TWI273245B - Non-invasive electrical measurement of semiconductor wafers - Google Patents

Description

1273245 五、發明說明（1) 發明領域 之裝 本毛月係大致上關於一種測量半導體晶圓的電性質 置及方法。 、 相關技藝敘述 丁V _日日i上電介體的電性 /或在 ;:密度「分佈之決定在此種晶圓的製造上為重要/二 電M (CV)或電容—時間（ct )技術的 如 氧化電荷、恕限值、佈植劑量或載 I : 於電導-電壓（GV)技術的測量，如介面態階密度的測量基 及基於毛肌電壓（][v )技術的測量，如電介體漏電流及擊 穿，，的測置，係典型上由在電介體上的第一製造金屬或？ 雜多晶矽閘而完成。這些閘成為被用於進行適當…、Ct、Gv 或IV測量的金屬氧化物半導體（M〇s)結構的一部份，換言 之，這些閘成為在該半導體晶圓上的永久閘，因而使得該半 導體晶圓不適用於一般用途，所以，這些半導體晶圓僅用做 監測或測試半導體晶圓。 金屬或多晶石夕閘的製造為耗時的且昂貴的，其典型上包 括以本技藝中已知方式沉積及形成鋁金屬或多晶矽閘於電介 體上。 這些所製造閘的替代方式欽述於Albert Lederman的文丨 章標題為” CV繪製及分佈的真空操作汞探針’’，固態技術，八 月1981， 1 23- 1 2 6頁。此文章揭示使用汞接觸點以取代CV測 量技術（其被設計以特徵化電介體及半導體性質）的鋁或多 晶矽閘。該Lederman文章揭示一種真空操作汞探針以執行金

第6頁 1273245 五、發明說明（2) _ 屬氧化物半導體、均相半導體晶圓、 在絕緣基材的均相半導體晶圓之測量。：t導體晶圓、及 針所產生的問題為汞可能與研究中晶圓^ : ^Uderman汞探 汞亦具其使用上的顯著安全問題且录f:!質起化學反應’ 行半導體晶圓的加逮溫度測試時，因：在：溫昇華當希望進 用。 衣探針具有限應 已製造閘或真空操作汞探針的 的美國專利第5,023,561號，其頒布於代/^揭示於们11仏(1 被併入本文做為參考。 、/、月11日，1 9 91且其 該Hi Hard專利揭示一種運動探針臂， 決定尺寸的均勻平坦表面的尖端之料、在—端具包括預先 運動臂且-種吸盤支樓該半導體晶圓二針架支撐該 臂、及該吸盤被構形以使在該尖 ;^針架、該運動 晶圓的電介體層的前侧表面間的平面及半導體 二lard專利於_年早期申^時體 的一種典型閘氧化物厚度為數百埃大 1在體工業 當厚的氧化物時，在該探針的均用於這些相 介體層的外部表面間之相當小的‘：=在該晶圓的電 訊號雜訊比。因此，雖然具域：成差的電導 行CV、Ct糊量，此探針較操針可被用於執 c ll 平又住马被用於執行IV測量。 < 相反，，，在閘氧化物為非常薄，在10_15卉 二:，使用在些薄氧化物’電導訊號雜訊比此以 氧化物。 飞…測里可被有效利用以特徵化閘

