晶片測(cè)試系統(tǒng)以及相關(guān)的使用和制造方法

專利名稱：晶片測(cè)試系統(tǒng)以及相關(guān)的使用和制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本技術(shù)大致涉及半導(dǎo)體制造設(shè)備，并且更具體地涉及用于將卡盤、晶片、晶片轉(zhuǎn)換器和內(nèi)插器保持在可釋放的附連狀態(tài)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體用于數(shù)字照相機(jī) 、手機(jī)、計(jì)算機(jī)和許多其他技術(shù)應(yīng)用中。半導(dǎo)體一般成批地制造，其各自包含多個(gè)半導(dǎo)體晶片，通過(guò)各種半導(dǎo)體制造操作在半導(dǎo)體晶片內(nèi)或上形成具有集成電路的裸片。完整的晶片被電氣地測(cè)試，以確定晶片上的哪些裸片能夠根據(jù)預(yù)定規(guī)范操作。這樣，有缺陷的裸片不會(huì)被封裝或者結(jié)合在成品內(nèi)。電氣測(cè)試期間，半導(dǎo)體晶片的表面上的導(dǎo)電區(qū)域通常與探針卡接觸。晶片一般安裝在可移動(dòng)卡盤上，可移動(dòng)卡盤用于相對(duì)于探針卡定位晶片并且在測(cè)試期間將晶片保持就位。利用探針卡的常規(guī)測(cè)試系統(tǒng)價(jià)格昂貴并且不能被小型化至一定的尺寸以下。因此，具有一種能夠用于在半導(dǎo)體晶片上經(jīng)濟(jì)地、快速地以及有效地測(cè)試單獨(dú)的裸片的改進(jìn)的晶片測(cè)試系統(tǒng)將是需要的。


圖1是根據(jù)本公開技術(shù)的實(shí)施例配置的測(cè)試環(huán)境的示意性框圖。圖2是根據(jù)本公開技術(shù)的實(shí)施例配置的晶片試驗(yàn)疊層的局部示意圖。圖3A是根據(jù)本公開技術(shù)的實(shí)施例配置的晶片轉(zhuǎn)換器的局部示意性等軸視圖。圖3B是根據(jù)本公開技術(shù)的實(shí)施例的可操作地聯(lián)接至內(nèi)插器的晶片轉(zhuǎn)換器的局部示意性橫截面?zhèn)纫晥D。圖4A是根據(jù)本公開技術(shù)的實(shí)施例的聯(lián)接至晶片卡盤的晶片的局部示意性等軸視圖。圖4B是根據(jù)本公開技術(shù)的實(shí)施例的可操作地聯(lián)接至晶片轉(zhuǎn)換器的晶片和晶片卡盤的局部示意性橫截面?zhèn)纫晥D。圖5是根據(jù)本公開技術(shù)的實(shí)施例的在附連過(guò)程期間圖2的晶片測(cè)試疊層的一部分的局部示意性側(cè)視圖。圖6是在晶片卡盤、晶片、晶片轉(zhuǎn)換器和內(nèi)插器以堆疊構(gòu)造已被可釋放地附連之后的圖5的晶片測(cè)試疊層的部分的局部示意性側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式本公開技術(shù)的實(shí)施例大致涉及晶片測(cè)試系統(tǒng)及相關(guān)的使用和制造方法。本文中參照的“一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”或類似表述方式指的是所述的與實(shí)施例相關(guān)的特定特征、結(jié)構(gòu)、操作或特性包括在本技術(shù)的至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，這些短語(yǔ)或表述的出現(xiàn)在本文中未必全部參照同一實(shí)施例。此外，各個(gè)特定的特征、結(jié)構(gòu)、操作或特性可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞浇Y(jié)合在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例中。如在本文中所使用的，術(shù)語(yǔ)“焊盤”、“觸點(diǎn)”和“電氣端子”大致指的是形成一個(gè)部件與另一個(gè)部件之間的物理和電連接的導(dǎo)電區(qū)域。在集成電路的背景中，“焊盤”一般指代集成電路的表面處或附近的金屬化的區(qū)域，該區(qū)域通常用于形成用于將信號(hào)傳送至集成電路和/或傳送來(lái)自集成電路的信號(hào)的物理連接端子。這種集成電路焊盤可以由金屬、金屬合金、或包括多層金屬和/或金屬合金的層疊結(jié)構(gòu)形成，它們一般出現(xiàn)在集成電路的導(dǎo)電材料的最上層上。表述“晶片轉(zhuǎn)換器”指的是便于將非單一集成電路的I/O焊盤(有時(shí)稱為端子、焊盤、觸板、結(jié)合焊盤、芯片焊盤或測(cè)試焊盤)連接至其他電氣部件。可以理解，“I/O焊盤”是普通術(shù)語(yǔ)，本技術(shù)不限于集成電路的特定焊盤是否是輸入、輸出或輸入/輸出電路的部分。晶片轉(zhuǎn)換器可被布置在晶片與其他電氣部件之間。晶片轉(zhuǎn)換器可以包括具有兩個(gè)主表面的襯底，每個(gè)表面具有布置其上的端子，襯底具有穿過(guò)襯底布置以提供第一表面上的至少一個(gè)端子與第二表面上的至少一個(gè)端子之間的電氣連續(xù)性的電氣路徑。設(shè)計(jì)成朝向晶片布置的主表面可被稱為晶片轉(zhuǎn)換器的晶片側(cè)。晶片轉(zhuǎn)換器的晶片側(cè)可以具有匹配晶片上的集成電路的I/o焊 盤的至少一部分的布置的端子樣式。當(dāng)布置在晶片與其他電氣部件之間時(shí)，晶片轉(zhuǎn)換器與晶片上的多個(gè)集成電路的一個(gè)或更多個(gè)I/o焊盤形成電接觸，轉(zhuǎn)換器從而提供通過(guò)晶片轉(zhuǎn)換器至其他電氣部件的電氣路徑。