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TWI763431B - 半導體元件的測試設備及其測試方法 - Google Patents

半導體元件的測試設備及其測試方法 Download PDF

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TWI763431B
TWI763431B TW110113607A TW110113607A TWI763431B TW I763431 B TWI763431 B TW I763431B TW 110113607 A TW110113607 A TW 110113607A TW 110113607 A TW110113607 A TW 110113607A TW I763431 B TWI763431 B TW I763431B
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蔡政彥
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南亞科技股份有限公司
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Abstract

本揭露提供一種半導體元件之測試設備及測試方法。該測試設備具有一測試器、一介面板、一屏蔽件、一氣體供應單元、一溫度感測裝置以及一控制器；該介面板設置在該測試器上，並經配置以容納該半導體元件且連接乾半導體元件到該測試器；該屏蔽件設置在該介面板上，並具有一凹陷；該氣體供應單元具有一導管，延伸經過該屏蔽件並可到達該凹陷；該溫度感測裝置設置在該凹陷內；該控制器經配置以控制該測試器、該氣體供應單元以及該溫度感測裝置，並與該測試器、該氣體供應單元以及該溫度感測裝置進行通訊。

Description

半導體元件的測試設備及其測試方法
本申請案主張2020年5月4日申請之美國正式申請案第16/865,949號的優先權及益處，該美國正式申請案之內容以全文引用之方式併入本文中。
本揭露係關於一種半導體元件的測試設備以及測試方法。特別是有關於一種半導體記憶體元件之熱測試設備以及熱測試方法。
在製造之後，例如一晶粒(die)或一封裝(package)的一半導體元件係透過一測試單元(意即一測試器、操控器(manipulator)或類似物)進行測試。在測試期間，半導體元件必須在特定狀態下，例如一預定溫度、壓力或濕度，或者是在充滿氣體(gas-filled)的環境下。按照慣例，在測試之前係先加熱或冷卻半導體元件，然後在加熱或冷卻執行一段特定時間之後，才開始對半導體元件進行測試。然而，加熱或冷卻的持續時間係透過一操作人員基於其經驗進行估計。再者，在測試期間可能難以將半導體器件保持在特定狀態下。因此，可能降低測試半導體元件的準確性。
據此，持續需要改進半導體元件之測試設備以及半導體元件之測試方法的架構，開發出解決上述挑戰的技術改善方案。
上文之「先前技術」說明僅係提供背景技術，並未承認上文之「先前技術」說明揭示本揭露之標的，不構成本揭露之先前技術，且上文之「先前技術」之任何說明均不應作為本案之任一部分。
本揭露之一實施例提供一種半導體元件的測試設備。該測試設備包括一測試器；一介面板，設置在該測試器上，並經配置以容納該半導體元件，且連接該半導體元件到該測試器；一屏蔽件，設置在該介面板上，且具有一凹陷；一氣體供應單元，具有一導管，係延伸經過該屏蔽件，並到達該凹陷；一溫度感測裝置，設置在該凹陷內；以及一控制器，經配置以控制該測試器、該氣體供應單元以及該溫度感測裝置，並與該測試器、該氣體供應單元以及該溫度感測裝置進行通訊。
在本揭露的一些實施例中，該溫度感測裝置貼合到該屏蔽件的一內側壁。
在本揭露的一些實施例中，該半導體元件設置在該介面板上，且該導管設置在該半導體元件上。
在本揭露的一些實施例中，一氣體可從該氣體供應單元經由該導管而流向該凹陷。
在本揭露的一些實施例中，該氣體為在一預定溫度下的乾燥清潔空氣(dry clean air，DCA)。
在本揭露的一些實施例中，該預定溫度係介於大約-50℃到大約120℃之間。
在本揭露的一些實施例中，該溫度感測裝置為一熱電耦(thermocouple)、一溫度感測器、一熱敏電阻(thermistor)或一電阻式溫度感測器(resistive temperature detector)。
本揭露之另一實施例提供一種測試一半導體元件的方法。該方法包括提供一測試器、一介面板、一屏蔽件、一氣體供應單元、一溫度感測裝置以及一控制器，該介面板位在該測試器上，該屏蔽件位在該介面板上，該控制器可與該測試器、該氣體供應單元以及該溫度感測裝置通訊；設置該半導體元件在該介面板上；設置該屏蔽件在該半導體元件上，以界定一腔室；量測該腔室的一第一溫度，其係透過該溫度感測裝置進行量測；以及傳輸該第一溫度的量測結果從該溫度感測裝置到該控制器。