五、發明說明（3) 使用揭，示於Hi 1 iard專利的掇咎 一 均勻平坦地接地尖端的需求。另一' 行CV測里的問題為 端及在該晶圓的電介體層的外部 π碭為建立均勻平坦尖 求。均勻平坦尖端的使用以形成與電介二：：：？點的需 平面接觸點特別為使用現今薄氧沾曰的卜°卩表面間之 坦尖端及該電介體層的外部表句平 成”均句平坦尖端周圍的邊緣^乏可能造 方法為在產物半導體晶圓則後水問的另-個替代 承牲—士 線所形成的測試結構之使用。 更特疋a之，在積體電路於半導體曰 〆^ ，可在半導體晶圓切割線形成為$ 1 1 1 試結構 丨间，，p ，則试廷些测試結構丰導靜曰 0的月面容納於晶圓吸盤/，之^ ^ ^ 曰曰 =(其與測量裝置及晶圓吸盤連接成-電 :):形成。此測量裝置經由探針尖端末稍部施用一合適訊 唬至該測試結構及測量該測試結構對該刺激的回應。 測試結構之需求。 所以’本發明目的為藉由提供具改良尖端結構的探針遁 ，，克服上述問題及其他問題，此改良尖端結構使得半導H 日曰日圓的電介體層或表面之改良測县π站治仏。士從ns它〆g 、，產物半導體晶圓切割線形成測試結構的一個問題包括 成廷些測忒結，外加工步驟一個問題為除 在產物半導體晶圓上所形成的試外，測試這些 漭1玄士、处士塞 > . 晶圓的電介體層或表面之改良測量可被進行。本發明另 的為免除探針及晶圓間的橫向移動以測試各個晶圓位置 求。本發明另一目的為免除使用該半導體晶圓背面以回 1273245 五、發明說明（4) 觸點之需求。本發明另一目 之需求及提供一種方法以使用:除監測或測試半導體晶圓 CV、Ct、及GV及IV測量而不+勿半導體晶圓切割線以進行 目的可在閱讀及了解下列詳形成測試結構。本發明另一 出。 田說明後為熟知本技藝者明顯看 發明摘要 因此’本人發明一種半暮 件以測量至少一個半導體晶=圓:探針組件及使用該組 圓多探針組件具一種吸般；;I的，性質的方法。該半導體晶 的背部表面或前側表面：該多探=為容納半導體晶圓 針的多探針固持器，每一個;=組件包括一種具複數個探 其為可移動的以斑（i ):上針具可彈性變形的傳導尖端， 上形成的電介體之前侧表面或（ii )半導體材料 變：：傳的：C提供以施用電刺激於該可彈性 電刺激的回Ϊ，及：自；】K f餘尖端接地，以測量對該 兮皋逡麟u、Γ 自該回應決疋至少一個該電介體及/或 二個且：地：：ΐΐ質，，後該裝置施用電刺激於尖端的另 夕 /、餘大糕，對每一個尖端重覆此步驟。 面的組：i許；； 導 用…果，該丰蜍體晶圓表面可被對映而無該半 ¥體Βθ圓表面及該探針間的橫向移動之要求。 的至ί H ί發明—種方法以測量在產物半導體晶圓切割線 數個ί針接館性質，如上所述，該方法包括將一個探針或複 探針接觸於產物半導體晶圓的一個切割線或複數個切割

