TW202037918A - 微裝置檢測之探針結構 - Google Patents

Abstract

本發明揭示用於檢測微裝置之方法及用於檢測微裝置之一改良探針卡總成之結構。

Description

微裝置檢測之探針結構

本發明係關於一種包含一改良探針卡總成之晶圓檢測設備。

一般言之，一探針卡係用於測試半導體晶片之晶圓。在探針卡定位於晶圓上方期間，一探針卡有時無法與晶圓均勻地接觸且變得傾斜。需要提供一改良探針卡總成以實現與晶圓之均勻接觸。

根據一項實施例，提供一種探針卡總成。該探針卡總成包括：一基板；一或多個探針單元，其等與該基板接觸，其中各探針單元包括：一力感測器或電極，其整合於該基板上；一橋接器，其形成於該力感測器上或上方；及一探針，其具有連接至該橋接器之一探針尖端，其中該探針經偏置以容許量測安置於一晶圓上之一微裝置之至少一個屬性。

根據另一實施例，提供一種測試一微裝置陣列之方法，其包括：在一探針卡中提供一探針陣列；使該探針陣列與一基板上之對應微裝置對準；將該探針卡移動至該等微裝置；使至少一個探針偏置以容許量測該至少一個微裝置之至少一個屬性；監測該微裝置之至少一個屬性之一改變；及透過該微裝置之至少一個屬性之該改變偵測至該微裝置之連接。

根據一些實施例，可提供一種使微裝置之一晶圓平坦化以進行測試之方法。該方法包括：為連接至該晶圓之至少一個探針單元提供至少一個支撐件；將該晶圓中不具有待測試微裝置之一對應區域對準至該至少一個支撐件；及使用該支撐件推動該對應區域。

除非另外定義，否則本文中使用之全部技術及科學術語具有相同於本發明所屬技術之一般技術者通常所理解之含義。

如在說明書及發明申請專利範圍中使用，單數形式「一」、「一個」及「該」包含複數參考，除非內容脈絡另外明確指示。

如本文中使用之術語「包括」將被理解為意謂下列清單係非詳盡性的且可包含或可不包含任何其他額外適合項目，例如一或多個進一步特徵、組件及/或元件(視情況)。術語「微裝置」、「微LED」皆係指半導體晶片之實例。

一般言之，一探針卡係用於測試半導體晶片之晶圓。在探針卡於晶圓上方之定位期間，一探針卡可無法與晶圓均勻地接觸且變得傾斜。需要提供均勻地感測探針與晶圓之接觸之一改良探針總成/單元。

根據一項實施例，提供一改良探針卡總成。

根據另一實施例，探針卡總成包括一基板及與基板接觸之一或多個探針單元。

在一個情況中，各探針單元包括整合於基板上之一力感測器/電極。在另一情況中，力感測器或電極可為探針尖端之一部分。

根據一些實施例，一橋接器可形成於力感測器上方。橋接器可具有一或多個導電層。橋接器可包括用於使用力感測器產生一電容之一第一導電層及將探針尖端連接至一信號之一第二導電層。第一導電層及第二導電層可為相同或不同層。

在一項實施例中，一介電層可設置於力感測器與橋接器之間。

在另一實施例中，橋接器可具有一個以上探針尖端，其等具有一個以上電極以將其等連接至信號。橋接器可為介電層及導電層之一組合。

在一個情況中，在探針尖端觸碰微裝置或基板上之一觸點時，橋接器變形，從而改變力電極與橋接器上之導電層之間的電容。此改變可用於校準施加至探針之力。在另一情況中，橋接器之變形改變橋接器上之導電層之電阻，其可經量測以提取施加至探針之力。

根據又其他實施例，在探針尖端觸碰一基板上之一微裝置時，橋接器可變形，使得探針之一電特性改變。電特性包括力感測器與橋接器之第一導電層之間的一電容改變或一電阻改變。

在一個情況中，電特性之改變係用於在將一力施加至微裝置時識別微裝置與探針尖端之間的一連接。

根據另一實施例，可在推動探針卡朝向裝置時週期性地檢查探針尖端與微裝置之間的接觸。探針可經偏置以容許量測微裝置之至少一個屬性且監測看到微裝置之至少一個屬性之一改變。探針卡之不同區域中之微裝置之至少一個屬性之改變可識別連接區域及未連接區域。

