CN103887264B - 预空间变换器、空间变换器、以及半导体装置检查设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种预空间变换器、空间变换器、以及半导体装置检查设备，该预空间变换器包括：基板，具有第一表面和与第一表面相对的第二表面；独立电极，布置于第一表面上；以及共用电极，布置于基板中，其中，独立电极在构造单元图案的同时重复地布置。

Description

预空间变换器、空间变换器、以及半导体装置检查设备
相关申请的交叉引用
本申请要求于2012年12月21日提交的题为“预空间变换器、使用该预空间变换器制造的空间变换器以及包括该空间变换器的半导体装置检查设备（Pre SpaceTransformer,Space Transformer Manufactured Using the Pre Space Transformer,and Semiconductor Device Inspecting Apparatus Including the SpaceTransformer）”的韩国专利申请序列No.10-2012-0150877的权益，在此通过引用将其整体结合于本申请中。
技术领域
本发明涉及一种预空间变换器（pre space transformer，预空间变压器）、使用该预空间变换器制造的空间变换器、以及包括该空间变换器的半导体装置检查设备，并且更特别地，涉及一种能够简化空间变换器的结构并提高其制造效率的预空间变换器、使用该预空间变换器制造的空间变换器、以及包括该空间变换器的半导体装置检查设备。
背景技术
由于半导体集成电路装置的集成化程度已增加，因而用于在半导体集成电路上执行检查工艺的检查设备也已需要高的精度。例如，探针设备已广泛地用作典型的半导体集成电路芯片检查设备。为了满足用于高集成半导体集成电路芯片的检查工艺，应实现连接至半导体集成电路芯片的探针引脚的细间距（pitch）。为此，已必要地使用空间变换器来补偿探针引脚的间距与半导体集成电路的间距之间的差异。
【现有技术文献】
【专利文献】
（专利文献1）韩国专利公开第10-1048497号
发明内容
本发明的一个目的是提供一种能够简化空间变换器结构的预空间变换器、使用该预空间变换器制造的空间变换器、以及包括该空间变换器的半导体装置检查设备。
本发明的另一个目的是提供一种能够提高空间变换器的制造效率的预空间变换器。
本发明的又一个目的是提供一种其制造周期可缩短的空间变换器、以及包括该空间变换器的半导体装置检查设备。
根据本发明示例性实施例，提供一种预空间变换器，包括：基板，具有第一表面和与第一表面相对的第二表面；独立电极，布置于第一表面上；以及共用电极，布置于基板中，其中，独立电极在构造单元图案的同时重复地布置。
独立电极可包括在相同平面上布置成彼此隔开的信号/功率电极和接地电极。
独立电极可包括信号/功率电极和接地电极，并且共用电极可包括电连接至接地电极的共用接地电极。
独立电极可包括具有岛状横截面的信号/功率电极和接地电极，并且共用电极可包括呈盘状的共用接地电极。
单元图案可设置成栅格的形状中，其中，该单元图案包括布置成彼此隔开的一个信号/功率电极和一个接地电极。
预空间变换器可进一步包括覆盖第一表面和第二表面中的至少一者的保护性膜。
预空间变换器可进一步包括穿过基板的多个过孔（via），其中，所述过孔布置成形成栅格的形状。
预空间变换器可进一步包括穿过基板的多个过孔；以及在第二表面上连接至所述过孔的电极焊盘。
根据本发明的另一个示例性实施例，提供一种用于补偿半导体装置与电路板之间的电路间距的差异的空间变换器，该空间变换器包括：基板，具有面向半导体装置的第一表面和面向电路板的第二表面；独立电极，在构造一个单元图案时布置在第一表面上；共用电极，布置在基板中；绝缘图案，覆盖第一表面，使得独立电极选择性地敞开；电路图案，形成为电连接至绝缘图案上的独立电极；以及连接引脚，连接至电路图案从而连接至半导体装置。