1273245 五、發明說明（5) 線。將探針施用於該切割線的應用免除測試結構的需 測量期間，該可彈性變形的傳導尖端用做在該切割線 金屬閘，此允許快速的c V及I V測量可在產物半導體晶 行且免除監測或測試半導體晶圓之需求。 較佳具體實施例的詳細敘述 參考第1-3圖，一種測量在半導體晶圓14的前侧^ 的笔介體12或在與該半導體晶圓14的前側表面is相鄰 體材料之區域16的電性質之裝置10包括一種可移動階 1 8。可移動階段組件1 8包括一種真空吸盤2 〇，其藉由 持半導體晶圓1 4。較佳為可移動階段組件1 8包括一種 旋轉階段22以在X_Y平面旋轉半導體晶圓14，一種第」 段24以調整半導體晶圓14的垂直位置、及第三或 26以分別在X或χ —γ方向移動半導體晶圓14。 衣置10包括一種弟一電接觸點32以接 或前侧表面34。第一雷垃鎚赴”七I體 佳為呈hi η η μ電接觸包括—種傳導探針3 仏為八囫同形狀的不鏽鋼筒。吸盤2〇 面28，直宕羞一德钕 裡上方芝 表面30 二電接觸點以接觸半導體晶圓1 茶考第4圖及持續參考 括固定於盆上的搵銥★ 吁針36知 38之表面較佳為具畚 又雕得導板金 1〇微米及100公分之/ >式，如半球，較佳為具 的材料形成，如平二。尖端38係由一種可彈性變 道从取人.丨， β兩抛光金屬如鈕、傳逡从碟„ 求。在 的暫時 圓上進 k面13 的半導 段組件 真空固 第一或g 二或Z階 Y階段 的上方 ，其較· 前側表 的背部 稍端包 的尖端 半徑在 U專導 1273245 五、發明說明（6) 裝置10包括一種運動探針臂組件40，其且探 導探針36藉由螺絲44及絕 /…、铋針#42且傳 導探電連接至一種傳=16二固疋f探針臂42上。傳 禋得^探針架4 8，其藉由造接於甘p日 =5°而與探針臂42絕緣。運動探針臂組件4。控制傳^ 的二Π"!度且避免尖端38刮傷半導體晶圓14的電介體ί 動ί:ίΓ丄而引起至尖端38或電介體12的損傷。而且，運 控制尖端38施用於電介體12的前側表面 乃里及此力1施用於其上的速度。 幻 參考第5_8圖及持續參考第Η圖，運動探針臂組件 斜譬2件54以旋軸地支撑探針臂42及在探針臂42滑動的探 im固定在傳導探針36的尖端38上的之負荷，探針ί ^ 為在5及2。。公克之間。—種下方軸承板6G包括容十二 ；凹槽64的軸承滾珠62及組件54的三面中空66。 探針臂42藉由氣動探針舉起器68升高或降低，氣動探針 ς，器68包括一種橡膠隔膜7〇以接觸一種由線網以覆蓋的臂 二桿襯墊7 2，如第5及8圖所示。線網7 4藉由點焊7 6固定於臂 牛山桿襯墊72。為舉高在其上具傳導探針36的探針臂“之末 端’空氣壓力脹大隔膜7 〇以接觸線網7 4。 、在尖端38及電介體12的上方表面34間的高品質接觸之形 成可藉由控制探針臂42的負載特性而進行，特定言之，藉^ 控制氣動探針舉起器68的速度使得傳導探針36的尖端38 ^用 壓力於電介體12的上方表面34。缚針架8〇支撐探 針臂 42於相對於半導體晶圓丨4的所欲位置。 操作時，半導體晶圓14被容納於真空吸盤2〇且藉由真空固定 1273245 五、發明說明（7) 於其上，真空吸盤20的上方表面28，其亦用做第二電接觸 點’與測量裝置8 2連接成電路，如第3圖所示。z階段2 4以本 技藝中已知方式被調整以垂直地移動半導體晶圓14。χ/χ — γ 階段2 6控制半導體晶圓1 4的水平移動且旋轉階段2 2以本技藝 中已知方式控制半導體晶圓14的旋轉移動。真空吸盤2〇較佳 為與可移動階段組件1 8的其餘部分電絕緣。 當半導體晶圓14的背部表面30被容納於真空吸盤2〇的上 方表面28，傳導探針36藉由運動探針臂組件4〇動力地被控制 以建立在尖端38及電介體12的上方表面34間的接觸。電介體 12及/或在與該半導體晶圓14的前侧表面13相鄰的半導體材 料的區域16的-或更多電性質之測量可藉由施用一種電刺| =如高頻率AC電壓、或高頻率AC電壓合併…偏 DC應力電壓或電流（Ιν )，於第一 ^ ^ ^ 點（亦即真空吸盤2。的上方表面28) ”: ：觸 體晶圓14的背部表面3。及電介體12的上二間 及：ί。：後測量裝置82測量對該所施用的電刺激之回岸以 及自該回應決定電介體12及，或在與 =二應乂

^13 ^ ^ ^ ^ 1 e , Λ t I f 〇 "J -般ii::論：電介體層（例如二氧化矽薄膜）的電性質 方為已製造M°s閑的電介體而被研究，此▲ 利用具可二生變开;二：:卜力:工以產生如上所述的M〇S閘。 觸，可萨由彤成葙 大端38之傳導探針3 6與電介體12接 化薄膜：Π?的小面臟二極體而快速地特徵 體膜*在石夕上的Si02，其中尖端38為金屬閑，電 1273245

