CN118033186A - 一种晶圆级老化测试夹具及晶圆级老化测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种晶圆级老化测试夹具及晶圆级老化测试装置，涉及晶圆测试技术领域。晶圆级老化测试夹具包括盖板组件、下密封组件、热沉和加热装置，下密封组件包括下密封盖，下密封盖与盖板组件连接形成测试腔体：热沉位于测试腔体的内部，且承载有晶圆；加热装置设置在测试腔体内，且位于热沉的下方，加热装置包括多个加热片和至少一个导电组件，多个加热片均匀布置在热沉的下方，且与至少一个导电组件连接；导电组件穿过下密封盖与升降机构的电气组件连接，以使得电气组件为加热片供电，从而对晶圆进行加热测试。本发明提供了一种加热速度快且测试精度高的晶圆级老化测试夹具。

Description

一种晶圆级老化测试夹具及晶圆级老化测试装置

技术领域

本发明涉及晶圆测试技术领域，特别是涉及一种晶圆级老化测试夹具及晶圆级老化测试装置。

背景技术

在晶圆制造完成后需要对晶圆进行晶圆级老化测试，一般晶圆级老化测试包括高温测试和高压测试。现有技术中，一般将晶圆放置在测试腔体内进行密封测试，将加热装置设置在测试腔体外，通过热传递的方式对测试腔体内的晶圆进行加热。而采用测试腔体外进行加热的方式，由于加热装置与晶圆间隔较远，所以会导致热传递效率较低，加热较慢，会影响晶圆的测试效率，并且加热装置需要达到很高的温度才能达到晶圆级老化测试温度，能耗较大；另外还会导致晶圆实际温度与加热装置的实际加热温度相差较大影响晶圆高温测试精度等问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种加热速度快且测试精度高的晶圆级老化测试夹具。

本发明进一个的目的在于优化晶圆级老化测试夹具的结构。

本发明的另一个目的是提供一种具有上述晶圆级老化测试夹具的晶圆级老化测试装置。

特别地，本发明提供了一种晶圆级老化测试夹具，包括盖板组件、下密封组件、热沉和加热装置，所述下密封组件包括下密封盖，所述下密封盖与所述盖板组件连接形成测试腔体：

所述热沉位于所述测试腔体的内部，且承载有晶圆；

所述加热装置设置在所述测试腔体内，且位于所述热沉的下方，所述加热装置包括多个加热片和至少一个导电组件，多个所述加热片均匀布置在所述热沉的下方，且与至少一个所述导电组件连接；所述导电组件穿过所述下密封盖与升降机构的电气组件连接，以使得所述电气组件为所述加热片供电，从而对所述晶圆进行加热测试。

可选地，所述加热装置还包括：

第一隔热件，其顶部设有用于安装所述加热片的多个第一安装槽，多个所述第一安装槽均匀布置在所述第一隔热件上。

可选地，所述第一隔热件的底部设有至少一个第二安装槽，所述导电组件包括：

至少一个导电片，每个导电片安装在一个所述第二安装槽内，且与所述电气组件连接；

多个导电探针组，贯穿所述第一隔热件，每个所述导电探针组对应一个所述加热片，且一端与对应的所述加热片接触，另一端与所述导电片接触，以将多个所述加热片并联。

可选地，所述导电组件还包括：

至少一个第一连接探针组，设置在所述导电片的下方，且贯穿所述下密封盖，所述第一连接探针组的一端与所述导电片接触，另一端与所述电气组件连接。

可选地，所述加热装置还包括：

陶瓷板，位于所述第一隔热件和所述热沉之间，且与所述第一隔热件连接，用于将所述加热片产生的热量传递给所述热沉。

可选地，所述加热装置还包括：

第二隔热件，设置在所述第一隔热件的下方，且与所述下密封盖连接，所述第一连接探针组贯穿所述第二隔热件，以与所述导电片接触。

可选地，所述导电组件还包括：

至少一个第二连接探针组，贯穿所述下密封盖、所述加热装置和所述陶瓷板，所述第二连接探针组的一端与所述热沉接触，另一端与所述电气组件连接，以为所述热沉加电，从而对所述晶圆进行加电测试。

