TWI226931B - Needle assembly of probe card - Google Patents

Description

五、發明說明（1)

【發明所屬之技術領域J 是有關:：2 ΐ::7種半導體元件特性的測試，且特別 7特性測試之測試卡之、；高的半導體元件進行穩定 1先前技術】 、 案的製ί ίΐ將t二：：件的製造係歷經在晶圓上形成圖 程。才^及將曰曰®上之圖案組裝成個別的晶片之組裝製 電/ 4上述形成圖案之製程與組裝製程之間，通常會進扞 粒排序製=(EleGtHealdie 加叫，^ = 以測试晶圓上之每一晶片的電特性。 陷的=的是，EDS製程可應用於區分正常的晶片與有缺 曰曰μ，並利用測試裝置將電子信號施加在組成晶圓的 在上，#制所產生的電子信號來檢測有缺陷的。 ，為了進行組成晶圓之晶片的電性測試，可使一 冉為測試卡（probe card)的測試裝種 個探針（needle)，且此此撰钻总拉細叫式卡内具有多 案，而電子信號即是透過此些探針而施加於晶片的圖 若測試卡測試出半導體元件為良品，則將 導 件輸送至後段製程中，例如是封裝製程等 =體儿 體元件的最終成品係藉由封裴製程所製造的。1:1，半導 在半導體元件的電特性測試過程中，°測二 接觸於每一半導體元件的電極焊墊上。豆:的楝針係 通常是形成於晶圓i。而4寺定的電流是特2體元件 1疋仉特疋的測試器

12805pif.ptd 1226931 五、發明說明（2) 流過探針，以便於測量及檢測半導體元件的電特性。 近期之半導體元件的發展趨勢正不斷地邁向高積集度 =及尺寸微小化，因而製造出與其相符的測試裝置，並使 其能在此發展趨勢中用以測試此些半導體元件。而且，所 製造出來的測試裝置之測試卡也已經作了多次的嘗試以進 行高積集度之半導體元件的適當測試。 因此上述之半導體元件習知的測試裝置會使得由主 1板上接觸半導體元件之電極焊墊的探針之間距變窄，同 犄也會縮短電子信號的傳遞路徑。 然而’為了實現高積集度之半導體元件的測試裝置， 貝必須將彳木針的厚度盡可能地縮小，使探間的間距也被 細微化。 為了將探針的厚度及其間的間距細微化，則必須以係 /韵：：Ϊ 5形成支撐此些探針的組件，且其更需要-種能 二Μ電Ρ 2號穩定地從主機板傳遞至此些細微的探針上的 ^構1 4处即需要非常複雜且棘手的製程技術來實現此種 【發明内容】 件，^細是提供一種測試卡之探針組 =依照現今科技趨勢所生產的微小且高 本發明的另一目的是提供一種測試卡之 降減少組裝的製程手續， 仏針組件’以 低卞,，並错由將接觸於半導體元件之電 1226931 -發明說明（3) ，，墊上的探針以及支撐探針的組件結合為一探針組件來 提高生產率。 為達成上述之目的，本發明提出一種測試卡之探針組 件/包括一探針導板以及形成於其中的探針板。其中，探 =導板例如是以矽材料所製成的薄板。且探針導板上的預 Ϊ^中係形成有具有預定之寬度及長度的探針活動孔以 的ΪΪΞ每—探針活動孔之内部周^面且具有肖定厚度 。探#板的一側可以是黏著在料活動孔在長度 且探針板的另一侧端表面則係在-預定間隙 :探= 内部周遭表面相隔開。…除了黏著 的厚产t孔之一側以外的另一侧之垂直厚度較探針導板 =度缚，以便於有足夠的空間可使另一端能垂直地上下 針導Γ象本Γ明之另一目的，測試卡的探針組件包括一探 ίϋΐίΐί县針導板上的預定間距中係形成有具 有預疋之見度及長度的探針活動孔 動孔之内部周遭表面且具有預定厚声J:己置於母-板針活 針板之一側的表面係黏著在探針活ς孔：：二方：且’探 侧，且探針板的另一側端表面盥探：：長度方向的-面間具有~n ® A: 抓針活動孔之内部周遭表 側以外的另-側之垂直厚度較探在探針活動孔之一 有足夠的空間可使另一端能垂直 手又潯以便於 形成於探針導板的頂部、，- 上下移動。而電路板係 五 發明說明（4) 千面上具有垂直的接趨：?丨 頂部。此外，在電路板:係連接至探針導板之 為讓本發明ΐίϊΓϊ而與接觸孔電性連接。 易懂，下文特舉一較佳i ^他目的、特徵和優點能更明顯 說明如下。 μ施例，並配合所附圖式，作詳細 【實施方式】 本發明及其示範性的每 整的說明。然而，本發明；：2於以下配合圖式作更完 所揭露之示範性實施例係用以==的型式實施。此處 發明之觀念傳達給熟習此 /、疋整的說明，並將本 明。 藝者，而並非用以限制本發 第1圖係繪示根據本發明 一一# 測試半導體元件之特性的測試7y巳實施例中，用以 本發明之探針組件中的探 ^針的剖面示意圖。 成一體的，此為本發明之一發明f10與探針板20係結合 值得注意的是，探針導板10係^ 針板2 0則係由導電材料所構，’、石材質所構成，而探 形成。 ，且適於與探針導板10 —體 更進一步地詳細說明，探針 且具有預定之厚度。而在預定=板10係由矽材質所構成 板1〇的探針活動孔u，且探針中則具有穿透探針導 及長度。 動孔11係具有預定之寬度 振針導板10包括一具有預 ，厚度之絕，而絕緣 12805pif.ptd 第10頁 1226931 五、發明說明（5) 膜1 2係形成於探斜 10之上表面與下表面$ ^11的内部周遭表面以及探針導板 膜。值得注意的是’絕緣膜12例如是氧化膜或是氮化石夕 電材由導電材料所構成，而沈積此導 至是其他不同的材質。 積，其例如是鎳或是鈹銅甚 在探二針板2°的-側係黏附於形成 而探針板20另= = = 2動孔11之一側的表面， 表面隔開，以於探針活動孔11内部的周遭 侧係固定在探針活動^ ^内千表板面的且L形探針板20之一 20的另一侧端即 此，探針板 下移動。 f 口疋於《針導板10的轴而往上或往 而且’具有給定之尺寸的探斜，丨、4山9 4 的下表面往下設計而成’而探針板5表：：：：：20 :在探針導板10上的一側。由於探針尖』：:：：= 體兀件之連接墊，且值得注意的是，探針尖端21 ^