晶片轉(zhuǎn)換器是可用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)或更多個(gè)電氣端子與相應(yīng)組的電氣端子之間的電連接，一個(gè)或更多個(gè)電氣端子以第一比例或尺寸制造，相應(yīng)組的電氣端子以第二比例或尺寸制造。晶片轉(zhuǎn)換器可以提供一個(gè)技術(shù)中的最小特征(比如，探針卡的針)與另一技術(shù)中的最大特征(比如，集成電路的結(jié)合焊盤)之間的電橋。為了方便起見，晶片轉(zhuǎn)換器可以簡(jiǎn)單地被稱作轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器沒有關(guān)于其預(yù)定意思的不明確性。表述“轉(zhuǎn)移的晶片”指的是處于附連狀態(tài)的晶片/晶片轉(zhuǎn)換器對(duì)，并且晶片上的集成電路的觸板的預(yù)定部分或全部與布置在轉(zhuǎn)換器的晶片側(cè)上的相應(yīng)的電連接電接觸?？梢瞥竭B可以例如經(jīng)由真空或其他壓差附連實(shí)現(xiàn)。即，通過(guò)相對(duì)于空間的外部的壓強(qiáng)(一般是大氣壓強(qiáng))減小晶片與晶片轉(zhuǎn)換器之間的空間中的壓強(qiáng)，晶片和晶片轉(zhuǎn)換器放置在附連狀態(tài)中。如在本文中使用的術(shù)語(yǔ)“測(cè)試器”指的是用于確定是否根據(jù)預(yù)定規(guī)范實(shí)施集成電路的設(shè)備，一般為電氣設(shè)備。術(shù)語(yǔ)“芯片”、“集成電路”、“半導(dǎo)體裝置”和“微電子器件”在本領(lǐng)域中有時(shí)可互換地使用。本技術(shù)涉及芯片、集成電路、半導(dǎo)體裝置和微電子器件的制造和測(cè)試，如這些術(shù)語(yǔ)在本領(lǐng)域所通常理解的。以下描述的是晶片測(cè)試系統(tǒng)以及相關(guān)的使用和制造方法的多個(gè)實(shí)施例。在一個(gè)實(shí)施例中，晶片測(cè)試系統(tǒng)包括用于通過(guò)獨(dú)立地可操作的真空或壓差將晶片可釋放地附連至晶片轉(zhuǎn)換器以及將晶片轉(zhuǎn)換器可釋放地附連至內(nèi)插器的組件。該組件可以包括聯(lián)接至晶片轉(zhuǎn)換器的晶片轉(zhuǎn)換器支承環(huán)，其中，第一柔性材料從晶片轉(zhuǎn)換器支承環(huán)延伸，以便包圍晶片轉(zhuǎn)換器與內(nèi)插器之間的空間，使得可以通過(guò)一個(gè)或更多個(gè)第一排空路徑通過(guò)第一真空排空空間。該組件還可以包括聯(lián)接至晶片和卡盤的晶片支承環(huán)，其中，第二柔性材料從晶片支承環(huán)延伸，以便包圍晶片與晶片轉(zhuǎn)換器之間的空間，使得可以通過(guò)一個(gè)或更多個(gè)第二排空路徑通過(guò)第二真空排空空間。在本技術(shù)的另一個(gè)方面中，晶片/晶片轉(zhuǎn)換器/內(nèi)插器在附連狀態(tài)中的使用以如下方式提供與晶片上的非單一集成電路的焊盤的電連接:以使在形成這些電連接的過(guò)程中基本不損壞焊盤。本技術(shù)的各個(gè)實(shí)施例提供用于便于晶片/晶片轉(zhuǎn)換器對(duì)和/或晶片轉(zhuǎn)換器/內(nèi)插器對(duì)的真空 附連的密封裝置?？諝?、或任何氣體或氣體組合的全部或一些部分從晶片與晶片轉(zhuǎn)換器之間通過(guò)一個(gè)或更多個(gè)排空路徑排空。圖1是根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例的測(cè)試環(huán)境100的示意性框圖。在圖1的例子中，測(cè)試環(huán)境100包括測(cè)試器102和探測(cè)器110。測(cè)試器102經(jīng)由纜線104電氣地聯(lián)接至探測(cè)器110。探測(cè)器110可以包括裝置接口板(“DIB”)120、內(nèi)插器130和晶片轉(zhuǎn)換器140。如以下將要更加具體地論述的，晶片轉(zhuǎn)換器140提供至晶片150的可移除的電連接。晶片150包括多個(gè)半導(dǎo)體裸片，每個(gè)裸片具有一個(gè)或更多個(gè)觸點(diǎn)。晶片150由探針卡盤160支承。在典型的晶片測(cè)試期間，晶片轉(zhuǎn)換器140和晶片150定位成使得晶片轉(zhuǎn)換器140上的一個(gè)或更多個(gè)探針接觸晶片150上的結(jié)合焊盤。這使得測(cè)試器102能夠經(jīng)由包括纜線104、DIB120、內(nèi)插器130和晶片轉(zhuǎn)換器140的路徑向晶片150發(fā)送激勵(lì)信號(hào)。類似地，測(cè)試器102可以通過(guò)同一路徑接收來(lái)自晶片150的響應(yīng)信號(hào)。例如，測(cè)試器102能夠獲得來(lái)自單獨(dú)的焊盤的診斷(比如，測(cè)試器102能夠向焊盤提供信號(hào)并且在同一焊盤或不同的焊盤處分析響應(yīng))。圖2是根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例的晶片試驗(yàn)疊層270的局部示意圖。測(cè)試疊層270包括以上參照?qǐng)D1所述的幾個(gè)特征，包括DIB120、內(nèi)插器130、晶片轉(zhuǎn)換器140、晶片150和卡盤160。測(cè)試疊層270示出呈附連布置的這些特征，使得測(cè)試器(比如，圖1中的測(cè)試器102)能夠經(jīng)由通過(guò)DIB120、內(nèi)插器130和晶片轉(zhuǎn)換器140穿行的電橋、鏈路或路徑可操作地連接到晶片150。