可选地，所述陶瓷板上设有至少一个第三安装槽和至少一个贯通孔组，所述晶圆级老化测试夹具还包括：

至少一个通气部件，每个所述通气部件对应一个所述第三安装槽和一个所述贯通孔组，所述通气部件由所述下密封盖的侧壁伸入至对应的所述第三安装槽内，且与所述陶瓷板连接，所述通气部件的内部具有与所述贯通孔组连通的气道，以使得外部气路通过所述气道和所述贯通孔组对所述测试腔体内抽真空，从而吸附所述热沉和所述晶圆。

可选地，所述热沉的底部设有用于安装第一温度传感器的第四安装槽，所述导电组件还包括：

第三连接探针组，贯穿所述下密封盖、所述加热装置和所述陶瓷板，所述第三连接探针组的一端与所述第一温度传感器接触，另一端与所述电气组件连接，用于获取所述第一温度传感器的信号。

特别地，本发明还提供了一种晶圆级老化测试装置，包括：

如上述的晶圆级老化测试夹具；

升降机构，包括升降组件和电气组件，电气组件与所述晶圆级老化测试夹具的加热装置的导电组件连接，以对所述加热装置的加热片进行供电，从而对所述晶圆进行加热测试。

根据本发明的方案，通过将加热装置设置在测试腔体内，利用导电组件将升降机构的电气组件与加热片连接，从而使得电气组件为加热片加热。由于加热片设置在测试腔体内，所以距离晶圆较近，加热装置能够将产生的热量快速地传递给晶圆，从而可以快速地对晶圆进行高温测试，提高了高温测试效率，另外还可以避免加热装置与晶圆的温差过大，导致高温测试精度较低的情况发生。

进一步地，本发明通过将通气部件直接伸入到测试腔体内，并安装在陶瓷板的第三安装槽内，外部气路通过通气部件内的气道以及陶瓷板上的贯通孔组对热沉和晶圆进行吸附。本发明相当于将通气部件集成在晶圆级老化测试夹具内，不需要另外在晶圆级老化测试夹具外增加通气部件，从而优化了晶圆级老化测试夹具的结构。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的晶圆级老化测试夹具的示意性结构图；

图2是图1所示晶圆级老化测试夹具的加热片的示意性结构图；

图3是图1所示晶圆级老化测试夹具的第一隔热件顶部的示意性结构图；

图4是图1所示晶圆级老化测试夹具的第一隔热件底部的示意性结构图；

图5是图1所示晶圆级老化测试夹具的一个角度的示意性剖视图；

图6是图1所示晶圆级老化测试夹具的另一个角度的示意性剖视图；

图7是图1所示晶圆级老化测试夹具的又一个角度的示意性剖视图；

图8是图1所示晶圆级老化测试夹具的通气部件和陶瓷板的示意性结构图；

图9是根据本发明一个实施例的晶圆级老化测试装置的示意性结构图；

图10是图9所示晶圆级老化测试装置中盖板组件的示意性结构图。

附图标记：

100-晶圆级老化测试夹具，200-晶圆，300-盖板组件，310-PCB板，320-测试针座，400-升降机构，10-下密封盖，11-测试腔体，20-热沉，30-加热装置，31-加热片，32-第一隔热件，33-导电组件，40-第二温度传感器，321-第一安装槽，331-导电片，332-导电探针组，35-第一连接探针组，36-第二连接探针组，37-第三连接探针组，38-第四连接探针组，50-第二隔热件，60-陶瓷板，80-第一温度传感器，70-通气部件，21-通气孔，61-贯通孔组，410-电气组件，420-升降组件。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征，也即包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。当某个特征“包括或者包含”某个或某些其涵盖的特征时，除非另外特别地描述，这指示不排除其它特征和可以进一步包括其它特征。

除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“安装”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。本领域的普通技术人员，应该可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

