TWI817599B

TWI817599B - 測試裝置以及半導體元件的測試方法

Info

Publication number: TWI817599B
Application number: TW111125411A
Authority: TW
Inventors: 楊吳德
Original assignee: 南亞科技股份有限公司
Priority date: 2022-05-12
Filing date: 2022-07-06
Publication date: 2023-10-01
Also published as: TW202344855A; TW202344847A; TWI833274B

Abstract

本揭露提供一種測試裝置以及半導體元件的測試方法。該測試裝置包括一插槽以及一蓋體，該插槽具有一腔室，用以容納一待測元件，該蓋體設置在該插槽上。該插槽具有一導熱材料。該蓋體具有一盤體、一電路板以及一開口，該電路板貼附到該盤體，該開口穿過該盤體與該電路板，且暴露該插槽的該腔室。

Description

測試裝置以及半導體元件的測試方法

本申請案主張美國第17/742,546及17/742,629號專利申請案之優先權(即優先權日為「2022年5月12日」)，其內容以全文引用之方式併入本文中。

本揭露關於一種測試裝置以及半導體元件的測試方法。

半導體技術的發展已導致對更複雜的記憶體操作以及高速半導體記憶體元件的需求，例如動態隨機存取記憶體(DRAM)元件。一探針設備用於測試待測元件(DUT)(例如積體電路(IC)元件)的電子特性，以確定DUT是否滿足產品規格。此外，應在整個電性測試中監控DUT，以確保探針接觸DUT。因此，需要一改善的測試裝置以及探針裝置。

上文之「先前技術」說明僅提供背景技術，並未承認上文之「先前技術」說明揭示本揭露之標的，不構成本揭露之先前技術，且上文之「先前技術」之任何說明均不應作為本案之任一部分。

本揭露之一實施例提供一種測試裝置。該測試裝置包括一插槽，具有容納一待測元件(DUT)的一腔室；以及一蓋體，設置在該插槽。該插槽包含一導熱材料。該蓋體具有一盤體；一電路板，貼附到該盤體；以及一開口，穿過該盤體與該電路板以暴露該插槽的該腔室。

本揭露之另一實施例提供一種探針設備。該探針設備包括一平台；一機械手臂，設置在該平台上並具有一探針；以及一測試裝置，設置在該平台上。該測試裝置包括一插槽，具有容納一待測元件的一腔室；以及一蓋體，設置在該插槽上。該插槽包含一導熱材料。該蓋體包括一盤體；一電路板，貼附到該盤體；以及一開口，穿過該盤體與該電路板，以暴露該插槽的該腔室。

本揭露之另一實施例提供一種半導體元件的測試方法。該測試方法包括提供一插槽，該插槽具有容納該半導體元件的一腔室，其中該插槽包括一導熱材料；將一蓋體設置在該插槽上，其中該蓋體具有一開口，以暴露該半導體元件；將該插槽與該蓋體設置在一平台上；以及將一探針移動到該開口中以接觸該半導體元件。

本揭露提供一種在其中接收一DUT的測試裝置。該DUT的主動表面可面對該測試裝置的該開口，以使該探針裝置的一使用者在進行探針測試時，可以觀察該DUT，並確保探針經由該開口而與該DUT接觸。此外，該測試裝置可包括一熱調節器，以調節該DUT的溫度。為此目的，該測試裝置的該插槽可包括一導熱材料，例如銅。因此，可以將該DUT調整到一所期望的測試環境。

上文已相當廣泛地概述本揭露之技術特徵及優點，俾使下文之本揭露詳細描述得以獲得較佳瞭解。構成本揭露之申請專利範圍標的之其它技術特徵及優點將描述於下文。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，可相當容易地利用下文揭示之概念與特定實施例可作為修改或設計其它結構或製程而實現與本揭露相同之目的。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者亦應瞭解，這類等效建構無法脫離後附之申請專利範圍所界定之本揭露的精神和範圍。

5:探針設備

51:平台

52:機械手臂

52p:探針

53:監控裝置

54:螢幕

55:支撐架

56:電纜線

57:訊號源

100:測試裝置

110:插槽

114:腔室

120:蓋體

121:盤體

122:電路板

123:導電橡膠

124:開口

125:電纜線

126:端子

131:固定件

132:固定件

140:待測元件

140A:半導體元件

140B:半導體元件

140C:半導體元件(方框)

