CN118033368A - 晶圆测试用探针台及探针机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶圆测试用探针台及探针机，涉及半导体测试领域，包括环形底座、至少两个顶升组件和承片台。环形底座的中空位置用于放置收光组件。每个顶升组件均包括固定部、移动部和升降部，移动部可移动地设置在固定部上，移动部的顶面为斜面，升降部的底部与斜面接触，移动部在运动过程中能够带动升降部沿斜面上升或下降。承片台能够拆卸地连接每个升降部。本发明通过顶升组件带动承片台上下移动，实现晶圆与探针之间的间距调整，无需对探针卡的相关结构进行改动，就能满足多探针同步测试，节约生产成本，采用环形底座，既可用于正装芯片测试，又可以用于倒装芯片测试，进一步提高了探针台的通用性。

Description

晶圆测试用探针台及探针机

技术领域

本发明涉及半导体测试领域，特别涉及一种晶圆测试用探针台及探针机。

背景技术

半导体测试作为半导体设计、生产、封装、测试流程中的重要步骤，是使用特定器具，通过对待检器件的检测，区别缺陷、验证器件是否符合设计目标、分离好品与坏品的过程。半导体测试可以确保生产芯片达到要求良率，降低成本浪费，同时提供有效测试数据，改善设计与制造。芯片生产流程中所经历的测试主要分为设计验证、工艺监控测试、晶圆测试、成品测试、可靠性测试以及用户测试，前四个发生在制造过程中，为主要研究对象。

其中，晶圆测试指的是，在晶圆制造之后、封装之前，在未进行划分封装的整片晶圆上，通过探针将裸露的芯片管脚和测试机相连，进行的芯片测试步骤。晶圆测试主要目的是对晶粒电性能参数进行测试，保持生产质量以及合格率，提高良率、降低后续封测成本。晶圆测试主要需要使用设备为探针机和测试机。探针机主要由探针台和探针卡组成。探针台主要作用是承载晶圆，并不断移送晶圆，使得探针卡上的探针可以和芯片管脚连接，最终记录测试结果。探针卡是测试机和晶圆之间的连接介质。在测试时，探针台将晶圆逐片自动传送至测试位置，芯片的点通过探针、专用连接线与测试机的功能模块进行连接，测试机对芯片施加输入信号并采集输出信号，判断芯片功能和性能在不同工作条件下是否达到设计规范要求。

在进行晶圆测试时，一般是固定探针台，即固定晶圆的位置，再通过移动探针卡使得探针与晶圆接触来实现测试，但为了提高测试效率，一般在探针卡上设置多个探针同步测试晶圆上的晶粒，这样设置使得探针卡的重量急剧上升，不仅需要更大的动力来驱动其移动，并且为了移动过重的探针卡，也需要重新设计探针卡的移动座以满足承载需求，无疑增加巨大的生产成本。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种晶圆测试用探针台，无需对探针卡的相关结构进行改动，就能满足多探针同步测试，节约生产成本。

本发明还提出一种探针机。

根据本发明实施例的一种晶圆测试用探针台，包括环形底座、至少两个顶升组件和承片台。所述环形底座的中空位置用于放置收光组件。至少两个顶升组件以所述环形底座的中心轴为中心环绕设置在所述环形底座上，每个所述顶升组件均包括固定部、移动部和升降部，所述移动部可移动地设置在所述固定部上，所述移动部的顶面为斜面，所述升降部的底部与所述斜面接触，所述移动部在运动过程中能够带动所述升降部沿所述斜面上升或下降。所述承片台设置在所述顶升组件的上方，所述承片台能够拆卸地连接每个所述升降部，所述承片台用于承载待测试的晶圆。

