CN102854343B - 用于半导体器件的测试结构和测试方法 - Google Patents

用于半导体器件的测试结构和测试方法 Download PDF

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Abstract

公开了用于半导体的测试结构、该测试结构的制造方法和测试方法。在一个实施例中，用于半导体器件的测试结构包括印刷电路板(PCB)、探针区、以及在PCB和探针区之间设置的柔性机构、在PCB和探针区之间连接的多个引线。邻近探针区的多个引线的端部是探针区的结合部。

Description

用于半导体器件的测试结构和测试方法
技术领域
本发明设计半导体领域，具体而言，本发明涉及测试结构和测试方法。
背景技术
在制造集成电路和半导体器件的工艺中，在制造工艺期间的各个阶段经常实施电性测试和其他功能测试。探针卡是用于实施电性测试的一种类型的测试结构。在测试工艺期间，探针卡与集成电路的某些区域，通常与接触焊盘或者焊料凸块形成接触。
半导体产业趋向于半导体器件和器件电路的微型化，这不仅导致集成电路或者芯片更小，而且导致能量消耗减少以及电路速度更快。具有极小阵列焊盘或者焊料凸块结构的半导体器件目前用于多种应用。因为半导体器件在尺寸上减小，由于管芯上接触件之间的间距或者间隔更小，更难以实施电性测试。由于布线和阵列间距的尺寸小，常规探针卡的组装和制造工艺出现许多问题并且易于出现差错。由于用于微间距应用的极其脆弱的探针结构，导向板制造、导向板组装、和探针操作损伤仅是常规探针卡面临的几个问题。
发明内容
本发明的实施例提供了用于半导体的新型测试结构、其制造方法以及测试方法，通过本发明的实施例通常解决或者避免了这些问题以及其他问题，并且大体上实现了技术优势。
在一个实施例中，用于半导体器件的测试结构包括印刷电路板(PCB)、探针区、在PCB和探针区之间设置的柔性机构(compliancemechanism)、以及在PCB和探针区之间连接的多个引线。邻近探针区的多个引线的端部是探针区的结合部(integralpart)。
为了解决现有技术中存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种用于半导体器件的测试结构，所述测试结构包括：印刷电路板(PCB)；探针区；柔性机构，被设置在所述PCB和所述探针区之间；以及多条引线，被连接在所述PCB和所述探针区之间，其中，邻近所述探针区的所述多条引线的端部构成所述探针区的结合部。
在该测试结构中，其中，所述柔性机构包括弹性体板。
在该测试结构中，其中，所述柔性机构包括至少一个弹簧构件。
在该测试结构中，其中，所述柔性机构包括至少一个弹簧构件，并且其中，所述至少一个弹簧构件包括恒定的间距、可变的间距、圆柱状、圆锥状、沙漏状、桶状、或者其组合。
在该测试结构中，其中所述柔性机构包括刚度可控框架结构。
在该测试结构中，其中所述探针区包括多个探针尖端。
在该测试结构中，其中所述探针区包括多个探针尖端，其中，所述多个探针尖端中的至少一个包括所述多条引线中的一个的端部。
在该测试结构中，其中所述探针区包括多个探针尖端，其中，所述多个探针尖端包括与所述多条引线的所述端部连接的微电子机械系统(MEMS)刚性探针器件。
在该测试结构中，其中所述探针区包括多个探针尖端，其中，所述多个探针尖端包括与所述多条引线的所述端部连接的微电子机械系统(MEMS)刚性探针器件，并且该测试结构进一步包括插件，被设置在所述MEMS刚性探针器件和所述多条引线的所述端部之间。
在该测试结构中，其中所述探针区包括多个探针尖端，其中，所述多个探针尖端包括与所述多条引线的所述端部连接的微电子机械系统(MEMS)刚性探针器件，并且该测试结构进一步包括插件，被设置在所述MEMS刚性探针器件和所述多条引线的所述端部之间，其中，所述柔性机构提供用于所述测试结构的第一柔量，并且其中所述插件提供用于所述测试结构的第二柔量。