在另一實施例中，測試一微裝置陣列之一方法可包括此等步驟：1) 將探針卡移動至微裝置，同時使探針偏置以容許在不損害微裝置的情況下量測微裝置之至少一個屬性；2) 在探針移動朝向微裝置時在與探針卡相關之不同區域中監測微裝置之至少一個屬性；及3) 若在一或多個區域中發生與電耦合相關之至少一個屬性之一改變，則將其他區域移動朝向微裝置且停止移動經耦合區域。

在一個情況中，回應於在一些區域中不具有探針尖端與微裝置之間的連接，探針可傾斜朝向未連接區域。此適用於一單一尖端或一尖端陣列。

在一個情況中，電容或電阻之改變可用於偵測基板上之有缺陷微裝置。

在另一情況中，電容/電阻之改變可用於偵測探針卡之均勻性。信號可為垂直連接、水平連接或另一叢集格式。

根據又另一實施例，連接測試探針尖端可設置於不同區域上(例如，隅角或邊緣上)以偵測接觸。若連接測試探針在一些區域中連接至晶圓且在其他區域中未連接至晶圓，則吾人可將探針卡傾斜朝向未連接區域。

在一個情況中，一支撐件可用於推動晶圓以使其平坦。在一個情況中，可為各探針提供一不同區帶，其中各探針可覆蓋一區帶或一個探針可在區帶之間移動。

在另一情況中，至少一個支撐件可具備探針單元。支撐件可與晶圓對準以覆蓋非作用區域(即，不會被測試之區域)且支撐件可接近於晶圓且推動晶圓以使其平坦。

下文更詳細描述根據所提供之當前結構及程序的各種實施例。

參考圖1，繪示一探針卡總成100。探針卡總成包括一基板102。基板可係由玻璃、藍寶石或其他材料製成。基板102可具有與基板接觸之一或多個探針單元(112、114)。各探針單元(112、114)可包括經整合於基板上之一力感測器或電極106。一介電層108可被設置於力電極/感測器106上方。一橋接器110可係形成於力電極106上或上方。具有一探針尖端之一探針104可被連接至橋接器110。橋接器具有一或多個導電層。在一個情況中，橋接器可包括一第一導電層，以使用力電極/感測器106來產生一電容。在另一情況中，橋接器可包括一第二導電層，其將探針尖端連接至一晶圓上之一微裝置以產生一信號。第一導電層及第二導電層可為相同或不同層。在一個情況中，力電極/感測器106可為探針尖端之一部分。橋接器110可具有一個以上探針尖端，其等具有一個以上力電極/感測器，以將其等連接至信號。在一項實施例中，探針經偏置以容許量測被安置於晶圓上之微裝置的電特性。

在探針尖端與微裝置接觸時，橋接器變形且其改變探針之一電特性。電特性改變可包括力電極/感測器與橋接器之間之電容或電阻的改變。電特性之改變可被用於在將一力施加至微裝置時識別微裝置與探針尖端之間之一連接。

在一項實施例中，當探針尖端與微裝置或基板接觸時，橋接器可由於力電極與橋接器上之電極之間之電容之一改變而變形。電容之改變可用於校準施加至探針之力。在另一情況中，橋接器的偏轉改變橋接器之導電層的電阻。

在另一實施例中，可在推動探針朝向裝置時定期地監測探針尖端與微裝置之間的一連接。吾人可量測不同區域中之連接。若一些區域連接且一些區域未連接，則將探針卡傾斜朝向未連接區域。

而且，一連接測試探針尖端可設置於其中探針連接至微裝置之區域上。連接測試探針尖端可設置於探針卡之隅角上。

參考圖2，可提供具有一探針單元之力電極在一柵格中之一配置。一柵格208展示按行設置於一探針單元上之複數個力電極204。複數個探針電極206可按列形成。可啟動至少一個列中之探針電極且可從力電極偵測電容/電阻。因此，力電極之電容/電阻之改變可與該列相關聯。啟動可透過不同列旋轉。複數個探針單元206可設置於一基板上。在一個情況中，力電極204可為探針之探針尖端之一部分。在一項實施例中，可提供具有探針單元之力電極之一不同配置。信號可為垂直連接、水平連接或另一叢集格式。