在本揭露的一些實施例中，該方法還包括：當該第一溫度大致等於一預定溫度或者是在一預定溫度範圍內時，即透過該測試器測試該半導體元件。
在本揭露的一些實施例中，該氣體的供應以及該半導體的測試係同時執行。
在本揭露的一些實施例中，該預定溫度係介於大約-10℃到95℃之間。
在本揭露的一些實施例中，該預定溫度範圍係介於-12℃到-8℃之間，或者是介於93℃到98℃之間。
在本揭露的一些實施例中，該方法還包括：在該半導體元件測試之後，移動該屏蔽件遠離該半導體元件。
在本揭露的一些實施例中，該方法還包括：當該第一溫度大致大於或小於一預定溫度或者是在一預定溫度範圍外時，即調整來自該氣體供應單元之該氣體的一溫度或是一流量。
在本揭露的一些實施例中，該方法還包括：量測該腔室的一第二溫度，其係透過該溫度感測裝置進行量測；以及傳輸該第二溫度的量測結果從該溫度感測裝置到該控制器。
在本揭露的一些實施例中，該方法還包括：當該第二溫度大致等於一預定溫度或是在一預定溫度範圍內時，即透過該測試器測試該半導體元件。
在本揭露的一些實施例中，該方法還包括：當該第二溫度大致大於或小於一預定溫度或者是在一預定溫度範圍外時，即調整來自該氣體供應單元之該氣體的一溫度或一流量。
在本揭露的一些實施例中，該氣體的供應以及該半導體的測試係同時執行。
在本揭露的一些實施例中，該屏蔽件的設置包括移動該屏蔽件朝向該半導體元件，直到該屏蔽件觸碰該介面板或該測試器為止。
在本揭露的一些實施例中，該方法還包括：獲得來自該介面板或該測試器之該半導體元件的一內部溫度；以及傳輸該半導體元件的該內部溫度從該測試器到該控制器。
綜上所述，溫度感測裝置係包括在用於測試一半導體元件的設備中，並可提供透過該溫度感測裝置所量測的一溫度給一控制器，以保證在測試開始之前，該半導體元件是在一預定溫度。因此，可提升或改善測試結果的準確度(accuracy)。
上文已相當廣泛地概述本揭露之技術特徵及優點，俾使下文之本揭露詳細描述得以獲得較佳瞭解。構成本揭露之申請專利範圍標的之其它技術特徵及優點將描述於下文。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，可相當容易地利用下文揭示之概念與特定實施例可作為修改或設計其它結構或製程而實現與本揭露相同之目的。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者亦應瞭解，這類等效建構無法脫離後附之申請專利範圍所界定之本揭露的精神和範圍。
本揭露之以下說明伴隨併入且組成說明書之一部分的圖式，說明本揭露之實施例，然而本揭露並不受限於該實施例。此外，以下的實施例可適當整合以下實施例以完成另一實施例。
應當理解，雖然用語「第一(first)」、「第二(second)」、「第三(third)」等可用於本文中以描述不同的元件、部件、區域、層及/或部分，但是這些元件、部件、區域、層及/或部分不應受這些用語所限制。這些用語僅用於從另一元件、部件、區域、層或部分中區分一個元件、部件、區域、層或部分。因此，以下所討論的「第一裝置(firstelement)」、「部件(component)」、「區域(region)」、「層(layer)」或「部分(section)」可以被稱為第二裝置、部件、區域、層或部分，而不背離本文所教示。
本文中使用之術語僅是為了實現描述特定實施例之目的，而非意欲限制本發明。如本文中所使用，單數形式「一(a)」、「一(an)」，及「該(the)」意欲亦包括複數形式，除非上下文中另作明確指示。將進一步理解，當術語「包括(comprises)」及/或「包括(comprising)」用於本說明書中時，該等術語規定所陳述之特徵、整數、步驟、操作、元件，及/或組件之存在，但不排除存在或增添一或更多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件，及/或上述各者之群組。
圖1為依據本揭露一些實施例中一第一設備100的剖視示意圖。在一些實施例中，第一設備100經配置以執行電性測試在一半導體元件上。在一些實施例中，在電性測試期間，半導體元件係處於一特定狀態下。在一些實施例中，第一設備100具有一測試器101、一介面板102、一屏蔽件103、一氣體供應單元104、一溫度感測裝置105以及一控制器106，而介面板102位在測試器101上，屏蔽件103位在介面板102上。
在一些實施例中，測試器101經配置以傳輸一訊號到半導體元件，並接收來自半導體元件的一訊號。在一些實施例中，測試器101提供一電子訊號到半導體元件，然後半導體元件基於來自測試器的該電子訊號而傳輸一回饋訊號到測試器101。在一些實施例中，測試器101為一操控器(manipulator)、一記憶體測試器、一測試頭、自動測試設備(automatic test equipment，ATE)或類似物。在一些實施例中，測試器101當作是第一設備100的一底座(base)。
