TWI467181B - 用於間接地平坦化探針卡總成之裝置以及用於測試半導體之探針卡總成 - Google Patents

Description

用於間接地平坦化探針卡總成之裝置以及用於測試半導體之探針卡總成 發明領域

本發明的實施例概括有關用於間接平坦化一基材之方法及裝置。更特定言之，本發明的實施例概括有關用於在一半導體基材測試系統中間接平坦化一基材之方法及裝置。

發明背景

其上形成有完成或部份完成的元件之半導體基材中的測試及/或燒機係為生成半導體元件(諸如積體電路)之製造順序的一重要部份。發展用來使這些元件作測試及/或燒機之測試系統一般係為昂貴且被設計用來測試諸如200或300公厘半導體晶圓等標準尺寸之基材上的元件。並且，習知測試系統由於製造/測試設施內及測試系統本身的實體足跡內之空間限制故對於系統的各別組件一般具有一有限實體空間。譬如，測試系統的一組件、諸如一用於接觸受測試元件(DUT)之探針卡必須配合於一指派區域內藉以不與系統的其他組件或其他機能、可近接性及類似物產生干擾。為此，設計用於測試一尺寸基材之測試系統由於較大基材未配合於該測試系統中、及/或由於該測試系統不能測試位於系統的測試區域外側之較大基材的區位而可能無法測試較大基材。

隨著基材持續增大尺寸以對於積體電路生產來改良良 率及降低製造成本，既存的測試系統將更頻繁地碰到無法讓這些習知系統測試一特殊晶圓之其設計上的實體限制。

因此，需要一用於擴大可供一探針卡使用於一測試系統中的範圍之方法及裝置。

發明概要

此處提供用於間接平坦化一基材之方法及裝置。一實施例中，一用於間接平坦化一探針卡總成之裝置係包括一調整部分，其用於控制一施加至探針卡總成的一探針基材之力；一力施加部分，其組配為可在一自調整部分呈側向偏移之區位將該力施加至探針基材；及一機構，其將調整部分耦合至力施加部分。

本發明的另一實施例中，一用於間接平坦化一探針卡總成之裝置係包括一基底，其用於將裝置耦合至一參考區位；一機構，其耦合至該基底且具有一緊鄰於機構的一第一端之力施加部分；及一調整部分，其用於控制力施加部分相對於參考區位之位移。

本發明的另一實施例中，提供一用於測試一半導體之探針卡總成。一實施例中，探針卡總成包括一上部分，其組配為可與一測試器形成介面，上部分的尺寸可配合在由一禁止區域所界定及接壤之測試器的一內部區域內；一下部分，其耦合至上部分且具有一配置於下部分的一底表面上之探針介面，下部分大於由禁止區所界定之內部區域；及一偏移調整器，其用於平坦化下部分的底表面，其中偏 移調整器包括一調整部分，可從內部區域內的上部分近接；及一力施加部分，其回應於調整部分的控制而施加一力。

本發明的另一實施例中，一用於測試一半導體之探針卡總成係包括一上部分，其組配為可與一測試器形成介面，上部分的尺寸可配合於一由一禁止區域所界定及接壤之內部區域內；一下部分，其耦合至上部分且具有一配置於下部分的一底表面上之探針介面，下部分大於由禁止區所界定之內部區域；及一偏移調整器，其用於平坦化下部分的底表面，其中該偏移調整器自內部區域內延伸至禁止區域下方之一區。

本發明的另一態樣中，提供一使用一探針卡總成之方法。一實施例中，該使用方法係包括提供一具有一探針基材及至少一偏移調整器之探針卡總成，其中探針基材包括一探針表面及一相對的背表面且偏移調整器包括一調整部分及一自調整部分呈側向偏移之力施加部分，且其中力施加部分直接或間接地接觸探針基材的背表面；及調整偏移調整器以將一力施加至探針基材的背表面。

圖式簡單說明

可參照實施例經由上文所簡單總結之本發明的較詳細描述來詳細地瞭解本發明之上述特徵結構及下述其他特徵結構，其部分顯示於圖式中。然而，請注意圖式只顯示本發明的典型實施例且因此不視為限制其範圍，因為本發明可具有其他同樣有效的實施例。

第1圖為根據本發明的部分實施例之一具有一利用偏移調整器之探針卡的測試系統之示意圖；第2圖為第1圖的偏移調整器之示意圖；第3圖為根據本發明的部分實施例之一探針卡總成的平面圖；第4及4A圖為根據本發明的部分實施例之一偏移調整器的側視圖；第5圖為根據本發明的部分實施例之另一偏移調整器的側視圖；第6圖為描繪根據本發明的部分實施例之一用於調整探針卡總成之方法的流程圖。

若可能的話，使用相同編號來代表圖中共同之相同元件。圖中所用的影像係基於示範用途被簡化而未必依實際比例繪製。

詳細描述

本發明提供用於調整一探針卡總成上之一探針基材的平坦性以用來測試形成於一半導體基材上之至少部份完成的半導體元件之方法及裝置。此處揭露的發明性方法及裝置係可有利地容許具有太大維度無法利用習知測試系統來測試之元件被測試。並且，發明性方法及裝置可有利地容許習知測試系統的翻新或修改以容許利用既存設備來測試較大基材，藉此以大幅降低的成本來擴大測試能力。

