CN101275970B

CN101275970B - 测试装置与其探针结构

Info

Publication number: CN101275970B
Application number: CN 200710088841
Authority: CN
Inventors: 巫家玮
Original assignee: Nanya Technology Corp
Current assignee: Nanya Technology Corp
Priority date: 2007-03-28
Filing date: 2007-03-28
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2027-03-28
Also published as: CN101275970A

Abstract

本发明是有关于一种分离式结构的探针，用来接触一待测物，以对其电气特性进行探测。本发明所提供的探针具有一接触头，可以用来接触待测物，并且此探针具有一第一针体和一第二针体。其中，第一针体与接触头互相连接，以传送一测试讯号到待测物上来进行探测。另外，第二针体也连接到接触头，其用来传送待测物因为测试讯号所产生的一回应讯号，以获得待测物的电气特性。本发明所提供的探针具有较小的讯号衰减度，进而使本发明提供的侦测装置能够较精确地量测待测物的电气特性。

Description

测试装置与其探针结构

技术领域

本发明涉及一种探针结构，特别是涉及一种分离式的探针结构。

背景技术

半导体的封装测试可区分为两大部份，分别是在晶圆加工完成后的晶圆测试(Wafer Probe and Sort)，以及封装完成后的成品测试(Final Test)。晶圆测试是利用晶圆测试机(Wafer Prober)上晶圆测试装置(Probe Card)的探针与待测晶圆上各晶粒的焊垫相连接，然后将测得的资料送往测试机(Tester)作分析与判断而整理出各晶粒的可修补资料。依据这些修补资料，测试人员可以经由雷射修补机将不良的元件替换掉，再经测试通过后，即告完成。

图1绘示为现有习知的晶圆测试装置的结构图。请参照图1，现有习知的晶圆测试装置100包括探针102、114和116，以及电路板104。以目前的技术来说，电路板104通常采用双传输线路(Fly-by)的结构，也就是在电路板104的两个表面上分别配置讯号传输走线106和108，并且二者是利用一连接插塞(Connecting Plug)110彼此连接。

在现有习知的技术中，探针102的一端连接在连接插塞110上，另一端则用来接触一待测晶圆(未绘示)的晶粒上。此外，探针114和116的一端分别透过连接插塞122和124接地或是连接到一共同电压，另一端则是用来接触待测物。

在现有习知的晶圆针测机100中，测试端会产生一测试讯号到电路板104的讯号传输走线106上，并且经由探针102送至待测晶圆上，以使得待测物就会产生一回应讯号。另外，探针102可以接收待测物所产生的回应讯号，并且借由讯号传输走线108将回应讯号送至测试端，以得知待测物的电气特性。

图2A绘示为现有习知的测试讯号在传输时的电压对时间的波形图。请参照图2A，其中纵轴代表电压，而横轴代表时间。另外，波形201是在电路板端所量测到的测试讯号的波形，而波形203则是在探针的接触端量测到的测试讯号的波形。从图2A可以看出，当电路板将一测试讯号经由探针传送到待测物上时，其讯号衰减量非常有限。

图2B绘示为现有习知的回应讯号在传输时的电压对时间的波形图。请参照图2B，同样地，纵轴代表电压，而横轴代表时间。此外，波形211是在探针的接触端所量测到的回应讯号的波形，而波形213则是在电路板端量测到的回应讯号的波形。从图2B可以明显地看出，回应讯号在接触端最大的电压，如A点，约有750mV。而经由探针送回电路板时，其最大的电压，如B点，仅有大约500mV。这么大的讯号衰减量会造成测试端在判读时的错误，并且这样的讯号衰减量，在高速讯号传输中会更为明显。其中的待测物可为晶圆上的各晶粒或半导体元件。

发明内容

因此，本发明提供一种分离式结构的探针，可以适用于一测试装置，以降低讯号在传输时所造成的衰减。

另外，本发明也提供一种具有低讯号衰减的测试装置，可以精确地量测待测物的电器特性。

本发明提供一种分离式结构的探针，用来接触一待测物，以对其电气特性进行探测。本发明所提供的探针具有一接触头，可以用来接触待测物，并且此探针具有一第一针体和一第二针体。在本发明的实施例中，第一针体与接触头互相连接，以传送一测试讯号到待测物上来进行探测。另外，第二针体也连接到接触头，其用来传送待测物因为测试讯号所产生的一回应讯号。

