CN106468724A - 连接结构构件及其模块以及探针卡组件和晶圆测试设备 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及连接结构构件及其模块以及探针卡组件和晶圆测试设备。所述连接结构构件包括：桶，具有第一孔和在第一孔对面的第二孔；第一活塞，设置在第一孔中并包括钩形状；第二活塞，设置在第二孔中；弹性连接构件，设置在桶内以连接第一活塞和第二活塞。

Description

连接结构构件及其模块以及探针卡组件和晶圆测试设备
本申请要求于2015年8月20日在韩国知识产权局提交的第10-2015-0117338号韩国专利申请的权益，该韩国专利申请的公开内容通过引用全部包含于此。
技术领域
实施例涉及连接结构构件和连接结构构件模块以及使用其的探针卡组件和晶圆测试设备，更具体地讲，涉及能够将结构构件(结构)连接的连接结构构件和连接结构构件模块以及使用其的探针卡组件和晶圆测试设备。
背景技术
电子装置可能需要连接结构构件以机械地连接和电连接结构构件。结构构件可具有不同的热膨胀系数(CTE)，并且可经受机械力。在这种情况下，连接结构构件可能难以可靠地机械连接和电连接结构构件。
发明内容
实施例包括一种设备，所述设备包括：桶，具有第一孔和在第一孔对面的第二孔；第一活塞，设置在第一孔中并包括钩形状；第二活塞，设置在第二孔中；弹性连接构件，设置在桶内以连接第一活塞和第二活塞。
实施例包括一种探针卡组件，所述探针卡组件包括：电路板，连接到测试头；支撑板，设置为面对电路板；连接结构构件，被构造为连接分别形成在电路板和支撑板中的连接垫；压电传感器，设置在电路板和支撑板中的至少一个中；探针，设置在支撑板下方，并且被构造为与半导体芯片的焊盘接触，其中，连接结构构件包括设置在桶的一端并被构造为具有钩形的第一活塞、设置在第一活塞对面的桶的另一端的第二活塞以及设置在桶内以连接第一活塞和第二活塞的弹性连接构件。
实施例包括一种晶圆测试设备，所述晶圆测试设备包括：测试头，被构造为从测试仪接收测试信号；探针卡组件，被构造为将测试信号从测试头传输到晶圆上的半导体芯片，探针卡组件包括：电路板，连接到测试头；支撑板，设置为面对电路板；连接结构构件，被构造为连接分别形成在电路板和支撑板中的连接垫；压电传感器，设置在电路板和支撑板中的至少一个中；探针，设置在支撑板下方，并且被构造为与晶圆上的半导体芯片的电极焊盘发生接触；其中，连接结构构件包括设置在桶的一端并被构造为具有钩形的第一活塞、设置在第一活塞对面的桶的另一端的第二活塞以及设置在桶内以连接第一活塞和第二活塞的弹性连接构件。
实施例包括一种设备，所述设备包括：第一结构构件；第二结构构件；多个连接结构构件，设置在第一结构构件和第二结构构件之间，每个连接结构构件包括：桶，具有第一孔和在第一孔对面的第二孔；第一活塞，设置在第一孔中并包括钩形状；第二活塞，设置在第二孔中；弹性连接构件，设置在桶内以连接第一活塞和第二活塞；其中，第一结构构件和第二结构构件通过连接结构构件电连接。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，实施例将被更清楚地理解，在附图中：
图1是用于描述根据实施例的连接结构构件的剖视图；
图2是用于描述根据实施例的连接结构构件的剖视图；
图3是用于描述根据实施例的连接结构构件的剖视图；
图4是用于描述根据实施例的连接结构构件的剖视图；
图5是用于描述根据实施例的连接结构构件模块的剖视图；
图6和图7是用于描述图5中示出的第一压电传感器的压电效应的图；
图8是用于描述形成图5的第一压电传感器和第一连接垫处的位置的图；
图9是用于描述根据实施例的连接结构构件模块的剖视图；
图10是用于描述根据实施例的连接结构构件模块的剖视图；
图11是用于描述形成图10的第一压电传感器和第一连接垫处的位置以及形成图10的第二压电传感器和第二连接垫处的位置的图；
图12是示出根据实施例的包括探针卡组件的晶圆测试设备的剖视图；
图13是示出根据实施例的包括探针卡组件的晶圆测试设备的剖视图；
图14和图15是图12和13的包括探针卡组件的晶圆测试设备的放大剖视图；
图16是示出当从上面观看时图14和图15的电路板和连接盘的平面图；
图17是示出图14和图15的卡型探针的构造的剖视图；
图18是图12和图13的包括探针卡组件的晶圆测试设备的放大剖视图；
图19是示出图18的悬臂型探针和晶圆之间的接触状态的剖视图；
图20是图12和图13的包括探针卡组件的晶圆测试设备的放大剖视图；
图21是示出根据实施例的晶圆测试设备的构造和电信号流的框图；
图22是根据实施例的晶圆测试设备的测试方法的流程图；
图23是示出包括通过根据实施例的晶圆测试设备制造的半导体芯片的半导体模块的平面图；
图24是示出包括通过根据实施例的晶圆测试设备制造的半导体芯片的卡的图；
图25是示出包括通过根据实施例的晶圆测试设备制造的半导体芯片的电子电路板的框图；
图26是示出包括通过根据实施例的晶圆测试设备制造的半导体芯片的电子系统的框图；
图27是示出包括通过根据实施例的晶圆测试设备制造的半导体芯片的电子系统的图；
图28是示出包括通过根据实施例的晶圆测试设备制造的半导体芯片的电子装置的透视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述实施例。下面的实施例可以单独实施或组合实施。因此，其他实施例不应被解释为局限于任何一个具体实施例。
图1是用于描述根据实施例的连接结构构件500的剖视图。连接结构构件500可以包括桶515、第一活塞505、第二活塞511和弹性连接构件513。连接结构构件500可以是机械连接和电连接诸如将在下面描述的图5的531和533的结构构件的组件。连接结构构件500可以是指当用于将在下面描述的探针卡组件时的弹簧针。
桶515可以包括上孔515a和在连接结构构件500的上孔515a的对面侧的下孔515b。上孔515a和下孔515b可以是彼此相对的。为了方便，上孔515a可指位于上侧上的孔并且下孔515b可指位于下侧上的孔；然而，在其他实施例中，上孔515a和下孔515b可以互换。在其他实施例中，例如，通过逆时针旋转连接结构构件500，上孔515a可以是位于左侧上的孔并且下孔515b可以是位于右侧上的孔。在此实施例中，第一活塞505被构造为具有钩形并设置在下孔515b中。第一活塞505可以穿过下孔515b延伸。第一钩形活塞505可以称作第一环形活塞505。
被构造为钩形的第一活塞505可以包括设置在桶515内并具有大于下孔515b的直径d1的直径d2的第一钩形活塞体501。被构造为钩形的第一活塞505可以包括连接到第一钩形活塞体501、突出到桶515的外部且具有第一内部空间区域502的第一钩构件503。如下所述，诸如图5中的517的连接球可以设置在第一钩构件503的第一内部空间区域502中。连接球可以是导电球。
当第一钩构件503在竖直方向上受到力时，如下所述，第一钩构件503可以与诸如图5中的517的连接球发生表面接触，即，第一钩构件503可以与第一连接球517发生多点接触。因此，第一钩构件503可以具有减少或消除的偏心地在竖直方向上可靠地机械连接和电连接结构构件。
第二活塞511可以设置在位于连接结构构件500的第一活塞505的对面侧的上孔515a中。第二活塞511可以设置在位于连接结构构件500的下孔515b的对面侧的上孔515a中。在此实施例中，第二活塞511可以是针形活塞。被构造为针形的第二活塞511可以包括设置在桶515内且具有大于上孔515a的直径d3的直径d4的针形活塞体507。被构造为针形的第二活塞511可以包括连接到针形活塞体507并突出到桶515的外部的针形构件509。第二活塞511可以延伸穿过上孔515a。
当针形构件509在竖直方向上受到力时，如下所述，即使当针形构件509与结构构件发生点接触时，由于第一钩构件503和连接球，针形构件509也可以具有减少或消除的偏心地可靠地机械连接和电连接连接到结构构件。
连接结构构件500可以包括设置在桶515内以连接第一活塞505和第二活塞511的弹性连接构件513。弹性连接构件513可以形成为包住第一活塞505的一部分和第二活塞511的一部分。弹性连接构件513可以与桶515间隔开并且可以包括弹簧构件。弹性连接构件513可以被压缩。当第一活塞505和第二活塞511在竖直方向上受到力时，弹性连接构件513可以提供吸收冲击功能。
尽管已经将弹簧用作弹性连接构件513的示例，但是可以使用其他的弹性结构。例如，可以使用任何类型的压缩弹簧，诸如线圈弹簧、可折叠弹簧、波形弹簧等。另外，可以使用除了弹簧的弹性结构。例如，内部嵌入弹性材料的导电微球可以用作弹性连接构件513。此外，尽管弹性连接构件513已经被描述为包裹活塞的一部分，但是在其他实施例中，弹性连接构件513可以仅接触活塞的特定表面，诸如底表面或顶表面。另外，尽管弹性连接构件513已经被示出为与桶515分开，但是在其他实施例中，弹性连接构件513可以接触桶。
如上所述，连接结构构件500可以通过使用具有第一钩构件503的第一活塞505、第二活塞511和弹性连接构件513来未偏心地在竖直方向上可靠地机械连接和电连接诸如图5的531和533的连接结构构件。
为了方便，图1中示出了被构造为具有环形的第一活塞505设置在桶515的下孔515b中并且被构造为具有针形的第二活塞511设置在桶515的上孔515a中。然而，被构造为具有针形的活塞可以设置在桶515的下孔515b中并且被构造为具有环形的活塞可以设置在桶515的上孔515a中。
图2是用于描述根据实施例的连接结构构件500-1的剖视图。除了第二活塞511a被构造为具有钩形之外，连接结构构件500-1基本上与图1的连接结构构件相同500。在图2中，与图1的附图标记相同的附图标记指示相同的构件，并且为了方便，将简要地描述或者将省略参照图1描述了的部件。