根据本发明实施例的一种晶圆测试用探针台，至少具有如下有益效果：

应用本发明的实施例，通过顶升组件带动承片台上下移动，实现晶圆与探针之间的间距调整，使得在安装多个探针的情况下不用移动探针，而是通过调整晶圆高度即可实现对晶圆的检测，故而无需对探针卡的相关结构进行改动，就能满足多探针同步测试，节约生产成本；移动部相对于固定部水平移动，使得升降部沿着移动部的斜面移动，升降部与移动部的接触位置高度产生变化，对应实现承片台的高度位置变化，本实施例中的高度位置调整稳定，通过移动部的斜面坡度以及移动部的水平移动量可以得出升降部的升降高度，得以精确调控承片台的升降，将顶升组件设置为模块化组件，可以根据承片台的大小灵活设置顶升组件的数量，通用性高。并且，本实施例中采用环形底座，收光组件可以放置在环形底座的下方并通过环形底座的中空位置安装，既可用于正装芯片测试，又可以用于倒装芯片测试，进一步提高了探针台的通用性。

根据本发明的一些实施例，所述升降部和所述固定部之间设有竖直导向机构。

根据本发明的一些实施例，所述竖直导向机构包括至少一组在竖直方向上滑动配合的第一导轨和第一滑块，所述第一导轨和所述第一滑块分别安装在所述升降部或所述固定部上。

根据本发明的一些实施例，所述升降部和所述固定部之间设有压紧机构，用于将所述升降部压紧在所述斜面上。

根据本发明的一些实施例，所述压紧机构包括拉簧，所述拉簧张紧在所述升降部和所述固定部之间，所述拉簧的一端连接所述升降部、另一端连接所述固定部。

根据本发明的一些实施例，所述移动部和所述固定部之间设有水平导向机构。

根据本发明的一些实施例，所述水平导向机构包括至少一组在水平方向上滑动配合的第二导轨和第二滑块，所述第二导轨安装在所述固定部上，所述第二滑块安装在所述移动部的底部。

根据本发明的一些实施例，所述升降部设有滚动体，所述升降部通过所述滚动体与所述斜面滚动接触。

根据本发明的一些实施例，所述顶升组件还包括驱动部，所述驱动部安装在所述固定部上，用于驱动所述移动部运动。

根据本发明的一些实施例，所述驱动部包括固定安装在所述固定部上的电机，所述电机驱动连接丝杆，所述丝杆和所述移动部螺纹配合连接。

根据本发明的一些实施例，所述承片台为环状盘体，所述承片台与所述环形底座同轴设置，所述环形底座的外圆直径大于所述承片台的外圆直径，所述升降部的顶部与所述承片台的外缘可拆卸连接。

根据本发明的一些实施例，所述环形底座的顶面对应每个所述顶升组件的安装位置设有第一安装槽，所述固定部的底部设有第二安装槽，通过所述第一安装槽与所述第二安装槽的配合实现所述固定部在所述环形底座的周向、径向上的定位。

根据本发明的一些实施例，所述第一安装槽沿所述环形底座的径向贯穿所述环形底座，所述第一安装槽位的宽度等于所述固定部沿所述环形底座的周向上的宽度；所述第二安装槽沿所述环形底座的周向延伸。

根据发明实施例的一种探针机，应用于上述实施例所述的晶圆测试用探针台。

根据本发明实施例的一种探针机，至少具有如下有益效果：

探针机设置有晶圆测试用探针台，承片台的下方设置顶升组件，通过顶升组件带动承片台上下移动，实现晶圆与探针之间的间距调整，使得在安装多个探针的情况下不用移动探针，而是通过调整晶圆高度即可实现对晶圆的检测；移动部相对于固定部水平移动，使得升降部沿着移动部的斜面移动，升降部与移动部的接触位置高度产生变化，对应实现承片台的高度位置变化，本实施例中的高度位置调整稳定，通过移动部的斜面坡度以及移动部的水平移动量可以得出升降部的升降高度，得以精确调控承片台的升降。并且，本实施例中采用环形底座，收光组件可以放置在环形底座的下方并通过环形底座的中空位置安装，既可用于正装芯片测试，又可以用于倒装芯片测试，提高了探针台的通用性。