係為點狀，因此其與半導體元件之連接墊之 ^下鸲。P 而非面接觸，以便於藉由點接觸來降低接觸二值為點接觸 將探針板20往上移動可於絕緣膜j 2與 探 之一側的另一側端間形成可變間隙13，以便於具二==2的0 12805pif.ptd 第11頁 1226931 五、發明說明（6) 空間。因而可避免告 在的那側）往上戋 則（也就是探針尖端2 1所 時，絕緣㈣與i 多ί (也可以是上上下下地搖動） 任何接觸。^ ; a十板2〇之—側的另一側端間產生 明之^ ^組件所。不，本發明還可以將電路板30與本發 面，以與探黏::探：導版〗()的上表 率的從㈨試卡的主I板傳遞至探針板2〇電^言號即可有效 ㊁成有連接墊31，且連接墊上 電子#號連接單元電性連接。 〃裝配在其頂鳊的 此外，如圖3所示，電路板3〇係 的接觸窗32。其中，接觸窗32係位於探成針有』滿：電材質 接觸：探針板20。探針板2〇則是接觸於電路板3〇。此：而 接觸窗32的頂部係連接至形成於電路板3〇上卜’ 於在其與連接墊31間進行電性傳遞。 圖案，以便 本發明，探針組件可利用習知半導體元件的製 來衣作。也就是說，本發明之探針組件可利用一些已用 以製造半導體元件的製程，例如是微影製程、蝕二 沈積製程以及研磨製程。其中，沈積製程例如是化學，相 沈積（Chemical VaP〇r Depositi〇n，CVD)製程。舉例 說，利用微影製程來蝕刻由矽平板所構成且具有給定之 度的探針導板1 0，即可形成活動探針孔丨丨。而利用沈 程即可在活動探針孔11中形成探針板20，特別是利用^ p

12805pif.ptd 第12頁 1226931 五 發明說明（7) 化學汽相沈積（Low Pressure Chemical Vap〇r

Deposit ion ’ LPCVD )製程。當然，本發明之探針組件還 可以利用其他製程來製作完成。

絕緣膜1 2係：氮化矽所構成，其形成方法例如是沈積 二。且其與由氧化膜所構成並形成在探針導板工q上 :二：額之内部周遭表面的探針板2〇不同…，絕緣 ，12有一部份係接觸於”L，，型之探針板2〇，而另一部份 未與"L”型之探針板2〇接觸。 、J # ^具ΐ預定高度的探針尖端21係形成在探針板20之—端 :端二Π·面’並接觸於半導體元件之電極焊墊。其中探針 上及往下移動。且探針尖端21係藉由分離沈積 I私而形成於探針板20上。 積 電路板3 0係形成或配置在血趨纟9 η 導板ίο之上表面上。 合為一體的探針 板30具有電路圖案’此些電路 像疋在探針導板10上所進行製；取万去砘 積製程。 仃的裂私樣，例如是微影及沈 平坦ΐ Ϊ注意的是’探針導板10的上表面與下表面可利用 —1私來將其平坦化，例如是研磨製程。 構。以下將敘述說明本發明之探針組件在操作狀g下^ 的产i ί明的特徵即是在於接觸於半導體元件之電極惶a =針組件結合為—· ’因 的w 更加密集。 、行^木針間的距離