连接结构构件500-1可以包括桶515、第一活塞505、第二活塞511a和弹性连接构件513。如下描述地，连接结构构件500-1可以是机械连接和电连接诸如图5的531和533的结构构件的组件。
第一活塞505被构造为具有钩形且设置在下孔515b中。被构造为具有钩形的第一活塞505可以包括具有大于下孔515b的直径d1的直径d2的第一钩形活塞体501以及连接到第一钩形活塞体501并具有第一内部空间区域502的第一钩构件503。如下所述，第一钩构件503可以用于通过可形成在第一内部空间区域502中的诸如图5的517的连接球来可靠地机械连接和电连接结构构件。
第二活塞511a可以设置在位于连接结构构件500-1的第一活塞505的对面侧的上孔515a中。在此实施例中，第二活塞511a可以是钩形活塞。被构造为钩形的第二活塞511a可以包括设置在桶515内且具有大于上孔515a的直径d3的直径d4的第二钩形活塞体501a。被构造为钩形的第二活塞511a可以包括连接到第二钩形活塞体501a并具有第二内部空间区域502a的第二钩构件503a。
如下所述，连接球(诸如图10的517a)可以设置在第二钩构件503a的第二内部空间区域502a中。当第二钩构件503a在竖直方向上受到力时，第二钩构件503a可以与诸如图10的517a的连接球发生表面接触，即，第二钩构件503a可以与连接球发生多点接触。因此，第二钩构件503a可以未偏心地可靠地机械连接和电连接诸如图10的531和533的结构构件。
连接结构构件500-1可以包括设置在桶515内以连接第一活塞505和第二活塞511a的弹性连接构件513。弹性连接构件513可以形成为包住第一活塞505的一部分和第二活塞511a的一部分。弹性连接构件513可以与桶515分隔开并且可以包括弹簧构件。当第一活塞505和第二活塞511a在竖直方向上受到力时，弹性连接构件513可以提供吸收冲击功能。
如上所述，连接结构构件500-1可以通过使用具有第一钩构件503的第一活塞505、具有第二钩构件503a的第二活塞511a和弹性连接构件513具有减少或消除的偏心地在竖直方向上可靠地机械连接和电连接诸如图10的531和533的连接结构构件。
图3是用于描述根据实施例的连接结构构件500-2的剖视图。除了第一连接球517还被设置在具有钩形的第一活塞505内之外，连接结构构件500-2基本上与图1的连接结构构件500相同。在图3中，与图1的附图标记相同的附图标记指示相同的元件，并且为了方便，将简要地描述或者将省略参照图1描述了的部件。
连接结构构件500-2可以包括桶515、第一活塞505、第二活塞511和弹性连接构件513。如下所述，连接结构构件500-2可以是机械连接和电连接诸如图5的531和533的结构构件的组件。
第一活塞505被构造为具有钩形且设置在下孔515b中。如上所述，被构造为钩形的第一活塞505可以包括具有大于下孔515b的直径d1的直径d2的第一钩形活塞体501以及连接到第一钩形活塞体501并具有第一内部空间区域502的第一钩构件503。第一连接球517可以形成在第一钩构件503的第一内部空间区域502中。第一连接球517可以是导电球。
当第一钩构件503在竖直方向上受到力时，如下所述，第一钩构件503可以与第一连接球517发生表面接触，即，第一钩构件503可以与第一连接球517发生多点接触。因此，第一钩构件503可以具有减少或消除的偏心地在竖直方向上可靠地机械连接和电连接诸如图5的531和533的结构构件。
第二活塞511可以设置在位于连接结构构件500-2的第一活塞505的对面侧的上孔515a中。如参照图1描述地，第二活塞511可以是针形活塞。被构造为针形的第二活塞511可以包括具有大于上孔515a的直径d3的直径d4的针形活塞体507和连接到针形活塞体507并突出到桶515的外部的针形构件509。
如果针形构件509在竖直方向上受到力，如下所述，即使当针形构件509与诸如图5的533的结构构件发生点接触时，由于第一钩构件503和第一连接球517，针形构件509也可以具有减少或消除的偏心地可靠地机械连接和电连接连接结构。
连接结构构件500-2可以包括设置在桶515内以连接第一活塞505和第二活塞511的弹性连接构件513。当第一活塞505和第二活塞511在竖直方向上受到力时，弹性连接构件513可以提供吸收冲击功能。
如上所述，连接结构构件500-2可以通过使用包括第一连接球517的第一活塞505、第二活塞511和弹性连接构件513来具有减少或消除的偏心地可靠地机械连接和电连接诸如图5的531和533的连接结构构件。
图4是用于描述根据实施例的连接结构构件500-3的剖视图。除了第一连接球517和第二连接球517a分别设置在被构造为钩形的第一活塞505和被构造为钩形的第二活塞511a内之外，连接结构构件500-3可以基本上与图2的连接结构构件500-1相同。在图4中，与图2的附图标记相同的附图标记指示相同的构件，并且为了方便，将简要地描述或者将省略参照图2描述了的部件。
连接结构构件500-3可以包括桶515、第一活塞505、第二活塞511a和弹性连接构件513。如下所述，连接结构构件500-3可以是机械连接和电连接诸如图10的531和533的结构构件的组件。
第一活塞505可以被构造为钩形并可以设置在下孔515b中。如上所述，被构造为钩形的第一活塞505可以包括具有大于下孔515b的直径d1的直径d2的第一钩形活塞体501以及连接到第一钩形活塞体501并具有第一内部空间区域502的第一钩构件503。第一连接球517可以形成在第一钩构件503的第一内部空间区域502中。
当第一钩构件503在竖直方向上受到力时，如下所述，第一钩构件503可以与第一连接球517发生表面接触，即，第一钩构件503可以与第一连接球517发生多点接触。因此，第一钩构件503可以具有减少或消除的偏心地在竖直方向上通过第一连接球517可靠地机械连接和电连接结构构件。
第二活塞511a可以设置在连接结构构件500-3的第一活塞505的对面侧上的上孔515a中。如参照图2所述，第二活塞511a可以是钩形活塞。被构造为钩形的第二活塞511a可以包括设置在桶515内并具有大于上孔515a的直径d3的直径d4的第二钩形活塞体501a。被构造为钩形的第二活塞511a可以包括连接到第二钩形活塞体501a并具有第二内部空间区域502a的第二钩构件503a。
第二连接球517a可以形成在第二钩构件503a的第二内部空间区域502a中。第二连接球517a可以是导电球。当第二钩构件503a在竖直方向上受到力时，如下所述，第二钩构件503a可以与第二连接球517a发生表面接触，即，第二钩构件503a可以与第二连接球517a发生多点接触。因此，第二钩构件503a可以具有减少或消除的偏心地竖直方向上通过第二连接球517a可靠地机械连接和电连接诸如图10中的531和533的结构构件。
连接结构构件500-3可以包括设置在桶515内以连接第一活塞505和第二活塞511a的弹性连接构件513。当第一活塞505和第二活塞511a在竖直方向上受到力时，弹性连接构件513可以提供吸收冲击功能。
如上所述，连接结构构件500-3可以通过使用包括第一连接球517的第一活塞505、包括第二连接球517a的第二活塞511a和弹性连接构件513来具有减少或消除的偏心地可靠地机械连接和电连接诸如图10的531和533的连接结构构件。
下面将描述根据实施例的使用如上描述的连接结构构件500、500-1、500-2或500-3的连接结构构件模块。下面将要描述的连接结构构件模块可以包括将结构构件连接的连接结构构件。
图5是用于描述根据实施例的连接结构构件模块的剖视图。连接结构构件模块550可以包括第一结构构件531、设置为面对第一结构构件531的第二结构构件533、设置在第一结构构件531和第二结构构件533之间以连接第一结构构件531和第二结构构件533的连接结构构件500或500-2、以及设置在第一结构构件531中的第一压电传感器521。由于已经参照图1至图3详细地描述了连接结构构件500或500-2，因此将给出其简要描述或者将省略其描述。在图5中，与图1和图3的附图标记相同的附图标记指示相同的构件。
第一结构构件531可以包括支撑板519。第一连接垫523可以形成在第一结构构件531的支撑板519上。第二结构构件533可以是电路板525。第二连接垫527可以形成在构成第二结构构件533的电路板525中。
连接结构构件500或500-2可以机械连接和电连接第一结构构件531的第一连接焊盘523和第二结构构件533的第二连接焊盘527。连接结构构件500或500-2当用于如下所述的探针卡组件时可以称作弹簧针。连接结构构件500或500-2可以包括被构造为钩形、位于第一连接垫523上且设置在桶515的一端的第一活塞505以及形成在第一活塞505的第一钩构件503中的第一连接球517。
桶515可以具有上孔515a以及在连接结构构件500或500-2的上孔515a的对面侧上的下孔515b。第一活塞505可以被构造为钩形并且可以设置在下孔515b中。第一活塞505可以包括设置在桶515内并具有大于下孔515b的直径d1的直径d2的第一钩形活塞体501。第一钩形活塞体501可以连接到突出到桶515的外部的第一钩构件503。
第一连接球517可以形成在第一钩构件503内。第一连接球517可以在支撑板519的第一连接垫523上形成为具有焊料球形状。当通过使用焊料球实施第一连接球517时，第一连接球517刚好放入到图1的连接结构构件500的第一钩构件503中。