140D:半導體元件

141:基底

142:晶粒

143:模製物

144:窗口

145:接合線

145a:接合墊

145b:導電墊

146:底部填充物

147:接觸點

147p:接觸墊

148:導電橡膠

150:熱調節器

160:測試頭

200:測試裝置

300A:測試裝置

300B:測試裝置

500:測試裝置

524:開口

525:電纜線

526:端子

540:待測元件

560:測試頭

600:測試方法

610:步驟

620:步驟

630:步驟

640:步驟

650:步驟

660:步驟

670:步驟

680:步驟

T1:厚度

W1:寬度

當結合圖式考慮時，可以藉由參考詳細描述以及申請專利範圍來獲得對本揭露的更完整的理解，其中相同的元件編號在整個圖式中是代類似的元件。

圖1是剖視示意圖，例示本揭露一些實施例的測試裝置。

圖2是頂視示意圖，例示本揭露一些實施例的測試裝置。

圖3A是剖視示意圖，例示本揭露一些實施例沿圖2之剖線A-A'的測試裝置。

圖3B是剖視示意圖，例示本揭露一些實施例沿圖2之剖線A-A'的測試裝置。

圖4A是剖視示意圖，例示本揭露一些實施例的半導體元件。

圖4B是底視示意圖，例示本揭露一些實施例的半導體元件。

圖4C是剖視示意圖，例示本揭露一些實施例的半導體元件。

圖4D是剖視示意圖，例示本揭露一些實施例的半導體元件。

圖5A是立體示意圖，例示本揭露一些實施例的探針設備。

圖5B是頂視示意圖，例示本揭露一些實施例之探針設備的一部分。

圖6是流程示意圖，例示本揭露一些實施例之半導體元件的測試方法。

以下描述了組件和配置的具體範例，以簡化本揭露之實施例。當然，這些實施例僅用以例示，並非意圖限制本揭露之範圍。舉例而言，在敘述中第一部件形成於第二部件之上，可能包含形成第一和第二部件直接接觸的實施例，也可能包含額外的部件形成於第一和第二部件之間，使得第一和第二部件不會直接接觸的實施例。另外，本揭露之實施例可能在許多範例中重複參照標號及/或字母。這些重複的目的是為了簡化和清楚，除非內文中特別說明，其本身並非代表各種實施例及/或所討論的配置之間有特定的關係。

應當理解，當一個元件被稱為「連接到(connected to)」或「耦接到(coupled to)」另一個元件時，則該初始元件可直接連接到或耦接到另一個元件，或是其他中間元件。

應當理解，儘管這裡可以使用術語第一，第二，第三等來描述各種元件、部件、區域、層或區段(sections)，但是這些元件、部件、區域、層或區段不受這些術語的限制。相反，這些術語僅用於將一個元件、組件、區域、層或區段與另一個區域、層或區段所區分開。因此，在不脫離本發明進步性構思的教導的情況下，下列所討論的第一元件、組件、區域、層或區段可以被稱為第二元件、組件、區域、層或區段。

本文中使用之術語僅是為了實現描述特定實施例之目的，而非意欲限制本發明。如本文中所使用，單數形式「一(a)」、「一(an)」，及「該(the)」意欲亦包括複數形式，除非上下文中另作明確指示。將進一步理解，當術語「包括(comprises)」及/或「包括(comprising)」用於本說明書中時，該等術語規定所陳述之特徵、整數、步驟、操作、元件，及/或組件之存在，但不排除存在或增添一或更多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件，及/或上述各者之群組。

應當理解，在本揭露的描述中，使用的術語「大約」(about)改變本揭露的成分、組成或反應物的數量，意指例如藉由用於製備濃縮物或溶液的典型測量以及液體處理程序而可能發生的數量變化。再者，在測量程序中的疏忽錯誤、用於製造組合物或實施方法之成分的製造、來源或純度的差異等可能會導致變化。在一方面，術語「大約」(about)是指在報告數值的10%以內。在另一個方面，術語「大約」(about)是指在報告數值的5%以內。進而，在另一方面，術語「大約」(about)是指在所報告數值的10、9、8、7、6、5、4、3、2或1%以內。

圖1是剖視示意圖，例示本揭露一些實施例的測試裝置100。圖1是測試裝置100的分解示意圖。請參考圖1，測試裝置100包括一插槽110、一蓋體120、固定件131與132、一電纜線125以及一端子126。

插槽110可支撐一待測元件(DUT)。該待測元件可為一積體電路(IC)元件、一晶圓破片(wafer fragment)、一半導體基底、一電路、一記憶體胞(例如一動態隨機存取記憶體胞(DRAM cell))、安裝有多個電子元件的一電路板(PCB)等等，但並不以此為限。該DUT亦可包括一封裝元件，例如一半導體封裝、一球柵陣列(BGA)封裝、一針柵陣列(PGA)封裝、一開窗型球柵陣列(WBGA)封裝、一記憶體封裝等等。

插槽110可具有一不連續側向表面。在一些實施例中，插槽110可具有一未期望部以及在該未期望部上的一上部。該未期望部具有不同於該上部的一寬度。舉例來說，該未期望部可比該上部更寬。在一些實施例中，該未期望部的該寬度可與該上部相同。該未期望部可具有不同於該上部的一寬度。該未期望部可具有不同於該上部的一高度。舉例來說，該未期望部可高於該上部。在一些實施例中，該未期望部的該高度可相等於該上部的高度。

插槽110可包括一腔室114。在一些實施例中，腔室114可從插槽110的上表面凹陷。腔室114可容納有該DUT。在一些實施例中，腔室114的該深度可等於或小於該DUT的一厚度。在一些實施例中，腔室114的寬度可等於或超過該DUT的一寬度。

插槽110可為一高度導熱材料。在一些實施例中，插槽110的該材料可為金屬。舉例來說，插槽110可包含銅。

蓋體120可設置在插槽110上。在一些實施例中，蓋體120可包括一盤體121、一電路板122以及一導電橡膠(黏著劑)123。蓋體120具有不同於插槽110之上部的一寬度。舉例來說，蓋體120的寬度可大於插槽110的上部。在一些實施例中，蓋體120的寬度可大致等於插槽110的上部。