在该测试结构中，其中所述探针区包括多个探针尖端，其中，所述多个探针尖端包括插件的一部分，其中所述插件连接至所述多条引线的所述端部。
在该测试结构中，其中所述探针区包括多个探针尖端，其中，所述多个探针尖端包括插件的一部分，其中所述插件连接至所述多条引线的所述端部，其中，所述插件包括挠性材料层和在所述挠性材料层内设置的多个导电弹簧。
在该测试结构中，其中所述探针区包括多个探针尖端，其中，所述多个探针尖端包括插件的一部分，其中所述插件连接至所述多条引线的所述端部，其中，所述插件包括挠性材料层和在所述挠性材料层内设置的多个导电弹簧，其中，所述柔性机构提供用于所述测试结构的第一柔量，并且其中所述插件提供用于所述测试结构的第二柔量。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于半导体器件的测试结构，所述测试结构包括：空间变压器(ST)板；第一板，被连接至所述ST板；第二板，邻近所述第一板；柔性机构，被设置在所述第一板和所述第二板之间；印刷电路板(PCB)，被连接至所述第二板，其中，将所述ST板的外缘通过所述第一板、所述第二板和所述柔性机构中的通孔固定地连接至所述PCB；多条引线，被连接在所述PCB和所述ST板之间，所述多条引线延伸穿过所述ST板；以及探针区，邻近所述多条引线的端部，其中，邻近所述探针区的所述多条引线的端部构成所述探针区的结合部，并且其中，所述探针区适于与用于测试的半导体器件的接触件建立电接触。
在该测试结构中，进一步包括与所述ST板连接的多个导销，并且所述多个导销延伸穿过所述第一板、所述柔性机构和所述第二板中的通孔。
在该测试结构中，其中，用邻近所述多条引线的粘合剂部分地填充至少所述第一板的中心区。
在该测试结构中，其中，所述探针区包括与所述多条引线的所述端部连接的微电子机械系统(MEMS)刚性探针器件。
根据本发明的又一方面，提供了一种测试半导体器件的方法，所述方法包括：提供测试结构，所述测试结构包括印刷电路板(PCB)、探针区、在所述PCB和所述探针区之间设置的柔性机构、以及在所述PCB和所述探针区之间连接的多条引线，其中，邻近所述探针区的所述多条引线的端部构成所述探针区的结合部；提供所述半导体器件，所述半导体器件包括接触件；将所述测试结构的所述探针区连接至所述半导体器件的所述接触件；以及测试所述半导体器件，其中在将所述测试结构的所述探针区连接至所述半导体器件的所述接触件以及测试所述半导体器件的同时所述柔性机构在与所述半导体器件基本上垂直的方向上提供柔性。
在该方法中，其中，测试所述半导体器件包括在从半导体晶圆分割多个管芯之前或者之后，测试所述半导体晶圆的单个管芯。
在该方法中，其中，测试所述半导体器件包括在从半导体晶圆分割多个管芯之前或者之后，测试所述半导体晶圆的单个管芯，其中，测试所述半导体器件包括在从半导体晶圆分割多个管芯之前或者之后，同时测试所述半导体晶圆的多个管芯。
上文已阐述了本发明的实施例的相当广泛的特征和技术优势，从而能够更好地理解下面的公开内容的详细描述。将在下文中描述本发明实施例的其它特征和优势，这些特征和优势构成本公开的权利要求的主旨。本领域技术人员应当理解可以很容易地利用所公开的概念和具体实施例作为基础来更改或者设计其他结构或者工艺，从而达到与本发明相同的目的。本领域技术人员也应该意识到，这种等效构造并不背离在附随的权利要求中阐述的本发明的精神和范围。
附图说明
为了更充分地理解本发明及其优势，现在将结合附图所进行的以下描述作为参考，其中：
图1是根据本发明的第一实施例的具有包括弹性体板的柔性机构的新型测试结构的剖面图；
图2至图5示出了图2的新型测试结构在制造工艺的各个阶段时的剖面图；
图6示出了根据本发明的第二实施例的具有包括多个弹簧的柔性机构的测试结构的剖面图；
图7至图7E示出了可以用于图6中所示的实施例的柔性机构的弹簧的类型的一些实例；
图8是根据本发明的第三实施例的具有包括刚度可控框架结构的柔性机构的测试结构的剖面图；
