TWI787740B - 探測系統 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種探測系統，包括一夾盤，該夾盤配置成支撐一待測裝置(DUT)；以及一操縱器，該操縱器設置在該夾盤上方並包括一第一探針，該第一探針從該操縱器朝向該夾盤突出，其中該第一探針包括一溫度感測裝置，其用於感測與該DUT之一表面相鄰的一溫度。本發明提供一種探測裝置，包括一夾盤；在該夾盤上面設置一DUT；一操縱器，設置在該DUT上方，其中該操縱器包括一第一探針，該第一探針從該操縱器朝向該DUT突出並包括一溫度感測裝置，該溫度感測裝置用於感測一溫度；將該DUT朝向該操縱器移動；以及藉由該第一探針感測該DUT之一溫度。

Description

探測系統

本發明所揭示內容係關於一種包括一溫度感測探針的探測裝置，尤其係關於一種包括一夾盤、一操縱器(其在該夾盤上方)、和一溫度感測探針(其從該操縱器突出並配置成感測該夾盤上的一待測裝置(DUT)之一溫度)的探測系統。又，本發明所揭示內容係關於一種用於藉由溫度感測探針感測待測裝置(DUT)之溫度的探測裝置。

在製造之後，藉由探測系統測試半導體待測裝置(Device under test，DUT) (如包括晶粒的晶圓)。使用探針卡測試該DUT之電氣性質，以便選擇和丟棄任何有缺陷的DUT。該探針卡一般來說包括幾個探針，其從該探針卡突出。在測試期間，使每個探針皆與該DUT上面的該對應接點焊墊對準後接觸。

然而，目前DUT之微型尺度使得對該DUT之測試越來越複雜，在這樣小且薄的DUT上進行測試步驟和操作很困難。又，為降低成本，該探針卡一般來說係配備越來越多數量之探針以接觸該等DUT之多個接點焊墊，以使可同時在幾個晶粒上進行測試。在測試和電源管理之複雜度上的提高，可能導致該測試之準確度降低。

如此，本領域仍亟需改進該探針裝置和該探測方法之配置。

提供此先前技術段落僅為了背景資訊。此先前技術中的該等陳述，並非承認此先前技術段落中所揭示標的構成本發明所揭示內容的先前技術，且此先前技術段落之任何部分，皆無法用於承認本申請案之任何部分(包括此先前技術段落)構成本發明所揭示內容的先前技術。

本發明所揭示內容之一個態樣提供一種探測系統。該探測系統包括一夾盤，其配置成支撐一待測裝置(DUT)；以及一操縱器，該操縱器設置在該夾盤上方並包括一第一探針，該第一探針從該操縱器朝向該夾盤突出，其中該第一探針包括一溫度感測裝置，該溫度感測裝置用於感測該DUT之一前表面之一溫度，該溫度感測裝置由熱傳導構件圍繞，該溫度感測裝置的末端從該熱傳導構件突出。

在一些具體實施例中，該溫度感測裝置係設置在與該DUT相鄰的該第一探針之一末端部位。

在一些具體實施例中，該溫度感測裝置包括一溫度感測器、一熱敏電阻(thermistor)、或一電阻式溫度檢測器(Resistive temperature detector，RTD) 的其中之一。

在一些具體實施例中，該溫度感測裝置之寬度實質上係小於200 µm。

在一些具體實施例中，該溫度感測裝置的材料包括金屬、陶瓷、或聚合物材料。

在一些具體實施例中，該探測系統更包括一第二探針，該第二探針與該第一探針相鄰設置並為了探測和測試該DUT而配置。

在一些具體實施例中，該熱傳導構件配置成提高該第一探針的末端部位的熱傳導性。

在一些具體實施例中，該熱傳導構件係由傳導性環氧樹脂(epoxy)形成。

在一些具體實施例中，該熱傳導構件的材料包括銀(Ag)或金(Au)。

在一些具體實施例中，該探測系統更包括一熱屏蔽件，該熱屏蔽件圍繞該第一探針之該末端部位。

在一些具體實施例中，該熱屏蔽件包括特氟隆(Teflon)。

在一些具體實施例中，該第一探針為可撓式且可彎曲。

在一些具體實施例中，該探測系統更包括一電磁屏蔽件，該電磁屏蔽件圍繞該第一探針之一本體部位。

在一些具體實施例中，該電磁屏蔽件的材料包括銅(Cu)。

在一些具體實施例中，該第一探針係透過接頭連接到該操縱器。

本發明所揭示內容之另一態樣提供一種探測裝置。該探測裝置包括一夾盤；一DUT，設置在該夾盤上面；一操縱器，在該DUT上方，其中該操縱器包括一第一探針，該第一探針從該操縱器朝向該DUT突出，且該第一探針包括一溫度感測裝置，該溫度感測裝置用於感測一溫度，該溫度感測裝置由熱傳導構件圍繞，該溫度感測裝置的末端從該熱傳導構件突出；將該DUT朝向該操縱器移動；以及藉由該溫度感測裝置感測一溫度。