第1圖顯示根據本發明的實施例之一利用一偏移調整 器以測試一受測試元件(DUT)108之示範性測試系統100。DUT 108可為被測試或將被測試之一或多個任何電子元件。DUT的非限制範例係包括一未切單半導體晶圓之一或多個晶粒，自一晶圓切單之一或多個半導體晶粒(經封裝或未封裝)，配置於一載體或其他固持元件中之複數個經切單半導體晶粒的一或多個晶粒，一或多個多晶粒電子件模組，一或多個印刷電路板，及適合在測試系統100內測試之一或多個任何其他類型的電子元件，如此處所述。

測試系統100一般係包括一測試頭102，其耦合至一探針卡總成104，一支撐夾盤106，其用於在探針卡總成104下方支撐一受測試元件(DUT)108，及一控制器110，其用於控制測試系統100的操作。測試系統100的上述組件概括地沿一具有一內部室136之殼體134(譬如，一測試裝置，諸如一半導體探測器)排列。殼體134概括提供一結構以支撐、圍堵、及/或相對地定位測試系統100的不同組件。第1圖所示的殼體134只供示範用且可能具有其他幾何結構，譬如包圍整體測試系統100。

測試系統100進一步包含一上區112，其概括配置於探針卡總成104上方，及一下區114，其概括配置於探針卡總成104處或下方。上區112包括一概括由測試系統100的製造者或操作者所界定之禁止區域116。如針對探針卡總成104所界定，禁止區域116係為由於禁止區域116中出現其他設備、或需要經由禁止區域116來近接其他設備而使探針卡總成104無法侵入之測試系統100的一區。由於不符合禁止區 要求的探針卡總成104將不能使用於測試系統100中，禁止區域116的出現或幾何結構係為探針卡總成104的設計及操作之一關鍵因素。

探針卡總成104包括複數個電性傳導探針138以接觸DUT 108上的特定位址(譬如，DUT 130的輸入及/或輸出終端140)。探針138概括配置於適合接觸DUT 108的部分或全部終端140之一陣列或其他圖案中。如第1圖所示，探針卡總成104可耦合至殼體134且譬如藉由附接(譬如，螺栓、鉗夾或類似方式)至具有一可供探針138延伸經過進入室136內的開口之殼體134的一插入環、卡固持件、或類似結構(未圖示)在支撐夾盤106上方被固持於定位。提供至及讀取自探針138之電信號係電性耦合經過探針卡總成104來到測試頭102，且經由導通通路132最終來到控制器110。複數個電性傳導路徑因此可設置於控制器110、測試頭102、及探針116之間。

根據部分實施例，探針卡總成104可包含一或多個基材，包括一或多個具有自其一底表面延伸的複數個探針138之探針基材。一探針基材122可耦合至一用以支撐探針基材122且提供一從探針138至測試頭102的電信號路徑之配線基材120。選用性地，可提供一或多個額外基材，諸如一基材118。基材118可包含一用於在一所想要位置中側向地對準探針基材122之對準器板、一用於勁化探針卡總成104之勁化器、及類似物之一或多者。譬如，一實施例中，探針卡總成104包含一勁化器且包含一對準器板。部分實施例 中，探針138可機械式連接於對準器板，譬如經由一或多個探針基材122，故探針138的一者之側向運動將造成所有探針138在一側向方向中移動。或者，探針基材122可被其他部件側向地對準，諸如經由配線基材120或任何適當側向對準方式之對準。

除了側向對準之外，探針基材122亦相對於DUT 108被平坦化。探針基材122的平坦化係為探針138的梢端相對於彼此之高度定位。當所有探針138位於一選定公差內時，一探針卡總成104視為被平坦化。使用中，平坦化係幫助在第一與最後探針138之間的一指定過度行程量內產生電性接觸以與DUT 108的各別終端140產生接觸。理論上，若所有探針確切同時產生電性接觸則一探針卡處於完美平坦化。一實施例中，若複數個探針的各別梢端位於晶圓製程的一預定預期表面變異內，探針卡總成104視為處於平坦化。一實施例中，若第一與最後探針之間存在不大於1.0密耳的過度行程以與DUT的終端產生接觸，探針卡總成104視為處於平坦化。一實施例中，若複數個探針的各別梢端位於對於DUT的終端之30μm內，探針卡總成104視為處於平坦化。

探針138可藉由將一或多個可獨立控制式力選擇性地施加至探針基材122的不同區位而被平坦化。為此，複數個調整器可沿著探針基材122設置於不同區位。各調整器係適合施加一最高達到約200磅之力。如第1圖示範所示，各調整器可為一偏移調整器150或一軸向調整器160。