图9示出了图8中所示的实施例的刚度可控框架结构的透视图；
图10示出了根据本发明的第四实施例的测试结构的剖面图，其中探针区包括通过插件连接至测试结构的多个引线的末端的微电子机械系统(MEMS)刚性探针器件；
图11至图15示出了使用电火花线切割(wireelectricaldischargemachining，WEDM)工艺，根据本发明的实施例的制造图10的MEMS刚性探针的方法的剖面图；以及
图16示出了根据本发明的第五实施例的测试结构的剖面图，其中探针区包括连接至测试结构的多个引线的端部的插件。
除非另有说明，不同图形中相应的数字和符号通常是指相应的部件。绘制附图用于清楚示出实施例的相关方面，并不必按比例绘制。
具体实施方式
下面详细讨论实施例的制造和使用。然而，应该理解，本发明提供了许多可以在各种具体环境中实现的可应用的概念。所讨论的具体实施例仅仅示出制造和使用本发明的具体方式，而不用于限制本发明的范围。
本发明的实施例通过提供适合于测试半导体器件和集成电路的新型测试结构来实现技术优势。测试结构包括内置的探针区，其中布线结构是测试结构的探针区的结合部。新型测试结构不需要单独的探头，并能够探查具有微间距阵列的半导体器件。在一些实施例中，测试结构在空间变压器板应用柔性缓冲，并包括作为探针尖端的扇入布线延伸。
将就具体环境下的实施例，即用于半导体器件210比如集成电路的测试结构240/340/440/540/640描述本发明。然而，本发明还可以应用于其他用途和类型的半导体器件。
现在参考图1，示出了根据本发明的第一实施例的具有包括弹性体板254的柔性机构260的新型测试结构240的剖面图。测试结构240包括印刷电路板(PCB)262和探针区241。在PCB262和探针区241之间设置柔性机构260。在PCB262和探针区241之间连接多个引线250。邻近探针区241的多个引线250的端部构成探针区241的结合部。
单独的探头对于新型测试结构240不是必需的。相反，多个引线250的端部通过空间变压器(ST)板242进行布线，并随后缩短以形成探针区241的探针尖端270。在ST板242中的多个引线250上方涂覆粘合剂252，以部分地但不是完全地填充ST板242的中心部分和至少第一板244的中心部分。在第一板244和第二板256之间设置构成柔性机构260的弹性体板254。在第一板244、第二板256和弹性体板254中的通孔内设置多个导销(guidepin)258。在半导体器件210的测试过程中，导销258提供PCB262和ST板242的对准。
根据本发明的实施例，可以用新型测试结构240测试单个半导体器件210。单个半导体器件210可以包括半导体晶圆271(在图2中的虚拟件中示出)的单个管芯。可以在从半导体晶圆271分割多个管芯之前或者之后测试半导体器件210。或者，例如在从晶圆分割管芯之前或者之后，可以使用测试结构240来同时测试半导体晶圆的两个或者多个管芯。
接下来将参考图2至图5描述测试结构240的制造工艺的实例，图2至图5示出了图1的新型测试结构240在制造工艺的各个阶段的剖面图。首先，如图2中所示，提供空间变压器(ST)板242。作为实例，ST板242可以包含陶瓷材料，并可以包含约500至800μm的厚度，但是可选地，ST板242可以包含其它材料和尺寸。ST板242包括多个孔251，通过孔251可以布线引线250。例如，在一些实施例中多个孔251可以包括与待测试的半导体器件210上的接触焊盘的图案基本上相似的图案。
使用连接装置246a将第一板244安装至ST板242，连接装置246a可以包括螺丝或者其它紧固件。例如，第一板244可以包含金属比如不锈钢、铝或者其它材料。作为实例，在一些实施例中第一板244可以包含约1至2mm的厚度，但是可选地，第一板244可以包含其它尺寸。第一板244包括用于导销258(在图2中未示出；参见图5)的多个通孔248a。第一板244还包括用于容纳连接装置246b(在图2中也未示出；参见图5)的多个通孔248b。