独立电极可包括在相同平面上布置成彼此隔开的信号/功率电极和接地电极。
独立电极可包括信号/功率电极和接地电极，并且共用电极可包括电连接至接地电极的共用接地电极。
独立电极可包括具有岛状横向截面的信号/功率电极和接地电极，并且共用电极可包括呈盘状的共用接地电极。
独立电极可包括：使用电极，通过保护性图案选择性地敞开，从而电连接至连接引脚；以及非使用电极，被保护性图案覆盖，从而不被暴露。
根据本发明的又一个示例性实施例，提供一种用于检查半导体装置的电特性的半导体装置检查设备，所述半导体装置检查设备包括：印刷电路板，接收从试验器传递的检查信号；插入件，布置在印刷电路板的面向半导体装置的一侧处；以及空间变换器，接收从插入件传递的检查信号以将该检查信号传递至半导体装置，并且补偿印刷电路板与半导体装置之间的电路间距的差异，其中，该空间变换器包括：基板，具有面向半导体装置的第一表面以及面向电路板的第二表面；独立电极，在构造一个单元图案时布置在第一表面上；共用电极，布置在基板中；绝缘图案，覆盖第一表面，使得独立电极选择地敞开；电路图案，形成为电连接至绝缘图案上的独立电极；以及连接引脚，连接至电路图案从而连接至半导体装置。
独立电极可包括在相同平面上布置成彼此隔开的信号/功率电极和接地电极。
独立电极可包括信号/功率电极和接地电极，共用电极可包括电连接至接地电极的共用接地电极。
独立电极可包括具有岛状横向截面的信号/功率电极和接地电极，并且共用电极可包括呈盘状的共用接地电极。
独立电极可包括：使用电极，通过保护性图案选择性地敞开，从而电连接至连接引脚；以及非使用电极，被保护性图案覆盖，从而不被暴露。
附图说明
图1示出了根据本发明示例性实施例的半导体装置检查设备的视图；
图2为示出了在图1中示出的空间变换器的视图；
图3为示出了用于制造在图2中示出的空间变换器的预空间变换器的横截面图；
图4为示出了用于制造在图2中示出的空间变换器的预空间变换器的平面图；以及
图5为沿着图2中的线I-I截取的横截面图。
具体实施方式
通过以下参照附图对实施例的描述，本发明的各个优点和特征及其实现方法将变得显而易见。然而，本发明可以不同的形式修改并且不应当限于在此阐述的示例性实施例。相反，提供这些实施例以使本公开透彻且完整，并将本发明的范围充分传达给本领域技术人员。贯穿本说明书，相同的参考标号表示相同的元件。
在本说明书中使用的术语是用于解释实施例而不是限制本发明。除非另有清楚的说明，否则本说明书中的单数形式包括复数形式。词语“包括（comprise）”及诸如“包括（comprises）”或“包括（comprising）”的变型应当理解为意指包括所述的组分、步骤、操作和/或元件，并且不排除任何其他的组分、步骤、操作和/或元件。
此外，将参照作为理想例证图的横截面图和/或平面图来说明在说明书中描述的示例性实施例。在附图中，层和区域的厚度被放大，用于有效地说明技术内容。因此，可通过制造技术和/或公差来改变例证形式。因此，本发明的示例性实施例并不限于特定形式，而是可包括根据制造工艺而产生的形式上的改变。例如，垂直地示出的区域可为圆的或者可具有预定的曲率。
在下文中，将参照附图详细描述根据本发明的示例性实施例的预空间变换器、使用该预空间变换器制造的空间变换器、以及包括该空间变换器的半导体装置检查设备。
图1为示出了根据本发明示例性实施例的预空间变换器、使用该预空间变换器制造的空间变换器、以及包括该空间变换器的半导体装置检查设备的视图。