各偏移調整器150具有一自一力施加部分154側向地偏 移之力調整部分152故使得在一特定區位對於施加至探針基材122的力量之一調整與作出調整之區位呈現側向偏移。此處所用的“偏移”及“側向偏移”係指在一實質地垂直於譬如由一探針卡總成所界定的一平面或一DUT的表面之方向中沿著一穿過力施加部分的軸線之力調整部分及力施加部分的相對位置。因此，可想見力施加部分及力調整部分可軸向地對準但以一角度配置於一探針卡總成內或相對於DUT的表面配置。偏移調整器150概括被定位在其中利用一軸向調整器160平坦化探針基材122將不切實際之區位中。譬如，可利用一偏移調整器150在一緊鄰於禁止區域116之區中或其中力調整及力施加部分的軸向對準將不切實際之其他區中將一平坦化力施加至探針基材。選用性地，偏移調整器150可依需要配置於探針卡總成104的任何區中。

第2圖描繪探針卡總成104的近寫圖，顯示類似於第1圖的偏移調整器150之一偏移調整器200的一實施例之簡化示意圖。如第2圖所示，偏移調整器200包括藉由一諸如樑206等耦合機構來耦合在一起之一力調整部分202及一力施加部分204。力調整部分202可從探針卡總成104的一上側來近接，故對於所施加力的調整可設置於與欲受施加該力的區位(亦即，力施加部分204處)呈現偏移(亦即，未軸向對準於)之區位中。一實施例中，力調整部分202配置於脫離禁止區域116之測試系統100的一區中，而力施加部分204配置在一緊鄰於禁止區域116或其下方之區中。

力調整部分202可包含任何適當的機械性、機電性、電 性、或熱性裝置、其組合、或類似物。譬如，力調整部分202可包含一螺絲、一差動螺絲、一凸輪、一槓桿、一楔件、一齒輪、或類似元件(譬如一簡單機器)，其可被機械式致動(諸如藉由驅動器，一扳手，一槓桿，或類似物)，電性致動(諸如藉由一馬達，步進馬達，或類似物)、壓電式致動、熱性致動、或藉由其組合、及類似物。並且，偏移調整器200可作人工式調整，或可(譬如經由控制器(110))加以自動化及/或控制。

力調整部分202可由任何適當的耦合機構耦合至力施加部分204。該機構一般具有充分剛性以盡量減少由力施加部分204施力所致之撓曲且組配為可承受可能在探針基材122的任何側向對準期間施加至偏移調整器200之任何側向力。一實施例中，該機構為一樑206。該機構可進一步包含一配置於該機構與力調整部分202及力施加部分204一者或兩者之間的撓性耦合件。撓性耦合件可包含一撓屈件、一彈簧、一鉸鏈、或類似物。撓性耦合件可組配為可提供單一的運動旋轉自由度。

力施加部分204可組配為可將一力施加至探針基材122上的一所想要區位藉以幫助其平坦化。力施加部分204可直接地接觸探針基材122或可與一配置於探針基材122上的特徵結構諸如一柱螺栓(未圖示)形成介面。或者，力施加部分204所施加的力可經由一特徵結構如中介組件或層(未圖示)作轉移。

偏移調整器200可藉由能夠產生及承受平坦化及/或側向調整探針卡總成104所需的力量之適當材料製成。適當材 料的範例係包括金屬、塑料、樹脂、及類似物、或其組合。一實施例中，偏移調整器200由鈦製成。第2圖描繪的偏移調整器200被大幅簡化以供示範用途且可想見用於將所想要力量適當地施加至探針基材122之其他組態。譬如，力調整部分202、力施加部分204、及樑206的相對區位可能不同於第2圖所示者。

參照第1圖，各軸向調整器160具有一力調整部分162，其沿著一垂直於探針卡總成104的軸線軸向地對準於一力施加部分164。軸向調整器160概括被定位在一當探針卡總成104裝設於測試系統100中時可近接力調整部分162之區位中(亦即不緊鄰於禁止區域116)。選用性地，軸向調整器160可配置在緊鄰於禁止區域116的探針卡總成104之區中。然而，利用此等軸向調整器在裝設於測試系統100內之後調整探針基材122的平坦性之能力將被消除。適當軸向調整器160的範例包括螺絲、差動螺絲及類似物。軸向調整器160的力調整部分162可如上文有關於偏移調整器150的力調整部分152所述般地被構形及控制。

可想見一或多個偏移調整器150可單獨使用或與一或多個軸向調整器160合併使用藉以在利用習知設計可能無法近接之區中平坦化探針卡總成104的複數個探針138。譬如，第3圖描繪一利用複數個偏移調整器200及軸向調整器306之探針卡總成314的俯視圖。第3圖所述的實施例中，探針卡總成314示範性地包括一耦合至一在其一下表面配置有複數個探針基材122的配線基材120之基材118。提供複數 個軸向調整器306以將一所想要力量施加至複數個探針基材122藉以輔助平坦化從探針基材122延伸的複數個探針(未圖示)。各軸向調整器306概括包括一軸向地對準於力施加部分之調整部分，如上文有關於第1圖所述。各軸向調整器306配置於由一邊界300所界定的一內部區302內，其對應於一可在測試系統100內近接的區域(亦即，禁止區域116外側)。雖然第3圖顯示十五個軸向調整器306及十七個偏移調整器200，可使用更多或更少個各類型調整器。