将引线250穿过ST板242的顶面插入孔251内，如图2中所示。作为实例，引线250可以包含铜、钨、其它导电材料、或者其组合。例如，引线250可以包含约25至75μm的厚度。可选地，引线250可以包含其它材料和尺寸。插入引线250以从ST板242的下面延伸包含尺寸d1的距离。作为实例，尺寸d1可以包含约300至500μm，但是可选地，尺寸d1可以包含其它值。
在ST板242的中心区中的引线250上方涂覆粘合剂252，如图3中所示。在引线250上方的区域中涂覆粘合剂252，然而，粘合剂252不要完全地填充第一板244的中心区。相反，通过包含约50μm的尺寸d2的距离将粘合剂252与第一板244间隔开，或者在一些实施例中，尺寸d2可以包含约15至100μm。作为实例，当涂覆并通过紫外(UV)光固化成固体时，粘合剂可以包括液体状的环氧树脂。
在测试工艺期间，将粘合剂252与第一板244和测试结构240的其它部件间隔开以使得测试结构240在测试工艺过程中具有更多的柔性并在示出的图中纵向地上下移动。粘合剂252适合于将引线250粘附至ST板242并形成测试结构240的探针区241。例如，在一些实施例中，涂覆粘合剂252包括将粘合剂252涂覆至第一板244的孔隙内的ST板242的中心区，其中粘合剂不接触第一板244。
在第一板244上方形成包括弹性体板254的柔性机构260，如图4中所示。作为实例，弹性体板254包含柔性材料比如弹性聚合物或者橡胶。弹性体板254可以包括诸如硅、橡胶或者其他压缩性材料材料的材料的柔性板片。作为实例，弹性体板254可以包含约2mm的厚度，并且在一些实施例中可以包括约1至3mm的厚度。可选地，弹性体板254可以包含其他材料和尺寸。
在弹性体板254上方形成第二板256，如图5中所示。第二板256可以包含关于第一板244所述的相似的材料和尺寸。通过连接装置246b将印刷电路板(PCB)262穿过第一板244中的通孔248b、包括弹性体板254的柔性机构260中的通孔248c、和第二板256中的通孔248f连接至ST板242。连接装置246b可以包括螺丝、铆钉、或者其他紧固件。
将固定环264连接至测试结构240。固定环264可以是圆形的，并且可以包含用绝缘膜比如聚酯薄膜(Mylar)涂布的不锈钢。可以通过连接装置246d将固定环264连接至PCB262，并通过连接装置246c连接至第二板256，如图5中所示。作为实例，连接装置246c和246d可以包括螺丝或者其他紧固件。将从粘合剂252突出的引线250的末端连接例如焊接至PCB262上的接合焊盘266。例如通过研磨或者砂磨工艺，使引线250的另一端缩短，以在探针区241中形成探针尖端270。包括探针尖端270的引线250的长度在研磨工艺后具有尺寸d3。尺寸d3可以包含约50μm，但是可选地，尺寸d3可以包括其他值。有利地是，延伸穿过ST板242的引线250作为布线延伸探针结构或者探针尖端270起作用。
测试结构240包括多个导销258，导销258延伸穿过第一板244中的通孔248a、包括弹性体板254的柔性机构260中的通孔248d和第二板256中的通孔248e。导销258可以包含钢，并且其可以厚约1至2mm，以及长约10至20mm，例如，以如图中所示出的垂直方向。将导销258连接至ST板242。当测试结构240未在使用中时，导销258通过包含尺寸d4的距离与PCB262间隔开。作为实例，尺寸d4可以包含约100μm，但是可选地，尺寸d4可以包含其他值。导销258容许垂直于测试中的半导体器件(参见图1中的器件210)的方向上的垂直浮动或柔性，同时保持测试结构240和探针区241与测试中的半导体器件210对准。
包括弹性体板254的柔性机构260是柔性的，并在例如与正在被测试的半导体器件210垂直的方向上提供柔性268。因为粘合剂252并不是完全填充测试结构240的中心区，但通过尺寸d2与至少第一板244间隔开，提供进一步的纵向移动和柔性268。导销258进一步提供纵向移动和柔性268，并建立用于测试结构240的柔性268的预定量，同时在测试工艺期间还提供测试结构240内的对准，以及与半导体器件210的对准。