在一些具體實施例中，在該溫度之感測期間，該溫度感測裝置與該DUT之該表面之間的距離實質上係小於1 µm。

在一些具體實施例中，該溫度感測裝置在該溫度之感測期間接觸該DUT之該表面。

在一些具體實施例中，該裝置更包括一第二探針，其中藉由該第二探針探測該待測裝置之該表面使得該溫度之該感測及該DUT之該探測係同時進行。

在一些具體實施例中，在該溫度之感測期間，該第一探針或該第二探針與該待測裝置表面之該表面之間的距離實質上系小於1 µm。

在一些具體實施例中，該第一探針係在該溫度之感測期間變形。

前述內容已相當廣泛概述本發明所揭示內容之該等特徵和技術優勢，以便可能更佳理解接下來所揭示內容之實施方式。以下將說明所揭示內容之附加特徵和優勢，並形成所揭示內容之諸申請專利範圍之主題。熟習此領域技術者應可瞭解，可能很容易將所揭示該概念和指定具體實施例利用為基礎，以供修改或設計用於執行本發明所揭示內容之相同目的之其他結構或程序。熟習此領域技術者也應可意識到，這樣的等同構造並未悖離如所附諸申請專利範圍中所闡述的所揭示內容之精神與範疇。

下列所揭示內容之說明附帶圖式(其係併入和構成本說明書之一部分並例示所揭示內容之各具體實施例)，但所揭示內容不限於該等具體實施例。此外，可將下列各具體實施例適當整合以完成另一具體實施例。

參照「一個具體實施例」(one embodiment)、「一具體實施例」(an embodiment)、「示例性具體實施例」(exemplary embodiment)、「其他具體實施例」(other embodiments)、「另一具體實施例」(another embodiment)等指出如此所說明的所揭示內容之該(等)具體實施例可能包括一特定特徵、結構、或特性，但並非每個具體實施例皆有必要包括該特定特徵、結構、或特性。又，該片語「在該具體實施例中」(in the embodiment)之重複使用儘管可能但不必要指稱相同具體實施例。

為了使得本發明所揭示內容完全可理解，在下列說明中提供詳細步驟和結構。顯然，本發明所揭示內容之實作並未限制熟習此領域技術者已知的特殊細節。此外，未詳細說明已知結構和步驟，以免不必要限制本發明所揭示內容。下述將詳細說明本發明所揭示內容之各較佳具體實施例。然而，除了實施方式以外，也可能在其他具體實施例中廣泛實行本發明所揭示內容。本發明所揭示內容之範疇不限於實施方式，而係由諸申請專利範圍定義。

在製造之後，可能藉由探測系統對半導體待測裝置(DUT)進行一些測試(如四導線電氣測試或其類似物)。在該測試期間，可能產生熱，且該DUT之表面之溫度可能升高。慣用上，將熱敏電阻嵌入在該DUT之該表面上，以在該測試期間得到該DUT之該表面之該溫度。然而，由於該DUT之尺寸變得越來越小，因此將該熱敏電阻嵌入到這樣的小DUT中不再可行。

在本發明所揭示內容中，揭示一種探測系統。該探測系統包括一操縱器，該操縱器用於測試一DUT。該操縱器包括一探針，該探針用於感測一溫度。從該操縱器突出的至少一個探針可感測或測量該DUT之表面之溫度，或與該DUT之測試表面相鄰的溫度。如此，可直接得到該DUT之該表面之該溫度。

由於該DUT之該表面之該溫度可能影響該DUT之測試，因此若在該測試期間直接得到該表面之該溫度，則可改進或提高該DUT之該測試結果之準確度。又，由於該溫度感測探針係放置在該DUT上方，因此該DUT之該尺寸之減小將變得無關緊要。仍可使用該溫度感測探針從這樣的小DUT測量該溫度。仍可準確得到該DUT之該表面之該溫度。此外，由於該溫度感測探針係放置在該DUT上方而非該DUT之該表面上，因此可使用這樣的溫度感測探針測量任何DUT之溫度。