可提供複數個偏移調整器200以容許將所想要的平坦化力量施加至配置在一對應於禁止區116的外部區304中之探針基材122部分，如上文有關於第1及2圖所述。如圖所示，各偏移調整器200定位成可使調整部分202配置於內部區302內且可從測試系統100內近接。偏移調整器200進一步定位成可使各力施加部分204配置於外部區304內(其中不可能使力作軸向調整)。雖然偏移調整器200可用來跨接內部區302與外部區304之間的距離以補償第1圖所述之測試系統100的禁止區域116，可想見偏移調整器可在原本無法近接的區中需將一力施加至探針基材122之處使用於探針卡總成314上的任何區位。譬如，可提供一具有完全配置於內部區302內的一力調整部分310及一力施加部分312之偏移調整器308。

如上文有關於第1至3圖所述的偏移調整器可採行許多形式以提供此處所述的利益。譬如，第4圖描繪一偏移調整器400的一實施例，其具有一用以將力調整部分202耦合至 力施加部分204的樑416。樑416可撓式固接至探針卡總成104且配置於其內。譬如，樑416可由一緊鄰於樑416的一第一端418之基底438耦合至基材118，且可駐留在配線基材120中的一槽405內。基底438可以諸如膠接、結合、熔接、螺接、螺栓或類似物等任何適當方式耦合至探針卡總成104。一實施例中，基底438配置在一形成於基材118中之凹部中且由一或多個螺絲424固接至該處。

樑416由一配置在樑416與基底438之間的撓性耦合件可撓地固接至基底438。撓性耦合件可組配為可在樑416與基底438之間提供單一運動自由度。撓性耦合件可為任何適當的機構，諸如一鉸鏈、一彈簧、一撓屈件、或類似物。樑416可與基底438一體形成或者樑416可與其耦合。第4圖所描繪的實施例中，樑416與基底438一體形成且由一第二鉸鏈(如鉸鏈420)與其撓性地固接。鉸鏈420可能無背隙以便利力施加部分204上之較精確控制。鉸鏈420可進一步組配為可承受可在探針基材122的任何側向對準期間被施加至鉸鏈420之側向力。

根據部分實施例，鉸鏈420包含一被一體形成於基底438及樑416中且將其耦合之車輪鉸鏈422。車輪鉸鏈422包括沿一軸線432徑向地配置之複數個撓屈件423以便利樑416沿軸線432旋轉。第4圖所示的實施例中，提供四個撓屈件423，各有兩者位於軸線432及基底438之間以及軸線432與樑416之間。選用性地，撓屈件432可正交地對準並進一步選用性地使得一對的撓屈件432平行於樑416且一對的撓 屈件432與樑416呈法向。選用性地，一或多個具有一所想要寬度的間隙434、436可設置於基底438與樑416之間以作為一止動器，藉以防止樑416過度旋轉且降低車輪鉸鏈422失效的風險。

其他實施例中，諸如第5圖的一偏移調整器500所示者，鉸鏈420可包含一銷鉸鏈，其具有一用於將樑416的第一端418之一延伸部502耦合至基底438的一突部506之銷504。偏移調整器500其他方面則類似於有關於第4圖所述的偏移調整器400。

回到第4圖所示的實施例，力調整部分202可包括一差動螺絲426，其具有一配置於基材118中的第一螺紋部分及一配置於樑416中所形成之一孔428中的第二螺紋部分。選用性地，複數個孔428可設置於樑416中(諸如第4圖所示的四個孔428)以便利偏移調整器400使用在力調整部分202與力施加部分204之間具有不同所想要維度之探針卡總成104的其他區中。差動螺絲426包括一特徵結構430以譬如藉由旋轉差動螺絲426以增加或減少偏移調整器400的力施加部分204所施之力來便利控制力調整部分202。一實施例中，特徵結構430包含一形成於差動螺絲426的一頭中之六角形凹部以與一六角形扳手或驅動器形成介面。

其他實施例中，力調整部分202可包括一螺絲427，如第4A圖所示。螺絲427配置經過基材118且具有一配置於樑416的孔428中之螺紋部分。選用性地，可提供一偏壓構件以在一朝向探針基材122的方向中偏壓力施加部分204。第 4A圖所示的實施例中，偏壓構件包含一配置於基材118之一底部分中所形成的一凹部440中之彈簧442。

根據部分實施例中，力施加部分204可概括配置於樑416的一第二端412，而與第一端418相對。力施加部分204可由一在樑416與力施加部分204之間提供單一運動旋轉自由度之機構諸如一撓屈件、一鉸鏈、或類似物等撓性地耦合至樑416。第4圖所示的實施例中，力施加部分204包括一由一銷414耦合至第二端412之杯410，藉以形成一可供杯410沿其旋轉之第一鉸鏈(如鉸鏈408)。出現一中介件基材402之實施例中，一開口404可設置於中介件基材402中以容許柱螺栓406及/或杯410延伸經過而不接觸中介件基材402。鉸鏈408可有利地便利杯410與柱螺栓406之間的對準以盡量加大軸向施力至探針基材122(沿著軸線407)及盡量減少可能不利地使探針基材122變形或使柱螺栓406與探針基材122之間的結合斷裂之任何扭矩。