参照图1和图2，根据本发明示例性实施例的包括空间变换器的半导体装置检查设备100可为用于检查预定半导体装置的电特性的设备。举例来说，半导体装置检查设备100可为用于检查其上形成有多个集成电路芯片的晶片10的电特性的探针设备。
半导体装置检查设备100可构造成包括电路板110、插入件120、支撑件130以及空间变换器141。
电路板110可包括印刷电路板（PCB）。电路板110通常可呈盘状并可在其一侧处耦接至试验器（未示出）。试验器可产生用于晶片10的检查过程的检查信号，将产生的检查信号传递至电路板110，并且根据通过检查信号接收的信号来判断检查结果。插入件120可将在试验器中产生的检查信号传递至空间变换器141，所述插入件在电路板110与空间变换器141之间电转接。支撑件130可用于支撑空间变换器141并将其固定到电路板110上。
空间变换器141可用于补偿电路板110的电路间距与集成电路芯片的电路间距之间的差异。由于集成电路芯片的集成化程度高于电路板110的集成化程度，因而空间变换器141可具有设计成符合集成电路芯片的集成化的检查电路。举例而言，空间变换器141可包括基板142、过孔144、电极146、绝缘图案148、电路图案151、以及连接引脚153。
基板142可为用于制造空间变换器141的部件的基部。基板142的第一表面142a和第二表面142b（其为与第一表面142a相对的表面）可具有平坦的形状。第一表面142a可为面向晶片10的表面，而第二表面142b可为面向电路板110或插入件120的表面。电连接至插入件120的电极焊盘143可形成在第二表面142b上。基板142可由绝缘材料（诸如陶瓷、玻璃、硅等）制成。
过孔144可为穿过基板142的金属过孔。过孔144的一端可连接至电极焊盘143，而过孔的另一端可连接至电极146中的任一个。在其中设置有多个过孔144的情况下，所述多个过孔144可在基板142中以预定的间隔彼此隔开并且布置成规则的图案。举例而言，过孔144可布置成形成栅格的形状。在这种情况下，多个电极焊盘143可面向过孔144并且连接至过孔144以形成栅格的形状。
电极146可包括布置在基板142上的各种电极。举例而言，电极146可包括布置成第一表面142a上的单层的信号/功率电极146a、以及接地电极146b。信号/功率电极146a可在第一表面142a上连接至过孔144，所述信号/功率电极为接收从插入件120传递的检查信号的电路电极。信号/功率电极146a可根据它们的功能分成信号电极和功率电极。接地电极146b可布置成在第一表面142a上以预定间隔与信号/功率电极146a隔开。可将多个接地电极146b用作一个共用电极。为此，电极146可进一步包括将在基板142内连接至接地电极146b的过孔144彼此电连接的共用接地电极146c。
绝缘图案148可覆盖第一表面142a，以保护电极146。举例来说，绝缘图案148可具有使信号/功率电极146a选择性地敞开的开口并且通过这些开口电连接至电路图案151。电路图案151可通过绝缘图案148上的开口选择性地连接至信号/功率电极146a和接地电极146b。每个电路图案151均可设置有连接引脚153。连接引脚153可为连接至晶片10的集成电路芯片的引脚。
同时，信号/功率电极146a可分成为使用电极146a’和非使用电极146a”。使用电极146a’可为这样的电极，该电极通过连接引脚153执行将检查信号传递至晶片10的功能或者向其施加功率。因此，使用电极146a’可经由通过绝缘图案148选择性地敞开的区域连接至电路图案151。另一方面，非使用电极146b”可为不执行如上所述的传递检查信号的功能的电极。因此，非使用电极146b”可被绝缘图案148完全覆盖，使得非使用电极不暴露。
与信号/功率电极146a根据是否被使用来划分类似，功率电极146b可分成为使用电极146b’和非使用电极146b”。使用电极146b’可经由通过绝缘图案148选择性地敞开的区域连接至电路图案151，并且非使用电极146b”也可被绝缘图案148完全覆盖，使得非使用电极不暴露。