DIB120可以是包括襯底227的印刷電路板，襯底227具有第一表面222和與第一表面222相反的第二表面224。一個(gè)或更多個(gè)纜線連接器206可被聯(lián)接至第一表面222。纜線連接器206可被構(gòu)造成與纜線或測(cè)試器(比如，圖1中所示的纜線104和測(cè)試器102)可操作地接口。一個(gè)或更多個(gè)DIB觸點(diǎn)228可被布置在DIB120的第二表面224上。觸點(diǎn)228可以經(jīng)由通過(guò)襯底227穿行的電氣路徑226可操作地連接到纜線連接器206。內(nèi)插器130可以是多層印刷電路板,包括具有第一表面232和第二表面234的內(nèi)插器襯底237,第一表面232面向DIB120的第二表面224,第二表面234與第一表面232相反。內(nèi)插器130可以包括定位在內(nèi)插器襯底237中的通孔235內(nèi)的一個(gè)或更多個(gè)觸針236。通孔235可以從第一表面232至第二表面234橫穿內(nèi)插器襯底237。觸針236可以在內(nèi)插器的第一表面232處或其附近可操作地聯(lián)接至觸板238。觸板238可以具有比觸針236更大的表面面積，并且因此可以改進(jìn)與DIB觸點(diǎn)228的電連接。觸針236和觸板238可以由比如為鎳/金的導(dǎo)電材料制成。在所示出的實(shí)施例中，觸針236朝向晶片轉(zhuǎn)換器140延伸超過(guò)內(nèi)插器130的第二表面234。在其他實(shí)施例中，觸針236可以相對(duì)于內(nèi)插器130的第二表面234和/或相對(duì)于其他單獨(dú)的觸針236改變高度。晶片轉(zhuǎn)換器140可以包括具有面向內(nèi)插器130的第一表面242的襯底247。第一電氣端子248定位在第一表面242處或其附近，并且被構(gòu)造成與內(nèi)插器觸針236接口。第二電氣端子249定位在晶片轉(zhuǎn)換器140的與第一表面242相反的第二表面244處或其附近，以與晶片150的第一表面252上的結(jié)合焊盤258接口。布置在橫穿晶片轉(zhuǎn)換器襯底247的通孔245中的電氣路徑246提供用于第一表面242處的至少一個(gè)電氣端子248與第二表面244處的至少一個(gè)電氣端子249之間的電氣連續(xù)性。晶片轉(zhuǎn)換器140因此提供內(nèi)插器130上的針236與晶片150上的結(jié)合焊盤258之間的電橋、鏈路或路徑。結(jié)合焊盤258實(shí)現(xiàn)測(cè)試器與晶片150的內(nèi)部電路之間的最終電連接。位于晶片轉(zhuǎn)換器140的第二表面244上的電氣端子249的樣式可以匹配或?qū)?yīng)于晶片150上的焊盤258的至少一部分的布置。晶片150和/或晶片轉(zhuǎn)換器140在該技術(shù)的各個(gè)實(shí)施例中可以具有不同 樣式或布置的焊盤258和電氣端子249。例如，在某些實(shí)施例中，結(jié)合焊盤258和轉(zhuǎn)換器電氣端子249布置成多邊形(比如，六邊形)或蜂窩型的矩陣。六邊形布置的優(yōu)勢(shì)在于其便于對(duì)于端子和結(jié)合焊盤的封閉式封裝。在另外的實(shí)施例中，結(jié)合焊盤258布置成柵格。電氣端子249可以至少部分地由鎳、鉬、鎳-鉬或其他導(dǎo)電材料制成，結(jié)合焊盤258可以至少部分地由鋁或其他導(dǎo)電材料制成。在一些實(shí)施例中，電氣端子249可以由比結(jié)合焊盤258的材料更硬的材料制成。電氣端子249可以通過(guò)物理或化學(xué)蒸汽沉積、絲網(wǎng)印刷或其他方法沉積或形成在晶片轉(zhuǎn)換器140上。在一些實(shí)施例中，晶片轉(zhuǎn)換器140可以與晶片150具有大致相同的尺寸和/或形狀，并且可以包括足夠數(shù)量的電氣端子249以通過(guò)單次接觸觸及和測(cè)試晶片150上的全部焊盤258 (比如，使轉(zhuǎn)換器140與晶片150接觸的單個(gè)例子)。在一些實(shí)施例中，晶片轉(zhuǎn)換器140的電氣端子249在單次接觸中觸及晶片150上的130，000或更多的焊盤258。在特定實(shí)施例中，通過(guò)晶片轉(zhuǎn)換器140的單次接觸觸及晶片150上的一百萬(wàn)或更多的焊盤258。在某些實(shí)施例中，晶片轉(zhuǎn)換器140具有相對(duì)于晶片150的不同尺寸和/或形狀，并且每次僅測(cè)試晶片150上的焊盤258的一部分。在該后面的布置中，晶片測(cè)試可以通過(guò)使測(cè)試器連續(xù)地瓷磚式覆蓋晶片150的多個(gè)部分來(lái)執(zhí)行。例如，在特定的實(shí)施例中，具有40，000個(gè)焊盤258的晶片的兩個(gè)區(qū)域的每一個(gè)均通過(guò)晶片轉(zhuǎn)換器140連續(xù)地接觸。晶片150和/或晶片轉(zhuǎn)換器140的結(jié)構(gòu)可被定制成改進(jìn)這些部件之間的接觸。例如，晶片轉(zhuǎn)換器140的硬度在該技術(shù)的各個(gè)實(shí)施例中可以改變，以便減小對(duì)焊盤258和電氣端子249的彼此適應(yīng)的需求。在一些實(shí)施例中，柔性晶片轉(zhuǎn)換器140提供對(duì)安裝在剛性支承上的晶片150的表面的順應(yīng)性，而在其他實(shí)施例中，晶片轉(zhuǎn)換器150是更加剛性的。在一些實(shí)施例中，晶片轉(zhuǎn)換器140包括一個(gè)或更多個(gè)加強(qiáng)板或其他加強(qiáng)特征。在特定的實(shí)施例中，晶片轉(zhuǎn)換器140至少部分地由硅或陶瓷制成，晶片至少部分地由硅制成。