操作中，可經由差動螺絲426的旋轉來控制力調整部分202以使樑416沿鉸鏈420旋轉。當樑416旋轉，依據樑416旋轉方向而定，力施加部分204相對於探針基材122施加一較大或較小的力。藉由調整一或多個偏移調整器及選用性地調整一或多個軸向調整器，可依需要地控制探針基材的平坦性，即便在探針基材緊鄰於禁止區域或其下方延伸之實施例中亦然。

參照第1圖，支撐夾盤106配置於概括與探針卡總成104相對之室136中。支撐夾盤106組配為可固持一或多個受測 試電子元件(譬如，DUT 108)。支撐夾盤106可組配為可將DUT 108垂直地移動於一未接合於探針卡總成104(譬如，以便利將DUT 108放置在支撐夾盤106上)之較低位置(如圖示)與一升高位置以使DUT 108選擇性地接合於探針卡總成104(譬如以進行DUT 108的測試或燒機)之間。支撐夾盤106亦可組配為可水平地移動DUT 108以使DUT的終端140對準於探針卡總成104的探針138。為供此處參考，垂直及水平用語係用來描述探針卡總成104與DUT 108之間的相對動作。DUT 108或測試系統100的組件在一垂直於DUT 108表面的方向中之動作常稱為z-動作或z-行程。一平行於DUT表面的方向中之動作在此處常稱為xy-動作或xy-行程。

測試系統100可進一步包括一調整機構103，其組配為可相對於殼體134的一參考平面調整探針卡總成104之位置。調整機構103可有利地便利於補償探針卡總成104的對準之系統至系統的變異。譬如，由於不同測試系統的各別殼體134之變異，配置各別殼體134之探針卡總成104可被不同地對準。藉由相對於測試系統(未圖示)的一參考平面而調整探針卡總成104之位置，調整機構103可有利地降低或消除由於系統至系統變異所致之探針卡總成104的失準。第1圖所示的實施例中，調整機構103配置於測試頭102與探針卡總成104之間。

測試頭102經由一或多個導通通路132耦合至一控制器110以生成及/或接收測試系統的操作中所使用之電信號，如下詳述。控制器110包含一中央處理單元(CPU)124、一 記憶體128、及用於CPU 124之支援電路126並便利測試系統100的組件之控制，如下詳述。控制器110可身為可使用於工業環境中來控制不同室及次處理器之任何形式的一般用途電腦處理器之一者。控制器110的記憶體128可為諸如隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、軟碟、硬碟、或當地或遠端的任何其他形式數位儲存器等容易取得的記憶體之一或多者。支援電路126耦合至CPU 350以一習知方式支援處理器。這些電路包括快取記憶體、電源供應器、時脈電路、輸入/輸出電路及次系統、及類似物。用於操作及控制測試系統100之指令係儲存於可存取至CPU 124之記憶體128及其他電腦可讀取式媒體中，譬如身為一軟體常式130。

導通通路132概括從控制器110設置至測試頭102，且最終至探針卡總成114。導通通路132可包含任何可在控制器110、測試頭102、及探針卡總成114之間提供導通之一或多個構件、元件、或類似物，以供功率及信號(譬如，測試信號、控制信號及類似物)通行於測試系統100與DUT 108之間。導通通路132可由一或多個同軸線纜、光纖線纜、無線導通連結及類似物、以及諸如接收器電路、驅動器電路、介面電路及類似物等電子件形成。

操作中，一DUT 108放置在支撐夾盤106上。支撐夾盤106隨後可被移動使得DUT 108的輸入及/或輸出終端140被帶領成接觸於探針138的接觸梢端，藉以建立終端140與探針138之間的暫時電性連接。如概括由控制器110所導引之 測試頭102隨後可產生經由探針卡總成104提供至DUT 108之功率及測試信號。由DUT 108回應於測試信號產生之響應信號係被類似地攜載經過探針卡總成104至測試頭102及控制器110，其隨後可分析響應信號並決定DUT 108是否正確地對於測試信號作響應。

部分實施例中，可能有比終端140更少之探針。在此例中，支撐夾盤106可移動DUT 108使得其他終端140被帶領接觸於探針138，在此時測試頭102可經由探針卡總成104提供功率及測試信號以測試DUT 108的其他部分。可依需要重覆進行帶領終端140接觸於探針138然後測試DUT 108的一部分之上述製程以測試整個DUT 108。譬如，若DUT 108為一包含複數個半導體晶粒(未圖示)之半導體晶圓，該晶圓可依需要被多次重新定位，藉以測試晶圓的所有晶粒。