在一些實施例中，介面板102設置在測試器101上。在一些實施例中，介面板102電性連接到測試器101與半導體元件。在一些實施例中，介面板102設置在測試器101與半導體元件之間。在一些實施例中，半導體元件可貼合到介面板102或者是從介面板102拆下。在一些實施例中，介面板102經配置以容納半導體元件，並連接半導體元件到測試器101。
在一些實施例中，介面板102為一電路板，其上係包括許多電路以及許多電子元件。在一些實施例中，介面板102為一印刷電路板(PCB)，其係具有一測試電路，而測試電路具有多個測試插槽(test sockets)以及多個電子元件(意即晶片、電阻器、電容器、電感器、繼電器(relays)、連接器或類似物)。在一些實施例中，介面板102由陶瓷、玻璃纖維(fiberglass)或類似物所製。在一些實施例中，介面板102包括許多電路層，其係取決於設計的複雜度。
在一些實施例中，介面板102經配置以傳輸來自測試器101的一訊號到半導體元件，並傳輸來自半導體元件的一回饋訊號到測試器101。在一些實施例中，介面板102為一負載板(load board)、一待測元件(device under test，DUT)板、一探針卡(probe card)或類似物。
在一些實施例中，屏蔽件103設置在介面板102與測試器101上。在一些實施例中，在測試期間，屏蔽件103經配置以置放在介面板102上，並圍繞半導體元件。在一些實施例中，屏蔽件103可朝向或遠離介面板102移動。在一些實施例中，在測試期間，屏蔽件103經配置以將半導體元件與周圍環境絕緣開來，以使半導體元件在測試期間維持在一特定狀態下(意即在一預定溫度或壓力下)。在一些實施例中，屏蔽件103當作是一熱遮罩。
在一些實施例中，屏蔽件103具有一凹陷103a，而凹陷103a係由屏蔽件103的各內側壁103b所界定。在一些實施例中，當屏蔽件103置放在介面板102上時，則半導體元件設置在凹陷103a中。在一些實施例中，屏蔽件103係由金屬材料所製，例如銅、鋼(steel)或類似物。在一些實施例中，屏蔽件103的剖面具有一圓形、四邊形或多邊形形狀。
在一些實施例中，氣體供應單元104經配置以提供一氣體或流體到屏蔽件103的凹陷103a。在一些實施例中，氣體供應單元104具有一導管104a，其係延伸經過屏蔽件103，並可到達屏蔽件103的凹陷103a。在一些實施例中，導管104a設置在半導體元件上。
在一些實施例中，氣體供應單元104具有一源頭，其係用於經由導管104a供應氣體。在一些實施例中，源頭係耦接到導管104a。在一些實施例中，導管104a延伸在源頭與屏蔽件103之間。
在一些實施例中，氣體可從氣體供應單元104經由導管104a而流到凹陷103a。在一些實施例中，氣體係從源頭經由導管104a而吹向開口104b，以調整在凹陷103a內測的一溫度。在一些實施例中，氣體可從導管104a的一開口104b排出。
在一些實施例中，開口104b可設置在屏蔽件103之內側壁103b的任何位置處，只要開口104b耦接到導管104a，且氣體可從開口104b排出以及可流入到凹陷103a中。在一些實施例中，開口104b係位在內側壁103b位於半導體元件上的一位置處。
在一些實施例中，氣體可為乾燥清潔空氣(dry clean air，DCA)、惰性氣體(inert gas)、氫氣(hydrogen)、二氧化碳或類似物。在一些實施例中，從源頭所提供的氣體係在一預定溫度。舉例來說，氣體可為熱空氣(意即在90℃上的一溫度)或冷空氣(意即在-5℃下的一溫度)。在一些實施例中，預定溫度係介於大約-50℃到大約120℃之間。在一些實施例中，預定溫度係介於大約-10℃到大約95℃之間。
在一些實施例中，溫度感測裝置105設置在凹陷103a內，並被屏蔽件103所圍繞。在一些實施例中，溫度感測裝置105經配置以感測或量測凹陷103a的一溫度，並提供溫度的量測結果到氣體供應單元104或者是其他適合的單元。在一些實施例中，溫度感測裝置105電性連接到氣體供應單元104。
在一些實施例中，溫度感測裝置105遠離氣體供應單元104的開口104b設置。在一些實施例中，溫度感測裝置105貼合到屏蔽件103之內側壁103b的任何位置處。在一些實施例中，溫度感測裝置105為一熱電耦(thermocouple)、一溫度感測器、一熱敏電阻(thermistor)或一電阻式溫度感測器(resistive temperature detector)。
在一些實施例中，控制器106經配置以控制測試器101、氣體供應單元104以及溫度感測裝置105，並與測試器101、氣體供應單元104以及溫度感測裝置105進行通訊。在一些實施例中，控制器106電性連接到測試器101、氣體供應單元104以及溫度感測裝置105，以使一回饋訊號可從測試器101、氣體供應單元104或溫度感測裝置105傳輸到控制器106。