根据电极146是否被使用而将其分成为使用电极146a’、146b’以及非使用电极146a”、146b”的原因是，在制造空间变换器141之前的预空间变换器状态下，在电极146a、146b之中仅选择性地使用所需的电极。也即，预空间变换器可为其中上述电极146a和146b形成在预定单元中的预结构，并且空间变换器141可为通过这样的方式来制造的最终结构，即，形成电路图案151及电连接至预空间变换器140的使用电极146a’和146b’的连接引脚153，从而在上述电极146a和146b中选择所需的电极。
然后，将详细地描述用于制造上述空间变换器141的预空间变换器。在下文中，可省略或简化与上述空间变换器141的描述重复的描述。
图3为示出了用于制造在图2中示出的空间变换器的预空间变换器的横截面图；并且图4为示出了用于制造在图2中示出的空间变换器的预空间变换器的平面图。此外，图5为示出了沿着图2的线I-I截取的横截面图。
参照图3至图5，根据本发明示例性实施例的预空间变换器140可构造成包括基板142、过孔144、电极146、以及绝缘膜147，所述预空间变换器用以制造以上参照图2所描述的空间变换器141。
电极146可分成独立电极和共用电极。独立电极可包括布置成在基板142的第一表面142a上彼此隔开的信号/功率电极146a和接地电极146b。信号/功率电极146a和接地电极146b中的每一个均可具有大致岛状的横向截面。信号/功率电极146a和接地电极146b可重复地布置成以预定间隔彼此隔开以形成栅格的形状。
不同于独立电极，共用电极可包括呈盘状的共用接地电极146c，使得在基板142中的占有面积大于独立电极的占有面积。共用接地电极146c（其为共用电极）可将多个连接引脚153连接至一个接地电极。因此，信号/功率电极146a可布置成具有高的密度同时具有相对小的占有面积，而共用接地电极146c可设置成一个盘的形式同时具有相对大的占有面积。
绝缘膜147可为覆盖电极146之中的独立电极以保护独立电极免受外部环境的膜。可将由绝缘材料制成的各种膜用作绝缘膜147。例如，可将由聚酰亚胺材料制成的膜用作绝缘膜147。可通过在绝缘膜147上执行预定的图案化工艺来形成如上所述的绝缘图案148。尽管已在本实施例中以实例的方式描述了其中绝缘膜147仅覆盖基板142的第一表面142a的情况，然而绝缘膜147也可形成为覆盖第二表面142b。也即，绝缘膜147可形成为覆盖第一表面142a和第二表面142b中的至少任一者。
同时，电极146可重复地布置成一个单元图案a。举例而言，单元图案a可具有其中其包括电极146之中的布置在第一表面142a上的一个信号/功率电极146a和一个接地电极146b的形式。单元图案可重复地布置以形成上述栅格的形状。尽管已在本实施例中以实例的方式描述了其中单元图案a包括电极146中的布置在第一表面142a上的一个信号/功率电极146a和一个接地电极146b的情况，然而单元图案不限于上述单元图案a，而是可进行各种修改和改变。
具有上述结构的预空间变换器140可具有其中所有的电极146均布置在基板142的相同平面上的结构。具体地，预空间变换器可具有其中电极146中的信号/功率电极146a和接地电极146b布置在基板142的相同平面上的结构。在这种情况下，如上所述的电极结构可设计为单个电极层的结构而不是其中电极布置在基板142的不同平面上的两个电极层的结构。此外，预空间变换器140可具这样的结构，其中，电极146中的可用作共用电极的多个接地电极146b电连接至插入基板142中的共用接地电极146c。