本实施例结构简单，将顶升组件设置为模块化组件，可以根据承片台的大小灵活设置顶升组件的数量，通用性高。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明一种实施例的晶圆测试用探针台的第一视角图；

图2为本发明一种实施例的晶圆测试用探针台的第二视角图；

图3为本发明一种实施例的晶圆测试用探针台的第三视角图；

图4为本发明一种实施例的晶圆测试用探针台的顶升组件的结构示意图；

附图标号：

100、承片台；200、顶升组件；201、拉簧；202、支撑柱；210、固定部；211、第一导轨；212、第二导轨；220、移动部；221、斜面；222、第二滑块；230、升降部；231、第一滑块；232、滚动体；240、驱动部；241、电机；242、丝杆；300、环形底座。

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，仅用于解释本发明，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，涉及到方位描述，例如上、下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。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参照图1至图4所示，本发明一种实施例的晶圆测试用探针台，包括环形底座300、至少两个顶升组件200和承片台100。环形底座300的中空位置用于放置收光组件。至少两个顶升组件200以环形底座300的中心轴为中心环绕设置在环形底座300上，每个顶升组件200均包括固定部210、移动部220和升降部230，移动部220可移动地设置在固定部210上，移动部220的顶面为斜面221，升降部230的底部与斜面221接触，移动部220在运动过程中能够带动升降部230沿斜面221上升或下降。承片台100设置在顶升组件200的上方，承片台100能够拆卸地连接每个升降部230，承片台100用于承载待测试的晶圆。

应用本发明的实施例，通过顶升组件200带动承片台100上下移动，实现晶圆与探针之间的间距调整，使得在安装多个探针的情况下不用移动探针，而是通过调整晶圆高度即可实现对晶圆的检测，故而无需对探针卡的相关结构进行改动，就能满足多探针同步测试，节约生产成本；移动部220相对于固定部210水平移动，使得升降部230沿着移动部220的斜面221移动，升降部230与移动部220的接触位置高度产生变化，对应实现承片台100的高度位置变化，本实施例中的高度位置调整稳定，通过移动部220的斜面221坡度以及移动部220的水平移动量可以得出升降部230的升降高度，得以精确调控承片台100的升降，将顶升组件200设置为模块化组件，可以根据承片台100的大小灵活设置顶升组件200的数量，通用性高。并且，本实施例中采用环形底座300，收光组件可以放置在环形底座300的下方并通过环形底座300的中空位置安装，既可用于正装芯片测试，又可以用于倒装芯片测试，进一步提高了探针台的通用性。

参照图4所示，可以理解的是，升降部230和固定部210之间设有竖直导向机构，竖直导向机构在升降部230沿着移动部220升降时提供竖直导向作用，防止承片台100发生水平方向上的位置偏移，保证升降高度的调控准确。

参照图4所示，可以理解的是，竖直导向机构包括至少一组在竖直方向上滑动配合的第一导轨211和第一滑块231，第一导轨211和第一滑块231分别安装在升降部230或固定部210上。可以理解的是，第一导轨211设置在升降部230上时，第一滑块231设置在固定部210上；第一导轨211设置在固定部210上时，第一滑块231设置在升降部230上。具体地，为了保证滑动的稳定性，可以设置两组滑动配合的第一导轨211和第一滑块231。

可以理解的是，升降部230和固定部210之间设有压紧机构，用于将升降部230压紧在斜面221上。

参照图4所示，可以理解的是，压紧机构包括拉簧201，拉簧201张紧在升降部230和固定部210之间，拉簧201的一端连接升降部230、另一端连接固定部210。具体地，升降部230和固定部210的同一侧均设有支撑柱202，两个支撑柱202在同一竖直平面上，拉簧201两端的挂钩分别与两个支撑柱202连接。

可以理解的是，移动部220和固定部210之间设有水平导向机构。水平导向机构在移动部220沿着移动固定部210移动时提供水平导向作用，使得移动更为平稳，保证升降高度的调控准确。