在一些實施例中，蓋體120可具有一開口124。開口124可穿過蓋體120。開口124可對應於插槽110的腔室114。在一些實施例中，開口124可具有不同於腔室114的一寬度。舉例來說，開口124的寬度可小於腔室114的寬度。意即，開口124可暴露至少一部分的腔室114。

蓋體120的盤體121可設置在插槽110上。在一些實施例中，盤體121可具有不同於插槽110的一寬度。舉例來說，盤體121的寬度可大於插槽110的上部。反之，盤體121的寬度可小於插槽110的該未期望部。在一些實施例中，開口124可穿過盤體121。

在一些實施例中，盤體121可包含金屬。舉例來說，盤體121可包含鋼。意即，盤體121可為一鋼盤。

蓋體120的電路板122可貼附到盤體121。電路板122可設置在蓋體121與插槽110之間。電路板122可具有不同於蓋體121的一寬度。舉例來說，電路板122的寬度可小於蓋體121的寬度。在一些實施例中，電路板122可具有大致相等於插槽110之上部的一寬度。在其他實施例中，電路板122的寬度可不同於插槽110的上部。在一些實施例中，開口124可穿過電路板122。

在一些實施例中，可延伸電路板122以覆蓋插槽110之腔室114的一部分。電路板122可包括一或多個接觸墊，設置在電路板122面對腔室114的一表面。在一些實施例中，該等接觸墊可經配置以連接到容置在腔室114中的該DUT。在其他的實施例中，該等接觸墊可經配置以連接到多個外部單元，例如一訊號源或一電源供應器。電路板122可為一隔離板，具有在形成在其中的多個互連圖案，例如一印刷電路板(PCB)。在一些實施例中，電路板122可為一可撓性印刷電路板(FPC)。

導電橡膠123設置在電路板122上。在一些實施例中，導電橡膠123可設置在電路板122與插槽110之間。導電橡膠123可貼附到電路板122。在一些實施例中，導電橡膠123可具有一側向邊緣，大致對準腔室114的一側表面。導電橡膠123可具有大致相等於腔室114的一寬度。在一些實施例中，開口124可穿過導電橡膠123。

在一些實施例中，導電橡膠123可設置在電路板122與容置在腔室中的DUT之間。在一些實施例中，導電橡膠123可為電性導電的，以使電路板122可經由導電橡膠123而電性連接到在插槽110之腔室114中的該DUT。

當一DUT設置在腔室114中，可執行一選擇的內部探針測試。一內部探針可用於經由開口124而接觸該DUT。

蓋體120可經由固定件131與132(如圖3A所示)而連接到插槽110。測試裝置100可包括一或多個固定件131與132。在一些實施例中，固定件131與固定件132相匹配。舉例來說，固定件131可為一螺栓，但並不以此為限。固定件132可為一螺帽，但並不以此為限。

在其他實施例中，插槽110可具有對應該等固定件131的多個孔洞。以此方法，該等固定件132是選擇性的。意即，該等固定件131可藉由插入插槽110(如圖3B所示)中而連接插槽110與蓋體120。

在此實施例中，提供端子126以經由電纜線125而將電路板122連接到多個外部單元。多個測試訊號可在端子126被接受，並經過電纜線125，且經由電路板122而傳送到在插槽110中的該DUT。

圖2是頂視示意圖，例示本揭露一些實施例的測試裝置200。測試裝置200類似於圖1的測試裝置100，其不同在於測試裝置200還包括在腔室114中的一待測元件(DUT)140。

請參考圖2，測試裝置200包括一插槽110、一蓋體120、多個固定件131以及一DUT 140。多個元件被相同標記，因此為了清楚起見省略其描述。

插槽110可支撐DUT 140。DUT 140可被蓋體120所覆蓋。蓋體120與插槽110可藉由該等固定件131所連接，以使DUT 140保留在插槽110中。在一些實施例中，DUT 140的一部分可藉由蓋體120的開口124而暴露；舉例來說，當DUT 140是一WBGA封裝元件時，該部分可為DUT 140的窗口(window)144。。

圖3A是剖視示意圖，例示本揭露一些實施例沿圖2之剖線A-A'的測試裝置300A。測試裝置300A類似於圖1。請參考圖3A，測試裝置300A包括一插槽110、一蓋體120、多個固定件131與132、一電纜線125、一端子126、一DUT 140、一熱調節器150以及一測試頭160。

請參考圖3A，蓋體120藉由固定件131與132而連接到插槽110，以使DUT 140可保留在插槽110的腔室114中。DUT 140可包括一積體電路(IC)元件、一晶圓破片、一半導體基底、一電路、一記憶體胞(例如一隨機存取記憶體胞(DRAM cell))、安裝有多個電子元件的一印刷電路板(PCB)等等，但並不以此為限。DUT 140亦可包括一封裝元件，例如一半導體封裝、一球柵陣列(BGA)封裝、一針柵陣列(PGA)封裝、一開窗型球柵陣列(WBGA)封裝、一記憶體封裝等等。