晶片150與晶片轉(zhuǎn)換器140之間的接觸可以通過(guò)增加朝向晶片150的邊緣的模擬(dummy)機(jī)械觸點(diǎn)或其他高度來(lái)減輕晶片150的邊緣處的彎曲/懸臂而進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)。此外，焊盤258和/或電氣端子249的高度可以跨越晶片150和/或晶片轉(zhuǎn)換器140而靜態(tài)或動(dòng)態(tài)地(比如，通過(guò)彈簧或類似的力)變化以改進(jìn)電接觸。在一些實(shí)施例中，晶片轉(zhuǎn)換器140可移除地或固定地聯(lián)接至轉(zhuǎn)換器支承環(huán)280。轉(zhuǎn)換器支承環(huán)280可以包括由此延伸的一個(gè)或更多個(gè)密封件284。密封件284可被構(gòu)造成提供晶片轉(zhuǎn)換器140與內(nèi)插器130之間的氣密或大致氣密密封。轉(zhuǎn)換器支承環(huán)280可以包括橫穿支承環(huán)280的一個(gè)或更多個(gè)排空路徑或者端口 282。在一些實(shí)施例中，排空路徑282可裝配有閥，以打開和關(guān)閉排空路徑282。如以下將參照?qǐng)D3A、3B和5所進(jìn)一步詳細(xì)描述的，第一真空可以在內(nèi)插器130與晶片轉(zhuǎn)換器140之間的空間286上抽吸以經(jīng)由排空路徑282排空空氣，由此產(chǎn)生可以將內(nèi)插器130與晶片轉(zhuǎn)換器140牽拉一起以及使其可釋放地附連的壓差。在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換器支承環(huán)280具有比內(nèi)插器130的直徑更小的直徑，使得轉(zhuǎn)換器支承環(huán)排空路徑282位于內(nèi)插器130的圓周內(nèi)。在另外的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換器支承環(huán)290具有與內(nèi)插器130的直徑相同或大于內(nèi)插器130的直徑的直徑，排空路徑282可以相對(duì)于內(nèi)插器130位于相同或不同的位置中。

晶片150可以定位在卡盤支承環(huán)290中或其上，卡盤支承環(huán)290以類似于以上參照轉(zhuǎn)換器支承環(huán)280所述的方式周向地包圍或至少部分地包圍晶片150?？ūP支承環(huán)290可以與卡盤160是一體的或者可以包括獨(dú)立的部件?？ūP支承環(huán)290可以包括由此延伸的一個(gè)或更多個(gè)密封件294。密封件294可被構(gòu)造成提供晶片150與晶片轉(zhuǎn)換器140之間的氣密或大致氣密密封?？ūP支承環(huán)290可以包括進(jìn)入晶片轉(zhuǎn)換器140與晶片150之間的空間296的一個(gè)或更多個(gè)排空路徑或端口 292。例如，端口 292可以從卡盤160的第一表面262至卡盤的與第一表面262相反的第二表面264橫穿卡盤160。在一些實(shí)施例中，排空路徑292可以裝配有閥，以打開和關(guān)閉排空路徑292。如以下參照?qǐng)D4A、4B和5所進(jìn)一步詳細(xì)描述的，第二真空可以在晶片轉(zhuǎn)換器140與晶片150之間的空間296中操作，由此產(chǎn)生將晶片轉(zhuǎn)換器140和晶片150牽拉在一起并且使其可釋放地附連的壓差。在一些實(shí)施例中，可以經(jīng)由排空路徑292從空氣空間296排空空氣或其他氣體?？梢岳斫?，用于將排空路徑292聯(lián)接至真空源的其他適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)可以用于其他實(shí)施例中。在某些實(shí)施例中，晶片150和晶片轉(zhuǎn)換器140可以通過(guò)在轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓人的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.12/547，418中說(shuō)明的系統(tǒng)和方法可移除地附連，該專利申請(qǐng)?jiān)?009年8月25日提交，其名稱為“MAINTAININGA WAFER/WAFER TRANSLATOR PAIR IN ANATTACHED STATE FREE OF A GASKET DISPOSEDTHEREBETWEEN” (將晶片/晶片轉(zhuǎn)換器對(duì)保持在彼此之間不設(shè)置墊片的附連狀態(tài))，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)參引并入本文。在一些實(shí)施例中，晶片150可以通過(guò)第三真空可釋放地聯(lián)接至卡盤160。晶片150可被朝向卡盤160牽拉以及可移除地保持在卡盤160上，晶片150的第二表面254接觸卡盤160的第一表面262。卡盤160可以包括真空孔298以影響卡盤160與晶片150之間的吸力。在特定的實(shí)施例中，卡盤具有大約317mm的直徑，晶片具有大約300mm的直徑。在其他實(shí)施例中，卡盤和/或晶片可以具有其他尺寸。在某些實(shí)施例中，卡盤支承環(huán)290具有比轉(zhuǎn)換器支承環(huán)280的直徑更小的直徑，使得轉(zhuǎn)換器支承環(huán)排空路徑282位于卡盤支承環(huán)290的圓周的外側(cè)。在另外的實(shí)施例中，卡盤支承環(huán)290具有與轉(zhuǎn)換器支承環(huán)280相同的直徑或更大的直徑。