圖1係依據本發明所揭示內容之各種具體實施例的探測系統100之示意剖面圖。在一些具體實施例中，將探測系統100配置成進行待測裝置(DUT) 102之測試。在一些具體實施例中，探測系統100包括一夾盤101；以及一操縱器103，操縱器103設置在夾盤101上方。

在一些具體實施例中，將夾盤101配置成扣持和支撐DUT 102。在一些具體實施例中，夾盤101可繞著夾盤101之中心旋轉，並可朝向和離開操縱器103移動。在一些具體實施例中，夾盤101具有圓形、四邊形、或多邊形形狀。

在一些具體實施例中，將DUT 102在探測或測試操作期間設置在夾盤101上。在一些具體實施例中，藉由將DUT 102朝向夾盤101拉動的抽吸，將DUT 102扣持在夾盤101上。在一些具體實施例中，使用真空將DUT 102朝向夾盤101吸引。在一些具體實施例中，藉由真空抽吸將DUT 102扣持在夾盤101上。在一些具體實施例中，DUT 102包括電路，電路形成在DUT 102上。在一些具體實施例中，用於測試操作的幾個測試焊墊係形成在DUT 102上面。

在一些具體實施例中，DUT 102包括一前表面102a；以及一後表面102b，後表面102b與前表面102a相對。在一些具體實施例中，電路或裝置係形成在前表面102a上面。在一些具體實施例中，該等測試焊墊係形成在前表面102a上面。在一些具體實施例中，DUT 102之後表面102b在探測和測試操作期間接觸夾盤101。在一些具體實施例中，DUT 102為半導體裝置、半導體結構、晶圓、晶片、或其類似物。

在一些具體實施例中，將操縱器103設置在夾盤101上方。在一些具體實施例中，將操縱器103設置在DUT 102上方。在一些具體實施例中，將操縱器103設置在壓板106上面以及夾盤101和DUT 102上方。在一些具體實施例中，操縱器103包括一電路板，電路板用於測試DUT 102。在一些具體實施例中，操縱器103可為***、探針操縱器、探針卡、或其類似物。在一些具體實施例中，將操縱器103配置成進行晶圓、待測裝置(DUT)、晶粒、積體電路(Integrated circuit，IC)、或其類似物之測試。

在一些具體實施例中，將操縱器103配置成進行電氣、光學、或射頻(Radio frequency，RF)測試。在一些具體實施例中，將操縱器103配置成安裝在印刷電路板(Printed circuit board，PCB)、壓板106、或其類似物上。在一些具體實施例中，操縱器103具有矩形、四邊形、或多邊形形狀。

在一些具體實施例中，將幾個探針固定在操縱器103上，並從操縱器103朝向夾盤101和DUT 102突出。在一些具體實施例中，使用第一接頭104a和第二接頭105a分別地將該等第一探針104和第二探針105安裝在操縱器103上。在一些具體實施例中，將每個探針皆透過第一接頭104a或第二接頭105a電連接至操縱器103之該電路。在一些具體實施例中，第一接頭104a和第二接頭105a可為次微型版本A (Sub-miniature version A，SMA)接頭或任何其他合適類型之接頭。

在一些具體實施例中，該等探針包括一第一探針104和一第二探針105。在一些具體實施例中，將第一探針104和第二探針105與操縱器103整合。在一些具體實施例中，可將信號(如電氣、RF、或光學信號)從外部電路或操縱器103傳輸到第一探針104和第二探針105。在一些具體實施例中，將第一探針104和第二探針105配置成傳輸或接收信號。

在一些具體實施例中，將第一探針104與第二探針105相鄰設置。在一些具體實施例中，將第一探針104配置成感測或測量溫度。在一些具體實施例中，將第一探針104上的溫度感測裝置104e透過第一接頭104a電連接至操縱器103之該電路板。

在一些具體實施例中，將第二探針105與第一探針104相鄰設置，並配置成探測和測試DUT 102。在一些具體實施例中，將第二探針105配置成接觸設置在DUT 102上面的該測試焊墊。在一些具體實施例中，將DUT 102之該電路在探測或測試期間，透過第二探針105電連接至操縱器103之該電路板。在一些具體實施例中，將第二探針105透過第二接頭105a連接到操縱器103。