当第一连接球517如图3中地预先设置在第一钩构件503内时，图3的连接结构构件500-2可以与第一连接垫523发生接触。由于第一钩构件503被构造为钩形，因此第一钩构件503可以基本上与第一连接球517的整个表面接触。换言之，被构造为钩形的第一活塞505可以按照第一活塞505与第一连接球517发生表面接触的方式连接到第一连接球517。
当第一钩构件503在竖直方向上受到力F时，第一钩构件503可以与第一连接球517发生表面接触，即，第一钩构件503与第一连接球517发生多点接触。因此，第一钩构件503可以具有减少或消除的偏心地在竖直方向上通过第一连接球517可靠地机械连接和电连接第一结构构件531和第二结构构件533。
连接结构构件500或500-2可以包括设置在相对于第一活塞505的桶515的另一端的第二活塞511。第二活塞511可以设置在桶515的上孔515a中。第二活塞511可以被构造为针形。被构造为针形的第二活塞511可以包括设置在桶515内并具有大于上孔515a的直径d3的直径d4的针形活塞体507。
第二活塞511可以与电路板525的第二连接垫527接触。由于第二活塞511包括针形构件509，因此针形构件509可以按照针形构件509与第二连接垫527发生点接触的这样的方式连接到第二连接焊盘527。换言之，被构造为针形的第二活塞511可以按照第二活塞511与第二连接垫527发生点接触的这样的方式连接到第二连接垫527。
在针形构件509在竖直方向上受到力F的情况下，即使当针形构件509与第二结构构件533发生点接触时，由于第一钩构件503和第一连接球517，针形构件509可以具有减少或消除的偏心地可靠地机械连接和电连接结构构件531和533。连接结构构件500或500-2可以包括设置在桶515内以连接第一活塞505和第二活塞511的弹性连接构件513。
信号/电力传输单元535可以连接到第二连接垫527。信号/电力接收单元537可以连接到第一连接垫523。因此，施加到第二连接垫527的信号和电力可以通过连接结构构件500或500-2传输到第一连接垫523。
压电传感器521可以设置在第一结构构件531的支撑板519中。第一压电传感器521可以形成在第一结构构件531的支撑板519中。第一压电传感器521可以形成在第一连接垫523下方。第一压电传感器521可以连接到分析器529。
分析器529可以被构造为测量第一结构构件531和连接结构构件500或500-2之间的接触电阻，并且分析接触电阻是否在适当的范围内。换言之，分析器529可以测量支撑板519上的第一连接垫523和连接结构构件500或500-2的第一连接球517之间的接触电阻，并且分析接触电阻是否在适当的范围内。
图6和图7是用于描述图5中示出的第一压电传感器的压电效应的图。如图6中所示，在对于第一压电传感器521没有外应力的状态下不会产生输出电压。然而，如图6中所示，当将压缩力F施加到第一压电传感器521时，可以分别在上电极和下电极产生正(+)电压和负(-)电压。如图6中所示，当将张力F施加到第一压电传感器521时，可以分别在上电极和下电极产生负(-)电压和正(+)电压。
如图7中所示，当将压缩力F或张力F的压力P施加到第一压电传感器521时，可以增大第一压电传感器521的输出电压。当将压缩力F或张力F施加到第一压电传感器521时，压缩力F或张力F可以转变为电信号。形成第一压电传感器521的压电材料可以形成为薄膜形，并且可以包括例如ZnO、CdS、AlN或PZT(Pb(Zr,Ti)O3)。
当通过诸如图5中的529的分析器测量输出电压时，通过使用第一压电传感器521，能够测量图5中示出的第一结构构件531和连接结构构件500或500-2之间的接触电阻。在测量第一结构构件531和连接结构构件500或500-2之间的接触电阻的情况下，能够通过诸如图5中的529的分析器来评价第一结构构件531和连接结构构件500或500-2之间的接触是否适当。
图8是用于描述形成图5的第一压电传感器和第一连接垫处的位置的图。第一连接垫523可以设置在支撑板519上。第一压电传感器521可以形成在第一连接垫523下方。第一压电传感器521可以设置在支撑板519中。第一压电传感器521可以连接到分析器529。第一连接垫523可以连接到信号/电力接收单元537。
由于上面描述的构造，第一连接垫523可以通过诸如图5中的连接结构构件500或500-2接收信号和电力，并且设置在支撑板519中的第一压电传感器521可以连接到分析器529。因此，分析器529可以测量第一结构构件531和连接结构构件500或500-2之间的接触电阻，并且分析接触电阻是否在适当的范围内。
图9是用于描述根据实施例的连接结构构件模块550-1的剖视图。除了第二压电传感器521a设置在第二结构构件533的电路板525中之外，连接结构构件模块550-1可以基本上与图5中的连接结构模块相同。在图9中，与图5的附图标记相同的附图标记指示相同的构件，将简要地描述或者将省略参照图5描述了的部件。
连接结构构件模块550-1可以包括第一结构构件531、设置为面对第一结构构件531的第二结构构件533、设置在第一结构构件531和第二结构构件533之间以连接第一结构构件531和第二结构构件533的连接结构构件500或500-2、设置在第一结构构件531中的第一压电传感器521、以及设置在第二结构构件533中的第二压电传感器521a。第二压电传感器521a可以具有与第一压电传感器521相同的构造和效果。
第一压电传感器521和第二压电传感器521a两者可以连接到分析器529。分析器529可以被构造为测量第一结构构件531或第二结构构件533与连接结构构件500或500-2之间的接触电阻，并且分析接触电阻是否在适当的范围内。
换言之，分析器529可以被构造为测量支撑板519上的第一连接垫523和连接结构构件500或500-2的第一连接球517之间的接触电阻以及电路板525上的第二连接垫527和连接结构构件500或500-2之间的接触电阻，并且分析每个接触电阻是否在适当的范围内。
图10是用于描述根据实施例的连接结构构件模块550-2的剖视图。除了使用参照图2和图4描述的连接结构构件500-1或500-3以及第二压电传感器521a设置在第二结构构件533的电路板525中之外，连接结构构件模块550-2可以基本上与图5中的连接结构模块相同。在图10中，与图2、4或5的附图标记相同的附图标记指示相同的构件，将简要地描述或者将省略参照图2、4或5描述了的部件。
连接结构构件模块550-2可以包括第一结构构件531、设置为面对第一结构构件531的第二结构构件533、设置在第一结构构件531和第二结构构件533之间以连接第一结构构件531和第二结构构件533的连接结构构件500-1或500-3、设置在第一结构构件531中的第一压电传感器521、以及设置在第二结构构件533中的第二压电传感器521a。第二压电传感器521a可以具有基本上与第一压电传感器521相同的构造和效果。连接结构构件500-1或500-3当用于如下所述的探针卡组件时可以称作弹簧针。
连接结构构件500-1或500-3可以包括被构造为钩形、位于第一连接垫523上并设置在桶515的一端的第一活塞505以及形成在第一活塞505的第一钩构件503中的第一连接球517。桶515可以具有上孔515a和在连接结构构件500-1或500-3的上孔515a的对面侧的下孔515b。第一活塞505可以被构造为钩形并且可以设置在下孔515b中。
当第一钩构件503在竖直方向上受到力F时，第一钩构件503可以与第一连接球517发生表面接触，即，第一钩构件503可以与第一连接球517发生多点接触。因此，第一钩构件503可以具有减少或消除的偏心地在竖直方向上可靠地机械连接和电连接第一结构构件531和第二结构构件533。
连接结构构件500-1或500-3可以包括设置在与连接结构构件500-1或500-3的第一活塞505相对的桶515的另一端中的第二活塞511。第二活塞511可以设置在桶515的上孔515a中。第二活塞511可以包括设置在桶515内且具有大于上孔515a的直径d3的直径d4的第二钩形活塞体501a。第二钩形活塞体501a可以连接到突出到桶515的外部的第二钩构件503a。
第二连接球517a可以形成在第二钩构件503a内。第二连接球517a可以在电路板525的第二连接焊盘527上形成为具有焊料球形状。当通过使用焊料球来实施第二连接球517a时，第二连接球517a刚好放入到图2的连接结构构件500-2的第二钩构件503a中。
当第二连接球517a如图4中地设置在第二钩构件503a内时，图4的连接结构构件500-3可以与第二连接垫527发生接触。由于第二钩构件503a可以被构造为具有环形，因此第二钩构件503a可以基本上与第二连接球517a的整个表面发生接触。被构造为具有钩形的第二活塞511可以按照第二活塞511与第二连接球517a发生表面接触的方式连接到第二连接球517a。
当第二钩构件503a在竖直方向上受到力F时，第二钩构件503a可以与第二连接球517a发生表面接触，即，第二钩构件503a可以与第二连接球517a发生多点接触。因此，第二钩构件503a可以具有减少或消除的偏心地在竖直方向上可靠地机械连接和电连接第一结构构件531和第二结构构件533。连接结构构件500-1或500-3可以包括设置在桶515内以连接第一活塞505和第二活塞511的弹性连接构件513。
第一压电传感器521和第二压电传感器521a两者可以连接到分析器529。分析器529可以被构造为测量第一结构构件531或第二结构构件533与连接结构构件500-1或500-3之间的接触电阻，并且分析接触电阻是否在适当的范围内。
换言之，分析器529可以被构造为测量支撑板519上的第一连接垫523和连接结构构件500或500-3的第一连接球517之间的接触电阻以及设置在电路板525上的第二连接焊盘527和连接结构构件500或500-3的第二连接球517a之间的接触电阻，并且分析每个接触电阻是否在适当的范围内。
