本發(fā)明大致涉及用于待測裝置例如但不限于半導(dǎo)體裝置的檢測裝置，具體地，本發(fā)明涉及包括一個(gè)或多個(gè)膨脹隙的探針卡組件。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體行業(yè)仍然需要在半導(dǎo)體晶圓上接入許多電子設(shè)備。隨著半導(dǎo)體行業(yè)繼續(xù)發(fā)展，裝置變得更小并且更復(fù)雜。很多電子裝置通常是半導(dǎo)體裝置和圓晶上的電子連接件會(huì)進(jìn)行電氣檢測。其中一些檢測要求靈敏度測試，其中探針的通道之間的電絕緣系數(shù)在10¹⁰至10¹⁴ohms之間。這些測試(例如可靠性檢測或類似檢測)通常要求較長的檢測時(shí)間，該時(shí)間范圍會(huì)在幾小時(shí)至幾周之間?？煽啃詸z測通常還包括溫度上的較大區(qū)間，該溫度區(qū)間為環(huán)境溫度至約400℃之間的任一溫度。當(dāng)半導(dǎo)體裝置變小時(shí)，用于檢測這些裝置的接觸部(通常指的是墊片)也會(huì)變小。約50微米乘以50微米(甚至更小)的范圍的相對較小的墊片要求相對較小的探針以及相對較高精度的探針對齊度。

多點(diǎn)檢測是一種用于提高檢測樣本量而不會(huì)增加檢測持久度的方法。多點(diǎn)檢測依賴于同時(shí)檢測半導(dǎo)體晶圓的相對較多的部分。多點(diǎn)檢測尤其是在較廣溫度范圍(例如如上所述的從近環(huán)境溫度至約400℃)的多點(diǎn)檢測包含額外挑戰(zhàn)。例如，為了探針卡能夠在一定溫度范圍內(nèi)接觸半導(dǎo)體晶圓上的多個(gè)位置點(diǎn)，探針卡通常需要將尺寸更改成與半導(dǎo)體晶圓幾乎相同量級，并且通常必須在各種溫度中保持大致平坦。探針卡的不匹配膨脹或者平坦度的變化會(huì)造成探針和半導(dǎo)體晶圓之間的定位錯(cuò)誤。

探針卡通常由各種材料制成，例如但不限于由金屬合金或類似物制成的探針卡板以及由陶瓷或類似物制成的探針芯。這些材料通常基于硅體和陶瓷的較低熱膨脹性來選取，以提供相對較高的電絕緣系數(shù)。但是，這些材料通常具有不同的熱膨脹系數(shù)，這會(huì)在部件之間產(chǎn)生應(yīng)力，甚至?xí)斐刹考g的移位。除非探針點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，而由于所涉及的時(shí)間、受限接入以及復(fù)雜度問題，探針點(diǎn)的調(diào)整難以實(shí)現(xiàn)，因此探針點(diǎn)的調(diào)整移位會(huì)引起問題，因?yàn)檫@會(huì)影響探針和半導(dǎo)體晶圓片之間的對齊度。因此，探針卡組件的部件通常粘接在一起。當(dāng)在較廣的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行檢測時(shí)，將部件粘接在一起會(huì)導(dǎo)致部件或部件之間的粘接部的變形，甚至碎裂。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明大致涉及用于待測裝置例如但不限于半導(dǎo)體裝置的檢測裝置，具體地，本發(fā)明涉及包括一個(gè)或多個(gè)膨脹隙的探針卡組件。

在一些實(shí)施例中，探針卡組件，包括探針卡板以及粘接至所述探針卡板的至少一部分上的探針芯。在一些實(shí)施例中，所述膨脹隙形成在所述探針卡板中并且環(huán)繞所述探針芯。在一些實(shí)施例中，其中形成有膨脹隙的探針卡板能夠在變化的溫度中降低探針芯傳遞至探針卡板的壓應(yīng)力。