从另一观点来看，本发明提供一种分离式结构的探针，其特征在于：本发明所提供的探针具有一接触端、一第一讯号端和一第二讯号端。在本发明的实施例中，探针可以从第一讯号端接收一测试讯号，并从接触端送至一待测物上，使得待测物产生一回应讯号。另外，探针可以利用接触头接收此回应讯号，并从第二讯号端将回应讯号传送回来，以对待测物的电气特性进行探测。

从另一观点来看，本发明提供一种具有低讯号衰减的测试装置，可以用来量测一待测物的电气特性。本发明的测试装置包括一电路板，其具有一第一表面和一第二表面。而在第一表面和第二表面上，分别配置一第一讯号传输走线和一第二讯号传输走线。另外，本发明还具有一探针，其具有一接触端，用来接触待测物，并且还具有一第一讯号端和一第二讯号端，分别连接至第一讯号传输走线和第二讯号传输走线。在本发明的实施例中，探针可以透过第一讯号端从第一讯号传输走线接收一测试讯号，并且透过接触端送至该待测物上，以使该待测物产生一回应讯号。此外，探针可以借由接触端接收此回应讯号，再透过第二讯号端将回应讯号送至第二讯号传输走线，以量测待测物的电气特性。

在本发明中，由于测试讯号和回应讯号是在不同的针体上传送。因此本发明所提供的探针具有较小的讯号衰减度，进而使本发明提供的侦测装置能够较精确地量测待测物的电气特性。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1绘示为现有习知的晶圆测试装置的结构图。

图2A绘示为现有习知的测试讯号在传输时的电压对时间的波形图。

图2B绘示为现有习知的回应讯号在传输时的电压对时间的波形图。

图3A绘示为依据本发明的一较佳实施例的一种测试装置的立体结构图。

图3B则绘示为依据本发明的一较佳实施例的一种测试装置的侧视图。

图4绘示为回应讯号在本发明的分离式探针传输时所量测到的电压对时间的波形图。

100：晶圆针测机

102、114、116、302、318、320、322、324：探针

104、342：电路板

106、108、354、356：讯号传输走线

110、122、124、362、364：连接插塞

201、203：测试讯号的波形

211、213、401、403：回应讯号的波形

300：测试装置

304、306、326、328、330、332：讯号端

308：接触端 312：接触头

314、316：针体344、352：表面

358、360：贯孔

具体实施方式

图3A绘示为依据本发明的一较佳实施例的一种测试装置的立体结构图，图3B则绘示为依据本发明的一较佳实施例的一种测试装置的侧视图。请合并参照图3A和图3B，本发明所提供的测试装置300包括探针302以及电路板342。特别是，本发明所提供的探针302具有一第一讯号端304、一第二讯号端306和一接触端308。在本实施例中，第一讯号端304和第二讯号端306分别连接至电路板342上，而接触端308则是探针302用来接触如晶圆上的各晶粒或半导体元件等的待测物。

一般来说，探针302的材质可以是钨钢、铍铜(BeCu)或钯(Pd)合金(Palladium alloy)。而在本实施例中，探针302至少具有一接触头312、一第一针体314和一第二针体316。其中，接触头312的一端是作为接触端308，而另一端则连接第一针体314和第二针体316。另外，第一针体314和第二针体316的其中一端共同连接至接触头312的一端，而另一端分别是第一讯号端304和第二讯号端306。

一般来说，此外，本发明所提供的测试装置300，还可以包括探针318和320，分别配置在该探针302的两侧。在本实施例中，探针318和320的其中一端用来接触待测物，而另一端则分别为一第三讯号端326和一第四讯号端328，其可以用来电性连接至一共同电压或接地。

而为了结构上的应力平衡，在有些选择实施例中，本发明的测试装置300还可以包括一探针322和324，二者分别可以位于第二针体316的两侧。其中，探针322和324的其中一端分别连接至探针318和320，以接触待测物，而另一端则分别为第五讯号端330和第六讯号端332，其可以与第三讯号端326和第四讯号端328共同电性连接至一共同电压或是接地。

请继续参照图3A和3B，电路板342可以包括一第一表面344和一第二表面352。另外，本实施例中的电路板342还可以具有多数个贯孔，例如贯孔358和360，其可以显露于第一表面344和第二表面352。此外，在贯孔358和360内还分别配置有连接插塞362和364。借此，上述的第三讯326号端、第四讯号端328、第五讯号端330和第六讯号端332就可以分别借由连接插塞362和364连接一共同电压或是接地。

在本实施例中，电路板342可以是Fly-by的结构。也就是说，在第一表面344和第二表面352上分别配置一第一讯号传输走线354和一第二讯号传输走线356，其分别连接至探针302的第一讯号端304和第二讯号端306。一般来说，第一讯号传输走线354和第二传输走线356可以是铜箔走线。