图11是用于描述形成图10的第一压电传感器和第一连接焊盘处的位置以及形成图10的第二压电传感器和第二连接焊盘处的位置的图。
第一连接焊盘523可以设置在支撑板519上。第一压电传感器521可以形成在第一连接垫523下方。第一压电传感器521可以设置在支撑板519中。第一压电传感器521可以连接到分析器529。第一连接垫523可以连接到信号/电力接收单元537。
第二连接垫527可以设置在电路板525的下表面上。第二压电传感器521a可以设置在第二连接垫527上方。第二压电传感器521a可以设置在电路板525中。第二压电传感器521a可以连接到分析器529。第二连接垫527可以连接到信号/电力传输单元535。
通过信号/电力传输单元535产生的信号和电力可以通过第二连接垫527和诸如图10中的500-1或500-3的连接结构构件被第一连接垫523接收。被第一连接垫523接收的信号和电力可以输入到信号/电力接收单元537。
分别设置在支撑板519和电路板525中的第一压电传感器521和第二压电传感器521a可连接到分析器529。因此，分析器529可以测量第一结构构件531和诸如图10中的500-1或500-3的连接结构构件之间的接触电阻以及第二结构构件533和诸如图10中的500-1或500-3的连接结构构件之间的接触电阻，并且分析接触电阻是否在适当的范围内。
下面将描述使用如上描述的连接结构构件500、500-1、500-2或500-3和连接结构构件模块550、550-1或550-2的探针卡组件和晶圆测试设备。下面将描述的探针卡组件可以包括连接结构构件模块。下面将描述的晶圆测试设备可以包括探针卡组件并且可以具有各种形式。在图12和图13中示出了晶圆测试设备的示例。
图12是示出根据实施例的包括探针卡组件的晶圆测试设备的剖视图。晶圆测试设备1可以包括能够将电信号施加到设置在晶圆中的半导体芯片以测试其电特性的测试头2以及具有探针卡组件600以将由测试头2施加的电信号传输到半导体芯片的探针台5。
测试头2和探针台5可以通过测试仪(未示出)来被控制。探针卡组件600可以使用如上描述的连接结构构件模块550、550-1或550-2。下面将详细描述探针卡组件600。
诸如图14中的20的电路板调平部分可以设置在测试头2的下部中。测试头2可以设置在操纵器419中。探针台5可以包括底座401、形成在底座401的边缘处的支柱407以及设置在支柱407上的探针卡组件支托件417。探针卡组件600可以设置在支柱407上的探针卡组件支托件417中。
探针台5可以包括卡盘转移部分415和装载机403。卡盘转移部分415可以设置在底座401上方。上面放置有晶圆W的卡盘3设置在卡盘转移部分415上。卡盘转移部分415可以包括在诸如X方向和/或Y方向的水平方向上移动卡盘3的XY台411、以及在诸如沿Z方向的向上和/或向下的竖直方向上移动卡盘3的Z台413。可被构造为将待测试的晶圆W传送到卡盘3的装载机403可以设置在卡盘转移部分415的一侧处。
测试头2可以被构造为通过驱动操纵器419在箭头方向上旋转操纵器419，从而使得测试头2与探针卡组件600发生接触。另外，卡盘转移部分415可以在水平方向和竖直方向上移动卡盘，从而使得晶圆W与探针卡组件600发生接触。当晶圆W与探针卡组件600发生接触时，可以测试晶圆W上的半导体芯片。
当测试头2与探针卡组件600发生接触时，测试头2的重量可以被转移到探针卡组件600和晶圆W。如果测试头2的重量(即，由于测试头2引起的压力)没有完全均匀地施加到探针卡组件600和晶圆W，则测试头2的重量会需要基本上均匀地施加到探针卡组件600和晶圆W。因此，诸如图14中的20的电路板调平部分可以设置在测试头2中以调节连接到探针卡组件600的电路板的水平。
图13是示出根据实施例的包括探针卡组件的晶圆测试设备的剖视图。根据实施例，在图13的晶圆测试设备1a中，与图12不同，测试头2没有设置在操纵器中。图13的晶圆测试设备1a可以包括测试仪7、探针台5、测试头2和探针卡组件600。测试仪7可以被构造为产生用于测试设置在晶圆中的半导体芯片的电特性的测试电流(或测试信号)。
探针台5可以包括能够转移卡盘3的卡盘转移部分415。卡盘转移部分415可以被构造为在诸如X方向和/或Y方向的水平方向上以及在诸如沿Z方向的向上和/或向下的竖直方向上移动卡盘3。晶圆W可以放置在卡盘3上。
探针卡组件600可以电连接到测试仪7。测试头2可以设置在探针卡组件600上方。测试头2可以连接到测试仪7以接收测试信号。
探针卡组件600可以设置在测试头2中并且可以与设置在晶圆W中的半导体芯片发生电接触。可以通过测试仪7来控制测试头2和探针台5。探针卡组件600可以使用如上所述的连接结构构件模块550、550-1、550-2等。
图14和图15是图12和13的包括探针卡组件的晶圆测试设备的放大剖视图。图16是示出当从上面观看时图14和图15的电路板和连接盘的平面图。图17是示出图14和图15的卡型探针的构造的剖视图。
如上所述，在晶圆测试设备1中，上面放置有作为测试目标的晶圆W的卡盘3可以设置在测试头2下面。下面将把晶圆测试设备1用作示例，然而，在其他实施例中，晶圆测试设备可以类似于晶圆测试设备1、1a等。测试头2可以设置在卡盘3上方并且卡盘3可以向上和向下移动。测试头2可以形成为基本上具有圆盘形状。图14示出了测试头2与上面放置有晶圆W的卡盘间隔开的状态。图15示出测试头2的卡型探针10与晶圆W的电极焊盘U由于卡盘3的向上移动而发生接触的状态。
测试头2可以包括支撑板11和电路板12，其中，支撑板11支撑卡型探针10抵住其下表面，电路板12设置在支撑板11的上表面上以当卡型探针10在测试时与晶圆W的电极焊盘U发生接触时将用于测试的电信号(测试信号)传输到卡型探针10。图14和图15的支撑板11可以对应于例如图5、图9和图10的第一结构构件531的支撑板519。图14和图15的电路板12可以对应于例如图5、图9和图10的第二结构构件533的电路板525。
用于将用于测试的电信号(测试信号)传输到卡型探针10的电子电路(未示出)可以安装在电路板12中。用于测试的电信号可以通过电路板12的电子电路传输到卡型探针10，或者可以通过电路板12的电子电路从卡型探针10接收用于测试的电信号。连接垫12a可以设置在电路板12的下表面中，连接焊盘12a可以形成为电路板12的电子电路的一部分。
增强电路板12的增强构件13可以设置在电路板12的上表面上。增强构件13可以包括与电路板12平行地设置在电路板12上面的主体部分13a、以及从主体部分13a的外面的外围部分向下延伸以固定电路板12的外面的外围部分的固定部分13b。电路板12上的固定部分13b可以朝向电路板12的内侧和外侧突出。
连接到支撑板11的连接盘14可以与电路板12平行地设置在电路板12的上表面上。连接盘14可以形成为呈具有小于电路板12的直径的直径的圆盘形状。连接盘14可以设置在增强构件13的主体部分13a下方及固定部分13b的内侧。连接盘14可以与电路板12的上表面发生紧密接触，从而校准电路板12的平面度。
用于连接并集成支撑板11和连接盘14的连接柱15可以固定到连接盘14的外面的外围部分的下表面。连接柱15可以形成为具有在竖直方向上延伸的矩形柱形状。连接柱15可以在多个位置处被设置，例如，在支撑板11的外面的外围部分中的四个位置处被设置。当从上面观看时，连接柱15可以在以支撑板11的中心作为其中心的圆的相同的圆周上以相等的间隔布置。
连接柱15可以在厚度方向上穿过电路板12，并且连接柱15的下端可以到达支撑板11的外围部分的外面的位置。均在水平方向上朝向支撑板11突出且被构造为抓住支撑板11的外围部分的两个突出15a可以分别设置在连接柱15的下部中。突出15a可以是片簧构件。
突出15a可以按压支撑板11抵住电路板12，同时抓住支撑板11的外面的外围部分，从而保持支撑板11和电路板12之间的电接触。如图16中所示，多个螺栓16(诸如三个螺栓16)设置在连接盘14的上表面的中心部分中。
如图14和图15中所示，螺栓16的上端可以设置在形成在连接盘14的上表面的中心部分中的第一凹陷部分14a中。螺栓16可以在厚度方向上穿过电路板12并且螺栓16的下端可以固定到支撑板11的上表面。支撑板11可以通过连接柱15和螺栓16连接到连接盘14。
基本上均匀地保持卡型探针10和电极焊盘U之间的接触负载的电路板调平部分20可以设置在连接盘14的上表面中。电路板调平部分20可以包括作为电路板负载调节构件21的弹簧构件。如图16中所示，可以设置多个(例如，三个)电路板调平部分20。当从上面看时，电路板调平部分20可以在以连接盘14的中心作为其中心的圆的相同的圆周上以相等的间隔布置。如图14和图15中所示，电路板调平部分20可以设置在形成在连接盘14的上表面中的第二凹陷部分14b中。
电路板调平部分20可以包括包含设置为在竖直方向上延伸的弹簧构件的电路板负载调节构件21、被构造为支撑电路板负载调节构件21并在竖直方向上可延长的支撑部分22、以及被构造为测量电路板12上的负载的电路板负载传感器23。被构造为测量电路板12上的负载的电路板负载传感器23可以设置在第二凹陷部分14b中。电路板调平部分20可以与增强构件13发生接触并且使卡型探针10和电极焊盘U之间的接触负载基本上均匀地保持在预定的负载。
由于设置了多个电路板调平部分20，所以即使当卡型探针10与电极焊盘U在不同的高度发生接触时，也能够使得卡型探针10和电极焊盘U之间的接触负载的面内分布基本上均匀。电路板调平部分20的数量不限于在此实施例中描述的数量，并且可以是三个或更多个。负载控制器100可以连接到电路板负载传感器23。负载控制器100可以基于电路板负载传感器23的测量结果来执行控制，使得电路板12上的负载等于预定值。