图6示出了根据本发明的第二实施例的具有包括多个弹簧372的柔性机构360的测试结构340的剖面图。对于图6中用于描述图1至图5的各种元件使用相同的数字。为了避免重复，图6中所示的每个参考编号在本文中不再详细描述。相反，相似的材料x40、x42、x44等用于描述如用于描述图1至图5所示出的各种材料层和组件，其中图1至图5中的x＝2，以及图6中的x＝3。
在该实施例中，图6的测试结构340包括多个弹簧372，弹簧372包括柔性机构360。作为实例，测试结构340可以包括两个、三个或者多个弹簧372，但是可选地，测试结构340可以包括更多的弹簧372，对测试结构340提供柔性368。弹簧372可以包括各种形状，如图7A至图7E中所示。可以在邻近例如导销358附近设置弹簧372，如图6中所示。
图7A至图7E示出了弹簧372的类型或者形状的实例，该弹簧372可以用于图6中所示出的实施例的柔性机构360。弹簧372可以包含均匀或者恒定的间距，如剖面图中图7A中所示。弹簧372可以可选地包含可变间距，如图7B中所示。作为实例，测试结构340的弹簧372还可以包括沙漏状，如图7C中所示；桶状，如图7D中所示；或者圆锥状，如图7E中所示。弹簧372可以包括圆形或者矩形引线，并可以包括所示的形状和结构的组合。弹簧372提供螺旋形压缩，并在垂直方向上对测试结构340提供柔性368。
图8是根据本发明的第三实施例的具有包括刚度可控框架结构474的柔性机构460的测试结构440的剖面图。图9示出了图8中所示的实施例的刚度可控框架结构474的一部分的透视图。再次，对于图8和图9中用于描述之前附图的各种元件使用相同的数字，并且为了避免重复，图8和图9中所示的每个附图编号在本文中不再进行详细地描述。
刚度可控框架结构474可以包含金属比如不锈钢、铝或者其他材料，并可以包括有角度的部分476，有角度的部分476为测试结构440提供机械柔性468。作为实例，刚度可控框架结构474可以包括约2至3mm的厚度。刚度可控框架结构474包括通孔448g，通过通孔448g，导销458和/或连接装置446b可以穿透。刚度可控框架结构474在俯视图(未示出)中可以是基本上圆的、方形的或者矩形的。刚度可控框架结构474可以通过连接装置446e连接至PCB462，连接装置446e可以包括螺丝或者其他紧固件。刚度可控框架结构474作为测试结构440的弹性框架起作用，在半导体器件210(参见图1)的测试期间在垂直方向上提供柔性468。
图10示出了根据本发明的第四实施例的测试结构540的剖面图，其中测试结构540的探针区541包括微电子机械系统(MEMS)刚性探针器件578，MEMS刚性探针器件578通过插件580连接至测试结构540的多个引线550的末端。图11至图15示出了采用电火花线切割(WEDM)工艺，根据本发明的实施例的制造图10的MEMS刚性探针器件578的方法的剖面图。
在该实施例中，首先，采用WEDM制造探针物件582，如图11中所示。作为实例，探针物件582在约45μm的间距上可以包括多个钨柱，钨柱的尺寸为约20μm×20μm，但是可选地，探针物件582可以包含其他材料和尺寸。提供衬底584，如图12中所示。衬底584可以包含陶瓷材料或者有机材料，并可以包含约3mm的厚度。衬底584包括通孔585以及在通孔585上设置的焊料凸块586。将探针物件582接合至衬底584上的焊料凸块586，如图13中所示。如图14中所示，沿着切割线587切割探针物件582，以去除探针物件582的底部，保留图15中所示出的MEMS刚性探针器件578。