第6圖描繪根據部分實施例之一方法600的一實施例，其用於利用一或多個偏移調整器來平坦化一探針卡總成的一探針基材，如上述。方法600係有關於第1圖所示的實施例來描述。方法600首先為步驟602且繼續來到步驟604其中提供一具有至少一偏移調整器150之探針卡總成104。偏移調整器150的力施加部分154係直接或間接地接觸於探針基材122以在探針基材122上的一所想要區位處提供一可控制力。選用性地，探針卡總成104可進一步包含至少一軸向調整器160。

接著，在步驟606，探針基材122可選用性地相對於探針卡總成104其餘部分(譬如，配線基材120，基材118，或 類似物)被側向地定位。步驟606可包括充分地放鬆用於將探針基材122耦合至配線基材120之連接件(譬如螺絲)以容許探針基材122之受控制的側向運動。探針基材122被側向地定位在一所想要區位中時，螺絲或其他緊固件可被上緊以將探針基材122鎖固在定位。

接著，在步驟608，可依需要調整施加至探針基材122之力以控制探針基材122的平坦化。藉由調整偏移調整器150的力調整部分152來控制施加至探針基材122的力以經由偏移調整器150的力施加部分154施加所想要的力。譬如，有關於第4及5圖，差動螺絲426可旋轉以相對於探針基材122施加一較大或較小力。選用性地，可利用複數個偏移調整器及軸向調整器，譬如第3圖所示，以沿著該一或多個探針基材在複數個所想要區位施加平坦化力量藉以平坦化自其延伸之探針的各別梢端，如上述。

接著，在步驟610，決定出探針基材122的平坦性且與所想要的平坦性公差作比較。若探針基材122為適當平坦性，方法終止於步驟612。若探針基材122不具有所想要的平坦性，方法回到步驟608，其中可進一步調整施加至所想要區位之力。可依需要重覆進行對於一或多個偏移調整器及選用性包括對於一或多個軸向調整器之調整的疊代，以使探針基材的輪廓可建立複數個自其延伸的探針之所想要的平坦性位準。雖然上述平坦化方法揭露了調整一或多個施加至探針基材之力，可想見可將力施加至組配為可影響複數個探針的平坦性之探針卡總成的任何組件，如上述。 進一步想見此處所揭露的裝置及方法可用來將探針基材定形成平坦性以外之所想要輪廓。進一步可想見平坦化方法可在一遠離測試系統之測試台架上進行、或探針卡總成裝設於測試系統中之時進行。

因此，此處已提供一用於偏移、或間接平坦化一基材之發明性方法及裝置。此處揭露的裝置及方法可有利地在其中由於測試系統組態(譬如緊鄰於禁止區域)而不切實際或不可能使用習知調整機構的對準之區位處提供一基材的平坦化。並且，發明性方法及裝置可容許既有測試設備擴展至測試由於施加於其中所用的探針卡總成之設備物理規格與限制而先前不可能之較大基材。雖然已經就將半導體元件測試系統中的探針卡總成予以平坦化來描述本發明，可想見本發明可有利地使用於其中希望將一基材作間接平坦化之其他應用中。

雖然上文針對本發明的實施例，可設想本發明的其他及進一步實施例而不脫離其基本範圍，且其範圍由申請專利範圍來界定。

100‧‧‧示範性測試系統

102‧‧‧測試頭

103‧‧‧調整機構

104,314‧‧‧探針卡總成

106‧‧‧支撐夾盤

108‧‧‧受測試元件(DUT)

110‧‧‧控制器

112‧‧‧上區

114‧‧‧下區

116‧‧‧禁止區域

118‧‧‧基材

120‧‧‧配線基材

122‧‧‧探針基材

124‧‧‧中央處理單元(CPU)

126‧‧‧支援電路

128‧‧‧記憶體

130‧‧‧軟體常式，受測試元件(DUT)

132‧‧‧導通通路

134‧‧‧殼體

136‧‧‧內部室

138‧‧‧電性傳導探針

140‧‧‧輸入及/或輸出終端

150,200,308,400,500‧‧‧偏移調整器

152,162,202,310‧‧‧力調整部分

154,164,204,312‧‧‧力施加部分

160,306‧‧‧軸向調整器

206,416‧‧‧樑

302‧‧‧內部區

304‧‧‧外部區

402‧‧‧中介件基材

404‧‧‧開口

405‧‧‧槽

406‧‧‧柱螺栓

408,420‧‧‧鉸鏈

410‧‧‧杯

412‧‧‧第二端

414,504‧‧‧銷

418‧‧‧第一端

422‧‧‧車輪鉸鏈

423‧‧‧撓屈件

424,427‧‧‧螺絲

426‧‧‧差動螺絲

428‧‧‧孔

430‧‧‧特徵結構

432‧‧‧軸線

434,436‧‧‧間隙

438‧‧‧基底

440‧‧‧凹部

442‧‧‧彈簧

502‧‧‧延伸部

506‧‧‧突部

602‧‧‧開始

604‧‧‧提供具有偏移調整器之探針卡總成

606‧‧‧側向地定位探針基材

608‧‧‧調整施加至探針基材之力

610‧‧‧評斷平坦性

612‧‧‧結束

第1圖為根據本發明的部分實施例之一具有一利用偏移調整器之探針卡的測試系統之示意圖；第2圖為第1圖的偏移調整器之示意圖；第3圖為根據本發明的部分實施例之一探針卡總成的平面圖；第4及4A圖為根據本發明的部分實施例之一偏移調整 器的側視圖；第5圖為根據本發明的部分實施例之另一偏移調整器的側視圖；第6圖為描繪根據本發明的部分實施例之一用於調整探針卡總成之方法的流程圖。