晶片150可以通過(guò)晶片機(jī)器人或類似已知的晶片輸送設(shè)備傳送至卡盤160內(nèi)。在一些實(shí)施例中，卡盤160可以包括多個(gè)提升銷以支承晶片150的第二表面254。圖3A是根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例配置的晶片轉(zhuǎn)換器140的局部示意性等軸視圖。圖3B是根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例可操作地聯(lián)接至內(nèi)插器130的晶片轉(zhuǎn)換器140的局部示意性橫截面?zhèn)纫晥D。首先參照?qǐng)D3A，晶片轉(zhuǎn)換器140聯(lián)接至轉(zhuǎn)換器支承環(huán)280并由轉(zhuǎn)換器支承環(huán)280周向地包圍。在一些實(shí)施例中，支承環(huán)280由金屬制造，但在其他實(shí)施例中可以包括其他材料。支承環(huán)280包括構(gòu)造成容納密封件284的凹槽385。在各個(gè)實(shí)施例中，密封件284可以是大致剛性的。在所示例子中，凹槽385圍繞支承環(huán)280的第一表面242連續(xù)地延伸。支承環(huán)280可以包括凹槽385的周向地向內(nèi)的一個(gè)或更多個(gè)排空路徑。如上參照?qǐng)D2所述，排空路徑可以橫穿轉(zhuǎn)換器支承環(huán)280并且可以裝配有閥以打開和關(guān)閉排空路徑?，F(xiàn)在參考圖3B，密封件284包括坐置在凹槽385中的基部部分387和由支承環(huán)280向外延伸的上部部分389。凹槽385可以形成有凸緣，以便保持密封件284的基部部分387。在所示實(shí)施例中，上部部分389相對(duì)于支承環(huán)280的頂側(cè)周向向外地成角度，但在其他實(shí)施例中，上部部分389可以相對(duì)于支承環(huán)280的頂側(cè)垂直或大致垂直。上部部分389構(gòu)造成用作保持晶片轉(zhuǎn)換器140與內(nèi)插器130之間的空間286中的真空或局部真空的密封件。真空將晶片轉(zhuǎn)換器140和內(nèi)插器130保持在可移除地附連的狀態(tài)中。晶片轉(zhuǎn)換器140和內(nèi)插器130可以通過(guò)解除密封件284或通過(guò)打開閥以打開排空路徑而彼此釋放。圖4A是根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例的定位在晶片卡盤160上的晶片150的局部示意性等軸視圖。圖4B是根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例的可操作地聯(lián)接至晶片轉(zhuǎn)換器140的晶片150和晶片卡盤160的局部示意性橫截面?zhèn)纫晥D。首先參考圖4A，晶片150聯(lián)接至卡盤支承環(huán)290并且由卡盤支承環(huán)290周向地包圍?？ūP支承環(huán)290包括構(gòu)造成容納密封件294的凹槽495。在所示實(shí)施例中，凹槽495圍繞支承環(huán)290的頂側(cè)連續(xù)地延伸?？ūP支承環(huán)290可以包括凹槽495周向地向內(nèi)的一個(gè)或更多個(gè)排空路徑(在圖4A中不可見)。排空路徑可以從卡盤的第一表面262向第二表面264橫穿。環(huán)290中的排空路徑可以裝配有閥以打開和關(guān)閉排空路徑。在一些實(shí)施例中，卡盤支承環(huán)290與卡盤160是一體的，卡盤160可釋放地聯(lián)接至晶片150 (比如，卡盤160可以通過(guò)卡盤真空孔298用作用于晶片150的真空保持裝置)?，F(xiàn)在參考圖4B，密封件294包括坐置在凹槽495中的基部部分497和從支承環(huán)290向外延伸的上部部分499。凹槽495可以設(shè)置有凸緣以便保持密封件294的基部部分497。在所示實(shí)施例中，上部部分499相對(duì)于支承環(huán)290的頂側(cè)成角度，但在其他實(shí)施例中，上部部分499可以是垂直或大致垂直的。上部部分499構(gòu)造成用作保持晶片轉(zhuǎn)換器140與晶片150之間的空間296中的真空或局部真空的密封件。真空將晶片轉(zhuǎn)換器140和晶片150保持在可移除地附連的狀態(tài)中。晶片轉(zhuǎn)換器140和晶片150可以通過(guò)解除密封件294或通過(guò)打開閥以打開一個(gè)或更多個(gè)排空路徑而彼此釋放。圖5是根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例的在附連過(guò)程期間圖2的晶片測(cè)試疊層270的一部分的局部示意性側(cè)視圖。如上參照?qǐng)D2-4B所述，多個(gè)真空可以獨(dú)立地操作以(a)將內(nèi)插器130可移除地附連至晶片轉(zhuǎn)換器140，(b)將晶片轉(zhuǎn)換器140可移除地附連至晶片150，和/或(c)將晶片150可移除地附連至卡盤160 。在所示實(shí)施例中，卡盤160和晶片150可移除地附連并且在內(nèi)插器130朝向晶片轉(zhuǎn)換器140向下運(yùn)動(dòng)的同時(shí)一起朝向晶片轉(zhuǎn)換器140向上運(yùn)動(dòng)。在一些實(shí)施例中，內(nèi)插器130和卡盤160中的僅一個(gè)朝向另一個(gè)運(yùn)動(dòng)，而這些元件中的一個(gè)保持靜止。