本发明是有关于一种探针卡、晶圆测试系统及晶圆测试方法，且特别是指一种可让探针在测试垫上具有较大的滑行制程窗(slidewindow)的探针卡，以及使用此探针卡的晶圆测试系统及晶圆测试方法。
背景技术：
：：晶圆允收测试(waferacceptabletest,wat)是指半导体在完成所有制程之后，使用探针将测试信号馈入晶圆的测试结构，再通过回馈信号的分析来了解晶圆的电性特性，借以掌握晶圆是否于制成中出现缺陷。在晶圆允收测试中，探针卡是用以同时测试在晶圆上的多个晶片。探针卡包含有多个探针，这些探针是对应至晶圆上的多个测试垫，这些测试垫连接至晶圆上的多个半导体受测装置(deiceundertest；dut)。随着晶片集成度的提高，探针的尖端与测试垫接触的面积大幅地缩小，因而影响晶圆允收测试的结果。技术实现要素：本发明的目的即在于提供一种探针卡，及使用此探针卡的晶圆测试系统和晶圆测试方法，借以让探针在测试垫上具有较大的滑行制程窗，而避免晶圆测试失败。本发明的一方面是在提供一种晶圆测试系统。此晶圆测试系统包含：晶圆座和探针卡。晶圆座上承载有一晶圆，其中晶圆上形成有多个测试垫，这些测试垫是沿着一测试直线排列。探针卡包含多个探针，每一支探针包含：针臂部和针尖部。针臂部在晶圆上的一投影线的延伸与测试直线间的一夹角是介于40度至55度之间。针尖部是连接至针臂部用以接触晶圆。本发明的又一方面是在提供一种探针卡。此探针卡包含：电路板、固定件和多个探针。电路板具有第一贯穿开口、及相对的第一表面和第二表面。固定件具有第二贯穿开口，其中固定件穿过第一贯穿开口并固定在第二表面上，第 二贯穿开口在平行于第二表面的方向上具有一垂直中心线。每一支探针包含：针臂部和针尖部。针臂部的一端固定在第二表面上，针臂部的另一端穿过部分的固定件而自第二贯穿开口暴露出，针臂部的延伸与垂直中心线间的一夹角是介于40度至55度之间。针尖部是连接至针臂部。本发明的又一方面是在提供一种晶圆测试方法。在此晶圆测试方法，首先沿着一测试直线形成多个测试垫于一晶圆上，其中每一个测试垫具有相邻的第一边和第二边。然后，置放晶圆于晶圆座上。接着，制作多个探针，其中每一支探针包含：针臂部和连接至针臂部的针尖部，此制作所述探针的操作使每一支探针的针臂部在晶圆上的一投影线的延伸与测试直线间的一夹角是介于40度至55度之间。然后，使测试垫与探针的针尖部相接触，其中当测试垫与针尖部相接触时，针尖部由每一个测试垫的第一边朝一方向滑动，此方向与每一个测试垫的第一边间具有前述的夹角。由上述说明可知，本发明实施例的优点为：由于针臂部在晶圆上(测试垫)的投影线的延伸与测试垫排列的测试直线间的夹角是介于约40度至约55度之间，故本发明实施例的探针在测试垫上具有较大的“滑行制程窗”(可滑行距离)，借以有效地避免探针的针尖部脱离测试垫，并降低导电粒子被带到两金属线间的可能性，因而提升晶圆允收测试的成功率，更可进一步缩小切割道及测试垫的宽度，进而增加晶圆表面的利用率。。附图说明从以下结合所附附图所做的详细描述，可对本发明的实施方式有更佳的了解。需注意的是，根据业界的标准实务，各特征并未依比例绘示。事实上，为了使讨论更为清楚，各特征的尺寸可任意地增加或减少。图1a和图1b是绘示根据本发明的一些实施例的晶圆测试系统的示视图；图2a是绘示根据本发明的一些实施例的测试垫的排列示意图；图2b是绘示根据本发明的一些实施例的探针与测试垫的位置关系示意图；图3a是绘示根据本发明的一些实施例的探针卡的剖面示意图；图3b是绘示根据本发明的一些实施例的固定件与探针的俯视示意图；图3c是绘示根据本发明的某些实施例的固定件与探针的俯视示意图；图4是绘示根据本发明的一些实施例的固定件与探针的侧视示意图；图5是绘示根据本发明的一些实施例的晶圆测试方法的流程示意图。具体实施方式以下的揭露提供了许多不同的实施方式或实施例，以实施所提供的标的的不同特征。以下描述构件与排列的特定例子，以简化本发明。