DUT 140可包括藉由開口124而暴露的一部分。當DUT 140設置在插槽110中時，可執行一選擇的內部探針測試。一內部探針可用於接觸DUT 140經由該開口124的該部分。在一些實施例中，該部分的寬度可大致相等於開口124。該部分的寬度大約為1000μm。舉例來說，該部分的寬度可大約為1040μm。在一些實施例中，DUT 140具有一厚度，其大致相等於插槽110之腔室114的深度。

在一些實施例中，DUT 140具有面對蓋體120的一主動表面。DUT 140可具有在該主動表面上的一或多個接觸點，以電性連接到電路板122。在一些實施例中，DUT 140可經由導電橡膠123而連接到電路板122。在一些實施例中，DUT 140可不與插槽110電性連接。

熱調節器150耦接到插槽110。在一些實施例中，插槽110可設置在熱處理器150上且鄰近熱調節器150。在一實施例中，熱調節器150的寬度可不同於插槽110。舉例來說，熱處理器150的寬度可大於插槽110。在另一實施例中，熱調節器150的寬度可相等於插槽110。

在DUT 140的電性測試及/或可靠度測試期間，DUT 140需要在一預定溫度以獲得用於分析的電性資料。在一些實施例中，熱調節器150可耦接到插槽110，以便調節插槽110的一溫度。在此情況下，可藉由熱調節器150而經由插槽110以調節DUT 140的一溫度。熱調節器150可將熱能傳導到DUT 140或從DUT 140傳導熱能。在一些實施例中，熱調節器150可為能夠提升或降低其表面溫度的一盤體。因此，可依據需求而藉由控制熱調節器150的該表面溫度以調整DUT 140的一測試溫度。

測試裝置300A可包括用於連接到一訊號源的一測試頭160。測試頭160可提供在該訊號源與DUT 140之間的一電性路徑。舉例來說，測試頭160可經由端子126而與電纜線125連接。測試頭160可經由端子126與電纜線125而電性連接到電路板122。測試頭160可將多個測試訊號經由電路板122而傳送到DUT 140。

圖3B是剖視示意圖，例示本揭露一些實施例沿圖2之剖線A-A'的測試裝置300B。測試裝置300B類似於屠3A中的測試裝置300A，其差異在於該等固定件131可直接藉由插入插槽110而連接插槽110與蓋體120。

在一些實施例中，DUT 140的厚度可小於插槽110之腔室114的深度。導電橡膠123可位在插槽110的腔室114中並電性連接到DUT 140。

圖4A是剖視示意圖，例示本揭露一些實施例的半導體元件140A。半導體元件140A可為所描述的DUT 140。請參考圖4A，半導體元件140A包括一基底141、一晶粒142、一模製物143、一窗口144、多個接合線145、一底部填充物146、多個接觸點147、多個接觸墊147p以及一導電橡膠148。在方框140C中的內容將被放大並顯示在圖4C中。

基底141可包括一導電跡線以及一介電層(圖未示)。基底141可為一半導體基底。在一些實施例中，基底141包含半導體材料，例如矽、鍺、砷化鎵及其組合。舉例來說，基底141可為一銅箔(copper foil)基底。在一些實施例中，基底141包含的材料，例如陶瓷、玻璃或類似物。在一些實施例中，該基底可具有小於500μm的一厚度T1。在一些實施例中，厚度T1可小於300μm。在一些實施例中，厚度T1可大於50μm。在一些實施例中，厚度T1可大於100μm。舉例來說，厚度T1可大約為230μm。

晶粒142可為一DRAM晶片。在一些實施例中，晶粒142可藉由一機械刀片或一雷射刀片而從一半導體晶圓進行單粒化(singulated)。在一些實施例中，晶粒142包括適合於一特定應用的多種不同電子電路。在一些實施例中，晶粒142可包括各種已知類型的半導體元件中的任何一種，例如記憶體、微處理器、特定應用積體電路(ASICs)或類似物。在一些實施例中，晶粒142是一邏輯元件晶粒或類似物。

在一些實施例中，晶粒142藉由一導電橡膠148而接合在基底141上。導電橡膠148可為一晶粒貼附膜(DAF)、膠水或類似物。

模製物143可設置在晶粒142與基底141上。模製物143可覆蓋晶粒142。在一些實施例中，模製物143可覆蓋晶粒142的一上表面。模製物143可覆蓋晶粒142的一側向表面。在一些實施例中，模製物143可覆蓋導電橡膠148。

在一些實施例中，模製物143可為一單層膜或是一複合堆疊。在一些實施例中，模製物143包含不同材料，例如模製化合物、模製底部填充物、環氧樹脂、樹脂或類似物。在一些實施例中，模製物143具有高導熱性、低吸濕率(moisture absorption rate)以及一高變形強度(flex strength)。

基底141可具有暴露晶粒142之一部分的一開口。在一些實施例中，晶粒142可具有面對基底141的一主動表面。晶粒142可在該主動表面上具有一窗口144。意即，窗口144可藉由基底141的該開口而暴露。在一些實施例中，窗口144可具有大約1000μm的一寬度W1。舉例來說，寬度W1可大約為1040μm。

在一些實施例中，晶粒142可藉由一接合線145而電性連接到基底141。在一些實施例中，接合線145可包含銅、金或任何其他適合的材料。其細節可在圖4C的描述中找到。