再次参考图10，插件580包括挠性构件589以及在挠性构件589内设置的多个导电弹簧588，挠性构件589包含约1至2mm的硅橡胶或者其他材料。作为一个实例，插件580可以包括由ShinEtsuPolymerCo.，Ltd.制造的GX12型可商购插件，该GX12型可商购插件具有50μm或者更小的间距，但是可选地，可以使用其他插件580。例如，导电弹簧588可以包括钨引线或者其他导电材料。MEMS刚性探针器件578的通孔585(参见图13)接合至插件580的导电弹簧588。将插件580的导电弹簧588的其他面在区590中连接至从ST板542突出的引线550的末端，如图10中所示。采用连接装置546f将MEMS刚性探针器件578连接至插件580，连接装置546f可以包括螺丝或者其他紧固件。采用连接装置546g将插件580连接至ST板542，连接装置546g也可以包括螺丝或者其他紧固件。
在图10的实施例中柔性机构560示出为弹性体板554；然而，可选地，柔性机构560可以可选地包括如图6中所示的弹簧372或者如图8中所示的刚度可控框架结构474。注意到在该实施例中，柔性的一部分568a由柔性机构560例如弹性体板554(或者弹簧372或者刚度可控框架结构474)提供，而且柔性的一部分568b由插件580提供，插件580可以包括挠性材料，并可以为测试器件540提供一些额外的纵向机械柔性。
图16示出了根据本发明的第五实施例的测试结构640的剖面图，其中探针区641包括插件680，插件680连接至测试结构640的多个引线650的末端。与如图10中所示的之前实施例中使用MEMS刚性探针器件578相反，插件680连接至从探针区641中的ST板642突出的引线650的末端，并且插件680的导电弹簧688在探针区641中用作探针尖端670。在该实施例中，包括弹性体板654(或者如图6中所示的弹簧372或者如图8中所示的刚度可控框架结构474)的柔性机构660提供了用于测试结构640的第一柔量668a，以及插件680提供了第二柔量668b。
在一些实施例中，探针尖端270/370/470/570/670的图案可以包括基本上矩形或者方形的阵列，以与半导体器件210(参见图1)或者具有球栅阵列或者其他图案的集成电路形成电接触。可选地，例如，本发明实施例的探针尖端270/370/470/570/670的图案可以包括其他结构。作为实例，可以使用测试结构240/340/440/540/640来测试集成电路比如微凸块芯片、硅通孔(TSV)芯片、3DIC和在微间距阵列封装件中封装的其他半导体器件。
本发明实施例包括本文所示出和描述的测试结构240/340/440/540/640。本发明实施例还包括制造测试结构240/340/440/540/640的方法。例如，根据一个实施例，制造测试结构240/340/440/540/640的方法包括提供ST板242/342/442/542/642，将第一板244/344/444/544/644连接至ST板242/342/442/542/642，并将多个引线250/350/450/550/650插入并穿过ST板242/342/442/542/642。多个引线250/350/450/550/650的末端从ST板242/342/442/542/642延伸。将粘合剂252/352/452/552/652涂覆于ST板242/342/442/542/642和ST板242/342/442/542/642的中心区中的多个引线250/350/450/550/650，并且在第一板244/344/444/544/644上方设置柔性机构260/360/460/560/660。在柔性机构260/360/460/560/660上方设置第二板256/356/456/556/656，并将PCB262/362/462/562/662连接至第二板256/356/456/556/656。方法包括通过第一板244/344/444/544/644、第二板256/356/456/556/656和柔性机构260/360/460/560/660中的通孔将ST板242/342/442/542/642的外缘连接至PCB262/362/462/562/662，并形成邻近多个引线250/350/450/550/650的末端的探针区241/341/441/541/641，多个引线250/350/450/550/650从ST板242/342/442/542/642延伸。邻近探针区241/341/441/541/641的多个引线250/350/450/550/650的端部构成探针区241/341/441/541/641的结合部，并在一些实施例中包括探针尖端270/370/470。