在一些實施例中，控制器106可基於來自測試器101、氣體供應單元104或溫度感測裝置105的回饋訊號，以調整第一設備100的整體操作。在一些實施例中，表示從氣體供應單元104供應之氣體的一溫度的訊號，係傳輸到控制器106。在一些實施例中，表示由溫度感測裝置105量測之凹陷103a的一溫度的一訊號，係從氣體供應單元104傳輸到控制器106。
在一些實施例中，表示由溫度感測裝置105量測之凹陷103a的溫度的一訊號，係從溫度感測裝置105傳輸到控制器106。在一些實施例中，表示設置在介面板102上之半導體元件的一溫度之一訊號，係從測試器101傳輸到控制器106。
在一些實施例中，控制器106可傳輸一訊號到氣體供應單元104，以要求一回饋訊號，而回饋訊號係表示從氣體供應單元104所提供之氣體的溫度，或者是透過溫度感測裝置105所量測之凹陷103a的溫度。在一些實施例中，控制器106可傳輸一訊號到溫度感測裝置105，以要求一回饋訊號，而回饋訊號係表示透過溫度感測裝置105所量測之凹陷103a的溫度。
在一些實施例中，控制器106可傳輸一訊號到測試器101，以要求一回饋訊號，而回饋訊號係表示來自測試器101之半導體元件的溫度。在一些實施例中，控制器106可基於來自測試器101、氣體供應單元104或溫度感測裝置105之回饋訊號而傳輸一訊號到氣體供應單元104，以調整從氣體供應單元104所供應之氣體的溫度，或者是調整從氣體供應單元104提供氣體到凹陷103a的持續時間(duration)。
從氣體供應單元104所供應之氣體的溫度，或者是調整從氣體供應單元104提供氣體到凹陷103a的持續時間(duration)，係依據來自測試器101、氣體供應單元104或溫度感測裝置105的回饋訊號而可即時調整，且溫度或持續時間的調整係可自動執行。因此，在測試期間，一預定狀態可準確地提供給半導體元件。所以，可提升或改善測試結果的準確性。
圖2為依據本揭露一些實施例中一第二設備200的剖視示意圖。在一些實施例中，第二設備200具有類似於第一設備100的一架構，除了半導體元件107置放在介面板102上並形成一腔室103c之外。
在一些實施例中，半導體元件107為一半導體結構或是半導體結構的一部分。在一些實施例中，半導體元件107具有形成在其上的電路或多個元件。在一些實施例中，半導體元件107為一晶圓(wafer)、一晶片(chip)或一封裝(package)。在一些實施例中，半導體元件107為一記憶體封裝，例如一動態隨機存取記憶體(DRAM)封裝。
在一些實施例中，半導體元件107透過介面板102與測試器101進行通訊。在一些實施例中，一測試訊號可從測試器101經由介面板102而傳輸到半導體元件107，然後基於所接收的測試訊號之一回饋訊號，係可從半導體元件107經由介面板102而傳輸到測試器101。
在一些實施例中，屏蔽件103置放在介面板102上，並圍繞半導體元件107設置，以形成腔室103c。在一些實施例中，腔室103c係藉由屏蔽件103的各內側壁103b以及介面板102的一表面所界定。在一些實施例中，半導體元件107與溫度感測裝置105設置在腔室103c內。
在一些實施例中，腔室103c的一溫度可透過溫度感測裝置105進行量測。在一些實施例中，腔室103c可經由導管104a與開口104b而到達，以使氣體可從氣體供應單元104經由導管104a與開口104b而流到腔室103c。在一些實施例中，係供應氣體以填滿腔室103c。
在一些實施例中，半導體元件107設置在腔室103c內，以使半導體元件107可維持在由腔室103c所提供的一預定狀態下。舉例來說，在一預定溫度之一熱空氣係從氣體供應單元104提供到腔室103c，也因此設置在腔室103c內的半導體元件107可維持在預定溫度，或者是維持在大致等於預定溫度的一溫度。
在一些實施例中，屏蔽件103之凹陷103a的一寬度係大致小於介面板102的一寬度。在一些實施例中，凹陷103a的寬度係大致大於半導體元件107的一寬度。
圖3為依據本揭露一些實施例中一第三設備300的剖視示意圖。在一些實施例中，第三設備300具有類似於第二設備200的一架構，除了一個以上的溫度感測裝置105設置在腔室103c內之外。
在一些實施例中，二溫度感測裝置105分別設置在屏蔽件103的各內側壁上。在一些實施例中，二溫度感測裝置105係相對設置。在一些實施例中，半導體元件107設置在二溫度感測裝置105之間。
圖4為依據本揭露一些實施例中一第四設備400的剖視示意圖。在一些實施例中，第四設備400具有類似於第二設備200的一架構，除了導管104a與開口104b設置在半導體元件107的一側邊處(而不是如圖2所描述的半導體元件107上)。
在一些實施例中，導管104a從屏蔽件103的一側壁延伸，且開口104b設置在半導體元件107的一側邊處。在一些實施例中，氣體從開口104b水平地流出。在一些實施例中，開口104b設置在相對溫度感測裝置105處。