底部填充物146可設置在基底141與晶粒142上。底部填充物146可覆蓋晶粒142的主動表面。底部填充物146可填充在基底141的該開口中。在一些實施例中，底部填充物146可覆蓋窗口144。基底141的一部分可被底部填充物146所覆蓋。在一些實施例中，底部填充物146可圍繞接合線145。舉例來說，底部填充物146可囊封接合線145。

在一些實施例中，底部填充物146可為一單層膜或是一複合堆疊。在一些實施例中，底部填充物146包含不同材料，例如模製化合物、模製底部填充物、環氧樹脂、樹脂或類似物。在一些實施例中，底部填充物146具有一高導熱性、一低吸濕率以及一高變形強度。

一或多個接觸墊147p可設置在基底141上。意即，該等接觸墊147p可從基底141的一下側表面突伸。在另一實施例中，該等接觸墊147p可埋置在基底141中。意即，該等接觸墊的一下側表面可與基底141 的下側表面呈共面。

一或多個接觸點147可設置在基底141上。在一些實施例中，該等接觸點147可設置在該等接觸墊147p上。該等接觸墊147p可電性連接到該等接觸點147。在一些實施例中，該等接觸點147包含導電材料，例如銲錫、銅、鎳或金。在一些實施例中，該等接觸點147是一錫球、一球柵陣列(BGA)球、受控塌陷晶片連接(C4)凸塊、微凸塊、一柱狀物或類似物。在一些實施例中，該等接觸點147為球形、半球形或是圓柱形。

圖4B是底視示意圖，例示本揭露一些實施例的半導體元件140B。半導體元件140B相同於如圖4A所示的半導體元件140A。請參考圖4B，半導體元件140B包括一基底141、一底部填充物146以及多個接觸點。

該等接觸點147可設置而呈一接觸配置。舉例來說，該等接觸點147可設置而呈一陣列。該等接觸點的數量並不受限制，並可依據設計而進行修改。半導體元件140B可具有該等接觸點147的其中兩個部分7，其由填充有底部填充物146的窗口144而分隔開。

圖4C是剖視示意圖，例示本揭露一些實施例的半導體元件140C。圖4C是在圖4A中之方框140C的放大示意圖。半導體元件140C包括一基底141、一晶粒142、一窗口144、多個接合線145、多個接合墊145a、多個導電墊145b、底部填充物146、多個接觸墊147p以及一導電橡膠148。

請參考圖4C，一或多個接合墊145a可設置在晶粒142的主動表面上。該等接合墊145a可位在窗口144中。在一實施例中，該等接合墊145a可從晶粒142的主動表面突伸。在一些實施例中，該等接合墊145a可經配置以接收導電結構，例如該等接合線145。在一些實施例中，該等接合墊145a包含銅、鎢、鋁、鈀或其合金。

一或多個導電墊145b可設置在基底141上。在一些實施例中，該等導電墊145b鄰近基底141的該開口處。換言之，該等導電墊145b可位在鄰近窗口144處。在一實施例中，該等導電墊145b可從基底141突伸。在其他實施例中，該等導電墊145b可埋置在基底141中。在一些實施例中，該等導電墊145b可經配置以接收導電結構，例如該等接合線145。在一些實施例中，該等導電墊145b可包含銅、鎢、鋁、鈀或其合金。

在一些實施例中，該等導電墊145b可類似於該等接觸墊147p。在一實施例中，該等導電墊145b的尺寸可不同於該等接觸墊147p。舉例來說，該等導電墊145b可比該等接觸墊147p更窄。在一些實施例中，該等導電墊145b可具有大致相等於該等接觸墊147p的一寬度。

在一些實施例中，晶粒142可藉由一接合線145而電性連接到基底141。接合墊145a可藉由接合線145而電性連接到導電墊145b，以使晶粒142與基底141或一外部單元可電性通訊。

在一些實施例中，底部填充物146可填充在基底141的開口中。底部填充物146可覆蓋基底141的一部分。在一些實施例中，底部填充物146可覆蓋該等接合墊145a、該等接合線145以及該等導電墊145b。

在一些實施例中，底部填充物146可具有平行於晶粒142之主動表面的一下側表面。在一實施例中，底部填充物146的下側表面可低於接觸點147。舉例來說，接觸點147可設置在基底141與底部填充物146的下側表面之間。在另一實施例中，底部填充物146的下側表面可齊平於接觸點147。在一些實施例中，底部填充物146的表面可垂直地位在基底141與接觸點147之間。

底部填充物146的寬度可從基底141朝向底部填充物146的下側表面而逐漸變細。底部填充物146可具有一側向表面而終止在接觸墊147p與導電墊145b之間。在一些實施例中，底部填充物146的側向表面可不垂直於基底141。

圖4D是剖視示意圖，例示本揭露一些實施例的半導體元件140D。半導體元件140D類似於圖4C的半導體元件140C，其不同在於在圖4D中，半導體元件140D是側向反轉，且移除底部填充物146以暴露窗口144。

請參考圖4D，移除底部填充物146以暴露該等接合墊145a、該等接合線145以及該等導電墊145b，因此幫助內部探針測試。一旦移除底部填充物146，窗口144可藉由監控單元而在內部探針測試期間進行觀察，以便正確地檢查半導體元件140D。