本发明的实施例还包括使用本文所述的测试结构240/340/440/540/640来测试半导体器件210。例如，在一个实施例中，测试半导体器件210的方法包括提供测试结构240/340/440/540/640，该测试结构240/340/440/540/640包括PCB262/362/462/562/662、探针区241/341/441/541/641、在PCB262/362/462/562/662和探针区241/341/441/541/641之间设置的柔性机构260/360/460/560/660、以及在PCB262/362/462/562/662和探针区241/341/441/541/641之间连接的多个引线250/350/450/550/650，其中邻近探针区241/341/441/541/641的多个引线250/350/450/550/650的端部构成探针区241/341/441/541/641的结合部。测试方法包括提供半导体器件210、将测试结构240/340/440/540/640的探针区241/341/441/541/641连接至半导体器件210的接触件，以及测试半导体器件210。柔性机构260/360/460/560/660在与半导体器件210基本上垂直的方向上提供柔性，同时将测试结构240/340/440/540/640的探针区241/341/441/541/641连接至半导体器件210的接触件，和/或同时测试半导体器件210。
本发明的实施例的优势包括提供用于能够进行微间距和高密度探针测试的半导体器件210的测试结构240/340/440/540/640。测试结构240/340/440/540/640是可靠的，并具有有效的组装方法以确保电性和机械探查。在探查和测试半导体器件210和集成电路过程中，柔性机构260/360/460/560/660提供或者吸收柔性，而不需要使用单独的探头。可以利用本发明实施例制造具有50μm或者更小的微间距的探针区241/341/441/541/641。制造成本较低，并且构建测试结构240/340/440/540/640的前置时间较短。关于刚度和变形方向的探针接触行为是很容易调节的。新型测试结构240/340/440/540/640在组装期间不容易被损伤，并具有最小的钻孔限制。
尽管已经详细地描述了本发明的实施例及其优势，但应该理解，可以在不背离所附权利要求限定的本发明精神和范围的情况下，做各种不同的改变、替换和更改。例如，本领域技术人员将很容易理解，本文所述的许多部件、功能、工艺和材料可以发生改变，同时保持在本发明的范围内。而且，本申请的范围并不仅限于本说明书中所描述的工艺、机器、制造、材料组分、装置、方法和步骤的特定实施例。作为本领域普通技术人员根据本发明的公开内容将很容易地理解，根据本发明可以使用现有的或今后开发的工艺、机器、制造、材料组分、装置、方法或步骤，用于执行与本文所述相应实施例基本上相同的功能或者获得基本上相同的结果。因此，所附权利要求预期在它们的范围内包括在这样的工艺、机器、制造、材料组分、装置、方法或步骤。

Claims (13)

1.用于半导体器件的测试结构，所述测试结构包括：
印刷电路板(PCB)；
探针区；
柔性机构，被设置在所述印刷电路板和所述探针区之间；以及
多条引线，被连接在所述印刷电路板和所述探针区之间，其中，邻近所述探针区的所述多条引线的端部构成所述探针区的结合部，
所述探针区包括多个探针尖端，
所述多个探针尖端包括与所述多条引线的所述端部连接的微电子机械系统(MEMS)刚性探针器件，
