a:腔室 101b:平板 102:夾具 102a:粗糙化表面 102b:突出物 102c:凹槽 102d:凹陷 103:受測裝置 103a:正面 103b:背面 104:操縱器 104a:探針 105:污染物 106:真空抽吸孔

通過參閱詳細說明以及請求項，同時參閱附圖，如此更完整瞭解本發明，其中所有附圖中相同的參考編號代表相同元件。

圖1為具有平坦表面的傳統夾具的示意性放大剖面圖。

圖2為依照本發明中一些具體實施例的一探測裝置的示意性剖面圖。

圖3為圖2內A部分的示意性放大剖面圖。

圖4為依照本發明實施方式在一或多個具體實施例內操作一探測裝置的方法流程圖。

圖5至圖6為依照本發明中一些具體實施例，依照圖4中方法的一探測裝置操作的示意圖。

102:夾具

103:受測裝置

103a:正面

103b:背面

105:污染物

Claims

一種探測裝置，包括：夾具，經配置用以支撐受測裝置；以及操縱器，佈置在該夾具上方並包括從該操縱器朝向該夾具突出的多根探針，其中，該夾具包括面向該操縱器的粗糙化表面。
如請求項1所述的探測裝置，其中，利用激光表面粗糙化操作或化學蝕刻來製備該粗糙化表面，從而讓該夾具的表面一貫地粗糙化，以成為該粗糙化表面。
如請求項1所述的探測裝置，其中，該粗糙化表面為無氧化物表面、鍍鎳表面或鍍金表面。
如請求項1所述的探測裝置，其中，該粗糙化表面包括從該夾具朝向該操縱器突出的多個突出物，或來自該夾具的多個挖插件。
如請求項4所述的探測裝置，其中，該多個突出物的高度彼此一致。
如請求項4所述的探測裝置，其中，該多個突出物每一者都具有大約次微米至大約數百微米的高度。
如請求項4所述的探測裝置，其中，該多個突出物每一者都包括與該受測裝置的表面接觸的突出、山峰或銳邊。
如請求項4所述的探測裝置，其中，該粗糙化表面包括該夾具的內形成的多個凹槽，並且所述多個突出物與該多個凹槽交錯佈置。
如請求項1所述的探測裝置，進一步包括由該夾具的該粗糙化表面與面向該粗糙化表面的該受測裝置表面所界定的多個凹陷。
如請求項9所述的探測裝置，其中，該受測裝置的該表面大體上為平坦表面。
如請求項1所述的探測裝置，其中，該夾具的整個粗糙化表面的粗糙度都一致。
如請求項1所述的探測裝置，其中，該粗糙化表面的第一部分的第一粗糙度大體上等於與該第一部分相鄰的該粗糙化表面中第二部分的第二粗糙度。
如請求項1所述的探測裝置，其中，該粗糙化表面塗上金屬材料。
如請求項13所述的探測裝置，其中，該金屬材料包括金或鎳。
如請求項1所述的探測裝置，其中該受測裝置為半導體裝置或晶圓。
一種操作一探測裝置的方法，包括：提供包括粗糙化表面的夾具；將受測裝置放置在該夾具的該粗糙化表面上；在該受測裝置和該夾具上方提供操縱器；以及通過多個從該操縱器突出的探針來探測該受測裝置。
如請求項16所述的方法，其中，該放置該受測裝置包括朝向該夾具的該粗糙化表面抽吸該受測裝置。
如請求項16所述的方法，其中，通過使用激光移除或熔化部分該夾具的表面來製備該粗糙化表面。
如請求項16所述的方法，進一步包括：修改該夾具的表面，以形成其上包括多個突出物的該粗糙化表面；或通過該夾具的該粗糙化表面，將電流傳輸至該DUT。
如請求項16所述的方法，其中，在佈置該受測裝置之後，由該受測裝置和該夾具的該粗糙化表面形成多個凹陷，並且在該多個凹陷的一或多者之內沉積污染物。