公開一種探針卡組件。所述探針卡組件包括探針卡板、探針芯和限定在所述探針卡板中的膨脹隙。所述探針芯包括用于將所述探針芯固定至所述探針板上的粘接部。所述膨脹隙環(huán)繞所述探針芯。

在一些實(shí)施例中，探針卡組件包括探針卡板以及粘接至所述探針卡板的至少一部分上的管狀部。在這些實(shí)施例中，探針芯可以粘結(jié)至所述管狀部上。膨脹隙可以保持在所述管狀部和所述探針卡板之間。

公開另一探針卡組件。所述另一探針卡組件包括探針卡板、管狀部和探針芯。所述管狀部設(shè)置成插入至所述探針卡板的開口中并且設(shè)置成牢固地固定至所述探針卡板上。所述探針芯包括用于將所述探針芯固定至所述管狀部上的粘接部。

附圖說明

參考構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖，其中示出一些實(shí)施例，本說明書所述的系統(tǒng)和方法可以在這些實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。

圖1示出現(xiàn)有技術(shù)的探針卡組件；

圖2示出根據(jù)一些實(shí)施例的具有應(yīng)力消除膨脹隙的探針卡組件；

圖3示出根據(jù)一些實(shí)施例的包括管狀部的探針卡組件；

圖4示出根據(jù)一些實(shí)施例的具有一個(gè)或多個(gè)膨脹隙的管狀部。

在本文中，相同的參考符號表示相同的部件。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明大致涉及用于待測裝置例如但不限于半導(dǎo)體裝置的檢測裝置。具體地，本發(fā)明涉及包括一個(gè)或多個(gè)膨脹隙的探針卡組件。

用于待測裝置例如但不限于待測裝置的檢測裝置能夠用于較廣范圍的檢測條件中。例如，檢測條件可以包括從近似環(huán)境溫度至約華氏400度的溫度范圍。在一些實(shí)施例中，低溫檢測裝置還可以用于低于約華氏0度的溫度中。當(dāng)用于這些變化溫度中，檢測裝置(例如探針卡組件)會(huì)發(fā)生變形，這是因?yàn)橛刹煌牧现瞥傻奶结樋ǖ牟考斐傻膲簯?yīng)力所致。探針卡板的變形會(huì)影響探針卡組件與待測裝置的對齊，尤其是相對于與探針卡板平行的平面的變形。

在一些實(shí)施例中，如這里所述，探針卡組件可以包括探針卡板、探針芯以及保持在探針卡板和探針芯之間的一個(gè)或多個(gè)膨脹隙。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)膨脹隙可以減小探針卡板在平行于探針卡板的平面的方向上的變形。

圖1示出現(xiàn)有的探針卡組件100的一部分的截面。探針卡組件100包括探針卡板1和探針芯5?？梢岳斫?，探針芯5包括多個(gè)探針(例如約1至約100個(gè)或更多)，為了本說明書的簡潔，這些探針并未示出。探針芯5包括覆蓋探針卡板1的粘接部2。該粘接部2設(shè)有能夠牢固地固定至探針卡板1上的探針芯5的表面。該探針卡板1可以包括用于使用單個(gè)探針卡組件測試多個(gè)位置點(diǎn)的多個(gè)探針芯5。該探針卡板1可以由金屬、金屬合金或類似物制成。探針芯5通常由陶瓷材料制成。探針芯5的陶瓷材料具有比探針卡板1的金屬合金更高的熱膨脹系數(shù)。因此，當(dāng)探針卡組件的溫度升高時(shí)，探針卡板1會(huì)受到壓應(yīng)力。該壓應(yīng)力通常低于陶瓷和黏膠的壓縮屈服強(qiáng)度，因而探針芯5以及探針板1上的粘合劑通常不會(huì)碎裂。但是，壓應(yīng)力會(huì)使得探針卡板1變形(例如彎曲或卷曲)。探針卡板1的變形尤其會(huì)出現(xiàn)問題，因?yàn)檫@會(huì)造成待測晶圓上的一個(gè)或多個(gè)探針和半導(dǎo)體片之間的不對齊現(xiàn)象。該不對齊現(xiàn)象會(huì)引起錯(cuò)誤的檢測結(jié)果或者甚至要求更換卷曲的探針卡組件，這會(huì)提高檢測相關(guān)的成本。此外，該不對齊現(xiàn)象會(huì)在檢測過程中引起錯(cuò)誤的檢測結(jié)果，從而要求重新進(jìn)行檢測。由于這些檢測的持續(xù)，這會(huì)帶來較明顯的時(shí)間損耗。