:、、、氧化物，且形成半導體晶圓14的半導體材料為半導 利 密度。 驟。測 使 所引起 免其穿 運動探 1 4的測 體材料 位及放 點為可 用本發 不像金 量可在 用運動 的電介 入電介 針臂組 量可被 ’而且 置可被 重覆的 屬或多晶 重要加工 探針臂組 體1 2之刮 體1 2，由 件4 Q合併 進行而不 ，運動探 進行且確 量亦可容易地執行以決定移動 石夕閘的製造，本發明不需額外 步驟（如閘氧化）後馬上進行 件4 0控制傳導探針3 6可免除因 傷。而且，尖端38的半徑及彈 此使得測量可在薄氧化物上進 尖端3 8的半徑及彈性使得半導 會損傷或污染電介體12或其下 針臂組件40使傳導探針36的更 保在電介體12及尖端38間形成 式離子 力口工步 〇 尖端38 性可避 行。該 體晶圓 的半導 正確定 的接觸 人因傳導探針36的尖端38為可彈性變形的，在尖端38及電 二，u間的接觸面積可藉由改變由運動探針臂組件4〇施用於 大端38的負載而被調整在尖端38的彈性界限内。 在傳導探針3 6的尖端38及電介體12間的機械接觸面積可 ，於球與平坦本體間彈性接觸的有名心^公^^ 疋在次端38及電介體12間的有效接觸面積為機械接觸部份 f，機械接觸部份相鄰的區域（於此電容偶合對該cv測量為 *、、、員著的）之總和。尖端3 8的半徑及平滑度較佳為被選擇以^ 大化在笑5^38及電介體12間的機.械接觸部份及電容偶合區 域0

如上所討論，在1990年代早期於半導體晶圓上的厚電介

1273245 五、發明說明（9) 體層迫使具均勻平坦尖端型式 · 尺寸的探針之使用以進行具」^述111 nard專利所揭示 電介體層性質之特徵化。2逵σ汛號雜訊比的cv測量以允許 的探針的均自平坦尖端包括相，揭示於Hl〜rd專利 即使是這些相當大的接觸面積；j觸面積的形成，然而， 在Hinard專利的時代/且仍上不十足/進行正痛的CV測量。 針36未被考慮用於執行CV測量、，上因\半徑的尖端38之傳導探 探針的均勻平扫尖端所开，忐& & 口與揭不於Hl 11 Kd專利的 十一知所开7成的接觸面積相較，直接觴而接 少。因此，僅在使用具半球或截觸面積減 被考慮或用於進⑽測Γ 介體層之近期5丨人，其才 介體ί ί Ξ f體流體可被引入在尖端38及電 體較佳為不反應氣體如氮氣。 為除其上的濕氣，此氣 料佳為經由前側接觸將電刺激施用於該半導體材 枓，而非經由半導體晶圓14的背 體材 類似於先前敘述的傳導探針36之第_ 況下， 體12的"窗"接觸，由此取代吸盤2::=針會經由在電介 夢由f + I體晶圓14的製造期間’電介體12可包括一或更多 半導體晶圓14的半導體材料上形成的電介體 形成的本質電介體>以0麻本逡辨^日日囡14的丰導體材料上 精由加工步驟所形成的一或更多電介體層之組合