一般地，晶片轉(zhuǎn)換器140和晶片150相對(duì)于彼此對(duì)準(zhǔn)，使得布置在晶片轉(zhuǎn)換器140的第二表面244處的電氣端子249和晶片150的第一表面252處的焊盤258在晶片150與晶片轉(zhuǎn)換器140之間的空間296被排空時(shí)互相電接觸。內(nèi)插器130與晶片轉(zhuǎn)換器140同樣相對(duì)于彼此對(duì)準(zhǔn),使得布置在晶片轉(zhuǎn)換器140的第一表面242上的電氣端子248和內(nèi)插器觸針236在晶片轉(zhuǎn)換器130與內(nèi)插器130之間的空間286被排空時(shí)互相電接觸。當(dāng)晶片150接近晶片轉(zhuǎn)換器140時(shí)，卡盤密封件294接觸晶片轉(zhuǎn)換器140的第二表面244或晶片轉(zhuǎn)換器支承環(huán)280，并且密封晶片150與晶片轉(zhuǎn)換器140之間的空間296。當(dāng)經(jīng)由真空將空氣或其他氣體通過(guò)卡盤支承環(huán)排空路徑292抽出時(shí)，大氣氣壓將晶片轉(zhuǎn)換器140和晶片150按壓到可移除地附連的狀態(tài)中，其中，晶片轉(zhuǎn)換器140的第二表面244上的電氣端子249與晶片150的第一側(cè)252的焊盤258電接觸。同樣，當(dāng)內(nèi)插器130接近晶片轉(zhuǎn)換器140時(shí)，晶片轉(zhuǎn)換器密封件284接觸內(nèi)插器130的第二表面234的周邊環(huán)形部分，并且密封內(nèi)插器130與晶片轉(zhuǎn)換器140之間的空間286。晶片轉(zhuǎn)換器140與內(nèi)插器130之間的空氣或其他氣體通過(guò)排空路徑282從空間286抽出。晶片轉(zhuǎn)換器140與內(nèi)插器130的外部的氣壓可以將這些部件壓入可移除地附連的狀態(tài)中，其中，晶片轉(zhuǎn)換器140的第一側(cè)242上的電氣端子248與內(nèi)插器130的第二側(cè)234上的觸針236形成電接觸。雖然所示實(shí)施例示出內(nèi)插器130、晶片轉(zhuǎn)換器140和晶片150/卡盤160同時(shí)附連以形成晶片測(cè)試疊層，然而在一些實(shí)施例中，部件可以彼此順次地附連(比如，內(nèi)插器130和晶片轉(zhuǎn)換器140在晶片轉(zhuǎn)換器140附連至晶片150之前彼此附連)。圖6是在卡盤160、晶片150、晶片轉(zhuǎn)換器140和內(nèi)插器130以堆疊構(gòu)造已被可釋放地附連之后的圖5的晶片測(cè)試疊層270的部分的局部示意性側(cè)視圖。從晶片轉(zhuǎn)換器支承環(huán)280延伸的密封件284接合內(nèi)插器130，以在內(nèi)插器130和晶片轉(zhuǎn)換器140已經(jīng)由第一真空被推壓在一起之后產(chǎn)生內(nèi)插器130與晶片轉(zhuǎn)換器140之間的氣密或大致氣密密封。從卡盤支承環(huán)290延伸的密封件 294同樣在晶片150與晶片轉(zhuǎn)換器140經(jīng)由第二真空推壓在一起之后產(chǎn)生晶片150與晶片轉(zhuǎn)換器140之間的第二氣密或大致氣密密封?？ūP160和晶片150通過(guò)卡盤真空孔298操作的第三真空可釋放地附連。第一、第二和第三真空可以獨(dú)立地操作,在卡盤160和晶片150之間、在晶片150與晶片轉(zhuǎn)換器140之間以及在晶片轉(zhuǎn)換器140與內(nèi)插器130之間提供不同的壓力。這些部件之間的壓力因此可以獨(dú)立地改變以改進(jìn)接觸和測(cè)試性能，而不產(chǎn)生能夠損壞裝置的觸點(diǎn)或其他部件的過(guò)大的壓力。在另外的實(shí)施例中，兩個(gè)或更多個(gè)部件之間的空氣空間彼此流體連通，并且能夠由共用真空密封。本技術(shù)的實(shí)施例可以在晶片測(cè)試技術(shù)中提供很多優(yōu)勢(shì)。例如，當(dāng)需要改變用于測(cè)試的晶片的類型時(shí)，本文中公開的晶片測(cè)試系統(tǒng)可容易地適用。更具體地，當(dāng)具有交替配置的焊盤的新式晶片準(zhǔn)備被測(cè)試時(shí)，僅晶片轉(zhuǎn)換器(或僅晶片轉(zhuǎn)換器的晶片側(cè))需要被更換以匹配新的晶片的結(jié)合焊盤布置。DIB和內(nèi)插器可以通用地適應(yīng)多種類型的晶片。這種布置能夠引起相對(duì)于傳統(tǒng)系統(tǒng)的相當(dāng)大的成本節(jié)省，在傳統(tǒng)系統(tǒng)中，當(dāng)具有新式構(gòu)造的晶片被使用時(shí)對(duì)全部探測(cè)器進(jìn)行更換。適應(yīng)不同類型的晶片的能力另外由獨(dú)立地可控制的真空所支持。更具體地，真空可以控制各部件之間的壓力以提供有效的電接觸，并且可以調(diào)整晶片與晶片轉(zhuǎn)換器之間的壓差，從而適應(yīng)新的晶片上的結(jié)合焊盤的特定的布置和數(shù)量。多真空系統(tǒng)還能夠使晶片轉(zhuǎn)換器精細(xì)地調(diào)整接觸力，以及更有效地接觸整個(gè)晶片，由此利用單次接觸測(cè)試晶片上的所有焊盤。這可以減少測(cè)試時(shí)間，并且可以減輕由于重復(fù)或過(guò)度地強(qiáng)度測(cè)試對(duì)單獨(dú)的焊盤磨損。 此外，本文中公開的系統(tǒng)提供一種具有比典型測(cè)試系統(tǒng)中的觸點(diǎn)更小的觸點(diǎn)的晶片轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器上的較小的觸點(diǎn)可以提高晶片的測(cè)試速率，因?yàn)樵诟〉挠|點(diǎn)之間具有更小的天線效應(yīng)。