当然这些仅为例子，并无意图成为限制。举例而言，在描述中，第一特征形成于第二特征上方或上，可包含第一特征与第二特征以直接接触的方式形成的实施方式，而也可包含额外特征可形成在第一特征与第二特征之间的实施方式，如此第一特征与第二特征可不直接接触。此外，本发明可在各种实施例中重复元件符号及/或字母。这样的重复是基于简单与清楚的目的，以其本身而言并非用以指定所讨论的各实施方式及/或配置之间的关系。另外，当第一元件被描述为“连接”至第二元件时，这种描述包含第一和第二元件彼此直接连接的实施方式，也包含第一元件和第二元件彼此间接连接的实施方式，第一元件与第二元件之间有一或多个中间元件。一般而言，为了后续晶片的切割作业，相邻的晶片之间会形成切割道，而连接至晶圆上的多个半导体受测装置的测试垫通常是设置在切割道之中，以避免测试垫占用晶圆表面的可利用面积。当探针的尖端接触测试垫时，测试垫会对探针产生一正向压力，使得探针产生变形而造成探针的尖端横向滑移。这样的滑移往往会造成针尖滑出脱离切割道及测试垫表面。此外，探针的尖端是由坚硬的导电材料所制成，例如氮化钛、铑、钨、或镍等。当探针的尖端接触测试垫时，常有导电粒子脱落在测试垫上。此时，探针的尖端的滑移可能会将导电粒子带到与切割道或测试垫相邻的两金属线间，而使金属线短路。上述的探针尖端脱离切割道及测试垫表面和/或导电粒子造成金属线短路的问题均会导致晶圆允收测试失败。为了使探针尖端的滑移不会脱离切割道及测试垫表面，切割道及测试垫的宽度就必须依据针尖可能的滑移量维持在一定尺寸之上。然而，每一个晶圆上已设置有多个切割道，每一个切割道都占用了晶圆表面积，而其所占用的晶圆表面积无法设置电子元件，故难以增加切割道及测试垫的宽度。本发明的实施例主要是将探针的针臂进入测试垫的水平角度偏离一适当值，例如约45度， 以使探针的尖端接触测试垫时的滑移在测试垫上具有较大的可滑行距离(即不会脱离测试垫的滑行距离)，而不需增加切割道及测试垫的宽度，甚至可缩小切割道及测试垫的宽度。此外，此较大的可滑行距离亦可降低导电粒子被带到两金属线间的可能性。因此，本发明的实施例可提升晶圆允收测试的成功率。请参照图1a和图1b，其是绘示根据本发明的一些实施例的晶圆测试系统的示视图。此晶圆测试系统包含探针卡100、晶圆座150、测试头160和测试设备170。探针卡100包含有多个探针130，并和接脚162相连被安装在测试头160下方。接脚162可为例如：单针弹簧连接器(pogopins)。测试设备170是耦合至测试头160。测试设备170中存有多个测试程式，用以对各种积体电路设计进行设计。探针卡100是一种设置于测试头160与受测装置146间的介面卡。探针卡100能将固定的脚位(pin-out)能力予以转换，比方是将测试设备170中具备硬体布线的输入通道或输出通道转换成为具弹性的接脚排列，以便设计来与一特定的ic设计相搭配。因此，测试设备170可以使用同一个，但通常十分昂贵的测试头160来测试多种不同的设计。晶圆140是被装载在晶圆座150上以准备接受测试，其中有多个测试垫144设置在晶圆140的切割道142上，如图1b所示。测试垫144是沿着一测试直线排列并电性连接至受测装置146。在一些实施例中，首先于晶圆140上形成多个受测装置146及多个切割道142，使受测装置146是置于切割道中。接着，于至其中至少一个切割道142中设置多个狭长形且直线排列的测试垫144。然后，设置多个探针130，使各探针130的针尖排列于一直线，并以探针的针尖分别接触各测试垫144进行晶圆140的电性特性量测。当进行晶圆测试时，首先将探针卡100的探针130分别对准至晶圆140上的测试垫144，再将探针卡100垂直下降或将晶圆座150垂直上升，直到探针130与测试垫144相接触为止。此时，探针卡100将输入信号传送到受测装置146，再接收由受测装置146所输出的输出信号。