1273245 五、發明說明（10) ----- 本技藝中已知某些半導體材料不促進在其上本質電介體 層的形成、，當曝露於空氣時。而且，因這些半導體材料的施 用，在半導體材料加工期間不欲於其上形成電介體。 柜 據本發明，傳導探針36的可彈性變形傳導尖端38可被利用以\ 執行此種半導體晶圓1 4的電性質之測量。特定言之，傳導探 針36的尖端38可被移動而與半導體晶圓14的上方表面34接觸 以形成蕭基二極管。無電介體12的半導體晶圓14的一或更多 電性質之測量可藉由施用一種電刺激，如高頻率κ電壓、或 高頻率AC電壓合併DC偏壓（CV)或DC應力電壓或電流（IV〆 )，於半導體晶圓1 4及尖端38間。測量步驟及分析為直接 且為本技藝中已知。 、 該可彈性變形傳導物質形成的尖端38較佳為基於尖端“ $ 觸電介體12或接觸半導體晶圓14的表面13而被選擇。 特定言之，若尖端38被構形為接觸電介體12的上方表面34， 則尖端38由具第一接觸電位工作函數的材料形成。 相反 地，當尖端38被構形為接觸半導體晶圓14的前側表面13時， 尖端38由具第二接觸電位工作函數的材料形成。 傳導探針36亦可被容納於電傳導探針套管1〇2内，如第4 圖外表所示，且一種絕緣體104 (亦以虛線示於第4圖）可被 夹於套官102及傳導探針36間。如第4圖所示，探針套管1〇2 較佳為沿傳導探針3 6的長度延伸且在尖端3 8的末稍端前社 束。套管102可被連接至測量裝置82的電接地1〇6以保護;^導 探針36不會接收從外界來源的電干擾。或是，套管丨可連 接至所選擇的電子訊號以最少化雜散電容的影響。更特定言

1273245

之，探針套管102可被連接至分壓電路1〇8，其提供一 訊號至探針套管1G2，在於第—電接觸點32及由吸盤2〇的电上 :表：28二斤定義的第二電接觸點間的電刺激施用期間 子訊號偏f探針套管1〇2至與尖端38的相同電位。 電 〜,iH9a_9C圖’裝置2〇°係用以測量半導體晶圓2 0 6的 前侧表面m的電介體202或在與該半導體晶圓2〇6的前侧表 m相鄰：形成半導體晶圓206的半導體材料之區域2〇8的 4 A’//20 0包括一種真空吸盤210，其容納半導體晶圓 06的^表面205及藉由真空固持半導體晶關6。裝置2〇〇 ^ ^夕探針固持& 21 6，其具複數個傳導探針2 1 8，每 &拔蜍探針21 8具對應於上述具體實施例的傳導探針3 6之 結構。 多探針固持器216包括一種盤或臂22〇，且每一個傳導探 針2 1 ^可經由此滑動地容納於相對應傳導孔洞2 1 7，盤或臂 2 2 〇軚佺為非電傳導的，然而，盤或臂2 2 〇可包括在每一個孔

2於7 a：間的非包傳導套官（未示出）及相對應傳導探針2 1 8容 、八中。一種套管或複數個探針腳2 2 2在與傳導探針2 1 8的 相同方向自盤或臂220向下延伸。套管或探針腳222與盤或臂 220連接以使當盤或臂22〇位於半導體晶圓2〇6上方時、，套管 ^探針腳222在盤或臂220及真空吸盤21 〇的上方表面228間延 在使用時，多探針固持器2丨6被降至在半導體晶圓2 〇 6上 的位置直到套管或探針腳222接觸真空吸盤21〇的上方表面 228 ’由此傳導探針218的尖端219接觸電介體2〇2的前側表面

1273245 五、發明說明（12) 214或是半導體晶圓206的前側表面204 (去雪介騁？又左；& 時）。,傳導探細可滑動地容納於盤；==存在 217，藉由每一個探針218而施用於電介體2〇2或前方表面2〇4 的唯一壓力係因其在尖端219的重量。 參考第lOa-lOc圖，裝置30 0係用以測量半導體晶圓3〇6的前 側表面304的電介體302或在與該半導體晶圓3〇6的前側表面 304相鄰的形成半導體晶圓3〇6的半導體材料之區域3〇8的電 j貝衣置300包括一種真空吸盤310，其容納電介體3〇2的 前側表面314或半導體晶圓3〇6的前側表面3〇4及藉由真空固 持半導體晶圓306。 疒亦包括一種多探針固持器316，其具複數個傳導 :母一個傳導探針318具對應於上述具體實施例的傳 〆:初捕之結構。多探針固持器316包括一種盤或臂32〇，且 母一個傳導探針318可藉由彈簧3 ， 被構形為沿探針318的具洚ϋ 疋孓皿及上-^ . 十318的長度以延離盤或臂320的方向軸向地施 可勹括，妒ί或臂320較佳為非傳導性的，然而，盤或臂320 體Υ未二=f臂2 〇及每一個傳導探針3 1 8間的非電傳導絕緣 310# 。每一個探針3 1 8容納於孔洞3 1 7，其經由吸盤 317 fal 馬避免在母一個探針318及其相對應孔洞 Π 及盤31°包括容納於孔洞317的絕緣套管丨 未示；7^針318被容納於絕緣套管325。一種舉起機構 二的尖端針㈣器316舉至-種位置，於此傳導探 面314或半導體曰^ ^^的衫響下壓向電介體302的前側表 曰日的剛側表面304。例如，盤或臂320可