100‧‧‧示範性測試系統

102‧‧‧測試頭

103‧‧‧調整機構

104‧‧‧探針卡總成

106‧‧‧支撐夾盤

108‧‧‧受測試元件(DUT)

110‧‧‧控制器

112‧‧‧上區

114‧‧‧下區

116‧‧‧禁止區域

118‧‧‧基材

120‧‧‧配線基材

122‧‧‧探針基材

124‧‧‧中央處理單元(CPU)

126‧‧‧支援電路

128‧‧‧記憶體

130‧‧‧軟體常式，受測試元件(DUT)

132‧‧‧導通通路

134‧‧‧殼體

136‧‧‧內部室

138‧‧‧電性傳導探針

140‧‧‧輸入及/或輸出終端

150‧‧‧偏移調整器

152,162‧‧‧力調整部分

154,164‧‧‧力施加部分

160‧‧‧軸向調整器

Claims (43)

1. 一種用於間接地平坦化一探針卡總成之裝置，包含：一調整部分，其用於控制一施加至該探針卡總成的一探針基材之力，該探針基材具有延伸自該探針基材之一表面的數個探針；一力施加部分，其組配為可將該力施加至該探針基材之自一軸呈側向地偏移的一區位處、而不將該力施加至該探針基材之位於該軸上的一區位處，該軸係垂直於該探針基材之表面且通過該調整部分；及一耦合機構，其將該力自該調整部分耦合至該力施加部分。
2. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該耦合機構包含一樑。
3. 如申請專利範圍第2項之裝置，進一步包含一配置於該樑與一基底之間的撓性耦合件，用以將該樑固接至一參考區位。
4. 如申請專利範圍第3項之裝置，其中該撓性耦合件具有一單一旋轉自由度。
5. 如申請專利範圍第3項之裝置，其中該撓性耦合件包含一撓屈件、一彈簧、或一鉸鏈。
6. 如申請專利範圍第3項之裝置，進一步包含至少一止動器，該至少一止動器係組配為可限制該撓性耦合件或該樑的至少一者之運動。
7. 如申請專利範圍第3項之裝置，其中該撓性耦合件無背隙(backlash)。
8. 如申請專利範圍第3項之裝置，其中該撓性耦合件可承受施加至該裝置之側向力。
9. 如申請專利範圍第2項之裝置，進一步包含一配置於該樑與該力施加部分之間的撓性耦合件。
10. 如申請專利範圍第9項之裝置，其中該撓性耦合件具有一單一旋轉自由度。
11. 如申請專利範圍第2項之裝置，其中該樑係撓性地耦合至一基底。
12. 如申請專利範圍第2項之裝置，其中該樑進一步包含複數螺紋孔，該等複數螺紋孔係沿著該樑之長度配置於不同區位，以提供與該調整部分形成介面之不同位址。
13. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該調整部分包含一螺絲、一差動螺絲、一齒輪、一凸輪、一楔件、或一槓桿中的至少一者。
14. 如申請專利範圍第13項之裝置，進一步包含一用於控制該調整部分之致動器。
15. 如申請專利範圍第14項之裝置，其中該致動器被電性、壓電性、熱性或純機械性驅動。
16. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該力施加部分進一步包含一特徵結構，該特徵結構係組配為可與一欲受該力施加於其上之表面形成介面。
17. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該耦合機構包含一樑及一第一鉸鏈，該樑係配置於該調整部分及該探針基材間，該第一鉸鏈係將該樑之一 第一端可旋轉地耦合至該探針基材；及該調整部分係組配成可選擇性地將該樑繞著該第一鉸鏈旋轉。
18. 如申請專利範圍第17項之裝置，更包含一基材而該樑係配置於該基材及該探針基材間，其中：該耦合機構更包含一第二鉸鏈，該第二鉸鏈係將該樑之相對於該第一端的一第二端可旋轉地耦合至該基材，及該調整部分係更組配成可選擇性地將該樑繞著該第二鉸鏈旋轉。
19. 如申請專利範圍第18項之裝置，其中該調整部分包含一螺絲，該螺絲係組配成可將一力施加至該樑之介於該第一端及該第二端間的一區位。
20. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中：該調整部分係可調整成選擇性地設定該力的一位準，及實質上係藉由該調整部分所設定之所有具有該位準的該力係藉由該耦合機構來耦合至該力施加部分。