1226931 五、發明說明（8彡 特別的是，士 可在一預定条 發月的項優點是在探針導板1 〇上構成 如圖4所示。使其一端往上或往下移動的探針板2〇， 與半導體元件^電m〇古可做為一緩衝器，用以抵抗因 在此探針魬件的姓娃^墊直接接觸所引起的衝擊。另外， 板10 一體形虑、、、、口冓中，探針板20及電路板30係與探針導 卡。以便於進行組裝製程以於後續製造二 導板以及傳遞::::將探針、支撐探針的探针 後再進行組裝。然而Ϊ = = 此些構件成為單一物體：二牛：製造方法係將 測試卡進行組裝。 而使此探針組件可更簡單地與 此外，由於本發明之探針組 形成半導體元件圖案之準確且細微的方二，利用用來 間距亦會較為微小，因而使壬揼針板20間的 趨向微小化以及高積集度的半導體；：效率地對應至逐漸 如同以上所述，接觸於半導舻 之組件係一體形成的’且其係利用半導電2焊塾的探針 成製程來製造完成，進而提高組件的特性案的形 產率’以及將探針極小化，並大大地縮小探=卡的生 因此，依照本發明所述，即使是高積 =間距。 可經歷精準的特性測試。 亍等體疋件亦 本發明可增加半導體元件之測試的可主 是，本發明甚至可用以測試極微小化的^ ς :特別的 7C 件。

1226931 五、發明說明（9) 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

12805pif.ptd 第15頁 1226931 圖式簡單說明 第1圖繪示為依照本發明： 件之剖面示意圖。 . 第2圖綠示為第1圖所繪示 示範實施例中的探針叙 第3圖給+盔从的丄々 探針組件的下視圖 夕W 、曰/、為依…、本發明之另一示範杳綠点,丨A . 組件之剖而― 々^彳曲不意圖。 第4圖纷示為本發明之探針板在操作狀 意圖。 ’ ^ ^=1| 〇 實施例中的探針 態下的剖面示 10 11 12 13 20 21 30 31 探針 導板 探針 活動孔 絕緣 膜 間隙 探針 板 探針 尖端 電路 板 連接 墊 •接觸 窗

第16頁

Claims (1)

1226931 六 ’请專利範圍 板 皆 探 形 於 成 垂 往 其 黏 遭 上 其 之 下 其 一探 中係形 具有預 針活動 成有一 多數 該些探 側部表 一預定 直方向 上及往 其中 2 ·如 中該探 附於該 表面， 以及往 種測試 針導板 成有多 定長度 孔分隔 絕緣膜 個探針 針活動 面係與 之探針 係較該 下移動 ，該探 申請專 針板為 探針導 且該nL 下移動 卡之探針組 ，係由矽材 數個探針活 與寬度，並 ’而每一該 ，該絕緣膜 板，每一該 件，包括： 質所構成之一薄 動孔，且每一該 板，該探針導 些探針活動孔 在一預定之間隙中與另一該些 動孔之 厚度 孔之 些探針活 具有預定 些探針板 該些探針活 活動間隙， 探針導板薄 的一側表面， 動孔之一 每一該些 ，以便於 周遭表面上係 以及 之一侧部表面係黏附 每一該些探針板之另 的周遭表面隔開而形 探針板之其他部位在 在該些探針活動孔内 針導板與該探針板係結合為一體。 二二圍，第V員,所述之測試卡之探針組件， 板之該些V針ΐ ί探針板的一垂直部位係 ，型之探# #的動孔之一的一側邊内部周 木針板的一水平部位係配置成可往 3·如申請專利範圍第1項所 中該探針板包括一探針尖端， 該探針板的下表面往下設計， 移動0 述之測試卡之探針組件， 該探針尖端係由其他部位 其中該探針板可往上及往 1226931 六、申請專利範圍 周遭表面間的該探針活動間隙且右 σ | ^ 該探針板之該其他側部往及往拉的度以避免當 探針板之該另-側部之間移動時，該絕緣膜與該 5· 一種測試卡之探針組件，包括·· 板針導板，係由石夕姑當 板中係形成有多數個探ξ::構成，-純，該探針導 皆具有預定“Ϊ寬？並Τ箱且每一該些探針活動孔 形成，-絕緣膜，該絕緣膜具有預定厚度； 面上係 多數個探針板，每一兮此π ϋ 於該些探針活動孔之一的ίςϊ 侧部表面係黏附 一側部表面係與該些探表面’母一該些探針板之另 活動間隙，每-該些探針板之其他部位在 往上及‘下、==探針導板薄’以便於在該些探針活動孔内 在上及彺下移動；以及 電路板m反於該探針導板上且具有預定厚度，該 連接至該探針板，而兮雷=由開以使該電路板電性 案，以與該些接觸窗開口電性連接， 授口 一體n # 導板 '該探針板以及該電路板係結合為 12805pif.ptd 第18頁