除非另有限定，本实施例的描述中所使用的全部术语(包含技术术语与科学术语)具有与本申请所属的技术领域的普通技术人员所通常理解的相同含义。

图1是根据本发明一个实施例的晶圆级老化测试夹具100的示意性结构图，图2是图1所示晶圆级老化测试夹具100的加热片31的示意性结构图，图3是图1所示晶圆级老化测试夹具100的第一隔热件32顶部的示意性结构图，图4是图1所示晶圆级老化测试夹具100的第一隔热件32底部的示意性结构图，图5是图1所示晶圆级老化测试夹具100的一个角度的示意性剖视图，图6是图1所示晶圆级老化测试夹具100的另一个角度的示意性剖视图，图7是图1所示晶圆级老化测试夹具100的又一个角度的示意性剖视图。如图1至图7所示，在该实施例中，晶圆级老化测试夹具100包括盖板组件300、下密封组件、热沉20和加热装置30，下密封组件包括下密封盖10、下密封盖10与盖板组件300连接形成测试腔体11，热沉20位于测试腔体11的内部，且承载有晶圆200。加热装置30设置在测试腔体11内，且位于热沉20的下方，加热装置30包括多个加热片31和至少一个导电组件33，多个加热片31均匀布置在热沉20的下方，且与至少一个导电组件33连接；导电组件33穿过下密封盖10与升降机构的电气组件接触，以使得电气组件为加热片31供电，从而对晶圆200进行加热测试。这里，下密封盖10位于加热装置30下方的位置设有用于穿设导电组件33的贯穿孔，升降机构设置在晶圆级老化测试夹具100的底部。当下密封盖10与盖板组件300抵接后，会形成测试腔体11，从而使得晶圆200在密封的测试腔体11内进行晶圆级老化测试。热沉20主要用于承载晶圆200，防止晶圆200在移动过程划伤或弯曲，热沉20具有导电和导热性能，可以将加热装置30产生的热量传递给晶圆200，从而实现晶圆200的加热测试。另外，热沉20的尺寸根据晶圆200的尺寸进行设计。

该实施例通过将加热装置30设置在测试腔体11内，利用导电组件33将升降机构的电气组件与加热片31连接，从而使得电气组件为加热片31加热。由于加热片31设置在测试腔体11内，所以距离晶圆200较近，加热装置30能够将产生的热量快速地传递给晶圆200，从而可以快速地对晶圆200进行高温测试，提高了高温测试效率，另外还可以避免加热装置30与晶圆200的温差过大，导致高温测试精度较低的情况发生。

在该实施例中，盖板组件300包括PCB板310和与PCB板连接的测试针座320，测试针座320具有用于对晶圆进行晶圆级老化测试的多个测试探针。

参见图2和图3，在该实施例中，加热装置30还包括第一隔热件32，第一隔热件32的顶部设有用于安装加热片31的多个第一安装槽321，多个第一安装槽321均匀布置在第一隔热件32上。可以理解为，将多个加热片31均匀布置在第一隔热件32上，从而可以使得多个加热片31均匀对晶圆200进行加热。这里，每个第一安装槽321内安装有一个加热片31，加热片31与热沉20直接接触。第一安装槽321的四个拐角处设有拿取凹槽，可以方便加热片31的更换。在该实施例中，加热片31呈方形，在其他实施例中，加热片31的形状还可以设置成其他形状，例如圆形等。另外，加热片31的数量可以根据晶圆200的尺寸进行设计，晶圆200的尺寸越大则加热片31的数量就越多，晶圆200的尺寸越小则加热片31的数量就越少。

参见图4，在该实施例中，第一隔热件32的底部设有至少一个第二安装槽，导电组件33包括至少一个导电片331和多个导电探针组332，每个导电片331安装在一个第二安装槽内，且与升降机构的电气组件连接。导电探针组332贯穿第一隔热件32，每个导电探针组332对应一个加热片31，且一端与对应的加热片31接触，另一端与导电片331接触，以将多个加热片31并联。在该实施例中，导电片331为铜片，导电片331的数量为两个，导电探针组332与至少一个导电片331接触。这里，导电片331具有用于与导电探针组332接触的多个引脚，这些引脚均匀分布在第一隔热件32的底部。

在该实施例中，导电组件33还包括至少一个第一连接探针组35，第一连接探针组35设置在导电片331的下方，且贯穿下密封盖10，第一连接探针组35的一端与导电片331接触，另一端与升降机构的电气组件连接。在该实施例中，每个第一连接探针组35对应一个导电片331，所以该实施例中设有两个第一连接探针组35，第一连接探针组35贯穿下密封盖10上设置的贯穿孔。

参见图5和图6，在该实施例中，加热装置30还包括陶瓷板60，陶瓷板60位于第一隔热件32和热沉20之间，且与第一隔热件32连接，用于将加热片31产生的热量传递给热沉20。