参照图4所示，可以理解的是，水平导向机构包括至少一组在水平方向上滑动配合的第二导轨212和第二滑块222，第二导轨212安装在固定部210上，第二滑块222安装在移动部220的底部。在本实施例中，设置有两组滑动配合的第二导轨212和第二滑块222，移动部220跨设在两个第二滑块222上。

参照图4所示，可以理解的是，升降部230设有滚动体232，升降部230通过滚动体232与斜面221滚动接触。滚动体232的设置使得升降部230与移动部220之间的滑动摩擦转为滚动摩擦，降低摩擦力，滑动更为顺畅，降低对零部件的磨损。

可以理解的是，顶升组件200还包括驱动部240，驱动部240安装在固定部210上，用于驱动移动部220运动。

参照图4所示，可以理解的是，驱动部240包括固定安装在固定部210上的电机241，电机241驱动连接丝杆242，丝杆242和移动部220螺纹配合连接。

参照图1所示，可以理解的是，承片台100为环状盘体，承片台100与环形底座300同轴设置，环形底座300的外圆直径大于承片台100的外圆直径，升降部230的顶部与承片台100的外缘可拆卸连接。环形底座300的内圆直径可以大于、小于或等于承片台100的内圆直径，当环形底座300的内圆直径小于承片台100的内圆直径时，承片台100和环形底座300在水平面上的投影只能有部分重叠，以避免对收光组件产生干涉。

可以理解的是，环形底座300的顶面对应每个顶升组件200的安装位置设有第一安装槽，固定部210的底部设有第二安装槽，通过第一安装槽与第二安装槽的配合实现固定部210在环形底座300的周向、径向上的定位。

可以理解的是，第一安装槽沿环形底座300的径向贯穿环形底座300，第一安装槽位的宽度等于固定部210沿环形底座300的周向上的宽度；第二安装槽沿环形底座300的周向延伸。

下面参考图1至图4以一个具体的实施例详细描述根据本发明的晶圆测试用探针台。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对发明的具体限制。

参照图1至图4，晶圆测试用探针台包括环形底座300、承片台100和四个顶升组件200。四个顶升组件200以环形底座300的中心轴为中心成圆周阵列分布在环形底座300上，承片台100架设在四个顶升组件200上，承片台100用于承载待测试的晶圆。具体地，顶升组件200包括固定部210、移动部220、升降部230，固定部210设置在环形底座300上。移动部220可移动地设置在固定部210上，移动部220和固定部210之间设有水平导向机构，水平导向机构包括两组在水平方向上滑动配合的第二导轨212和第二滑块222，第二导轨212安装在固定部210上，移动部220跨设在两个第二滑块222上。移动部220的顶面为斜面221，升降部230设置在承片台100的底部，升降部230设有滚动体232，升降部230通过滚动体232与斜面221滚动接触，移动部220在运动过程中能够带动滚动体232沿着斜面221滚动，从而使得升降部230沿斜面221上升或下降。升降部230和固定部210之间设有压紧机构，用于将升降部230压紧在斜面221上，压紧机构包括设置在升降部230和固定部210的同一侧的支撑柱202以及拉簧201，拉簧201的一端连接升降部230上的支撑柱202、另一端连接固定部210上的支撑部。升降部230和固定部210之间设有竖直导向机构，竖直导向机构在升降部230沿着移动部220升降时提供竖直导向作用，防止承片台100发生水平方向上的位置偏移，保证升降高度的调控准确，具体地，竖直导向机构包括在竖直方向上滑动配合的第一导轨211和第一滑块231，第一导轨211设置在固定部210上，第一滑块231设置在升降部230上。驱动部240包括固定安装在固定部210上的电机241，电机241驱动连接丝杆242，丝杆242和移动部220螺纹配合连接，电机241转动带动丝杆242转动，从而移动部220在水平导向机构的导向下沿着丝杆242直线运动，升降部230的滚动体232在移动部220的斜面221上滚动，从而带动承片台100升降，实现承片台100上的晶圆与探针的距离调节，完成晶圆测试。本实施例中的高度位置调整稳定，通过移动部220的斜面221坡度以及移动部220的水平移动量可以得出升降部230的升降高度，得以精确调控承片台100的升降。本实施例结构简单，将顶升组件200设置为模块化组件，可以根据承片台100的大小灵活设置顶升组件200的数量，并且，本实施例中的探针台采用环形底座300，固定环形底座300在探针台上，收光组件可以放置在环形底座300的下方并通过环形底座300的中空位置安装，本实施例既可用于正装芯片测试，又可以用于倒装芯片测试，提高了探针台的适用广度。