21. 一種用於間接地平坦化一探針卡總成之裝置，包含：一調整部分，其用於控制一施加至該探針卡總成的一探針基材之力；一力施加部分，其組配為可將該力施加至該探針基材之自該調整部分之一側呈側向地偏移的一區位處；一耦合機構，其將該調整部分耦合至該力施加部 分，其中該耦合機構包含一樑；及一撓性耦合件，其配置於該樑與一基底之間，用以將該樑固接至一參考區位，其中該撓性耦合件可承受施加至該裝置之側向力，且其中該撓性耦合件包含一車輪鉸鏈，該車輪鉸鏈具有至少一組配為可吸收施加至該裝置的側向力之撓屈件。
22. 一種用於間接地平坦化一探針卡總成之裝置，包含：一調整部分，其用於控制一施加至該探針卡總成的一探針基材之力；一力施加部分，其組配為可將該力施加至該探針基材之自該調整部分之一側呈側向地偏移的一區位處；及一耦合機構，其將該調整部分耦合至該力施加部分；其中該力施加部分進一步包含一特徵結構，該特徵結構係組配為可與一欲受該力施加於其上之表面形成介面，及其中該特徵結構為一形成於該力施加部分中之凹部，該凹部係組配為可配合於該表面上所配置的一對接突部。
23. 一種用於測試一半導體之探針卡總成，包含：一上部分，其組配為可與一測試器形成介面，該上部分的尺寸可配合在由一禁止區域所界定及接壤之該測試器的一內部區域內；一下部分，其耦合至該上部分且具有一配置於該下部分的一底表面上之探針介面，該下部分大於由該禁止 區域所界定之該內部區域；以及一偏移調整器，其用於平坦化該下部分的底表面，該偏移調整器包含：-- 一調整部分，其用於控制一施加至該探針卡總成的一探針基材之力，其中該下部分包含該探針基材；-- 一力施加部分，其組配為可將該力施加至該探針基材之自一軸呈側向地偏移的一區位處、而不將該力施加至該探針基材之位於該軸上的一區位處，該軸係垂直於該底表面且通過該調整部分；及-- 一耦合機構，其將該力自該調整部分耦合至該力施加部分，該調整部分可從該內部區域內的上部分近接；及其中該力施加部分係響應於該調整部分的控制而施加該力。
24. 如申請專利範圍第23項之探針卡總成，其中該力施加部分係至少部份地配置於該禁止區域下方。
25. 如申請專利範圍第23項之探針卡總成，進一步包含複數偏移調整器。
26. 如申請專利範圍第23項之探針卡總成，其中該探針卡總成的下部分包含一配線基材、一中介件、及一探針基材。
27. 如申請專利範圍第23項之探針卡總成，其中該耦合機構包含一樑。
28. 如申請專利範圍第27項之探針卡總成，其中該樑係撓性地耦合至一基底。
29. 如申請專利範圍第27項之探針卡總成，其中該樑進一步包含複數螺紋孔，該複數個螺紋孔係沿著該樑之長度配置於不同區位，以提供與該調整部分形成介面的不同位址。
30. 如申請專利範圍第27項之探針卡總成，進一步包含一撓性耦合件，該撓性耦合件配置於該樑與一基底之間，用以將該樑固接至一參考區位。
31. 如申請專利範圍第30項之探針卡總成，其中該撓性耦合件具有一單一旋轉自由度。
32. 如申請專利範圍第30項之探針卡總成，其中該撓性耦合件包含一撓屈件、一彈簧、或一鉸鏈。
33. 如申請專利範圍第30項之探針卡總成，進一步包含至少一止動器，該至少一止動器係組配為可限制該撓性耦合件或該樑的至少一者之運動。
34. 如申請專利範圍第30項之探針卡總成，其中該撓性耦合件無背隙。
35. 如申請專利範圍第30項之探針卡總成，其中該撓性耦合件可承受施加至該裝置之側向力。
36. 如申請專利範圍第35項之探針卡總成，其中該撓性耦合件包含一具有至少一撓屈件之車輪鉸鏈，該至少一撓屈件組配為可吸收施加至該裝置的側向力。
37. 如申請專利範圍第23項之探針卡總成，進一步包含一配置於該樑與該力施加部分之間的撓性耦合件。
38. 如申請專利範圍第37項之探針卡總成，其中該撓性耦合件具有一單一旋轉自由度。
39. 如申請專利範圍第23項之探針卡總成，其中該調整部分包含一螺絲、一差動螺絲、一齒輪、一凸輪、一楔件、或一槓桿之至少一者。
40. 如申請專利範圍第39項之探針卡總成，進一步包含一用於控制該調整部分之致動器。
41. 如申請專利範圍第40項之裝置，其中該致動器被電性、壓電性、熱性、或純機械性驅動。
42. 如申請專利範圍第23項之裝置，其中該力施加部分進一步包含一特徵結構，該特徵結構係組配為可與一欲受施加該力的相對表面形成介面。
43. 如申請專利範圍第42項之探針卡總成，其中該特徵結構係為一形成於該力施加部分中之凹部，該凹部係組配為可配合於該相對表面上所配置之一對接突部。