此输出信号为对输入信号的回应，而输入至探针卡100和受测装置146的输入信号是由测试设备170所产生。然后，测试头160将输出信号至传送测试设备170，测试设备170再分析此输出信号，以决定受测装置146的电性。请参照图2a，其是绘示根据本发明的一些实施例的测试垫144的排列示意图，其中多个测试垫144是沿着一测试直线e1(如y轴)排列。测试垫144 具有相邻的第一边147和第二边148，其中第一边147是约平行于测试直线e1。各测试垫144的宽度(第二边148)小于切割道2的宽度。请参照图2a和图2b，图2b是绘示根据本发明的一些实施例的探针130与测试垫144的位置关系示意图。如图2b所示，每一支探针130包含有针臂部132和针尖部134，其中针尖部134是连接至针臂部132，用以接触晶圆140上的测试垫144。探针130的针尖部134是由坚硬的导电材料所制成，例如氮化钛、铑、钨、或镍等。当探针130的针尖部接触晶圆140上的测试垫144而产生滑移时，134探针130的针尖部134可对测试垫144的表面造成刮刷效果，而移除测试垫144因暴露于空气中所产生的氧化层，降低测试垫144及探针130之间的接触电阻，以避免测试信号失真。当探针卡100的探针130分别对准至晶圆140上的测试垫144时，针臂部132在晶圆140上(测试垫144)的投影线的延伸与测试直线e1间的夹角c1是介于约40度至约55度之间。当探针130的针尖部134接触测试垫144时，针尖部134会沿着平行于针臂部132的方向l1由接触点a1滑移至接触点a2。因此，当夹角c1为45度时，针尖部134在测试垫144上的最大可滑行距离为(d1为第二边148的长度)。此最大可滑行距离在此称为「滑行制程窗」，意指探针130的针尖部134可在此滑行制程窗中滑移而不会脱离测试垫144。已知的探针的针臂是以垂直于第一边147的方向进入测试垫144，故已知的探针的针尖部在测试垫144上的最大可滑行距离为d1。因此，相较于已知的探针，本发明实施例的探针130在测试垫144上具有较大的“滑行制程窗”(可滑行距离)，例如：故可有效地避免探针130的针尖部134脱离测试垫144，并降低导电粒子被带到两金属线间的可能性，因而提升晶圆允收测试的成功率。换言的，本发明的功效是在于：探针130的针尖部134的滑移方向与切割道延伸方向及测试垫144的长轴(第一边147)方向呈约40度至约55度间的夹角c1，故可在测试垫144上具有较大的“滑行制程窗”(可滑行距离)，而可有效地避免针尖因为横移而脱离切割道或测试垫表面，更可进一步缩小切割道及测试垫的宽度，进而增加晶圆表面的利用率。请参照图3a、图3b和图3c，图3a是绘示根据本发明的一些实施例的探针卡100的剖面示意图；图3b和图3c是绘示根据本发明的各种实施例的固定件120与探针130的俯视示意图。如图3a所示，探针卡100包含：电路 板110、固定件120和多个探针130。电路板110具有第一贯穿开口112、及相对的第一表面114和第二表面116。固定件120具有第二贯穿开口122，其中固定件120穿过电路板110的第一贯穿开口112并固定在电路板110的第二表面116上。第二贯穿开口112在平行于第二表面116的方向上具有一垂直中心线，如图3b所示的垂直中心线g1，或如图3c所示的垂直中心线g2，其中当探针卡100的探针130分别对准至晶圆140上的测试垫144时，垂直中心线g1和g2是平行于测试垫144排列的测试直线(如图2a和图2b的e1)。在一些实施例中，固定件120具有多个凹槽125，凹槽125由固定件120的周缘延伸至第二贯穿开口122，探针130的针臂部132系分别设置于凹槽125中，再被封胶126所密封。探针130的针臂部132亦可使用其他方式设置于固定件120中，故本发明实施例并不在此限。测试头160透过接脚162和跳线118电性连接至于探针130，以对探针130输入信号或自探针130获得信号。