參考圖3，可提供兩種提供一探針卡總成之替代方法。在如圖1中論述之情況1中，探針卡總成包括一基板102。基板可由玻璃、藍寶石或其他材料製成。基板102可具有與基板接觸之一或多個探針單元(120、130)。各探針單元(120、130)可包括整合於基板上之一力感測器或電極106。一介電層108可設置於力電極/感測器106上方。一橋接器110可形成於力電極106上或上方。具有一探針尖端之一探針112可連接至橋接器110。橋接器具有一或多個導電層。在一個情況中，橋接器可包括一第一導電層以使用力電極/感測器106產生一電容。在另一情況中，橋接器可包括一第二導電層，其將探針尖端連接至一晶圓上之一微裝置以產生一信號。第一導電層及第二導電層可為相同或不同層。在一個情況中，力電極/感測器106可為探針尖端之部分。橋接器110可具有一個以上探針尖端，其等具有一個以上力電極/感測器以將其等連接至信號。

在另一情況(情況2)中，僅提供一單一橋接器310以連接一基板302上之一或多個探針(304、306)。此處，一個以上探針(304、306)形成於橋接器310之頂部上且橋接器上之電極308可經圖案化以在需要時提供至各探針之獨立連接。

參考圖4，測試電極(406、404、402)可經設置以連接其中探針連接至微裝置之區域上之測試探針尖端。在一個情況中，連接測試探針尖端可設置於不同區域上(例如，隅角或邊緣上)以偵測接觸。若連接測試探針在一些區域中連接至晶圓且在其他區域中未連接至晶圓，則吾人可將探針卡傾斜朝向未連接區域。

參考圖5，一晶圓/基板500可具備不同區帶502。各區帶可具備一探針，其具有一探針尖端以測試晶圓上之微裝置。在一個情況中，探針可覆蓋一個區帶，或其可覆蓋晶圓上劃分之全部區帶。探針可在不同區帶之間移動。為測試晶圓上之微裝置，可在一探針卡中提供一探針陣列。探針可對準至晶圓/基板上之對應微裝置。探針卡可移動至微裝置。一或多個探針可經偏置以容許量測至少一個微裝置之至少一個屬性。可定期地監測探針以監測微裝置之至少一個屬性之一改變且可透過微裝置之至少一個屬性之改變偵測至微裝置之一連接。探針卡之不同區域中之微裝置之至少一個屬性之改變可識別連接區域及未連接區域。回應於在一些區域處不具有探針尖端與微裝置之間的連接，探針可傾斜朝向未連接區域。

參考圖6，一支撐件可經提供以使晶圓平坦化。由於晶圓610可歸因於應力而具有一彎曲或變形，所以使用一探針卡探測一相對大區域可具挑戰性，尤其對於精細探針尖端。在一個情況中，至少一個支撐件602可具備探針單元(604、606)。探針單元周圍可存在一個以上支撐件。探針單元包括整合於基板上之至少一個力感測器、力電極/感測器上方之一介電層且一橋接器可形成於力電極上或上方。探針具有可連接至橋接器之一探針尖端。橋接器具有一或多個導電層。

在一項實施例中，支撐件602可與晶圓610對準以覆蓋一非作用區域(即，不會被測試之區域)且支撐件可接近於晶圓610且推動晶圓以使其平坦。在一個情況中，探針卡可在由支撐件產生之晶圓之不同區帶之間移動。在另一情況中，一不同探針卡可用於各區帶。回應於在一些區域處不具有探針尖端與微裝置之間的連接，可使用支撐件將探針傾斜朝向未連接區域。

根據一項實施例，可提供一探針卡總成。探針卡總成可包括：一基板；一或多個探針單元，其等與基板接觸，其中各探針單元包括：一力感測器或電極，其整合於基板上；一橋接器，其形成於力感測器上或上方；及一探針，其具有連接至橋接器之一探針尖端，其中探針經偏置以容許量測安置於一晶圓上之一微裝置之至少一個屬性。