圖5A是立體示意圖，例示本揭露一些實施例的探針設備5。

探針設備5可用於測試待測元件(DUT)(舉例來說，DUT 140)的電子特性，以驗證是否符合產品規格。探針設備5亦可表示成一個探針設備。在一些實施例中，DUT可容納在一測試裝置(例如測試裝置100)內，且該測試裝置可放置於探針設備5上以測試DUT。

請參考圖5A，探針設備5可包括一平台51、一機械手臂52、一監控裝置53、一螢幕54、一支撐架55、一電纜線56、一訊號源57、一測試裝置500以及一測試頭560。可藉由測試裝置500而支撐、容納或容置一DUT 540。

測試裝置500可為如所描述的測試裝置100、200、300A或300B。DUT 540可為如所描述的DUT 140。為清楚起見，不再重複其描述。

在一些實施例中，測試裝置500可設置在平台51上。測試裝置500可位在鄰近機械手臂52處。在一些實施例中，測試裝置500可設置在監控裝置53下方。測試裝置500可以任何方式而安裝在平台51。在一些實施例中，測試裝置500可硬式安裝(例如螺接)到平台51。舉例來說，測試裝置500可穩固地連接到平台51。

雖然在探測裝置5中存在有許多單元或元件，但本揭露並不以此為限。舉例來說，在一些實施例中，探測裝置5中可有任意數量的單元。舉例來說，在一些實施例中，探測裝置5還可包括(或與之交叉)圖5A中未描繪的其他硬體及/或實用單元，例如一處理單元、一檢測單元、一記憶體單元、一通訊單元等等。

平台51可包括支撐平台51的多個柱狀組件51。平台51可具有一致或均勻的一厚度。平台51可足夠厚以對機械手臂52、監控裝置53、螢幕54以及測試裝置500提供結構支撐。

一或多個機械手臂52可設置在平台51上。機械手臂52可鄰近測試裝置500。每一個機械手臂52可具有一探針52p或是呈探針形式的一導電部。測試裝置500可具有暴露DUT 540的一開口524(例如如圖3A所示的開口124)，以使探針52p可存取DUT 540。舉例來說，機械手臂52的探針52p可延伸到開口524中以接觸DUT 540。

機械手臂52可具有或使用一磁性安裝座或是一真空/吸氣安裝座，以貼附到平台51。舉例來說，機械手臂52可具有磁性材料的一安裝座，其能夠將機械手臂52固定到磁性吸附材料的平台51，而磁性吸附材料例如金屬。然而，在一些其他實施例中，機械手臂52可為硬式安裝(例如螺接)到平台51，以提供用於精確探測的結構穩定性。

機械手臂52可經配置以定位探針52p。舉例來說，機械手臂52可經配置以使探針52p沿著x、y以及z方向(或是x軸、y軸以及z軸)移動。在一些實施例中，機械手臂52亦可經配置以調整探針52p與DUT 540之間的角度(例如攻角(attack angle))。

在一些實施例中，機械手臂52可連接到一馬達或一驅動機制，或者是被該馬達或該驅動機制所驅動。在一些實施例中，機械手臂52的該馬達或該驅動機制可被探針設備5的該處理單元或是與探針設備5交互作用的一處理單元所控制。

探針設備5的該檢測單元或是與探針設備5交互作用的一處理單元可與該處理單元通訊連接。在一些實施例中，檢測單元亦可與機械手臂52通訊連接。

在一些實施例中，測試裝置500可定位在平台51上，且DUT 540的期望部可定位在監控單元53下方。此外，機械手臂52可經配置以實際地定位在DUT 541之期望位置或測試位置處(例如期望的導電路徑標記)上的探針52p。

雖然顯示兩個機械手臂，但探針設備5可使用額外的機械手臂。舉例來說，探測裝置可經配置以運行六個或六以上的機械手臂。

監控裝置53可設置在平台51上，並允許探針設備5的一操作人員監控DUT 540的狀況，並確保其內的探針接觸。

在一些實施例中，監控裝置53可包括一光學顯微鏡。在一些實施例中，監控裝置53可包括一高解析度顯微鏡，例如掃描型電子顯微鏡(SEM)、聚焦離子束(FIB)系統或類似物。在一些實施例中，使用SEM及/或FIB，探針設備5可經由一非接觸探測製程來進行該檢測方法。舉例來說，經由電子束感應電流(EBIC)分析以及光束感應電流(OBIC)分析而可進行多個電流路徑追蹤測試。

在一些實施例中，監控裝置53可包括一相機，其經配置以擷取DUT 540的一影像。在一些實施例中，該相機可經配置以在本揭露的該檢測方法期間擷取DUT 540的一影像。在一些實施例中，該相機可經配置以在原位擷取DUT 540的一影像。在一些實施例中，該相機可經配置以擷取DUT 540之窗口(例如窗口144)的一影像。

在一些實施例中，該相機可包括一或多個鏡片(例如物鏡、變焦鏡頭、中繼透鏡、成像鏡頭、聚光透鏡等等)、一或多個光源(例如一低功率光源、一外部光源、一近紅外線光源等等)、一電荷耦合元件(CCD)影像感測器，或是一或多個訊號轉換器(例如一類比轉數位(A/D)轉換器)。在一些實施例中，可省略該相機。