圖2係第一探針104之放大剖面圖。在一些具體實施例中，第一探針104為溫度感測探針。在一些具體實施例中，第一探針104包括一本體部位104b；以及一末端部位104c，末端部位104c耦合到本體部位104b。在一些具體實施例中，本體部位104b和末端部位104c在不同方向上延伸，使得在本體部位104b與末端部位104c之間形成角度。在一些具體實施例中，末端部位104c實質上係垂直於DUT 102之前表面102a。在一些具體實施例中，本體部位104b與末端部位104c之間的內角為約80°至約160°。在一些具體實施例中，幾條電線係包括在本體部位104b中，並在溫度感測裝置104e與第一接頭104a之間延伸。

在一些具體實施例中，第一探針104為可撓式且可彎曲。在一些具體實施例中，第一探針104為可撓式且可相對於第一接頭104a變形。

在一些具體實施例中，本體部位104b在第一接頭104a與末端部位104c之間延伸。在一些具體實施例中，本體部位104b係由電磁屏蔽件104d圍繞。在一些具體實施例中，本體部位104b係由電磁屏蔽件104d完全或部分圍繞。在一些具體實施例中，將電磁屏蔽件104d配置成盡量減少來自該周圍環境的電磁輻射所造成的第一探針104之干擾。在一些具體實施例中，電磁屏蔽件104d包括金屬材料，例如銅或其類似物。

在一些具體實施例中，第一探針104包括一溫度感測裝置104e，溫度感測裝置104e用於感測一溫度。在一些具體實施例中，將溫度感測裝置104e配置成感測DUT 102之表面之溫度，或與DUT 102之表面相鄰的溫度。在一些具體實施例中，溫度感測裝置104e可感測或測量DUT 102之前表面102a之溫度。

在一些具體實施例中，將溫度感測裝置104e設置在第一探針104之末端部位104c處。在一些具體實施例中，將溫度感測裝置104e與DUT 102或DUT 102之前表面102a相鄰設置。在一些具體實施例中，將溫度感測裝置104e設置在或附接到第一探針104之探測尖端處。在一些具體實施例中，溫度感測裝置104e包括一溫度感測器、一熱敏電阻、或電阻式溫度檢測器(RTD)。在一些具體實施例中，溫度感測裝置104e包括金屬、陶瓷、或聚合物材料。在一些具體實施例中，溫度感測裝置104e之寬度實質上係小於200 µm。在一些具體實施例中，溫度感測裝置104e之該寬度實質上係小於100 µm。在一些具體實施例中，溫度感測裝置104e之該寬度實質上係小於50 µm。

在一些具體實施例中，溫度感測裝置104e係由熱傳導構件104f圍繞。在一些具體實施例中，溫度感測裝置104e之末端從熱傳導構件104f突出。在一些具體實施例中，將熱傳導構件104f配置成改進或提高第一探針104之末端部位104c之熱傳導性。在一些具體實施例中，熱傳導構件104f係由傳導性環氧樹脂形成。在一些具體實施例中，熱傳導構件104f包括金屬材料，例如銀(Ag)、金(Au)、或其類似物。

在一些具體實施例中，第一探針104之末端部位104c係由熱屏蔽件104g圍繞。在一些具體實施例中，設置在電磁屏蔽件104d與溫度感測裝置104e之間的末端部位104c係由熱屏蔽件104g包覆。在一些具體實施例中，熱屏蔽件104g包括非熱傳導材料，例如塑料、特氟隆、聚合物、或其類似物。

儘管已詳細說明本發明所揭示內容及其優勢，但應可理解可於文中進行各種改變、代換、和變更，而不悖離如所附諸申請專利範圍所定義的所揭示內容之精神與範疇。舉例來說，可將上述所討論的許多該等程序透過不同方法實行、置換為其他程序、或其組合。

而且，本發明所申請內容之範疇不欲限於本說明書中所說明的程序、機器、製造、物質組成、手段、方法、和步驟之該等特定具體實施例。如此領域一般技術者將從本發明所揭示內容很容易瞭解，可能依據本發明所揭示內容利用與文中所說明該等對應具體實施例相比，進行實質上相同功能或達成實質上相同結果的目前存在或以後即將開發出的程序、機器、製造、物質組成、手段、方法、或步驟。據此，所附諸申請專利範圍係欲在其範疇內包括這樣的程序、機器、製造、物質組成、手段、方法、和步驟。