圖2示出根據(jù)一些實(shí)施例的探針卡組件200的一部分的截面。該探針卡組件200的各方面與圖1的探針卡組件相同或相似。該探針卡組件200通常包括探針卡板10和具有粘接部20的探針芯15。在一些實(shí)施例中，探針卡板10的各方面可以與探針卡板1相同或相似，探針芯15的各方面可以與探針芯5相同或相似，粘接部20的各方面可以與粘接部2相同或相似。

探針卡組件200還包括限定在探針卡板10中的膨脹隙25。該膨脹隙25形成在探針卡板10的一部分中并且圍繞探針芯15延伸。該膨脹隙25以遠(yuǎn)離設(shè)置有探針芯15的開口的距離b的方式形成。該距離b還對應(yīng)于探針卡板10的固定有探針芯15的部分30的厚度。該探針芯15可以通過現(xiàn)有的方法例如但不限于黏膠固定至該部分30上。

膨脹隙25具有深度c和寬度d。該深度c和寬度d可以變化。在一些實(shí)施例中，深度c等于或約等于探針芯15的高度h。在一些實(shí)施例中，深度c大于探針芯15的高度h。在一些實(shí)施例中，相比于已知的探針卡組件100(圖1)，由探針芯15造成的探針卡板10的壓應(yīng)力可以降低。在一些實(shí)施例中，距離b可以變化，以使得形成部分30的材料量在環(huán)繞探針芯15的圓周的范圍上不恒定。例如，部分30可以設(shè)置成：粘接部20重疊至探針卡板10的位置處的距離b大于粘接部20未重疊至探針卡板10的位置處的距離b。由于壓應(yīng)力傳遞過程中的降低，所以在檢測執(zhí)行過程中要求的溫度變化中，探針卡板10可以保持為大致平坦。在一些實(shí)施例中，膨脹隙25的配置(例如尺寸、形狀、一致性等)可以基于檢測實(shí)踐進(jìn)行選擇。例如，膨脹隙25可以基于探針卡板10和探針芯15的材料進(jìn)行設(shè)置。類似的，膨脹隙25可以基于執(zhí)行測試的溫度范圍進(jìn)行設(shè)置(還可以取決于探針卡板10和探針芯15的材料)。可以理解，前述條件的合理結(jié)合能夠用來選取膨脹隙的配置。

可以理解，對于多點(diǎn)測試應(yīng)用，探針卡板10可以包括多個(gè)探針芯15(未示出)。在這些實(shí)施例中，形成于探針卡板10一部分中且圍繞探針芯15延伸的膨脹隙25可以與環(huán)繞多個(gè)探針芯15延伸的多個(gè)膨脹隙25重合。

在一些實(shí)施例中，對于直徑為約300毫米的探針卡板10，膨脹隙25的增加可以使得探針卡板10保持平坦，并且誤差在約5微米至約10微米之間?？梢岳斫猓@些參數(shù)只是示例性的而并非用來限制探針卡板10的幾何結(jié)構(gòu)。

圖3示出根據(jù)一些實(shí)施例的探針卡組件300的一部分的截面。該探針卡組件300的各方面與圖1的探針卡組件和/或圖2的探針卡組件200相同或相似。該探針卡組件300通常包括探針卡板10和具有粘接部20的探針芯15。