例如，可以执行控制以通过改变卡盘3的高度来改变卡型探针10和电极焊盘U之间的接触负载、消除当测量到异常负载值时(例如，支撑板11的倾斜)的故障原因等。可以基于卡型探针10的材料和尺寸来设置预定的接触负载，例如，上弹性片41和下弹性片42的材料和厚度、导电部分50的直径和数量等。
用作弹性构件的片簧构件24设置在连接盘14的外面的外围部分中。片簧构件24的一端可以固定到连接盘14的外面的外围部分，并且另一端可以固定到增强构件13的固定部分13b。如图16中所示，可以设置多个(例如，三个)片簧构件24。当从上面观看时，片簧构件24可以在以连接盘14的中心作为其中心的圆的相同的圆周上以相等的间隔布置。
在水平方向上的支撑板11的位置可以通过片簧构件24来固定。即，即使当支撑卡型探针10的支撑板11在卡型探针10与电极焊盘U发生接触的状态下在水平方向上受到力时，由于片簧构件24使得支撑板11也不会在水平方向上移动。支撑板11在水平方向上受到力的情况可以包括在水平方向上轻微地移动晶圆W以获得在卡型探针10与电极焊盘U发生接触的状态下的良好的接触的情况。片簧构件24的数量不限于此实施例的数量，并且可以是三个或更多个。
如图14和图15中所示，支撑板11可以设置为面对卡盘3并且可以平行于电路板12布置。多个连接垫11a设置在支撑板11的上表面中。连接垫11a可以形成为对应于在电路板12的下表面中的连接垫12a的布置。例如，图14的连接垫11a和连接垫12a可以对应于图5、图9和图10的第一连接垫523和第二连接垫527。
多个连接结构构件30可以设置在支撑板11的连接垫11a和与连接垫11a对应的电路板12的连接垫12a之间，以提供在相关的连接垫11a和12a之间的导电。例如，图14和图15的连接结构构件30可以对应于图5、图9和图10的连接结构构件500、500-1、500-2和500-3。由于上面已经描述了连接结构构件30，因此将省略其描述。
连接结构构件30可以被布置为未偏移地均匀地分布在支撑板11的上表面中。每个连接结构构件30可以各自地形成以在竖直方向上延伸。因此，即使当卡型探针10与电极焊盘U在不同的高度发生接触时，连接结构构件30也可以使得卡型探针10和电极焊盘U之间的接触负载的面内分布更均匀。
连接垫11b可以设置在支撑板11的下表面中，以具有比上表面中的连接垫11a窄的节距。数量等于上表面中的连接垫11a的数量的连接垫11b可以设置在下表面中。上表面中的连接垫11a可以电连接到下表面中的对应的连接垫11b。支撑板11可以用作改变电路板12的连接垫12a之间的间隔的节距转换板。
第一压电传感器521可以设置在支撑板11中。第二压电传感器521a可以设置在电路板12中。由于已经参照图5描述了第一压电传感器521和第二压电传感器521a的功能和效果，将省略其描述。支撑板11、电路板12、连接结构构件30、第一压电传感器521和第二压电传感器521a可以构成图5的连接结构构件模块550。尽管为了方便通过图14和图15中的附图标记550来指示连接结构构件模块550，但是可以通过附图标记550-1或550-2来指示连接结构构件模块550。
如图17中所示，在支撑板11的下表面中支撑的卡型探针10可以具有三层结构，所述三层结构包括例如作为中间构件的具有平板形状的中间板40、附着到中间板40的上表面的上弹性片41、以及附着到中间板40的下表面的下弹性片42。具有导电性的多个导电部分50可以形成在下弹性片42中。
导电部分50可以形成为对应于晶圆W的电极焊盘U的布置。每个导电部分50可以穿过下弹性片42、从下弹性片42的上表面和下表面凸地突出且具有矩形柱形状。除了下弹性片42的导电部分之外的部分可以是由橡胶片形成的绝缘部分51。
上弹性片41可以由具有弹性的绝缘材料形成，例如，与下弹性片42相似，由橡胶片形成。具有导电性的多个导电部分60可以形成在上弹性片41中。导电部分60可以被布置为对应于例如支撑板11的下表面上的连接垫11b的布置。每个导电部分60可以在竖直方向上穿过上弹性片41并且从上弹性片41的上表面和下表面凸地突出。除了导电部分60之外的上弹性片41的部分可以是绝缘部分61。
中间板40可以具有比上弹性片41和下弹性片42的刚性高的刚性。从中间板40的下表面引导到中间板40的上表面的多个导电路径70可以形成在中间板40中。导电路径70可以形成为在中间板40的厚度方向上具有直线形状。连接垫70a可以形成在导电路径70的上端并且连接垫70b可以形成在导电路径70的下端。
中间板40的导电路径70可以形成在下弹性片42的导电部分50与上弹性片41的导电部分60一对一对应的位置处。因此，导电路径70的连接垫70b可以对应于下弹性片42的导电部分50。导电路径70的连接垫70a可以对应于上弹性片41的导电部分60。
下弹性片42可以固定到围绕其外面的外围部分的金属框80。金属框80可以根据下弹性片42的外面的外围部分而具有矩形边框形状。金属框80可以通过例如具有弹性的粘着剂81粘附到中间板40的外面的外围部分的下表面。因此，下弹性片42的每个导电部分50可以与中间板40的导电路径70的连接垫70b发生接触。
上弹性片41可以固定到围绕其外面的外围部分的金属框90。金属框90可以根据上弹性片41的外面的外围部分而具有矩形边框形状。金属框90可以通过例如具有弹性的粘着剂91粘附到中间板40的外面外围部分的上表面。因此，上弹性片41的每个导电部分60可以与中间板40的导电路径70的连接垫70a发生接触。
卡盘3可以在水平方向和竖直方向上是可移动的，并且可以三维地转移其上放置的晶圆W。支撑板11、电路板12、连接结构构件30、第一压电传感器521、第二压电传感器521a和卡型探针10可以构成探针卡组件600。用于探针卡组件600的连接结构构件30可以称作弹簧针。
根据实施例的晶圆测试设备1可以包括连接结构构件30、第一压电传感器521和第二压电传感器521a，并且可以具有减少或消除的偏心地可靠地机械连接和电连接支撑板11和电路板12。
在根据实施例的晶圆测试设备1中，由于电路板调平部分20设置在连接盘14的上表面中，因此，即使当导电部分50与电极焊盘U在不同的高度发生接触，也能够使得导电部分50与电极焊盘U以预定的接触负载发生接触。
在根据实施例的包括探针卡组件600的晶圆测试设备1中，由于在水平方向上固定支撑板11的位置的片簧构件24设置在连接盘14的外面的外围部分中，因此，即使当支撑板11在卡型探针10与电极焊盘U发生接触的状态下在水平方向上受到力，也能够仅在竖直方向上移动支撑板11而没有支撑板11在水平方向上的移动。因此，能够使得导电部分50与电极焊盘U适当地发生接触。
根据实施例的包括探针卡组件600的晶圆测试设备1可以包括在电路板调平部分20中的测量电路板12上的负载的电路板负载传感器23。因此，负载控制器100可以基于电路板负载传感器23的测量结果来执行控制，使得电路板12上的负载等于预定值或在预定值的范围内。因此，即使当在导电部分50和电极焊盘U之间产生具有异常值的接触负载时，也能够通过负载控制器100使得导电部分50与电极焊盘U适当地发生接触。
图18是图12和图13的包括探针卡组件的晶圆测试设备1的放大剖视图。图19是示出图18的悬臂型探针和晶圆之间的接触状态的剖视图。
除了晶圆测试设备1包括悬臂型探针200之外，图18的晶圆测试设备1基本上与图14和图15的晶圆测试设备相同。图18中示出的悬臂型探针200可以具有悬臂结构。包括悬臂型探针200的支撑板11可以设置在电路板12下方。
多个悬臂型探针200可以在与晶圆W上的电极焊盘U对应的位置处设置在支撑板11的下表面上。悬臂型探针200可以电连接到设置在支撑板11的上表面上的连接垫11a。
如图19中所示，悬臂型探针200可以具有从支撑板11的下表面突出的支撑部分210。悬臂部分211可以设置在支撑部分210的下端。在垂直于悬臂部分211的方向上向下延伸的接触件212可以设置在悬臂部分211的自由端。
在图18和图19的晶圆测试设备1中，支撑板11、电路板12、连接结构构件30、第一压电传感器521和第二压电传感器521a可以构成连接结构构件模块550。另外，在图18和图19的晶圆测试设备1中，支撑板11、电路板12、连接结构构件30、第一压电传感器521、第二压电传感器521a和悬臂型探针200可以构成探针卡组件600。
图20是图12和图13的包括探针卡组件的晶圆测试设备1的放大剖视图。除了晶圆测试设备1包括电路板执行器110和电路板负载传感器120之外，图20的晶圆测试设备1可以基本上与图18的晶圆测试设备相同，其中，电路板执行器110是构成电路板调平部分20的电路板负载调节构件。
晶圆测试设备1的电路板执行器110可以连接到被构造为测量电路板12的负载的电路板负载传感器120。电路板负载传感器120可以连接到负载控制器100。电路板执行器110可以连接到流控制器130。负载控制器100可以连接到流控制器130。负载控制器100可以被构造为通过基于电路板负载传感器120的测量结果调节来自流控制器130的空气的压力来执行控制，使得卡型探针10和电极焊盘之间的接触负载是基本上均匀的。
如上所述，在图20的晶圆测试设备1中，支撑板11、电路板12、连接结构构件30、第一压电传感器521和第二压电传感器521a可以构成连接结构构件模块550。另外，在图20的晶圆测试设备1中，支撑板11、电路板12、连接结构构件30、第一压电传感器521、第二压电传感器521a和悬臂型探针200可以构成探针卡组件600。
图21是示出根据实施例的晶圆测试设备的构造和电信号流的框图。图22是根据实施例的晶圆测试设备的测试方法的流程图.