根據另一實施例，一介電層可夾置於力感測器與橋接器之間。橋接器可包括用於使用力感測器產生一電容之一第一導電層及將探針尖端連接至一信號之一第二導電層。第一導電層及第二導電層係相同或不同層。

根據一些實施例，在探針尖端與微裝置接觸時，橋接器可變形，且其改變探針之一電特性。電特性改變包括力感測器與橋接器之第一導電層之間的一電容改變或一電阻改變。

根據另一實施例，電特性之改變係用於在將一力施加至微裝置時識別微裝置與探針尖端之間之一連接。回應於在一些區域處不具有探針尖端與微裝置之間的連接，探針可傾斜朝向未連接區域。一連接測試探針尖端可被設置於其中探針經連接至微裝置的區域上。

根據一些實施例，可提供測試一微裝置陣列之一方法。該方法可包括：在一探針卡中提供一探針陣列；使探針陣列與一基板上之對應微裝置對準；將探針卡移動至微裝置；使一或多個探針偏置以容許量測至少一個微裝置的至少一個屬性；監測微裝置之至少一個屬性之一改變；及透過微裝置之至少一個屬性的改變來偵測至微裝置的連接。在探針卡的不同區域處，使一或多個探針偏置。

根據另一實施例，探針卡之不同區域中之微裝置之至少一個屬性的改變識別連接區域及未連接區域。回應於在一些區域處不具有探針尖端與微裝置之間的連接，探針可傾斜朝向未連接區域。

根據一些實施例，監測微裝置之至少一個屬性的改變可包括監測電容或電阻的改變。一或多個力電極可被用於一或多個探針以偵測連接。

根據一項實施例，提供使微裝置之一晶圓平坦化以進行測試之一方法，其包括：為經連接至晶圓之至少一個探針單元提供至少一個支撐件；將晶圓中不具有待測試微裝置之一對應區域對準至至少一個支撐件；及使用支撐件來推動對應區域。

根據另一實施例，至少一個支撐件可產生不同區帶，且各區帶具有覆蓋該區帶以測試微裝置之一探針卡。在另一情況中，在由至少一個支撐件產生之晶圓的不同區帶之間，移動一單一探針卡。

在一個情況中，探針之導電部分與半導體晶片之接觸點之間存在一介電質。此處，信號在探針與半導體晶片之間電容或電感耦合。

雖然本發明易於以各種修改及替代形式呈現，但已在圖式中藉由實例展示且在本文中詳細描述特定實施例或實施方案。然而，應理解，本發明不旨在限於所揭示之特定形式。實情係，本發明將涵蓋落入由隨附發明申請專利範圍定義之本發明之精神及範疇內之全部修改、等效物及替代方案。

100:探針卡總成 102:基板 104:探針 106:力感測器或電極 108:介電層 110:橋接器 112:探針單元 114:探針單元 120:探針單元 130:探針單元 204:力電極 206:探針電極/探針單元 208:柵格 302:基板 304:探針 306:探針 308:電極 310:橋接器 402:測試電極 404:測試電極 406:測試電極 500:晶圓/基板 502:區帶 602:支撐件 604:探針單元 606:探針單元 610:晶圓

在閱讀以下詳細描述且參考圖式之後將變得明白本發明之前述及其他優點。

圖1繪示根據本發明之一實施例之一探針卡總成之一橫截面視圖。

圖2繪示具有探針單元之力電極在一柵格中之一配置。

圖3繪示根據本發明之一實施例之一探針卡總成之一橫截面視圖。

圖4繪示力電極及測試電極在一柵格中之一配置。

圖5繪示一晶圓之不同區帶。

圖6繪示使用支撐件推動晶圓以變得平坦。

雖然本發明易於以各種修改及替代形式呈現，但已在圖式中藉由實例展示且將在本文中詳細描述特定實施例或實施方案。然而，應理解，本發明不旨在限於所揭示之特定形式。實情係，本發明將涵蓋落入由隨附發明申請專利範圍定義之本發明之精神及範疇內之全部修改、等效物及替代方案。