在一些實(shí)施例中，測(cè)試速率可以是大約500M比特/秒。在另外的實(shí)施例中，測(cè)試速率可以是大約120G比特/秒。從上文中可以理解，本技術(shù)的特定實(shí)施例已在本文中出于示例的目的進(jìn)行了說(shuō)明，但在不脫離本技術(shù)的范圍的情況下可以做出各種修改。例如，晶片和轉(zhuǎn)換器可以具有以除以上明確地所示和所述之外的結(jié)構(gòu)布置的觸點(diǎn)。在特定實(shí)施例的上下文中說(shuō)明的公開內(nèi)容的某些方面可以結(jié)合在其他實(shí)施例中或者從其他實(shí)施例中去除。例如，一些實(shí)施例僅包括晶片疊層的特定元件。因此，本公開及相應(yīng)的技術(shù)可以包括本文中未明確地示出和說(shuō)明的其他實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種晶片測(cè)試系統(tǒng)，包括: 測(cè)試器； 探測(cè)器； 位于所述測(cè)試器與所述探測(cè)器之間的纜線，其中，所述探測(cè)器包括: 內(nèi)插器； 鄰近所述內(nèi)插器的晶片轉(zhuǎn)換器；以及 轉(zhuǎn)換器支承，所述轉(zhuǎn)換器支承構(gòu)造成容納所述晶片轉(zhuǎn)換器，所述轉(zhuǎn)換器支承具有構(gòu)造成至少局部密閉地密封所述晶片轉(zhuǎn)換器與所述內(nèi)插器之間的空間的密封件。
2.如權(quán)利要求1所述的晶片測(cè)試系統(tǒng)，其中: 所述內(nèi)插器包括鄰近所述晶片轉(zhuǎn)換器的觸針； 所述晶片轉(zhuǎn)換器包括位于鄰近所述內(nèi)插器的第一側(cè)處的第一端子、位于第二側(cè)的第二端子以及位于所述第一端子和第二端子之間的電氣路徑；以及 所述觸針構(gòu)造成在所述空間至少部分地處于真空下時(shí)接觸所述第一端子。
3.如權(quán)利要求1所述的晶片測(cè)試系統(tǒng)，其中，所述轉(zhuǎn)換器支承包括構(gòu)造成使氣體穿行至所述晶片轉(zhuǎn)換器與所述內(nèi)插器之間的所述空間/使氣體從所述晶片轉(zhuǎn)換器與所述內(nèi)插器之間的所述空間穿出的路徑。
4.如權(quán)利要求1所述的晶片測(cè)試系統(tǒng)，其中: 所述轉(zhuǎn)換器支承包括具有構(gòu)造成容納所述密封件的凹槽的環(huán)；以及 所述密封件包括至少部分地容納在所述環(huán)的所述凹槽中的大致柔性的材料。
5.如權(quán)利要求1所述的晶片測(cè)試系統(tǒng)，其中: 所述轉(zhuǎn)換器支承包括具有凹槽的環(huán)；以及 所述密封件包括基部部分和從所述基部部分延伸的上部部分，所述基部部分容納在所述環(huán)的所述凹槽中。
6.如權(quán)利要求1所述的晶片測(cè)試系統(tǒng)，其中: 所述轉(zhuǎn)換器支承包括具有凹槽的環(huán)，所述凹槽具有凸緣； 所述密封件包括基部部分和從所述基部部分延伸的上部部分；以及 所述基部部分容納在所述環(huán)的所述凹槽中并且由所述凹槽的所述凸緣保持。
7.如權(quán)利要求1所述的晶片測(cè)試系統(tǒng)，其中: 所述轉(zhuǎn)換器支承包括具有凹槽的環(huán)，所述凹槽具有凸緣； 所述密封件包括基部部分和從所述基部部分延伸的上部部分； 所述基部部分容納在所述環(huán)的所述凹槽中并且由所述凹槽的所述凸緣保持；以及 所述上部部分相對(duì)于所述轉(zhuǎn)換器支承周向向外地成角度。
8.如權(quán)利要求1所述的晶片測(cè)試系統(tǒng)，其中: 所述密封件是第一密封件； 所述晶片測(cè)試系統(tǒng)還包括: 卡盤，所述卡盤構(gòu)造成保持晶片鄰近所述晶片轉(zhuǎn)換器的所述第二側(cè)； 卡盤支承，所述卡盤支承構(gòu)造成容納所述卡盤，所述卡盤支承具有構(gòu)造成至少局部密閉地密封所述晶片與所述晶片轉(zhuǎn)換器之間的空間的第二密封件。
9.一種晶片轉(zhuǎn)換器，包括:襯底，所述襯底具有第一側(cè)和第二側(cè)； 位于所述第一側(cè)的第一端子； 位于與所述第一側(cè)相反的第二側(cè)處的第二端子； 和位于所述第一端子與第二端子之間的電氣路徑；以及 轉(zhuǎn)換器支承，所述轉(zhuǎn)換器支承構(gòu)造成容納所述襯底，所述轉(zhuǎn)換器支承具有構(gòu)造成至少部分密閉地密封所述晶片轉(zhuǎn)換器與鄰近所述晶片轉(zhuǎn)換器的所述第一側(cè)的內(nèi)插器之間的空間的密封件。
10.如權(quán)利要求9所述的晶片轉(zhuǎn)換器，其中，所述轉(zhuǎn)換器支承包括構(gòu)造成使氣體穿行至所述晶片轉(zhuǎn)換器與所述內(nèi)插器之間的所述空間/使氣體從所述晶片轉(zhuǎn)換器與所述內(nèi)插器之間的所述空間穿出的路徑。
11.如權(quán)利要求9所述的晶片轉(zhuǎn)換器，其中: 所述轉(zhuǎn)換器支承包括具有構(gòu)造成容納所述密封件的凹槽的環(huán)；以及 所述密封件包括至少部分地容納在所述環(huán)的所述凹槽中的大致柔性的材料。
12.如權(quán)利要求9所述的晶片轉(zhuǎn)換器，其中: 所述轉(zhuǎn)換器支承包括具有凹槽的環(huán)；以及 所述密封件包括基部部分和從所述基部部分延伸的上部部分，所述基部部分容納在所述環(huán)的所述凹槽中。
13.如權(quán)利要求9所述的晶片轉(zhuǎn)換器，其中: 所述轉(zhuǎn)換器支承包括具有凹槽的環(huán)，所述凹槽具有凸緣； 所述密封件包括基部部分和從所述基部部分延伸的上部部分；以及 所述基部部分容納在所述環(huán)的所述凹槽中并且由所述凹槽的所述凸緣保持。