本发明另一实施例涉及一种探针机，应用于上述实施例的晶圆测试用探针台。

探针机设置有晶圆测试用探针台，承片台100的下方设置顶升组件200，通过顶升组件200带动承片台100上下移动，实现晶圆与探针之间的间距调整，使得在安装多个探针的情况下不用移动探针，而是通过调整晶圆高度即可实现对晶圆的检测；移动部220相对于固定部210水平移动，使得升降部230沿着移动部220的斜面221移动，升降部230与移动部220的接触位置高度产生变化，对应实现承片台100的高度位置变化，本实施例中的高度位置调整稳定，通过移动部220的斜面221坡度以及移动部220的水平移动量可以得出升降部230的升降高度，得以精确调控承片台100的升降。本实施例结构简单，将顶升组件200设置为模块化组件，可以根据承片台100的大小灵活设置顶升组件200的数量，通用性高。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种晶圆测试用探针台，其特征在于，包括：

环形底座，所述环形底座的中空位置用于放置收光组件；

至少两个顶升组件，以所述环形底座的中心轴为中心环绕设置在所述环形底座上；每个所述顶升组件均包括固定部、移动部和升降部，所述移动部可移动地设置在所述固定部上，所述移动部的顶面为斜面，所述升降部的底部与所述斜面接触，所述移动部在运动过程中能够带动所述升降部沿所述斜面上升或下降；以及

承片台，所述承片台设置在所述顶升组件的上方，所述承片台能够拆卸地连接每个所述升降部，所述承片台用于承载待测试的晶圆。

2.根据权利要求1所述的晶圆测试用探针台，其特征在于：所述升降部和所述固定部之间设有竖直导向机构。

3.根据权利要求2所述的晶圆测试用探针台，其特征在于：所述竖直导向机构包括至少一组在竖直方向上滑动配合的第一导轨和第一滑块，所述第一导轨和所述第一滑块分别安装在所述升降部或所述固定部上。

4.根据权利要求1所述的晶圆测试用探针台，其特征在于：所述升降部和所述固定部之间设有压紧机构，用于将所述升降部压紧在所述斜面上。

5.根据权利要求4所述的晶圆测试用探针台，其特征在于：所述压紧机构包括拉簧，所述拉簧张紧在所述升降部和所述固定部之间，所述拉簧的一端连接所述升降部、另一端连接所述固定部。

6.根据权利要求1所述的晶圆测试用探针台，其特征在于：所述移动部和所述固定部之间设有水平导向机构。

7.根据权利要求6所述的晶圆测试用探针台，其特征在于：所述水平导向机构包括至少一组在水平方向上滑动配合的第二导轨和第二滑块，所述第二导轨安装在所述固定部上，所述第二滑块安装在所述移动部的底部。

8.根据权利要求1所述的晶圆测试用探针台，其特征在于：所述升降部设有滚动体，所述升降部通过所述滚动体与所述斜面滚动接触。

9.根据权利要求1所述的晶圆测试用探针台，其特征在于：所述承片台为环状盘体，所述承片台与所述环形底座同轴设置，所述环形底座的外圆直径大于所述承片台的外圆直径，所述升降部的顶部与所述承片台的外缘可拆卸连接。

10.一种探针机，其特征在于：设置有权利要求1至9中任一项所述的晶圆测试用探针台。