晶圆测试设备可以包括可被构造为产生用于测试设置在晶圆W中的半导体芯片的电特性的测试信号的测试仪7。通过测试仪7产生的测试信号可以被传输到测试头2(操作S100)。
传输的测试信号可以通过探针卡组件600传输到设置在晶圆W中的半导体芯片(操作S200)。传输的测试信号可以通过连续地穿过构成探针卡组件600的连接结构构件模块550和探针10或200施加到晶圆W的半导体芯片。
当在探针10或200与设置在晶圆W中的半导体芯片发生电接触的状态下执行测试时，可以测量诸如图14中的30的连接结构构件与诸如图14中的板11和12之间的接触电阻，并且可以执行对接触电阻是否在适当的范围的确定(操作S300)。换言之，可以通过使用压电传感器521来测量诸如图14中的30的连接结构构件与诸如图14中的11的支撑板以及与诸如图14中的12的电路板之间的接触电阻。测量结果可以被传输到分析器529和测试仪7并且可以执行对测量结果是否在适当的范围内的确定。
当传输到分析器529和测试仪7的接触电阻在适当的范围内时，可以通过使用传输到晶圆的测试信号来测试半导体芯片(操作S400)。当传输到分析器529和测试仪7的接触电阻不在适当的范围内时，可以通过使用测试仪7停止对于设置在晶圆中的半导体芯片的测试(操作S500)。通过分析器529分析的接触电阻可以输入到测试仪7并且可以基于适当的范围用于控制晶圆测试。
如上所述，根据实施例的晶圆测试设备可以包括探针卡组件600，所述探针卡组件600包括探针10或200、连接结构构件30和压电传感器521。因此，可以实时地更可靠地执行设置在晶圆W中的诸如存储器芯片的芯片的测试。
下面将详细描述通过根据实施例的晶圆测试设备1制造的半导体芯片的应用。下面将描述的半导体芯片的应用是示例并且其他实施例包括其他应用。
图23是示出包括通过根据实施例的晶圆测试设备制造的半导体芯片的半导体模块的平面图。
半导体模块1200可以包括模块板1352、设置在模块板1352上的多个半导体封装件1354以及成一直线地形成在模块板1352的边缘中并分别电连接到半导体封装件1354的接触端子1358。
模块板1352可以是印刷电路板(PCB)。可以使用模块板1352的两个表面。即，半导体封装件1354可以设置在模块板1352的前表面和后表面两者上。尽管示出了八个半导体封装件1354设置在模块板1352的前表面上，但是其他实施例可以包括不同数量的半导体封装件1354。半导体模块1300还可以包括用于控制半导体封装件1354的单独的半导体封装件。
至少一个半导体封装件1354可以包括根据与上面描述的相似的一个或更多个实施例制造的半导体芯片。每个模块接触端子1358可以由金属形成并且可以具有抗氧化性。模块接触端子1358可以根据半导体模块1300的标准而进行各种设置。因此，示出的模块接触端子1358的数量仅是示例。
图24是示出包括通过根据实施例的晶圆测试设备制造的半导体芯片的卡1400的图。卡1400可以包括设置在电路板1402上的控制器1410和存储器。控制器1410和存储器1420可以被设置为彼此交换电信号。例如，当控制器1410发出指令时，存储器1420可以传输数据。存储器1420或控制器1410可以包括通过根据实施例的晶圆测试设备制造的半导体芯片。卡1400可以包括各种存储器卡，诸如记忆棒卡、智能媒体卡(SM)、安全数字卡(SD)、迷你安全数字卡(mini SD)和多媒体卡(MMC)。
图25是示出包括通过根据实施例的晶圆测试设备制造的半导体芯片的电子电路板的框图.
电子电路板1500可以包括设置在电路板1525上的微处理器1530、被构造为与微处理器1530通信的主存储电路1535和辅助存储电路1540、被构造为将指令发送到微处理器1530的输入信号处理电路1545、被构造为从微处理器1530接收指令的输出信号处理电路1550、以及被构造为将电信号发送到其他电路板/从其他电路板接收电信号的通信信号处理电路1555。在图25中，箭头可以表示电信号可以传输通过的路径。
微处理器1530可以被构造为接收和处理各种电信号、输出处理结果并控制电子电路板1500的其他元件。微处理器1530可以包括中央处理单元(CPU)、主控制单元(MCU)等。
主存储电路1535可以被构造为暂时地存储总被微处理器1530需求或经常被微处理器1530需求的数据或者在处理之前和之后的数据。因为主存储电路1535可以使用具有高速响应的装置，所以主存储电路1535可以包括半导体存储芯片。具体地，主存储电路1535可以包括被称为缓存的半导体存储器，主存储电路1535的示例可以包括静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、阻变式存储器(RRAM)、诸如应用RAM、铁电RAM、快速周期RAM、可相变RAM和磁性RAM的半导体存储装置的应用、以及其他半导体存储器。
另外，主存储电路1535可以是易失性或非易失性的并且可以是RAM。在此实施例中，主存储电路1535可以包括根据实施例的半导体芯片。辅助存储电路1540可以是大容量存储装置并且可以包括非易失性半导体存储器，诸如闪存或使用磁性存储介质的硬盘驱动器。可选择地，辅助存储电路1540可以包括使用光学存储介质的致密盘驱动器。辅助存储电路1540可以具有低于主存储电路1535的速度，并且可以用于存储大量数据。辅助存储电路1540可以是随机的或非随机的并且可以包括非易失性存储元件。
辅助存储电路1540可以包括通过根据实施例的晶圆测试设备制造的半导体芯片。输入信号处理电路1545可以被构造为将外部指令转换为电信号，或者可以将外部电信号发送到微处理器1530。
外部指令或外部电信号可以是操作指令、待处理的电信号或待存储的数据。输入信号处理电路1545的示例可以包括：被构造为处理从键盘、鼠标、触摸板、图像识别设备或各种传感器传输的导通信号的端子信号处理电路；被构造为处理从扫描仪或照相机输入的图像信号的图像信号处理单元；各种传感器；输入信号接口。输入信号处理电路1545可以包括根据实施例的半导体封装件或半导体模块。
输出信号处理电路1550可以是用于将通过微处理器1530处理的电信号传输到外部装置或系统的元件。输出信号处理电路1550的示例可以包括显卡、图像处理器、光学转换器、光束面板卡(beam panel card)和具有各种功能的接口电路。输出信号处理电路1550可以包括根据实施例的半导体芯片。
通信信号处理电路1555是用于直接将电信号传输到另一电子系统或另一电路板或者从另一电子系统或另一电路板直接接收电信号而没有输入信号处理电路1545或输出信号处理电路1550的元件。通信信号处理电路1555的示例可以包括个人计算机系统、局域网(LAN)卡和各种接口电路的调制解调器。通信信号处理电路1555可以包括通过根据实施例的晶圆测试设备制造的半导体芯片。
图26是示出包括通过根据实施例的晶圆测试设备制造的半导体芯片的电子系统的框图。
电子系统1600可以包括控制单元1665、输入单元1670、输出单元1675和存储单元1680，并且还可以包括通信单元1685和/或操作单元1690。
控制单元1665可以被构造为控制电子系统1600的元件的总体操作。控制单元1665可以包括例如CPU或中央控制单元，并且可以包括根据实施例的诸如图25中的1500电子电路板。控制单元1665可以包括通过根据实施例的晶圆测试设备制造的半导体芯片。
输入单元1670可以被构造为将电指令信号传输到控制单元1665。输入单元1670的示例可以包括键盘、键板、鼠标、触摸板、诸如扫描仪的图像识别器和各种输入传感器。输入单元1670可以包括通过根据实施例的晶圆测试设备制造的半导体芯片。
输出单元1675可以被构造为从控制单元1665接收电指令信号并输出电子系统1600的处理结果。输出单元1675的示例可以包括显示屏、打印机、光束辐照器和各种机械设备。输出单元1675可以包括通过根据实施例的晶圆测试设备制造的半导体芯片。