圖5為依據本揭露一些實施例中一第五設備500的剖視示意圖。在一些實施例中，第五設備500具有類似於第一設備100的一架構，除了屏蔽件103置放在測試器101上，以及半導體元件107與介面板102設置在腔室103c內之外。
在一些實施例中，凹陷103a的一寬度大致大於半導體元件107的一寬度以及介面板102的一寬度。在一些實施例中，凹陷103a的寬度大致小於測試器101的一寬度。在一些實施例中，半導體元件107與介面板102設置在腔室103c內，以使半導體元件107與介面板102可維持在腔室103c所提供的一預定狀態下。
圖6為依據本揭露一些實施例中一第六設備600的剖視示意圖。在一些實施例中，第六設備600具有類似於第五設備500的一架構，除了一個以上的溫度感測裝置105設置在腔室103c內。
在一些實施例中，二溫度感測裝置105分別設置在屏蔽件103的各內側壁上。在一些實施例中，二溫度感測裝置105係相對設置。在一些實施例中，半導體元件107設置在二溫度感測裝置105之間。在一些實施例中，其中一溫度感測裝置105設置在半導體元件107的一側邊處，而另一溫度感測裝置105設置在半導體元件107上。
圖7為依據本揭露一些實施例中一種半導體元件之測試方法S700的流程示意圖。圖8到圖21為依據本揭露一些實施例中在測試一半導體元件中之各中間階段的剖視示意圖。
在圖7中的流程圖係亦例示說明如圖8到圖21所示的各階段。在下接下來的討論中，如圖8到圖21所示的各測試階段係參考如圖7所示的各處理步驟。方法S700包括許多操作，且描述和說明不被視為對操作順序的限制。方法S700包括許多步驟(S701、S702、S703、S704、S705以及S706)。
請參考圖8，依據在圖7中的步驟S701，提供一第一設備100。在一些實施例中，第一設備100經配置以執行電性測試在一半導體元件上。在一些實施例中，在測試期間，半導體元件在一特定狀態下。在一些實施例中，第一設備100的供應係包括提供一測試器101、一介面板102、一屏蔽件103、一氣體供應單元104、一溫度感測裝置105以及一控制器106，而介面板102位在測試器101上，屏蔽件103位在介面板102上，控制器106係與測試器101、氣體供應單元104以及溫度感測裝置105進行通訊。
在一些實施例中，測試器101提供一電子訊號到半導體元件，然後半導體元件基於來自測試器101的電子訊號而傳輸一回饋訊號到測試器101。在一些實施例中，測試器101為一操控器、一記憶體測試器、一測試頭、自動測試設備或類似物。
在一些實施例中，介面板102係提供在測試器101上。在一些實施例中，介面板102經配置以容納半導體元件，並連接半導體元件到測試器101。在一些實施例中，介面板102為一電路板，其上係具有許多電露以及許多電子元件。在一些實施例中，介面板102經配置以傳輸來自測試器101的一訊號到半導體元件，並傳輸來自半導體元件的一回饋訊號到測試器101。
在一些實施例中，屏蔽件103設置在介面板102與測試器101上。在一些實施例中，在測試期間，屏蔽件103經配置以置放在介面板102上，並圍繞半導體元件。在一些實施例中，屏蔽件103可朝向或遠離介面板102移動。在一些實施例中，在測試期間，屏蔽件103經配置以將半導體元件與周圍環境絕緣開來，以使半導體元件在測試期間維持在一特定狀態下(意即在一預定溫度或壓力下)。在一些實施例中，在半導體元件置放之前，屏蔽件103係如圖8所示在一開放架構中，以使凹陷103a是可接近的。
在一些實施例中，氣體供應單元104經配置以供應一氣體或流體到屏蔽件103的凹陷103a。在一些實施例中，氣體供應單元104具有一導管104a，係延伸經過屏蔽件103且可到達屏蔽件103的凹陷103a。在一些實施例中，在半導體元件置放之前，氣體供應單元104係關閉(turned off)。沒有氣體或流體從氣體供應單元104排出。在一些實施例中，當屏蔽件103在該開放架構中時，則氣體供應單元104關閉。
在一些實施例中，溫度感測裝置105設置在凹陷103a內，並被屏蔽件103所圍繞。在一些實施例中，溫度感測裝置105經配置以感測或量測凹陷103a的一溫度，並提供溫度的量測結果到氣體供應單元104或其他適合的單元。在一些實施例中，溫度感測裝置105貼合到屏蔽件103之內側壁103b的任何位置處。
在一些實施例中，控制器106經配置以控制測試器101、氣體供應單元104以及溫度感測裝置105，並與測試器101、氣體供應單元104以及溫度感測裝置105進行通訊。在一些實施例中，控制器106可基於來自測試器101、氣體供應單元104或溫度感測裝置105的回饋訊號，以調整第一設備100的一整體操作。在一些實施例中，第一設備100具有類似於如上所述或是在圖1到圖6中任何一個所例示的一架構。