« 17頁 1273245 五、發明說明（13) 經由探針柱3 2 2與舉起機構合作，探針柱322由盤或臂320自 盤或臂320的約略中心點324以與傳導探針318相反的方向延 伸0 參考第9a-9c及10a-l〇c圖，每一個傳導探針218、318係 電連接至配線通道2 8 0及進行測量的測量裝置2 8 2。對所取的 每一個測ΐ，一個探針2 1 8、3 1 8經由配線通道2 8 〇被選擇以 施用一合適的測量刺激於其上且其餘的探針2丨8、3丨8則被接 地，而後測量刺激被施用於那一個所選擇的探針2 1 8、3 1 §且 回應以關於先前具體實施例所討論的方式被測量及記錄。此 方法被重覆以對每一個傳導探針2 1 8、3丨8進行測量。 在本發明的另一個具體實施例，如上所討論，探針36、 2 1 8、及3 1 8使得CV及IV測量在產物半導體晶圓的切割線執行 而不需先形成多晶矽閘。特定言之，尖端38、219、及319的 直徑較佳為少於產物半導體晶圓切割線的寬度，以使探針 - 3 6、2 1 8、及3 1 8可被用以測試。例如，在一個非限制具體實 施例中，根據本發明的探針尖端的直徑為少於或等於〇·、1毫、 米。 當尖端38、219、及319被放置以接觸電介體12、202、 3^2的前側表面34、214、314或半導體晶圓14、2〇6、3〇6的 前側表面13、204、304，尖端38、219、及319被施用於產物鲁 半導體晶圓14、2 0 6、306的切割線，而後進行測量。藉由施 用傳導探針36、218、及318於半導體晶圓14、206、3〇6的切 剔線進行CV及IV測量可消除在該切割線上形成測試結構的需 求。為達此需求，傳導探針36、218、及318本身與在半導體

第18頁 1273245 五、發明說明（14) 晶圓14、206、306的前側表面13、204、304上的電介體12、 202、302或無電介體於其上的半導體晶圓14、206、306的前 侧表面1 3、2 0 4、3 0 4形成必需的測試結構以使得c V及IV測量 可*在產物半導體晶圓1 4、2 0 6、3 0 6上進行。此必然使得非常 快速的CV及IV測量可在產物半導體晶圓14、20 6、30 6上進行 簋消除形成監測或測試半導體晶圓的需求。 本發明已以參考較佳具體實施例被敘述，明 ^方法可為詳讀及了解先前詳細敛述者所知 有此種修改及替代方法於所附申請專利範圍或其相當