存储单元1680可以是用于暂时地或永久地存储被控制单元1665处理的或者将要被存储通过控制单元1665处理的元件。存储单元1680可以物理连接或结合或者电连接或结合到控制单元1665。存储单元1680的示例可以包括诸如半导体存储器或硬盘的磁性存储装置、诸如致密盘的光学存储装置以及具有存储功能的服务器。存储单元1680可以包括通过根据实施例的晶圆测试设备制造的半导体芯片。
通信单元1685可以被构造为从控制单元1665接收电指令信号以及将电信号传输到另一电子系统/从另一电子系统接收电信号。通信单元1685的示例可以包括诸如调制解调器或LAN卡的有线发送器/接收器、诸如WiBro接口的无线发送器/接收器以及红外端口。通信单元1685可以包括通过根据实施例的晶圆测试设备制造的半导体芯片。
操作单元1690可以根据控制单元1665的指令执行物理操作或机械操作。例如，操作单元1690可以是执行机械操作的元件，诸如绘图机、指示器或上/下操作器。电子系统1600的示例可以包括计算机、网络服务器、网络打印机或扫描仪、无线控制器、移动通信终端、转换装置和均执行编程操作的其他电子产品。
电子系统1600可以用于移动电话、MP3播放器、导航装置、便携多媒体播放器(PMP)、固态硬盘(SSD)、家用电器或其他应用。
图27是示出包括通过根据实施例的晶圆测试设备制造的半导体芯片的电子系统的图。
电子系统1700可以包括控制器1710、输入/输出装置1720、存储器1730和接口1740。电子系统1700可以是例如移动系统或者发送或接收信息的系统。移动系统的示例可以包括个人数字助理(PDA)、便携计算机、网络平板、无线电话、移动电话、数字音乐播放器和存储器卡。
控制器1710可以执行程序并控制电子系统1700。控制器1710可以包括通过根据实施例的晶圆测试设备制造的半导体芯片。控制器1710的示例可以包括微处理器、数字信号处理器和微控制器以及它们的相似装置。
输入/输出装置1720可以被构造为用于输入和输出电子系统1700的数据。电子系统1700可以通过使用输入/输出装置1720来连接到外部装置，例如，个人计算机或网络，并且可以与外部装置交换数据。输入/输出装置1720的示例可以包括键板、键盘和显示器。
存储器1730可以被构造为存储用于控制器1710的操作的代码和/或数据和/或可以存储由控制器1710处理的数据。存储器1730可以包括通过根据实施例的晶圆测试设备制造的半导体芯片。接口1740可以是电子系统1700和另一外部装置之间的数据传输路径。控制器1710、输入/输出装置1720、存储器1730和接口1740可以通过总线1750彼此通信。
例如，电子系统1700可以用于移动电话、MP3播放器、导航装置、PMP、SSD或家用电器。
图28是示出包括通过根据实施例的晶圆测试设备制造的半导体芯片的电子装置的透视图。
示出了图27的电子系统1700所应用到的移动电话1800的示例。移动电话1800可以包括芯片上系统1810。芯片上系统1810可以包括通过根据实施例的晶圆测试设备制造的半导体芯片。移动电话1800可以包括上面可设置有相对高性能主功能块的芯片上系统1810，并且因此可以包括相对高性能。另外，由于芯片上系统1810能够在同一区域具有相对高性能，因此能够实现移动电话1800的尺寸的减小并使得移动电话1800具有相对高性能。
实施例包括能够可靠地机械连接和电连接结构模块的连接结构构件和连接结构构件模块。
实施例包括使用连接结构构件和连接结构构件模块的探针卡组件和晶圆测试设备。
实施例包括连接结构构件，所述连接结构构件包括：桶，具有上孔和与上孔对应的下孔；第一活塞，设置在上孔和下孔中的一个孔中并被构造为具有钩形状；第二活塞，设置在与第一活塞对应的上孔和下孔中的另一个孔中；弹性连接构件，设置在桶内以连接第一活塞和第二活塞。
第一活塞可以包括：第一钩形活塞体，设置在桶内并具有大于上孔和下孔的直径的直径；第一钩构件，连接到第一钩形活塞体并突出到桶的外部，并且具有第一内部空间区域。第一钩构件的第一内部空间区域可以设置有第一连接球。
第二活塞可以是被构造为具有针形的活塞或被构造为具有钩形的活塞。被构造具有针形的第二活塞可以包括：针形活塞体，设置在桶内并具有大于上孔和下孔的直径的直径；针形构件，连接到针形活塞体并突出到桶的外部。
被构造为具有钩形的第二活塞可以包括：第二钩形活塞体，设置在桶内并具有大于上孔和下孔的直径的直径；第二钩构件，连接到第二钩形活塞体、突出到桶的外部且具有第二内部空间区域。第二连接球可以设置在第二钩构件的第二内部空间区域中。
弹性连接构件可以与桶间隔开并且可以由弹簧构件形成。
实施例包括连接结构构件模块，所述连接结构构件模块包括：第一结构构件；第二结构构件，与第一结构构件对应地设置；连接结构构件，设置在第一结构构件和第二结构构件之间，以连接第一结构构件和第二结构构件；压电传感器，设置在第一结构构件和第二结构构件中的至少一个中，其中，连接结构构件包括：第一活塞，设置在桶的一端并被构造为具有钩形；第一连接球，形成在第一活塞的第一钩构件中；第二活塞，设置在与第一活塞对应的桶的另一端；弹性连接构件，设置在桶内以连接第一活塞和第二活塞。
桶可以具有上孔和与上孔对应的下孔。被构造为具有钩形的第一活塞可以设置在上孔和下孔中的一个孔中，第二活塞可以设置在与第一活塞对应的上孔和下孔中的另一个孔中。
第一活塞包括设置在桶内并具有大于上孔和下孔的直径的直径的第一钩形活塞体。第一钩构件可以连接到第一钩形活塞体并且可以突出到桶的外部。第一连接球可以形成在第一钩构件中。
第二活塞可以是被构造为具有针形的活塞或被构造为具有钩形的活塞。被构造具有针形的第二活塞可以包括：针形活塞体，设置在桶内并具有大于上孔和下孔的直径的直径；针形构件，连接到针形活塞体并突出到桶的外部。
被构造为具有钩形的第二活塞可以包括：第二钩形活塞体，设置在桶内并具有大于上孔和下孔的直径的直径；第二钩构件，连接到第二钩形活塞体、突出到桶的外部；第二连接球，形成在第二钩构件中。
第一结构构件和第二结构构件中的一个可以设置有第一连接垫。被构造为具有钩形的第一活塞可以按照第一活塞与第一连接球发生表面接触的这种方式连接到第一连接球。
对应于第一连接垫，第一结构构件和第二结构构件中的另一个可以设置有第二连接垫。被构造为具有钩形的第二活塞可以按照第二活塞与第二连接球发生表面接触的这种方式连接到第二连接球。
对应于第一连接垫，第一结构构件和第二结构构件中的另一个可以设置有第二连接垫。被构造为具有针形的第二活塞可以按照第二活塞与第二连接球发生点接触的这种方式连接到第二连接球。
压电传感器可以设置在与连接结构构件对应的第一结构构件或第二结构构件中。
压电传感器可以连接到能够分析第一结构构件或第二结构构件与连接结构构件之间的接触电阻的分析器。
实施例包括一种探针卡组件，所述探针卡组件包括：电路板，连接到测试头；支撑板，设置为面对电路板；连接结构构件，被构造为连接分别形成在电路板和支撑板中的连接垫；压电传感器，设置在电路板和支撑板中的至少一个中；探针，设置在支撑板下方，并且被构造为与晶圆上的半导体芯片的电极焊盘发生接触，其中，连接结构构件包括：第一活塞，设置在桶的一端并被构造为具有钩形；第二活塞，设置在与第一活塞对应的桶的另一端；弹性连接构件，设置在桶内以连接第一活塞和第二活塞。
构成连接结构构件的桶可以具有上孔和与上孔对应的下孔。被构造为具有钩形的第一活塞可以设置在上孔和下孔中的一个孔中，第二活塞可以设置在与第一活塞对应的上孔和下孔中的另一个孔中。
第二活塞可以是被构造为具有针形的活塞或被构造为具有钩形的活塞。
第一结构构件和第二结构构件中的一个可以设置有第一连接垫。第一连接球可以形成在第一连接垫上。被构造为具有钩形的第一活塞可以按照第一活塞与第一连接球发生表面接触的这种方式连接到第一连接球。
第一结构构件和第二结构构件中的另一个可以设置有第二连接垫。第二连接球可以形成在第二连接垫上。被构造为具有钩形的第二活塞可以按照第二活塞与第二连接球发生表面接触的这种方式连接到第二连接球。
第一结构构件和第二结构构件中的另一个可以设置有第二连接垫。被构造为具有针形的第二活塞可以按照第二活塞与第二连接垫发生点接触的这种方式连接到第二连接垫。
压电传感器可以设置在与连接结构构件对应的电路板或支撑板中。压电传感器可以连接到能够分析电路板或支撑板与连接结构构件之间的接触电阻的分析器。探针可以包括卡型探针或悬臂型探针。