100:探針卡總成

102:基板

104:探針

106:力感測器或電極

108:介電層

110:橋接器

112:探針單元

114:探針單元

Claims (25)

1. 一種探針卡總成，其包括： 一基板； 一或多個探針單元，其等與該基板接觸，其中各探針單元包括： 一力感測器或電極，其經整合於該基板上； 一橋接器，其經形成於該力感測器上或上方；及 一探針，其具有經連接至該橋接器之一探針尖端，其中該探針經偏置以容許量測經安置於一晶圓上之一微裝置的至少一個屬性。
2. 如請求項1之探針卡總成，進一步包括： 一介電層，其經夾置於該力感測器與該橋接器之間。
3. 如請求項1之探針卡總成，其中該橋接器包括一第一導電層以使用該力感測器來產生一電容。
4. 如請求項1之探針卡總成，其中該橋接器包括將該探針尖端連接至一信號之一第二導電層。
5. 如請求項2之探針卡總成，其中該第一導電層及該第二導電層係相同或不同層。
6. 如請求項1之探針卡總成，其中在該探針尖端與該微裝置接觸時，該橋接器變形以改變該探針之一電特性。
7. 如請求項6之探針卡總成，其中電特性之該改變包括該力感測器與該橋接器之該第一導電層之間之一電容改變。
8. 如請求項6之探針卡總成，其中電特性之該改變包括該力感測器與該橋接器之該第一導電層之間之一電阻改變。
9. 如請求項6之探針卡總成，其中電特性之該改變係用於在將一力施加至該微裝置時識別該微裝置與該探針尖端之間之一連接。
10. 如請求項9之探針卡總成，其中回應於在區域處不具有該探針尖端與該微裝置之間的連接，該探針傾斜朝向該等未連接區域。
11. 如請求項1之探針卡總成，進一步包括： 一連接測試探針尖端，其在該探針經連接至該微裝置之區域上。
12. 如請求項1之探針卡總成，其中該力感測器或電極可為該探針尖端之一部分。
13. 如請求項7之探針卡總成，其中電容之該改變係用於校準經施加至該探針之一力。
14. 如請求項6之探針卡總成，其中該橋接器之該變形改變該橋接器上之該導電層之該電阻，其可經量測以提取經施加至該探針之該力。
15. 如請求項6之探針卡總成，其中電特性之該改變係用於偵測該探針卡之均勻性。
16. 如請求項6之探針卡總成，其中在推動該探針卡朝向該裝置時，週期性地檢查該探針尖端與該微裝置之間的該接觸。
17. 一種測試一微裝置陣列之方法，其包括： 在一探針卡中提供一探針陣列； 使該探針陣列與一基板上之對應微裝置對準； 將該探針卡移動至該等微裝置； 使一或多個探針偏置以容許量測該至少一個微裝置的至少一個屬性； 監測該微裝置之至少一個屬性之一改變；及 透過該微裝置之至少一個屬性之該改變來偵測至該微裝置之連接。
18. 如請求項17之方法，其中在該探針卡之不同區域處，使該一或多個探針偏置。
19. 如請求項17之方法，其中該探針卡之不同區域中之該微裝置之至少一個屬性之該改變識別連接區域及未連接區域。
20. 如請求項17之方法，其中回應於在一些區域處不具有該探針尖端與該微裝置之間的連接，該探針傾斜朝向該等未連接區域。
21. 如請求項17之方法，其中監測該微裝置之至少一個屬性之該改變包括監測電容或電阻之改變。
22. 如請求項17之方法，進一步包括：利用至該一或多個探針的一或多個力電極以偵測該連接。
23. 一種使微裝置之一晶圓平坦化以進行測試之方法，其包括： 為經連接至該晶圓之至少一個探針單元提供至少一個支撐件； 將該晶圓中不具有待測試微裝置之一對應區域對準至該至少一個支撐件； 使用該支撐件推動該對應區域。
24. 如請求項23之方法，其中該至少一個支撐件產生不同區帶，且各區帶具有覆蓋該區帶以測試該等微裝置之一探針卡。
25. 如請求項23之方法，其中一單一探針卡在由該至少一個支撐件產生之該晶圓之該等不同區帶之間移動。

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