在一些實施例中，該等影像可傳送或更新到探針設備5的一記憶體單元或是與探針設備5交互作用的一記憶體單元。在一些實施例中，該等影像可傳送或更新到螢幕54。

螢幕54可設置在平台51上。螢幕54可包括一顯示器、一面板或是一監視器。螢幕54可經配置以顯示來自監控裝置53的該等影像。

在一些實施例中，探針設備5可結合一程式化的實用程式來控制探針52p。可經由螢幕54使實用程序的界面是可用的，進而允許經由例如在螢幕上操縱一游標來操縱探針52p到DUT 540上的一期望位置或測試位置。

在一些實施例中，與螢幕54相關聯之電腦介面控制或輸入裝置可包括例如一鍵盤、滑鼠、搖桿(joystick)、觸控螢幕、開關或類似物。

在一些實施例中，移動該游標可能造成在探針52p與DUT 540之間的一相對位置或是一相對移動。在一些實施例中，可程式化該實用程式以操作機械手臂52使探針52p沿著x方向、y方向以及z方向移動。

測試頭560可被支撐架55所支撐。測試頭560可提供在訊號源57與DUT 540之間的一電性路徑。舉例來說，測試頭560可具有與電纜線56連接的一連接器(圖未示)以及與測試裝置500之端子526(例如圖1中的端子126)連接的另一連接器。

在一些實施例中，測試裝置500可包括一電纜線525以及一端子526。端子526可經由電纜線525而將DUT 540電性連接到多個外部單元。舉例來說，端子526可經由電纜線525而連接到測試頭560。在一些實施例中，DUT 540可電性連接到測試頭560。在一些實施例中，DUT 540可經由測試頭560而電性連接到訊號源57。

支撐架55可支撐測試頭560並將測試頭560保持遠離接地。因此，在一些實施例中，測試頭560用於連接電纜線56的連接件可位在測試頭560面對接地的下側表面。

訊號源57可電性耦接到測試頭560，例如經由電纜線56。電纜線56的例子可包括一BNC/同軸電纜線、一個三同軸電纜線、一導管電纜線、一管件連接器等等。在一些實施例中，電纜線525可類似於電纜線56。

訊號源57可經配置以提供一訊號(例如一電子訊號)以測試SUT 540。在本揭露的該檢測方法期間，多個電子訊號可藉由訊號源57而產生並經由電纜線56、測試頭560、端子526、電纜線525以及測試裝置500的一電路板(例如圖1中的電路板)而傳送到SUT 540。

在一些實施例中，該處理單元可經配置以進行本揭露的一檢測方法或檢測製程。該處理單元可經配置以執行演算法或是儲存在一記憶體中的電腦可執行指令，而該記憶體例如探針設備5或其他媒體的記憶體單元。

在一些實施例中，處理單元可包括(或是可為)一處理器(例如一中央處理單元(CPU)、一圖形處理單元(GPU)、一微處理單元(MCU)、一特定應用積體電路(ASIC)或類似物)或是一控制器。

在一些實施例中，檢查單元可經配置以檢查每一個機械手臂52的位移、傾斜、旋轉或其他移動。舉例來說，檢查單元可經配置以檢查機械手臂52相對於DUT 540的移動。

在一些實施例中，檢查單元可經配置以將多個檢查結果經由通訊單元而傳送到處理單元。在一些實施例中，處理單元可經配置以接收該檢測結果，然後依據該檢測結果而調整機械手臂52的移動。舉例來說，處理單元可經配置以調整每一個機械手臂52的移動方向、角度以及距離。

在一些實施例中，檢查單元可包括一測距儀、一LiDAR或是其他運動控制機制或是一回饋機制，經配置以檢測關於DUT 540之環境的資訊息並輸出該資訊。

探針設備5的記憶體單元或是與探針設備5交互作用的一處理單元可經配置以儲存演算法或是該處理單元的電腦可執行指令。記憶體單元亦可經配置以儲存資料，例如機械手臂52之移動的軌道。記憶體單元亦可經配置以儲存檢查單元的檢查結果。

在一些實施例中，記憶體單元可包括隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、硬碟、以及可移除記憶體元件，其可包括記憶棒、記憶卡、快閃元件、外接硬碟等等。

探針設備5的通訊單元或是與探針設備5交互作用的一處理單元可經配置以經由有線或無線技術(例如Wi-Fi、蜂巢式網路、藍芽或類似物)將資料發送到探針設備5或是經由有線或無線技術而接收來自探針設備5的資料。在一些實施例中，通訊單元可包括一無線通訊收發器。舉例來說，通訊單元可包括一傳送器、一接收器、一天線等等。

本揭露可以一系統、方法、電腦程式或其任意組合而實現。據此，本揭露的實施例可包括專門的硬體或專門的一程式化實用程式(包括韌體、常駐實用程式、微編碼等)或其組合，其在本文中通常被稱為「單元」、「模組」或「系統」。再者，本揭露可採用包含在任何有形表達媒體中的電腦程式的形式，該媒體具有包含在該媒體中的電腦可用程式碼。