实施例包括一种晶圆测试设备，所述晶圆测试设备包括：测试头，被构造为从测试仪接收测试信号；探针卡组件，被构造为将测试信号从测试头传输到晶圆上的半导体芯片。
探针卡组件可以包括：电路板，连接到测试头；支撑板，设置为面对电路板；连接结构构件，被构造为连接分别形成在电路板和支撑板中的连接垫；压电传感器，设置在电路板和支撑板中的至少一个中；探针，设置在支撑板下方，并且被构造为与晶圆上的半导体芯片的电极焊盘发生接触。
连接结构构件可以包括：第一活塞，设置在桶的一端并被构造为具有钩形；第二活塞，设置在与第一活塞对应的桶的另一端；弹性连接构件，设置在桶内以连接第一活塞和第二活塞。
压电传感器可以连接到能够分析电路板或支撑板与连接结构构件之间的接触电阻的分析器。通过分析器分析的接触电阻可以输入到测试仪以控制晶圆测试。
支撑板可以被构造为支撑在晶圆的下表面上与晶圆发生接触的探针。电路板可以设置在支撑板的上表面中以将用于测试的电信号传输到探针。通过穿过电路板的连接柱连接到支撑板的连接盘可以设置在电路板的上表面中。
连接盘可以设置有能够调节电路板的水平的电路板调平部分。电路板调平部分可以包括设置在连接盘中以调节探针的负载的电路板负载调节构件。
电路板负载调节构件可以包括设置在连接盘中以测量电路板上的负载的电路板负载传感器和设置在电路板负载传感器上的弹簧构件。电路板负载调节构件可以包括设置在连接盘中以测量电路板上的负载的电路板负载传感器和调节电路板的水平的电路板执行器。
在根据这里描述的实施例的连接结构构件中，由于用于连接结构构件的活塞中的至少一个包括钩构件，因此能够具有减少或消除的偏心地在竖直方向上更可靠地机械连接和电连接结构构件。
由于连接结构构件模块包括连接结构构件和结构构件中的压电传感器，因此能够测量连接结构构件和结构构件之间的接触电阻。
根据各个实施例的探针卡组件和晶圆测试设备可以通过使用连接结构构件和结构构件连接电路板和支撑板。因此，能够具有减少或消除的偏心地连接电路板和支撑板并且测量连接结构构件和板之间的接触电阻。
尽管已经参照具体实施例具体地示出和描述了实施例，但是将理解的是，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，于此可以做出形式和细节上的各种变化。

Claims (25)

1.一种设备，所述设备包括：
桶，具有第一孔和在第一孔对面的第二孔；
第一活塞，设置在第一孔中并包括钩形状；
第二活塞，设置在第二孔中；以及
弹性连接构件，设置在桶内以连接第一活塞和第二活塞。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，第一活塞包括：
体，设置在桶内并具有大于第一孔的直径的直径；以及
钩构件，连接到体并突出到桶的外部。
3.根据权利要求2所述的设备，其中：
钩构件限定内部空间区域；
连接球设置在内部空间区域中。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，第二活塞被构造为钩形活塞并且包括：
第二体，设置在桶内并具有大于第二孔的直径的直径；
第二钩构件，连接到第二体、突出到桶的外部且限定第二内部空间区域；以及
第二连接球，设置在第二钩构件的第二内部空间区域中。
5.根据权利要求1所述的设备，其中，第二活塞被构造为针形活塞或钩形活塞。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，第二活塞被构造为针形活塞并且包括：
体，设置在桶内并具有大于第二孔的直径的直径；以及
针形构件，连接到体并突出到桶的外部。
7.根据权利要求5所述的设备，其中，构造为钩形活塞的第二活塞包括：
体，设置在桶内并具有大于第二孔的直径的直径；以及
钩构件，连接到体并突出到桶的外部。
8.根据权利要求7所述的设备，其中：
钩构件限定内部空间区域；
连接球设置在钩构件的内部空间区域中。
9.根据权利要求1所述的设备，其中，弹性连接构件与桶间隔开并且包括弹簧。
10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备还包括：
第一结构构件；
第二结构构件；
连接结构构件，设置在第一结构构件和第二结构构件之间并且被构造为连接第一结构构件和第二结构构件，连接结构构件包括所述桶、所述第一活塞、所述第二活塞和所述弹性连接构件；以及
压电传感器，设置在第一结构构件和第二结构构件中的至少一个中。
11.根据权利要求10所述的设备，其中：
第一结构构件包括第一连接垫；
第一活塞包括：
第一钩构件，限定第一内部空间区域；以及
第一连接球，设置在第一内部空间区域中；
第一连接球与第一钩构件和第一连接垫接触。
12.根据权利要求11所述的设备，其中：
第二结构构件包括第二连接垫；
第二活塞包括：
第二钩构件，限定第二内部空间区域；以及
第二连接球，设置在第二内部空间区域中；
第二连接球与第二钩构件和第二连接垫接触。
13.根据权利要求11所述的设备，其中：
第二结构构件包括第二连接垫；
第二活塞被构造为针形活塞；
第二活塞与第二连接垫点接触。
14.根据权利要求10所述的设备，其中：
第一结构构件包括第一连接垫；
第一连接垫接触第一活塞或第二活塞；
压电传感器设置在第一连接垫下方的第一结构构件中。
15.根据权利要求14所述的设备，其中：
第二结构构件包括第二连接垫；
第一连接垫接触第一活塞；
第二连接垫接触第二活塞；
所述设备还包括设置在第二连接垫上方的第二结构构件中的第二压电传感器。
16.一种探针卡组件，所述探针卡组件包括：
电路板，连接到测试头；
支撑板，设置为面对电路板；
连接结构构件，被构造为连接分别形成在电路板和支撑板中的连接垫；
压电传感器，设置在电路板和支撑板中的至少一个中；
探针，设置在支撑板下方，并且被构造为与半导体芯片的焊盘接触；
其中，连接结构构件包括：
第一活塞，设置在桶的一端并被构造为具有钩形；
第二活塞，设置在第一活塞对面的桶的另一端；
弹性连接构件，设置在桶内以连接第一活塞和第二活塞。
17.根据权利要求16所述的探针卡组件，其中：
桶包括第一孔和在第一孔对面的第二孔；
第一活塞设置在第一孔中；
第二活塞设置在第二孔中。
18.根据权利要求16所述的探针卡组件，其中，第二活塞被构造为针形活塞或钩形活塞。
19.根据权利要求16所述的探针卡组件，其中：
第一板是电路板和支撑板中的一个并且包括第一连接垫；
第一活塞包括：
第一钩构件，限定第一内部空间区域；以及
第一连接球，设置在第一内部空间区域中；
第一连接球与第一钩构件和第一连接垫接触。
20.根据权利要求19所述的探针卡组件，其中：
第二板是电路板和支撑板中的另一个并且包括第二连接垫；
第二活塞包括：
第二钩构件，限定第二内部空间区域；以及
第二连接球，设置在第二内部空间区域中；
第二连接球与第二钩构件和第二连接垫接触。
21.根据权利要求16所述的探针卡组件，其中：
第一板是电路板和支撑板中的一个并且包括第一连接垫；
第一连接垫接触第一活塞或第二活塞；
压电传感器设置在第一连接垫下方的第一板中。
22.一种设备，所述设备包括：
第一结构构件；
第二结构构件；以及
多个连接结构构件，设置在第一结构构件和第二结构构件之间，每个连接结构构件包括：
桶，具有第一孔和在第一孔对面的第二孔；
第一活塞，设置在第一孔中并包括钩形状；
第二活塞，设置在第二孔中；
弹性连接构件，设置在桶内以连接第一活塞和第二活塞；
其中，第一结构构件和第二结构构件通过连接结构构件电连接。
23.根据权利要求22所述的设备，其中，至少一个连接结构构件的弹性连接构件被压缩。
24.根据权利要求22所述的设备，所述设备还包括附着到第二结构构件并延伸穿过第一结构构件的多个螺栓。
25.根据权利要求22所述的设备，所述设备还包括：
连接盘，设置在第二结构构件对面的第一结构构件的一侧上；以及
多个连接柱，连接到连接盘；
其中，第二结构构件通过连接柱连接到连接盘。
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