該探針卡組件300還包括管狀部35。探針芯15固定(例如使用參考上文的圖2描述的相同方法)至管狀部35上。根據(jù)一些實(shí)施例，該管狀部35可以由與探針卡板10相同的材料制成。或者，根據(jù)一些實(shí)施例，管狀部35可以由與探針卡板10不同的材料制成。

管狀部35固定至探針卡板1上，以使得膨脹隙25保持在管狀部35和探針卡板10之間。與探針卡組件200相似，膨脹隙25具有寬度d，該寬度d對應(yīng)于探針卡板10的表面和與探針卡板10鄰近的管狀部35的表面之間的距離。在一些實(shí)施例中，膨脹隙25的寬度對應(yīng)于將管狀部35固定至探針卡板10上的一個(gè)或多個(gè)焊接部40的厚度。在一些實(shí)施中，管狀部25由與探針卡板10不同的材料制成，該管狀部35會(huì)要求在一些位置點(diǎn)上進(jìn)行焊接，以將管狀部35牢固地固定至探針卡板10上。在管狀部35由與探針卡板10相同的材料制成的實(shí)施例中，與管狀部35和探針卡板10由不同的材料制成的情形相比，該管狀部35會(huì)在相對較多的位置點(diǎn)上進(jìn)行焊接。通過將膨脹隙25保持在管狀部35和探針卡板10之間，由溫度浮動(dòng)引起的壓應(yīng)力可以集中在管狀部35，并且與圖1的現(xiàn)有探針卡板相比，施加至探針卡板10上的壓應(yīng)力會(huì)降低。

在一些實(shí)施例中，焊接部40通常設(shè)置在遠(yuǎn)離待測裝置的探針卡板10的上表面上。在一些實(shí)施例中，設(shè)置在探針卡板10的上表面上的焊接部40可以允許管狀部在受到由溫度變動(dòng)引起的壓應(yīng)力作用時(shí)發(fā)生變形，同時(shí)能夠降低傳遞至焊接部40進(jìn)而傳遞至探針卡板10的壓應(yīng)力。在一些實(shí)施例中，設(shè)置在上表面上的焊接部40還可以例如簡化探針卡組件300的制作過程。在一些實(shí)施例中，焊接部40可以設(shè)置在探針卡板10的上表面和探針芯15的上表面之間的位置處。在一些實(shí)施例中，管狀部35還可以包括設(shè)置在探針芯15的上表面和探針芯15的下表面之間的焊接部40。

在一些實(shí)施例中，在與管狀部的縱軸平行的方向上延伸的一個(gè)或多個(gè)膨脹隙可以沿著管狀部35的外表面變形(如圖4所示)。該一個(gè)或多個(gè)膨脹隙會(huì)允許管狀部35的進(jìn)一步變形，同時(shí)能夠降低通過焊接部40傳遞至探針卡板10的壓應(yīng)力。

圖4示出根據(jù)一些實(shí)施例的包括一個(gè)或多個(gè)管狀膨脹隙45。圖4的管狀部35可以包括在圖3的探針卡組件300中?？梢岳斫?，膨脹隙45的數(shù)量可以變化。進(jìn)入至圓柱體的膨脹隙45的深度可以變化。在一些實(shí)施例中，膨脹隙45可以具有沿著膨脹隙45的長度的可變深度。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)膨脹隙45具有一致的尺寸和形狀等。在其他實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)膨脹隙45的尺寸和形狀等不同。

管狀部35中的膨脹隙45通常會(huì)在與管狀部35的縱軸l大致平行的方向上延伸。

方面

可以理解，方面1-6的任一方面可以與方面7-14的任一方面結(jié)合。

方面1.一種探針卡組件，包括：

探針卡板；

探針芯，其中所述探針芯包括用于將所述探針芯固定至所述探針板上的粘接部；以及

膨脹隙，所述膨脹隙限定在所述探針卡板中，其中所述膨脹隙環(huán)繞所述探針芯。

方面2.根據(jù)方面1所述的探針卡組件，其中，所述探針卡板和所述探針芯由具有不同熱膨脹特性的不同材料制成。

方面3.根據(jù)方面1或2所述的探針卡組件，其中，所述膨脹隙具有大于或等于所述探針芯的高度的深度。

方面4.根據(jù)方面1至3任一項(xiàng)所述的探針卡組件，其中，還包括一個(gè)或多個(gè)額外的探針芯，每一個(gè)所述一個(gè)或多個(gè)額外的探針芯包括相應(yīng)的膨脹隙。