参见图5和图6，加热装置30还包括第二隔热件50，第二隔热件50设置在第一隔热件32的下方，且与下密封盖10连接，第一连接探针组35贯穿第二隔热件50，以与导电片331接触。也就是说，第二隔热件50位于测试腔体11的最底部，用于隔绝加热片31产生的热量。测试腔体11内由下之上依次布置有第二隔热件50、第一隔热件32、加热片31、陶瓷板60和热沉20。

参见图7，在该实施例中，导电组件33还包括至少一个第二连接探针组36，第二连接探针组36贯穿下密封盖10、加热装置30和陶瓷板60，第二连接探针组36的一端与热沉20接触，另一端与升降机构的电气组件连接，以为热沉20加电，从而对晶圆200进行加电测试。在该实施例中，第二连接探针组36的数量为一个，第二连接探针组36依次穿过下密封盖10、第二隔热件50、第一隔热件32和陶瓷板60，从而与热沉20的底部接触。在该实施例中，第二连接探针组36的数量为一个。

参见图6，在该实施例中，热沉20的底部设有用于安装第一温度传感器80的第四安装槽，导电组件33还包括第三连接探针组37，第三连接探针组37贯穿下密封盖10、加热装置30和陶瓷板60，第三连接探针组37的一端与第一温度传感器80接触，另一端与升降机构的电气组件连接，用于获取第一温度传感器80的信号，从而获取热沉20的温度。由于热沉20是与晶圆200接触的，是距离晶圆200最近的部件，所以热沉20的温度可以代表晶圆200的实际温度，以对晶圆200的加热温度进行监测。在该实施例中，第一温度传感器80和第三连接探针组37的数量分别为一个。

参见图6，在该实施例中，第一隔热件32的顶部还安装有至少一个第二温度传感器40，导电组件33还包括至少一个第四连接探针组38，第四连接探针组38贯穿下密封盖10、第二隔热件50和第一隔热件32，第四连接探针组38的一端与第二温度传感器40接触，另一端与升降机构的电气组件连接，用于获取第二温度传感器40的信号，从而获取加热片31的温度。由于第二温度传感器40是靠近加热片31的，所以第二温度传感器40检测到的温度就可以理解为是加热片31的温度，从而实现对加热片31的加热温度进行监测。在该实施例中，第四连接探针组38和第二温度传感器40的数量为两个，两个第二温度传感器40可以理解为其中一个是用于监测加热片31的温度的，另一个是用于过热保护的。

图8是图1所示晶圆级老化测试夹具100的通气部件70和陶瓷板60的示意性结构图。如图8所示，在该实施例中，陶瓷板60上设有至少一个第三安装槽和至少一个贯通孔组61，晶圆级老化测试夹具100还包括至少一个通气部件70，每个通气部件70对应一个第三安装槽和一个贯通孔组61，通气部件70由下密封盖10的侧壁伸入至对应的第三安装槽内，且与陶瓷板60连接，通气部件70的内部具有与贯通孔组61连通的气道，以使得外部气路通过气道和贯通孔组61对测试腔体11内抽真空，从而吸附热沉20和晶圆200。这里，第三安装槽、贯穿孔组和通气部件70的数量均为两个，两个通气部件70相对布置。贯穿孔组包括至少两个贯穿孔，其中一个贯穿孔的顶部与热沉20的底部接触即可，另一个贯穿孔需要与热沉20上的通气孔21相对布置，从而通过通气孔21对位于热沉20上方的晶圆200进行吸附。

该实施例通过将加热装置30设置在测试腔体11内，利用导电组件33将升降机构400与加热片31连接，从而使得升降机构的电气组件为加热片31加热。由于加热片31设置在测试腔体11内，所以距离晶圆200较近，加热装置30能够将产生的热量快速地传递给晶圆200，从而可以快速地对晶圆200进行加热测试，另外还可以避免加热装置30与晶圆200的温差过大，导致高温测试精度的情况发生。