1273245 圖式簡單說明 第1圖為本發明裝置的高度圖。 第2圖為第1圖所示裝置的平聲圖 第3圖為高於要被測試的半導曰 度區段視圖。 曰曰圓的位置之探針的示意高 第4圖為第3圖所示高於要被剛气、"、* ^ 尖端的放大高度視圖。 U的半導體晶圓的位置之探針 第5圖為第2圖所示裝置的運動 ^ 第6圖為第5圖所示運動穩定探^ ^楝針臂的單獨平面視圖。 第7圖為第5圖所示運動穩定探斜1的側面視圖。 第8圖為第5圖所示運動穩定探針_兴^視= 圖。 τ ’的舉桿襯墊線網的放大視 第9a圖為高於具容納於盤上的昔 之多探針固#器的侧面區段視^表面的半導體晶圓的位置 第9b及9c圖為高於具容納於盤上的 位置之第9&圖所示的多探針固二的半導體晶圓的 視圖。 的的兩個具體實施例之頂部 第1 Oa圖為低於具容納於盤上的前側表面的 的位置之多探針固持器的侧面區段視圖。 曰曰圓 =及1〇C圖為低於具容納於盤上的前側表面的倒 曰曰圓的位置之第l 0a圖所示的多探針固持 •導體 例之底部視圖。 幻兩個…瑕焉施 元件符號說明

第20頁 1273245 圖式簡單說明 10 \ 200 > 300 裝置 12 > 202 > 302 電介體 13 、 34 、 204 、 214 、 304 、 314 前 14 、 206 、 306 半導體晶圓 16 區域 18 可移動階段組件 20 > 210 >310 真空吸盤 22 旋轉階段 24 第二、Z階段 26 第三、X/X-Y階1 28 ^ 228 上方表面 30 ^ 205 背部表面 31 ^ 36 ^ 218 > 3 1 8傳導探針 32 第一電接觸點 38 m 319 尖端 40 運動探針臂組件 42 探針臂 44 螺絲 46 絕緣墊片 48 > 80 探針架 50、104 絕緣體 54 組件 56 探針臂鍵 60 下方軸承板 « «

1273245 圖式簡單說明 62 軸承滾珠 64 V -凹槽 66 三面中空 68 氣動探針舉起器 70 橡膠隔膜 72 臂舉桿襯墊 74 線網 76 點焊 82 測量裝置 102 探針套管 106 電接地 108 分壓電路 208 〜308 區域 216 ^ 316 多探針固持器 217 應傳導孔洞 220 > 320 盤、臂 222 探針腳 280 配線通道 282 測量裝置 315 彈簧 317 孔洞 322 探針柱 325 絕緣套管

第22頁

Claims (1)

1273245

六、申請專利範圍 1. 一種半導體晶圓多探針組件，其包括 一種吸盤組件，其被構形為容納本 ^ 一種具複數個探針的多探針固持器，兮=圓的，面； 具可彈性變形的傳導尖端，i為;i =數個探針的每一個 該半導體晶圓的半導體材料的；八於形成 側表面或）該半導體材料的前侧表面接體之前 一種裝置=選擇地施用電刺激於每—個可彈性變 端，以測量對該電刺激的回應’及以自該二“：：尖 及/或該半導體材料的至少一個電性質， W决疋該電介體 其中當每一個可彈性變形的傳導尖端與該半導體 時，該裝置應用一種電容—電壓（cv)、一種雷办7 士觸 )、一種電導-電壓（GV)或電流一電壓（Iv =時間（Ct 且測量該半導體材料對電刺激的個別cv、Ct、=的電刺激 2 ·根據申請專利範圍第1項的該半導體晶圓多探二1^ =應。 中該吸盤組件容納該半導體晶圓的背部表面。、、、且牛，其 3 ·根據申諝專利範圍第2項的該半導體晶圓多探 中該多採針固持器更包括一種具複數個孔洞的起、’，曰^其 探針滑動地容納於相對應的孔洞。 风’母一個 4·根據申請專利範圍第3項的該半導體晶圓多接 中 n对組件，其 該多探針固持器更包括一種自該盤沿以與該傳 方向延伸的套管，且 寻V板針相同的 當該盤被置於該半導體晶圓上方時，該套管 以放置該複數個探針的每—個尖端，以與=吸盤組件 體的前側表