請參考圖9，依據在圖7中的步驟S702，半導體元件107設置在介面板102上。在一些實施例中，半導體元件107置放在介面板102上，且電性連接到介面板102。在一些實施例中，當屏蔽件103在該開放架構中時，即執行半導體元件107的設置。在一些實施例中，半導體元件107為一晶圓、一晶片、一封裝或類似物。在一些實施例中，半導體元件107具有類似於如上所述或是在圖1到圖6中任何一個所例示的一架構。
請參考圖10，依據圖7中的一步驟S703，屏蔽件103設置在半導體元件107上，以界定一腔室103c。在一些實施例中，屏蔽件103的設置包括移動屏蔽件103朝向介面板102，直到屏蔽件103碰觸介面板102為止。在一些實施例中，當屏蔽件103在如圖10所示的一封閉架構時，半導體元件107係被屏蔽件103所覆蓋，並設置在腔室103c內。在一些實施例中，係提供如圖2所示的一第二設備200。
請參考圖11，依據圖7中的一步驟S704，一氣體係從氣體供應單元提供到腔室103c。在一些實施例中，氣體從一源頭經由導管104a而流到腔室103c，以使氣體圍繞半導體元件107。在一些實施例中，當屏蔽件103在該封閉架構中時，即供應氣體。在一些實施例中，從氣體供應單元所供應的氣體係在一預定溫度。在一些實施例中，預定溫度係介於-12℃到-8℃之間，或者是介於93℃到98℃之間。在一些實施例中，氣體的預定溫度大約為-10℃或95℃。
請參考圖11，依據圖7中的一步驟S705，腔室103c的一第一溫度透過溫度感測裝置105所量測。在一些實施例中，在氣體從氣體供應單元104進行供應期間，溫度感測裝置105係量測腔室103c的第一溫度。在一些實施例中，在氣體供應一預定持續時間之後，溫度感測裝置105量測腔室103c的第一溫度。在一些實施例中，溫度感測裝置105持續量測腔室103c的第一溫度，直到第一溫度達到預定溫度為止，或者是直到第一溫度在預定溫度範圍內為止。在一些實施例中，腔室103c係在第一溫度。在一些實施例中，記錄腔室103c的第一溫度給界下來的步驟使用。
請參考圖12，依據圖7中的一步驟S706，第一溫度的量測結果係從溫度感測裝置105傳輸到控制器106(以虛線箭頭表示)。在一些實施例中，表示第一溫度的一訊號係從溫度感測裝置105傳輸到控制器106。在一些實施例中，第一溫度可直接傳輸到控制器106，或者是經由氣體供應單元104而傳輸到控制器106。在一些實施例中，表示第一溫度的訊號可從溫度感測裝置105透過有線連接或無線傳輸到控制器106。
在一些實施例中，氣體的一溫度係從氣體供應單元104所獲得。在一些實施例中，如圖13所例示，表示從氣體供應單元104所供應之氣體的溫度之一訊號，係從氣體供應單元104傳輸到控制器106(以虛線箭頭表示)。在一些實施例中，表示第一溫度的傳輸以及表示氣體溫度的傳輸係個別或同時執行。在一些實施例中，表示氣體溫度的訊號可從氣體供應單元104透過有線連接或無線傳輸到控制器106。
在一些實施例中，半導體元件107的一內部溫度可從介面板102或測試器101所獲得。在一些實施例中，如圖13所例示，表示半導體元件1107之內部溫度的一訊號係從測試器101傳輸到控制器106(以虛線箭頭表示)。在一些實施例中，表示半導體元件102之內部溫度的訊號可從測試器101透過有線連接或無線傳輸到控制器106。
在一些實施例中，如圖14所例示，一回饋訊號從控制器106傳輸到氣體供應單元104(以虛線箭頭表示)。在一些實施例中，在接收到表示第一溫度的訊號、表示氣體溫度的訊號或者示表示半導體元件107之內部溫度的訊號之後，回饋訊號係從控制器106傳輸到氣體供應單元104。
在一些實施例中，當第一溫度大致等於一預定溫度或者是在一預定溫度範圍內時，回饋訊號係傳述到氣體供應單元104，以命令氣體供應單元104繼續從氣體供應單元104排出在第一溫度的氣體到腔室103c，或是停止從氣體供應單元104排出氣體到腔室103c(意即關閉氣體供應單元104)。在一些實施例中，預定溫度大約為-10℃或95℃。在一些實施例中，預定溫度範圍係介於-12℃到-8℃之間，或是93℃到98℃之間。
在一些實施例中，當第一溫度大致大於或小於預定溫度或在預定溫度範圍外時，則回饋訊號係傳輸到氣體供應單元104，以命令氣體供應單元104繼續從氣體供應單元104排出氣體，或者示調整從氣體供應單元104所提供之氣體的一參數(意即氣體溫度、氣體在導管104a中的一流量等等)。在一些實施例中，執行氣體供應單元104的調整或氣體參數的調整，直到由溫度感測裝置105所量測的第一溫度大致等於預定溫度或是在預定溫度範圍內為止。
在一些實施例中，如圖15及圖16所示，半導體元件107透過測試器101進行測試。在一些實施例中，一測試訊號係從測試器101透過介面板102而傳輸到半導體元件107，且基於測試訊號的一回饋訊號係從半導體元件107透過介面板102而傳輸到測試器101。