方面5.根據(jù)方面1至4任一項(xiàng)所述的探針卡組件，其中，所述探針芯的所述探針粘接部與所述探針卡板的至少一部分重疊。

方面6.根據(jù)方面1至5任一項(xiàng)所述的探針卡組件，其中，所述膨脹隙具有可變的寬度。

方面7.一種探針卡組件，包括：

探針卡板；

管狀部，所述管狀部設(shè)置成插入至所述探針卡板的開口中并且設(shè)置成牢固地固定至所述探針卡板上；以及

探針芯，其中所述探針芯包括用于將所述探針芯固定至所述管狀部上的粘接部。

方面8.根據(jù)方面7所述的探針卡組件，其中，所述管狀部牢固地固定至所述探針卡板上，以使得間隙保持在所述管狀部的表面和所述探針卡板的表面之間。

方面9.根據(jù)方面7或8所述的探針卡組件，其中，所述管狀部焊接至所述探針卡板上。

方面10.根據(jù)方面7至9任一項(xiàng)所述的探針卡組件，其中，所述管狀部由與所述探針卡板不同的材料制成。

方面11.根據(jù)方面7至10任一項(xiàng)所述的探針卡組件，其中，所述探針芯的粘接部與所述管狀部的至少一部分重疊。

方面12.根據(jù)方面7至11任一項(xiàng)所述的探針卡組件，其中，所述管狀部和所述探針芯由具有不同熱膨脹特性的不同材料制成。

方面13.根據(jù)方面7至12任一項(xiàng)所述的探針卡組件，其中，還包括一個(gè)或多個(gè)額外的探針芯，每一個(gè)所述一個(gè)或多個(gè)額外的探針芯包括用于將所述一個(gè)或多個(gè)額外的探針芯固定至所述探針卡板上的相應(yīng)的管狀部。

方面14.根據(jù)方面7至13任一項(xiàng)所述的探針卡組件，其中，所述管狀部包括一個(gè)或多個(gè)膨脹隙，所述一個(gè)或多個(gè)膨脹隙形成在所述管狀部的鄰近所述探針卡板的表面上并且會(huì)在與所述管狀部的縱軸大致平行的方向上延伸。

本說明書所用的術(shù)語只是用于描述特定的實(shí)施例，而不會(huì)具有限制意義。除非明確指示，術(shù)語“一”、“一個(gè)”和“所述”還包括多個(gè)形式。當(dāng)用于本說明書中時(shí)，術(shù)語“包括”和/或“包含”表示具有所述特征、整件、步驟、操作、部件和/或組件，但不會(huì)排除一個(gè)或多個(gè)其他特征、整件、步驟、操作、部件和/或組件的存在或添加。

對于前述描述，可以理解，在不偏離本發(fā)明的范圍的前提下，細(xì)節(jié)上可以做出改變，尤其是使用的結(jié)構(gòu)材料以及部件的設(shè)置方面。本說明書以及所述的實(shí)施例僅為示例性的，而本發(fā)明的真正范圍和精神由以下權(quán)利要求書表示。

以下術(shù)語已在本文中得到具體描述，并且不具有限制意義：

非限定性的半導(dǎo)體裝置

本發(fā)明尤其適合用于探測半導(dǎo)體裝置，但是本指導(dǎo)的使用并不限制為探測半導(dǎo)體裝置。其他裝置也可以應(yīng)用到本發(fā)明的指導(dǎo)中。因此，雖然本說明書表述為探測半導(dǎo)體裝置，但是該術(shù)語還可以在更寬的范圍內(nèi)進(jìn)行解釋以包含探測任何合適的裝置。