在具有上述结构的预空间变换器140中，用以构造单元图案a的电极146可重复地布置在基板142上并且可由于被绝缘膜147覆盖而受到保护。在这种情况下，绝缘膜147图案化成仅使用电极146之中的所需的电极以对应于随后完成其最终设计的集成电路芯片，并且电路图案151和连接引脚153相对于敞开的电极形成，从而可制造如在图2中所示的空间变换器141。
如上所述，根据本发明示例性实施例的预空间变换器140可具有其中电极146布置在基板142的相同平面上的单个电极层的结构。在这种情况下，预空间变换器140可具有其中所需的图案仅布置在基板的第一表面上的结构，而不是其中用于形成连接引脚的各种焊盘和图案形成在基板的第一表面上并且触点阵列封装（land grid array，LGA）和各种图案形成在基板的第二表面上的结构。因此，使用根据本发明示例性实施例的预空间变换器制造的预空间变换器和空间变换器具有这样的结构，其中，电极布置在基板的相同平面上，使得电极结构相比于其中电极布置在基板的不同平面上的结构是进一步简化的，从而可提高制造效率。
此外，在根据本发明示例性实施例的预空间变换器140中，用以构造预定单元图案的电极146可重复地布置在基板142上并且可被绝缘膜147覆盖而受到保护。在这种情况下，由于可预先制造预空间变换器140并且然后可仅选择用于最终设计的集成电路芯片所需的电极146以对应于最终设计的集成电路芯片，而并不是在根据现有技术最终完成成为电检查目标的集成电路芯片的设计之后开始制造空间变换器，因而可缩短空间变换器141的制造周期。因此，根据本发明示例性实施例的预空间变换器和使用该预空间变换器制造的空间变换器具有这样的结构，其中，能够对应于期望的间距的电极布置在基板上以形成预定的单元图案，并且在完成集成电路芯片的设计之前被绝缘膜覆盖。因此，由于预空间变换器可在所述电极之中仅选择所需的电极以对应于随后完成其最终设计以制造空间变换器的集成电路芯片，因而可显著地缩短空间变换器的制造周期并且应对各种模式的集成电路芯片。
另外，如上所述，半导体装置检查设备使用空间变换器来制造，该空间变换器使用可应用于各种模式的预空间变换器来制造，从而可提高半导体装置检查设备的制造效率。
已结合目前认为是实际的示例性实施例来描述本发明。另外，上述说明仅公开本发明的示例性实施例。因此，应当认识到的是，在不偏离在本说明书及其等效物中公开的本发明的范围情况下，本领域技术人员可做出各种修改和改变。已提供上述示例性实施例来阐述实施本发明的最佳情形。因此，它们可在使用其他发明（诸如本发明）的为本发明所属技术领域所知的其他情形中实施，并且可以本发明的具体应用领域和使用中所需的各种形式进行修改。因此，应当理解的是，本发明不限于所公开的实施例。应当理解的是，其他实施例也包括在所附权利要求的精神和范围内。

Claims (18)

1.一种预空间变换器，包括：
基板，具有第一表面和第二表面，所述第二表面为与所述第一表面相对的表面；
独立电极，布置于所述第一表面上；
多个过孔，分别连接至所述独立电极并形成为穿过所述基板；以及
共用电极，布置于所述基板中，
其中，所述独立电极在构造单元图案的同时重复地布置，
所述单元图案包括布置成彼此隔开的一个信号/功率电极和一个接地电极，并且
所述共用电极包括与所述第一表面和所述第二表面隔开的共用接地电极，所述共用接地电极电连接至连接至所述接地电极的所述过孔。
2.根据权利要求1所述的预空间变换器，其中，所述独立电极包括在相同平面上布置成彼此隔开的信号/功率电极和接地电极。
3.根据权利要求1所述的预空间变换器，其中，所述独立电极包括信号/功率电极和接地电极。
4.根据权利要求1所述的预空间变换器，其中，所述独立电极包括具有岛状横向截面的信号/功率电极和接地电极，并且
所述共用电极包括呈盘状的共用接地电极。
5.根据权利要求1所述的预空间变换器，其中，所述单元图案设置成栅格的形状。