100:探測系統 101:夾盤 102:待測裝置(DUT) 102a:前表面 102b:後表面 103:操縱器 104:第一探針 104a:第一接頭 104b:本體部位 104c:末端部位 104d:電磁屏蔽件 104e:溫度感測裝置 104f:熱傳導構件 104g:熱屏蔽件 105:第二探針 105:第二接頭 106:壓板

當搭配所附圖式考慮時，可能藉由參照實施方式及諸申請專利範圍得到對本發明所揭示內容之更完整理解，其中同樣的參考號碼指稱整個所附圖式中的類似元件。

圖1係依據本發明所揭示內容之一些具體實施例的探測系統之示意剖面圖。

圖2係圖1之該探測系統中的溫度感測探針之放大剖面圖。

100:探測系統

101:夾盤

102:待測裝置(DUT)

102a:前表面

102b:後表面

103:操縱器

104:第一探針

104a:第一接頭

105a:第二接頭

105:第二探針

106:壓板

Claims (19)

1. 一種探測系統，包含：一夾盤，該夾盤配置成支撐一待測裝置(Device under test，DUT)；一操縱器，該操縱器設置在該夾盤上方並包括一第一探針，該第一探針從該操縱器朝向該夾盤突出；以及一電磁屏蔽件，該電磁屏蔽件圍繞該第一探針之一本體部位，其中該第一探針包括一溫度感測裝置，該溫度感測裝置用於感測該待測裝置之一前表面之一溫度，該溫度感測裝置由熱傳導構件圍繞，該溫度感測裝置的末端從該熱傳導構件突出。
2. 如請求項1之探測系統，其中該溫度感測裝置係設置在該第一探針之一末端部位處。
3. 如請求項1之探測系統，其中該溫度感測裝置包括一溫度感測器、一熱敏電阻(thermistor)、或一電阻式溫度檢測器(Resistive temperature detector，RTD)的其中之一。
4. 如請求項1之探測系統，其中該溫度感測裝置之一寬度係小於200μm。
5. 如請求項1之探測系統，其中該溫度感測裝置包括金屬、陶瓷、或聚 合物材料。
6. 如請求項1之探測系統，更包含一第二探針，該第二探針與該第一探針相鄰設置並為了探測和測試該DUT而配置。
7. 如請求項1之探測系統，其中該熱傳導構件配置成提高該第一探針的末端部位的熱傳導性。
8. 如請求項1之探測系統，其中該熱傳導構件係由傳導性環氧樹脂(epoxy)形成。
9. 如請求項1之探測系統，其中該熱傳導構件的材料包括銀(Ag)或金(Au)。
10. 如請求項2之探測系統，更包含一熱屏蔽件，該熱屏蔽件圍繞該第一探針之該末端部位。
11. 如請求項10之探測系統，其中該熱屏蔽件包括特氟隆(Teflon)。
12. 如請求項1之探測系統，其中該第一探針為可撓式且可彎曲。
13. 如請求項1之探測系統，其中該電磁屏蔽件的材料包括銅(Cu)。
14. 如請求項1之探測系統，其中該第一探針係透過一接頭連接到該操縱器。
15. 一種探測裝置，包含：一夾盤；一待測裝置(Device under test，DUT)，設置在該夾盤上面；一操縱器，設置在該待測裝置上方，該操縱器包括一第一探針；一電磁屏蔽件，該電磁屏蔽件圍繞該第一探針之一本體部位，該第一探針從該操縱器朝向該DUT突出，且該第一探針包括一溫度感測裝置，該溫度感測裝置用於感測一溫度，該溫度感測裝置由熱傳導構件圍繞，該溫度感測裝置的末端從該熱傳導構件突出，其中將該DUT朝向該操縱器移動，並藉由該溫度感測裝置感測該待測裝置之一前表面之該溫度。
16. 如請求項15之探測裝置，其中在該溫度之感測期間，該溫度感測裝置與該待測裝置之該前表面之間的一距離係小於1μm。
17. 如請求項15之探測裝置，其中該溫度感測裝置在該溫度之感測期間，該溫度感測裝置接觸該待測裝置之該前表面。
18. 如請求項15之探測裝置，更包括一第二探針，藉由該第二探針探測該待測裝置之該前表面使得該溫度之感測及該待測裝置之探測係同時進行。
19. 如請求項18之探測裝置，其中該第一探針與該第二探針係在該溫度之感測期間變形。

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