第23頁 1273245

六、申請專利範圍 面或該半導體材料的前側表面接觸。 5 ·根據申請專利範圍第3項的該半導體晶圓多探針組件，其 中 該多探針固持器更包括複數個探針腳，其以與該傳導探針相 同的方向自該盤延伸，且 當該盤被置於該半導體晶圓上方時’該複數個腳接觸該吸盤 組件以放置該複數個探針的每一個尖端，以與該電介^的前 側表面或該半導體材料的前側表面接觸。 一 6 ·根據申請專利範圍第2項的該半導體晶圓多探針組件，其 中該多探針固持器更包括一種具複數個孔洞的臂，且每一個 探針滑動地容納於相對應的孔洞。 7.根據申請專利範圍第6項的該半導體晶圓多探針缸其 中 / =探針固持器更包括_種自該臂沿以與該傳導探針相同的 方向延伸的套管，且 St置Ϊ該t導體晶圓上方時，該套管接觸該真空吸盤 面咬^ Ϊ ^個探針的每—個尖端，以與該電介體的前側表 面或該+V體材料的前側表面接觸。 8中根據申晴專利耗圍第6項的該半導體晶圓多探針組件，其 該多探針固接哭f ^ 同的方向自該；延伸，：個探針腳’其以與該傳導探針相 吸：以ίί:2 f晶圓上方時，該複數個腳接觸該真空 及瓜以放置以數個探針的每一個尖端，以與該電介體的前

1273245 六 側 9. 中 0· 其 固 申請專利範圍 ^ ---— — 表面或該半導體材料 …根據申請專利範圍苐丨=側表面接觸。 中該吸盤組件容納該半j的該半導體晶圓多探針組件， .〇.根據申請專利範曰圓的前側表面。 .其 中該多探針固持器更 \_的該半導體晶圓多探針組件， 定於該盤’該彈簧被構形為沿二針5::個？針藉由彈簧 向軸向地施用一彈力。 ’ 針的長度以遠離該盤的方 11·根據申請專利範圍第9工音从# 士… 其中該多探針固持器更包括、一種^半導體晶圓多探針組件， 固定於該臂，該彈簧被構形為沿探針；；：個ΐ針藉由彈簧 向軸向地施用一彈力。 長度以遠離該盤的方 12·根據申請專利範圍第9項的該半導 其中該吸盤組件更包括延伸穿過的複數偷曰曰圓多探針組件， 針滑動地容納於相對應的孔洞内。 10孔洞，且每一個探 13·根據申請專利範圍第12項的該半導 其中該多探針固持器更包括複數個套管粒晶，多探針組件， 於相對應的孔洞以使每一個探針可滑動妯^每一個套管容納 管。 容納於相對應的套 14·根據申請專利範圍第9項的該半導體曰β 其中該多探針固持器與一種舉起機構轉人曰曰圓多探針組件， 少一個電性質之方法，該方 器舉至一種位置，於此複數個探針的每—，將多探針固持（ 體的前側表面或該半導體材料的前側表面個尖端壓向該電介 15. 一種測量半導體晶圓的小—加& , ° 包括步驟：

第25頁 1273245 六、申請專利範圍 (a )提供一種具可彈性變形的傳導尖端之探針； (b )在該尖端及該半導體晶圓的切割線間形成一種第一電 接觸點； (c )與半導體晶圓形成一種第二電接觸點； (d )在該第一電接觸點及該第二電接觸點間施用一種電容-電壓（CV )、一種電容-時間（Ct )、一種電導-電壓（GV ) 或電流-電壓（I V )形式的電刺激； (e )測量該半導體晶圓對該電刺激的CV、Ct、GV或IV回 應；及 (f )自該回應決定該半導體晶圓的至少一個電性質。 16. 根據申請專利範圍第1 5項的方法，其中： 在步驟（a )，複數個探針被提供； 在步驟（b)，該複數個探針的其中一個的一個尖端與該半 導體晶圓的切割線形成一種第一電接觸點；及 在步驟（c)，該複數個探針的其餘尖端與該半導體晶圓的 切割線形成一種第二電接觸點，其中該第二電接觸點為一系 列接地接觸點。 17. 根據申請專利範圍第1 6項的方法，其更包括對該複數個 探針的每一個重覆步驟（b ) - ( f )的步驟。

第26頁