6.根据权利要求1所述的预空间变换器，进一步包括覆盖所述第一表面和所述第二表面中的至少一者的保护性膜。
7.根据权利要求1所述的预空间变换器，其中所述过孔布置成形成栅格的形状。
8.根据权利要求1所述的预空间变换器，进一步包括在所述第二表面上连接至所述过孔的电极焊盘。
9.一种空间变换器，用于补偿半导体装置与电路板之间的电路间距的差异，所述空间变换器包括：
基板，具有面向所述半导体装置的第一表面和面向所述电路板的第二表面；
独立电极，在构造一个单元图案的同时布置在所述第一表面上；
多个过孔，分别连接至所述独立电极并形成为穿过所述基板；
共用电极，布置于所述基板中；
绝缘图案，覆盖所述第一表面，使得所述独立电极选择性地敞开；
电路图案，形成为电连接至所述绝缘图案上的所述独立电极；以及
连接引脚，连接至所述电路图案从而连接至所述半导体装置，
其中，所述单元图案设置成栅格的形状，其中所述单元图案包括布置成彼此隔开的一个信号/功率电极和一个接地电极，
其中，所述共用电极包括与所述第一表面和所述第二表面隔开的共用接地电极，所述共用接地电极电连接至连接至所述接地电极的所述过孔。
10.根据权利要求9所述的空间变换器，其中，所述独立电极包括在相同平面上布置成彼此隔开的信号/功率电极和接地电极。
11.根据权利要求9所述的空间变换器，其中，所述独立电极包括信号/功率电极和接地电极。
12.根据权利要求9所述的空间变换器，其中，所述独立电极包括具有岛状横向截面的信号/功率电极和接地电极，并且
所述共用电极包括呈盘状的共用电极。
13.根据权利要求9所述的空间变换器，其中，所述独立电极包括：
使用电极，通过保护性图案选择性地敞开，从而电连接至所述连接引脚；以及
非使用电极，被所述保护性图案覆盖，从而不被暴露。
14.一种半导体装置检查设备，用于检查半导体装置的电特性，所述半导体装置检查设备包括：
印刷电路板，接收从试验器传递的检查信号；
插入件，布置在所述印刷电路板的面向所述半导体装置的一侧处；以及
空间变换器，接收从所述插入件传递的所述检查信号以将所述检查信号传递至所述半导体装置，并且补偿所述印刷电路板与所述半导体装置之间的电路间距的差异，
其中所述空间变换器包括：
基板，具有面向所述半导体装置的第一表面和面向所述电路板的第二表面；
独立电极，在构造一个单元图案的同时布置在所述第一表面上；
多个过孔，分别连接至所述独立电极并形成为穿过所述基板；
共用电极，布置于所述基板中；
绝缘图案，覆盖所述第一表面，使得所述独立电极选择性地敞开；
电路图案，形成为电连接至所述绝缘图案上的所述独立电极；以及
连接引脚，连接至所述电路图案从而连接至所述半导体装置，
其中，所述单元图案设置成栅格的形状，其中所述单元图案包括布置成彼此隔开的一个信号/功率电极和一个接地电极，
其中，所述共用电极包括与所述第一表面和所述第二表面隔开的共用接地电极，所述共用接地电极电连接至连接至所述接地电极的所述过孔。
15.根据权利要求14所述的半导体装置检查设备，其中，所述独立电极包括在相同平面上布置成彼此隔开的信号/功率电极和接地电极。
16.根据权利要求14所述的半导体装置检查设备，其中，所述独立电极包括信号/功率电极和接地电极。
17.根据权利要求14所述的半导体装置检查设备，其中，所述独立电极包括具有岛状横向截面的信号/功率电极和接地电极，并且
所述共用电极包括呈盘状的共用接地电极。
18.根据权利要求14所述的半导体装置检查设备，其中，所述独立电极包括：
使用电极，通过保护性图案选择性地敞开，从而电连接至所述连接引脚；以及
非使用电极，被所述保护性图案覆盖，从而不被暴露。
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