所述的测试结构进一步包括插件，被设置在所述微电子机械系统刚性探针器件和所述多条引线的所述端部之间，
导销，延伸穿过所述柔性机构的通孔，并且在所述测试结构未使用时与所述印刷电路板间隔一距离；所述柔性机构提供用于所述测试结构的第一柔量，并且其中所述插件提供用于所述测试结构的第二柔量，所述导销进一步提供用于所述测试结构的预定柔量。
2.根据权利要求1所述的测试结构，其中，所述柔性机构包括弹性体板。
3.根据权利要求1所述的测试结构，其中，所述柔性机构包括至少一个弹簧构件。
4.根据权利要求3所述的测试结构，其中，所述至少一个弹簧构件包括恒定的间距、可变的间距、圆柱状、圆锥状、沙漏状、桶状、或者其组合。
5.根据权利要求1所述的测试结构，其中所述柔性机构包括刚度可控框架结构。
6.根据权利要求1所述的测试结构，其中，所述多个探针尖端中的至少一个包括所述多条引线中的一个的端部。
7.根据权利要求1所述的测试结构，其中，所述多个探针尖端包括插件的一部分，其中所述插件连接至所述多条引线的所述端部。
8.根据权利要求7所述的测试结构，其中，所述插件包括挠性材料层和在所述挠性材料层内设置的多个导电弹簧。
9.用于半导体器件的测试结构，所述测试结构包括：
空间变压器(ST)板；
第一板，被连接至所述空间变压器板；
第二板，邻近所述第一板；
柔性机构，被设置在所述第一板和所述第二板之间；
印刷电路板(PCB)，被连接至所述第二板，其中，将所述空间变压器板的外缘通过所述第一板、所述第二板和所述柔性机构中的通孔固定地连接至所述印刷电路板；
多条引线，被连接在所述印刷电路板和所述空间变压器板之间，所述多条引线延伸穿过所述空间变压器板；
探针区，邻近所述多条引线的端部，其中，邻近所述探针区的所述多条引线的端部构成所述探针区的结合部，并且其中，所述探针区适于与用于测试的半导体器件的接触件建立电接触，
其中，探针区包括通过插件连接至测试结构的多条引线的末端的微电子机械系统(MEMS)刚性探针器件，插件为测试结构提供一些额外的纵向机械柔性；以及
多个导销，与所述空间变压器板连接，并且延伸穿过所述第一板、所述柔性机构和所述第二板中的通孔，并且所述多个导销在所述测试结构未使用时与所述印刷电路板间隔一距离以为所述测试结构提供预定的柔量。
10.根据权利要求9所述的测试结构，其中，用邻近所述多条引线的粘合剂部分地填充至少所述第一板的中心区。
11.测试半导体器件的方法，所述方法包括：
提供测试结构，所述测试结构包括印刷电路板(PCB)、探针区、在所述印刷电路板和所述探针区之间设置的柔性机构、以及在所述印刷电路板和所述探针区之间连接的多条引线和多个导销，其中，邻近所述探针区的所述多条引线的端部构成所述探针区的结合部，所述探针区包括通过插件连接至测试结构的所述多条引线的末端的微电子机械系统(MEMS)刚性探针器件，所述多个导销延伸穿过所述柔性机构的通孔，并且在所述测试结构未使用时与所述印刷电路板间隔一距离；
提供所述半导体器件，所述半导体器件包括接触件；
将所述测试结构的所述探针区连接至所述半导体器件的所述接触件；以及
测试所述半导体器件，其中在将所述测试结构的所述探针区连接至所述半导体器件的所述接触件以及测试所述半导体器件的同时所述柔性机构在与所述半导体器件基本上垂直的方向上提供柔性，所述插件为测试结构提供一些额外的纵向机械柔性。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，测试所述半导体器件包括在从半导体晶圆分割多个管芯之前或者之后，测试所述半导体晶圆的单个管芯。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，测试所述半导体器件包括在从半导体晶圆分割多个管芯之前或者之后，同时测试所述半导体晶圆的多个管芯。
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