14.如權(quán)利要求9所述的晶片轉(zhuǎn)換器，其中: 所述轉(zhuǎn)換器支承包括具有凹槽的環(huán)，所述凹槽具有凸緣； 所述密封件包括基部部分和從所述基部部分延伸的上部部分； 所述基部部分容納在所述環(huán)的所述凹槽中并且由所述凹槽的所述凸緣保持；以及 所述上部部分相對(duì)于所述轉(zhuǎn)換器支承周向向外地成角度。
15.一種用于建立與具有結(jié)合焊盤的晶片的接觸的方法，包括: 將內(nèi)插器和晶片轉(zhuǎn)換器放置成鄰近所述晶片，所述晶片轉(zhuǎn)換器具有面向所述晶片的所述結(jié)合焊盤的端子； 至少部分密閉地密封所述內(nèi)插器與所述晶片轉(zhuǎn)換器之間的第一空間和所述晶片與所述晶片轉(zhuǎn)換器之間的第二空間； 建立所述第一空間中的第一真空和所述第二空間中的第二真空；以及利用所述第一真空和第二真空使所述晶片轉(zhuǎn)換器的所述端子與所述晶片的所述結(jié)合焊盤接觸。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括基于所述端子與所述結(jié)合焊盤之間的接觸的目標(biāo)程度調(diào)整所述第一真空和第二真空中的至少一個(gè)。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括調(diào)整所述第一真空和第二真空中的至少一個(gè)，使得所述端子和所述結(jié)合焊盤彼此電氣和物理接觸。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括:將所述晶片保持在卡盤上，所述晶片具有面向所述晶片轉(zhuǎn)換器的第一側(cè)和面向所述卡盤的第二側(cè)； 建立所述晶片的所述第二側(cè)與所述卡盤之間的第三真空；以及基于所述端子與所述結(jié)合焊盤之間的接觸的目標(biāo)程度調(diào)整所述第一真空、第二真空和第三真空中的至少一個(gè)。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，其中: 所述結(jié)合焊盤是第一結(jié)合焊盤； 所述端子是第一端子； 所述晶片還包括多個(gè)另外的結(jié)合焊盤； 所述晶片轉(zhuǎn)換器還包括對(duì)應(yīng)于所述晶片的所述結(jié)合焊盤的多個(gè)另外的端子；以及所述方法還包括基于所述多個(gè)端子與相應(yīng)的結(jié)合焊盤之間的接觸的目標(biāo)程度調(diào)整所述第一真空和第二真空中的至少一個(gè)。
20.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括通過(guò)控制所述第一空間中的第一壓強(qiáng)和所述第二空間中的第二壓強(qiáng)中的至少一個(gè)以不同于另一個(gè)，來(lái)控制所述晶片轉(zhuǎn)換器上的力。
21.一種用于建立與具有結(jié)合焊盤的晶片的接觸的設(shè)備，包括: 內(nèi)插器； 晶片轉(zhuǎn)換器，所述晶片轉(zhuǎn)換器具有鄰近所述內(nèi)插器的第一側(cè)和鄰近所述晶片的第二偵牝所述晶片轉(zhuǎn)換器具有面向所述晶片的所述結(jié)合焊盤的端子； 用于至少部分密閉地密封所述內(nèi)插器與所述晶片轉(zhuǎn)換器之間的第一空間的裝置；以及 用于至少部分密閉地密封所述晶片與所述晶片轉(zhuǎn)換器之間的第二空間的裝置。
22.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，還包括: 用于建立所述第一空間中的第一真空的裝置； 用于建立所述第二空間中的第二真空的裝置。
23.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，還包括: 用于建立所述第一空間中的第一真空的裝置； 用于建立所述第二空間中的第二真空的裝置；以及 用于基于所述端子與所述結(jié)合焊盤之間的接觸的目標(biāo)程度調(diào)整所述第一真空和第二真空中的至少一個(gè)的裝置。
24.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中，用于調(diào)整的裝置構(gòu)造成將所述第一真空和所述第二真空中的至少一個(gè)調(diào)整為不同于另一個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明公開了晶片測(cè)試。一種晶片測(cè)試系統(tǒng)包括用于通過(guò)獨(dú)立地可操作的真空或壓差將晶片可釋放地附連至晶片轉(zhuǎn)換器以及將晶片轉(zhuǎn)換器可釋放地附連至內(nèi)插器的組件。該組件包括聯(lián)接至晶片轉(zhuǎn)換器的晶片轉(zhuǎn)換器支承環(huán)，其中，第一柔性材料從晶片轉(zhuǎn)換器支承環(huán)延伸，以便包圍晶片轉(zhuǎn)換器與內(nèi)插器之間的空間，使得可以穿過(guò)一個(gè)或更多個(gè)第一排空路徑通過(guò)第一真空排空空間。該組件還可以包括聯(lián)接至晶片和卡盤的晶片支承環(huán)，其中，第二柔性材料從晶片支承環(huán)延伸，以便包圍晶片與晶片轉(zhuǎn)換器之間的空間，使得可以穿過(guò)一個(gè)或更多個(gè)第二排空路徑通過(guò)第二真空排空空間。
文檔編號(hào)G01R31/20GK103229066SQ201180056550
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月28日
發(fā)明者亞倫·德賓, 大衛(wèi)·凱斯, 摩根·T·約翰遜 申請(qǐng)人:高級(jí)查詢系統(tǒng)公司