在一些實施例中，當第一溫度大致等於預定溫度或是在預定溫度範圍內時，即開始測試半導體元件107。在一些實施例中，如圖15所示，在半導體元件107測試期間，係停止從氣體供應單元104供應氣體。由於半導體元件107係被屏蔽件103所覆蓋，所以腔室103c可維持載或接近第一溫度。因此，半導體元件107可在第一溫度下進行測試。換言之，半導體元件107可在特定狀態下進行測試，例如在預定溫度或壓力下。
在一些實施例中，在半導體元件107測試期間，表示第一溫度的訊號、表示氣體溫度的訊號或者是表示半導體元件107之內部溫度的訊號可傳輸到控制器106。因此，控制器106可即時監控第一溫度(在腔室103c內部的溫度)、氣體的溫度以及半導體元件107的內部溫度，並可據此提供回饋訊號給氣體供應單元104，以即時調整氣體供應單元104。舉例來說，當第一溫度掉下來(意即小於預定溫度)時，則控制器106可傳輸回饋訊號到氣體供應單元104以開啟氣體供應單元104，並將氣體排入腔室103c中。
在一些實施例中，從氣體供應單元104的氣體供應以及半導體元件的測試係同時執行。在一些實施例中，如圖16所示，在半導體元件107測試期間，係繼續從氣體供應單元104的供應氣體。在一些實施例中，在半導體元件107測試期間，表示第一溫度的訊號、表示氣體溫度的訊號或是表示半導體元件107之內部溫度的訊號可傳輸到控制器106。因此，控制器106可即時監控第一溫度(在腔室103c內部的溫度)、氣體的溫度以及半導體元件107的內部溫度。
在一些實施例中，如圖17所示，在半導體元件107測試之後，係移動屏蔽件103遠離半導體元件107與介面板102。在一些實施例中，在移動屏蔽件103遠離半導體元件107以形成該開放架構之後，則如圖18所示，半導體元件107係從介面板102卸載。半導體元件107係從第一設備100移除。
在半導體元件107卸載之後，如圖19所示，其他的半導體元件108係以類似於步驟S702的方法而裝載到介面板102上。在一些實施例中，此另一個半導體元件108係類似於半導體元件107。在一些實施例中，在半導體元件108裝載之後，屏蔽件103係以類似於步驟S703的方式，朝向介面板102移動。
在一些實施例中，如圖21所示，以類似於步驟S704到步驟S706的方式，在屏蔽件103設置在介面板102上之後，氣體係從氣體供應單元104供應到腔室103c，腔室103c的一第二溫度係透過溫度感測裝置105進行量測，且第二溫度的量測結果係從溫度感測裝置105傳輸到控制器106。在一些實施例中，其他半導體元件108係以類似於如上所述或如圖15及圖16所例示的方式，透過測試器101進行測試。
在一些實施例中，在其他半導體元件108測試之後，屏蔽件103係移動遠離其他半導體元件108以及介面板102，然後其他半導體元件108係從介面板105卸載。
綜上所述，一溫度感測裝置用於量測圍繞一半導體元件之一腔室內的一溫度，因此透過溫度感測裝置所量測的溫度可即時提供到控制器，以保證在測試之前或測試期間，半導體元件是在一預定溫度。因此，可改善測試結果的準確性。
本揭露之一實施例提供一種用於測試一半導體元件的設備。該測試設備包括一測試器；一介面板，設置在該測試器上，並經配置以容納該半導體元件，且連接該半導體元件到該測試器；一屏蔽件，設置在該介面板上，且具有一凹陷；一氣體供應單元，具有一導管，係延伸經過該屏蔽件，並到達該凹陷；一溫度感測裝置，設置在該凹陷內；以及一控制器，經配置以控制該測試器、該氣體供應單元以及該溫度感測裝置，並與該測試器、該氣體供應單元以及該溫度感測裝置進行通訊。
本揭露之另一實施例提供一種測試一半導體元件的方法。該方法包括提供一測試器、一介面板、一屏蔽件、一氣體供應單元、一溫度感測裝置以及一控制器，該介面板位在該測試器上，該屏蔽件位在該介面板上，該控制器可與該測試器、該氣體供應單元以及該溫度感測裝置通訊；設置該半導體元件在該介面板上；設置該屏蔽件在該半導體元件上，以界定一腔室；量測該腔室的一第一溫度，其係透過該溫度感測裝置進行量測；以及傳輸該第一溫度的量測結果從該溫度感測裝置到該控制器。
雖然已詳述本揭露及其優點，然而應理解可進行各種變化、取代與替代而不脫離申請專利範圍所定義之本揭露的精神與範圍。例如，可用不同的方法實施上述的許多製程，並且以其他製程或其組合替代上述的許多製程。
再者，本申請案的範圍並不受限於說明書中所述之製程、機械、製造、物質組成物、手段、方法與步驟之特定實施例。該技藝之技術人士可自本揭露的揭示內容理解可根據本揭露而使用與本文所述之對應實施例具有相同功能或是達到實質上相同結果之現存或是未來發展之製程、機械、製造、物質組成物、手段、方法、或步驟。據此，此等製程、機械、製造、物質組成物、手段、方法、或步驟係包含於本申請案之申請專利範圍內。