图9是根据本发明一个实施例的晶圆级老化测试装置的示意性结构图，图10是图9所示晶圆级老化测试装置中盖板组件300的示意性结构图。如图9和图10所示，在该实施例中，晶圆级老化测试装置包括上述的晶圆级老化测试夹具100和升降机构400，盖板组件300和升降机构400，升降机构400包括升降组件420和电气组件410，电气组件410与与加热装置30的导电组件33连接，以对加热装置30的加热片31进行供电，从而对晶圆200进行加热测试。这里，升降机构400设置成受控地上下伸缩，升降机构400与晶圆级老化测试夹具100活动抵接，以带动下密封组件向上移动与盖板组件300连接形成测试腔体11。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种晶圆级老化测试夹具，其特征在于，包括盖板组件、下密封组件、热沉和加热装置，所述下密封组件包括下密封盖，所述下密封盖与所述盖板组件连接形成测试腔体：

所述热沉位于所述测试腔体的内部，且承载有晶圆；

所述加热装置设置在所述测试腔体内，且位于所述热沉的下方，所述加热装置包括多个加热片和至少一个导电组件，多个所述加热片均匀布置在所述热沉的下方，且与至少一个所述导电组件连接；所述导电组件穿过所述下密封盖与升降机构的电气组件连接，以使得所述电气组件为所述加热片供电，从而对所述晶圆进行加热测试。

2.根据权利要求1所述的晶圆级老化测试夹具，其特征在于，所述加热装置还包括：

第一隔热件，其顶部设有用于安装所述加热片的多个第一安装槽，多个所述第一安装槽均匀布置在所述第一隔热件上。

3.根据权利要求2所述的晶圆级老化测试夹具，其特征在于，所述第一隔热件的底部设有至少一个第二安装槽，所述导电组件包括：

至少一个导电片，每个导电片安装在一个所述第二安装槽内，且与所述电气组件连接；

多个导电探针组，贯穿所述第一隔热件，每个所述导电探针组对应一个所述加热片，且一端与对应的所述加热片接触，另一端与所述导电片接触，以将多个所述加热片并联。

4.根据权利要求3所述的晶圆级老化测试夹具，其特征在于，所述导电组件还包括：

至少一个第一连接探针组，设置在所述导电片的下方，且贯穿所述下密封盖，所述第一连接探针组的一端与所述导电片接触，另一端与所述电气组件连接。

5.根据权利要求4所述的晶圆级老化测试夹具，其特征在于，所述加热装置还包括：

陶瓷板，位于所述第一隔热件和所述热沉之间，且与所述第一隔热件连接，用于将所述加热片产生的热量传递给所述热沉。

6.根据权利要求5所述的晶圆级老化测试夹具，其特征在于，所述加热装置还包括：

第二隔热件，设置在所述第一隔热件的下方，且与所述下密封盖连接，所述第一连接探针组贯穿所述第二隔热件，以与所述导电片接触。

7.根据权利要求6所述的晶圆级老化测试夹具，其特征在于，所述导电组件还包括：

至少一个第二连接探针组，贯穿所述下密封盖、所述加热装置和所述陶瓷板，所述第二连接探针组的一端与所述热沉接触，另一端与所述电气组件连接，以为所述热沉加电，从而对所述晶圆进行加电测试。

8.根据权利要求6所述的晶圆级老化测试夹具，其特征在于，所述陶瓷板上设有至少一个第三安装槽和至少一个贯通孔组，所述晶圆级老化测试夹具还包括：

至少一个通气部件，每个所述通气部件对应一个所述第三安装槽和一个所述贯通孔组，所述通气部件由所述下密封盖的侧壁伸入至对应的所述第三安装槽内，且与所述陶瓷板连接，所述通气部件的内部具有与所述贯通孔组连通的气道，以使得外部气路通过所述气道和所述贯通孔组对所述测试腔体内抽真空，从而吸附所述热沉和所述晶圆。

9.根据权利要求5-8中任一项所述的晶圆级老化测试夹具，其特征在于，所述热沉的底部设有用于安装第一温度传感器的第四安装槽，所述导电组件还包括：

第三连接探针组，贯穿所述下密封盖、所述加热装置和所述陶瓷板，所述第三连接探针组的一端与所述第一温度传感器接触，另一端与所述电气组件连接，用于获取所述第一温度传感器的信号。

10.一种晶圆级老化测试装置，其特征在于，包括：

如权利要求1-9中任一项所述的晶圆级老化测试夹具；

升降机构，包括升降组件和电气组件，电气组件与所述晶圆级老化测试夹具的加热装置的导电组件连接，以对所述加热装置的加热片进行供电，从而对所述晶圆进行加热测试。