当测试端需要对一待测物(未绘示)进行电气特性量测时，可以将探针302的接触端308接触至待测物上，并且产生一测试讯号，借由第一讯号传输走线354送至探针302。此时，探针302则从第二讯号端306接收测试讯号，并经由第一针体314和接触头312，而从接触端308送至待测物。

当例如晶圆等的待测物接收到测试讯号时，会产生一回应讯号。此时，探针302可以从接触端308接收此回应讯号，并经由接触头312和第二针体316，而从第二讯号端306送至电路板342第二表面352的第二讯号传输走线356上。借此，测试端就可以依据回应讯号量测到待测物的电气特性。

图4绘示为回应讯号在本发明的分离式探针传输时所量测到的电压对时间的波形图。纵轴代表电压，而横轴代表时间。此外，波形401是在探针的接触端所量测到的回应讯号的波形，而波形403则是在电路板端量测到的回应讯号的波形。由于在本发明中，测试讯号和回应讯号在探针中的传输路径，仅有在接触头的一段是相重迭的，而其余大部分则是分离的状态。因此，从图4就可以明显地看出，回应讯号在接触端所量测到的波形最大值，与在电路板端量测到波形的最大值，相差仅有大约50mV，证明利用本发明所提供的分离式结构的探针，可以有效地改善讯号在传输时所造成的衰减量。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种分离式结构的探针，适于接触一待测物，以对该待测物的电气特性进行探测，该探针连接至一电路板，该电路板具有一第一表面和一第二表面，且该第一表面具有一第一讯号传输走线，该第二表面具有一第二讯号传输走线，其特征在于该探针具有：

一第一讯号端，连接至该第一讯号传输走线；

一第二讯号端，连接至该第二讯号传输走线；

一接触头，用以接触该待测物；

一第一针体，连接该接触头与该第一讯号端，该第一针体从该第一讯号传输走线接收一测试讯号，并从该接触头送至该待测物上，以使该待测物产生一回应讯号；以及

一第二针体，连接该接触头与该第二讯号端，用以传送该待测物对该测试讯号所产生的一回应讯号至该第二讯号端。

2.根据权利要求1所述的分离式结构的探针，其特征在于其中所述的接触头、第一针体和第二针体的材质为钨钢、铍铜或钯合金。

3.根据权利要求1所述的分离式结构的探针，其特征在于其中所述的待测物包含晶圆上的各晶粒和一半导体元件二者其中之一。

4.一种具有低讯号衰减的测试装置，适于量测一待测物的电气特性，其特征在于该测试装置包括：

一电路板，具有一第一表面和一第二表面，且该第一表面具有一第一讯号传输走线，该第二表面具有一第二讯号传输走线；

一第一探针，具有一接触端，用以接触该待测物，并具有一第一讯号端和一第二讯号端，其中该第一讯号端连接至该第一讯号传输走线，该第二讯号端连接至该第二讯号传输走线，

其中该第一探针透过该第一讯号端从该第一讯号传输走线接收一测试讯号，并从该接触端送至该待测物上，以使该待测物产生一回应讯号，而该第一探针再透过该第二讯号端将该回应讯号送至该第二讯号传输走线，以量测该待测物的电气特性。

5.根据权利要求4所述的具有低讯号衰减的测试装置，其特征在于其更包括：

一第二探针，其中一端用以接触该待测物，另一端则电性连接至该电路板，以连接一共同电压；以及

一第三探针，其中一端用以接触该待测物，另一端则电性连接至该电路板，以连接该共同电压。

6.根据权利要求5所述的具有低讯号衰减的测试装置，其特征在于其中所述的共同电压的电位为接地电位。

7.根据权利要求5所述的具有低讯号衰减的测试装置，其特征在于其更包括：

一第四探针，其中一端连接至该第二探针，另一端则电性连接至该电路板，以连接该共同电压；以及

一第五探针，其中一端连接至该第三探针，另一端则电性连接至该电路板，以连接该共同电压。

8.根据权利要求7所述的具有低讯号衰减的测试装置，其特征在于其中所述的第一探针、第二探针、第三探针、第四探针和第五探针的材质为钨钢、铍铜或钯合金。

9.根据权利要求4所述的具有低讯号衰减的测试装置，其特征在于其中所述的第一探针的材质为铍铜或钯合金。

10.根据权利要求4所述的具有低讯号衰减的测试装置，其特征在于其中所述的待测物包含晶圆上的各晶粒和一半导体元件二者其中之一。