100:第一設備 200:第二設備 300:第三設備 400:第四設備 500:第五設備 600:第六設備 101:測試器 102:介面板 103:屏蔽件 103a:凹陷 103b:內側壁 103c:腔室 104:氣體供應單元 104a:導管 104b:開口 105:溫度感測裝置 106:控制器 107:半導體元件 108:半導體元件 S700:方法 S701:步驟 S702:步驟 S703:步驟 S704:步驟 S705:步驟 S706:步驟
參閱實施方式與申請專利範圍合併考量圖式時，可得以更全面了解本申請案之揭示內容，圖式中相同的元件符號係指相同的元件。 圖1為依據本揭露一些實施例中一第一設備的剖視示意圖。 圖2為依據本揭露一些實施例中一第二設備的剖視示意圖。 圖3為依據本揭露一些實施例中一第三設備的剖視示意圖。 圖4為依據本揭露一些實施例中一第四設備的剖視示意圖。 圖5為依據本揭露一些實施例中一第五設備的剖視示意圖。 圖6為依據本揭露一些實施例中一第六設備的剖視示意圖。 圖7為依據本揭露一些實施例中一種半導體元件之測試方法的流程示意圖。 圖8到圖21為依據本揭露一些實施例中在測試一半導體元件中之各中間階段的剖視示意圖。
200:第二設備
101:測試器
102:介面板
103:屏蔽件
103a:凹陷
103b:內側壁
103c:腔室
104:氣體供應單元
104a:導管
104b:開口
105:溫度感測裝置
106:控制器
107:半導體元件

Claims (20)

  1. 一種半導體元件的測試設備，包括：一底座，包括一測試器；一介面板，設置在該測試器上，並經配置以容納該半導體元件，且連接該半導體元件到該測試器；一屏蔽件，設置在該介面板上，且具有一凹陷；一氣體供應單元，具有一導管與一開口，該導管係延伸經過該屏蔽件並到達該凹陷，該開口設置在該半導體元件上方且朝向該介面板；一溫度感測裝置，設置在該凹陷內；以及一控制器，經配置以控制該測試器、該氣體供應單元以及該溫度感測裝置，並與該測試器、該氣體供應單元以及該溫度感測裝置進行通訊。
  2. 如請求項1所述之測試設備，其中該溫度感測裝置貼合到該屏蔽件的一內側壁。
  3. 如請求項1所述之測試設備，其中該半導體元件設置在該介面板上，且該導管設置在該半導體元件上。
  4. 如請求項1所述之測試設備，其中一氣體可從該氣體供應單元經由該導管而流向該凹陷。
  5. 如請求項4所述之測試設備，其中該氣體為在一預定溫度下的乾燥清潔空氣。
  6. 如請求項5所述之測試設備，其中該預定溫度係介於大約-50℃到大約120℃之間。
  7. 如請求項1所述之測試設備，其中該溫度感測裝置為一熱電耦、一溫度感測器、一熱敏電阻或一電阻式溫度感測器。
  8. 一種半導體元件的測試方法，包括：提供一測試器、一介面板、一屏蔽件、一氣體供應單元、一溫度感測裝置以及一控制器，該介面板位在該測試器上，該屏蔽件位在該介面板上，該控制器可與該測試器、該氣體供應單元以及該溫度感測裝置通訊；設置該半導體元件在該介面板上；設置該屏蔽件在該半導體元件上，以界定一腔室；量測該腔室的一第一溫度，其係透過該溫度感測裝置進行量測；傳輸該第一溫度的量測結果從該溫度感測裝置到該控制器；以及自該介面板卸載該半導體元件。
  9. 如請求項8所述之測試方法，還包括當該第一溫度大致等於一預定溫度或者是在一預定溫度範圍內時，即透過該測試器測試該半導體元件。
  10. 如請求項9所述之測試方法，其中該氣體的供應以及該半導體的測試係同時執行。
  11. 如請求項9所述之測試方法，其中該預定溫度係介於大約-10℃到95℃之間。
  12. 如請求項9所述之測試方法，其中該預定溫度範圍係介於-12℃到-8℃之間，或者是介於93℃到98℃之間。
  13. 如請求項9所述之測試方法，還包括在該半導體元件測試之後，移動該屏蔽件遠離該半導體元件。
  14. 如請求項8所述之測試方法，還包括當該第一溫度大致大於或小於一預定溫度或者是在一預定溫度範圍外時，即調整來自該氣體供應單元之該氣體的一溫度或是一流量。
  15. 如請求項8所述之測試方法，還包括：量測該腔室的一第二溫度，其係透過該溫度感測裝置進行量測；以及傳輸該第二溫度的量測結果從該溫度感測裝置到該控制器。
  16. 如請求項15所述之測試方法，還包括當該第二溫度大致等於一預定 溫度或是在一預定溫度範圍內時，即透過該測試器測試該半導體元件。
  17. 如請求項15所述之測試方法，還包括當該第二溫度大致大於或小於一預定溫度或者是在一預定溫度範圍外時，即調整來自該氣體供應單元之該氣體的一溫度或一流量。
  18. 如請求項16所述之測試方法，其中該氣體的供應以及該半導體的測試係同時執行。
  19. 如請求項8所述之測試方法，其中該屏蔽件的設置包括移動該屏蔽件朝向該半導體元件，直到該屏蔽件觸碰該介面板或該測試器為止。
  20. 如請求項8所述之測試方法，還包括：獲得來自該介面板或該測試器之該半導體元件的一內部溫度；以及傳輸該半導體元件的該內部溫度從該測試器到該控制器。
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