本揭露可在由一電腦所執行的演算法或電腦可執行指令(例如程式)的一般上下文中進行描述。通常，程式包括執行特定任務或實現特定抽像資料類型的例行程式、程式、物件、元件、資料結構等。本揭露還可在分佈式計算環境中實施，其中多個任務是由藉由一通訊網絡鏈接的遠端處理設備所執行。在一分佈式計算環境中，程式可位於本地與遠端電腦儲存媒體中，包括記憶體儲存裝置。

圖5B是頂視示意圖，例示本揭露一些實施例之探針設備5的一部分。

如圖所示，當測試裝置500與DUT 540設置在監控裝置53下方時，DUT 540可藉由測試裝置500的開口524而暴露。舉例來說，至少DUT 540的窗口(例如窗口144)可以被測試裝置500的開口524暴露。開口524可為探針52p提供到DUT 540的存取。舉例來說，機械手臂52的探針52p可延伸到開口524中以接觸DUT 540。

圖6是流程示意圖，例示本揭露一些實施例之半導體元件的測試方法600。在一些實施例中，可以執行測試方法600以操作在DUT 540上執行的測試，如圖5A及圖5B中所述。測試方法600可包括步驟610、620、630、640、650、660、670以及680。

為了更好地理解，測試方法600可參考圖5A及圖5B所示的探測裝置5來描述。

在步驟610中，可提供具有一腔室的一插槽。該插槽的該腔室可接收一半導體元件。舉例來說，插槽110可具有一腔室114，以容納如圖2及圖3A與圖3B的DUT 140。在一些實施例中，該插槽可包含一導熱材料。

在步驟620中，一蓋體可設置在設置該插槽上。舉例來說，蓋體120可設置在如圖3A及圖3B所示的插槽110。在一些實施例中，蓋體120具有一開口124，以暴露DUT 140。在一實施例中，DUT 140可為一WBGA封裝元件。當DUT 140是一WBGA封裝元件時，在探針測試(如圖4D所示)期間，可移除在DUT 140之窗口144中的底部填充物146。

在步驟630中，該插槽與該蓋體可設置在一平台上。舉例來說，插槽110與蓋體120可結合平台51並設置在平台51上。可連接插槽110與蓋體120而成為一測試裝置500，然後放置在平台51上。

在步驟640中，一熱調節器可耦接到該插槽，以便可調整容置在該插槽中之該半導體元件的一溫度。舉例來說，熱調節器150可設置在如圖3A及圖3B所示的插槽110下方並熱耦接到插槽110。可藉由熱調節器150而調整(加熱或冷卻)插槽110的一溫度，以便可調整DUT 140的溫度。可針對不同測試環境而調整DUT 140的溫度。

在步驟650中，電性連接到該半導體元件的一訊號源可提供一訊號到該半導體元件。舉例來說，訊號源57可電性連接到DUT 540，以使藉由訊號源57所產生的該訊號可提供到如圖5A所示的DUT 540。

在步驟660中，可提供一測試頭，其中該測試頭可電性耦接到該半導體元件，且經配置以提供在該訊號源與該半導體元件之間的一電性路徑。舉例來說，測試頭560可電性耦接到如圖5A所示的DUT 540。測試頭560可經配置以提供在訊號源57與DUT 540之間的電性路徑(舉例來說，經由電纜線525與56)。在一些實施例中，藉由訊號源57所產生的該訊號可經由電纜線56、測試頭560、端子526以及電纜線525而傳送到DUT 540。

在步驟670中，一探針可移動到該開口中以接觸該半導體元件。舉例來說，探針52p可移動到開口524中以接觸如圖5A及圖5B所示的DUT 540。在一些實施例中，探針52p可藉由機械手臂52而定位。

在步驟680中，一監控單元可設置在該蓋體的該窗口上。舉例來說，監控裝置53可設置在如圖5A所示的開口524上。在一些實施例中，監控裝置53可對準暴露DUT 540的開口524，以使探針設備5的一使用者可監控DUT 540的情況並確保探針與其接觸。

本揭露提供一種在其中接收一DUT的測試裝置。該DUT的主動表面可面對該測試裝置的該開口，以使該探針裝置的一使用者在進行探針測試時，可以監控DUT 540的情況，並確保該探針經由該開口而與該DUT接觸。此外，該測試裝置可包括一熱調節器，以調節該DUT的溫度。為此目的，該測試裝置的該插槽可包括一導熱材料，例如銅。因此，可以將該DUT調整到一所期望的測試環境。

雖然已詳述本揭露及其優點，然而應理解可進行各種變化、取代與替代而不脫離申請專利範圍所定義之本揭露的精神與範圍。例如，可用不同的方法實施上述的許多製程，並且以其他製程或其組合替代上述的許多製程。

再者，本申請案的範圍並不受限於說明書中所述之製程、機械、製造、物質組成物、手段、方法與步驟之特定實施例。該技藝之技術人士可自本揭露的揭示內容理解可根據本揭露而使用與本文所述之對應實施例具有相同功能或是達到實質上相同結果之現存或是未來發展之製程、機械、製造、物質組成物、手段、方法、或步驟。據此，此等製程、機械、製造、物質組成物、手段、方法、或步驟包含於本申請案之申請專利範圍內。