本发明实施例的电路板110可为一印刷电路板(pcb)。由于探针卡100是供高速测试的情况使用，因此于建造电路板110时所使用的材料是十分关键的。在一些实施例中，使用具有低介电质常数的材料来制作电路板110。制作电路板110的材料可包括玻璃强化环氧基板(glassreinforcedepoxylaminate)(如介电质常数为4.8的g10/f4)；聚硫亚氨(polimid)材料(介电质常数4.2)；复晶(polycrystalline)batio3(bt)(介电质常数为3.3至3.9)，以及环氧玻璃(epoxyglass)材料(如介电质常数约3.38)。每一支探针130包含：针臂部132和连接至针臂部132的针尖部134。针臂部132的一端固定在电路板110的第二表面116上，针臂部132的另一端穿过部分的固定件120而自第二贯穿开口122的侧壁124暴露出。如图3b和图3c所示。针臂部132的延伸与垂直中心线g1或g2间的一夹角c2或c3是介于约40度至约55度之间，其中夹角c2和c3等于图2b所示的夹角c1。在一些实施例中，固定件120的第二贯穿开口122为长方形(如图3b所示)，即固定件120可为长方环120a。在某些实施例中，固定件120的第二贯穿开口122为椭圆形(如图3c所示)即固定件120可为椭圆环120b。然而，固定件120的第二贯穿开口122亦可为其他行状，只要针臂部132的延伸与垂直中心线间的夹角是介于约40度至约55度之间即可，故本发明实施例并不在此限。以上叙述是着重于针臂部132在晶圆140上(测试垫144)投影(x-y平面) 的结构。以下说明探针130由固定件120的第二贯穿开口122的侧壁124向下朝测试垫144方向(z-x平面)的结构。然而，以下说明仅是举例说明，本发明实施例亦可使用其他种角度结构，故本发明实施例并不在此限。请参照图4，其是绘示根据本发明的一些实施例的固定件与探针的侧视示意图。如图4所示，针臂部132向下偏向第二贯穿开口的侧壁124，针臂部132与侧壁124间的夹角p1为约84度，针臂部132与水平线h1间的夹角p2为约6度。针尖部134的一端连接至针臂部132，针尖部134的另一端朝下。针尖部134与针臂部132的夹角p3为约104度，针尖部134与垂直线h2间的夹角p4为约7度。以下说明本发明实施例的晶圆测试方法。请参照图5，其是绘示根据本发明的一些实施例的晶圆测试方法的流程示意图。如图2a和图5所示，首先沿着一测试直线e1形成多个测试垫144于晶圆上(操作210)，其中每一个测试垫144具有相邻的第一边147和第二边148。然后，如图1a和图5所示，置放晶圆140于晶圆座上(操作220)。如图2b和图5所示，制作多个探针130(操作230)，其中每一支探针130包含：针臂部132和连接至针臂部133的针尖部134，此制作探针139的操作230使每一支探针130的针臂部132在晶圆(测试垫144)上的投影线的延伸与测试直线e1间的夹角c1是介于40度至55度之间。然后，进行操作240，以使测试垫144与探针130的针尖部134相接触，其中当测试垫144与针尖部134相接触时，针尖部134由每一个测试垫144的第一边147朝方向l1滑动，此方向l1与每一个测试垫144的第一边147间具有前述的夹角c1。由上述说明可知，本发明实施例的优点为：由于针臂部在晶圆上(测试垫)的投影线的延伸与测试垫排列的测试直线间的夹角是介于约40度至约55度之间，故本发明实施例的探针在测试垫上具有较大的“滑行制程窗”(可滑行距离)，借以有效地避免探针的针尖部脱离测试垫，并降低导电粒子被带到两金属线间的可能性，因而提升晶圆允收测试的成功率，更可进一步缩小切割道及测试垫的宽度，进而增加晶圆表面的利用率。在一些实施例中，一种晶圆测试系统包含：晶圆座和探针卡。晶圆座上承载有一晶圆，其中晶圆上形成有多个测试垫，这些测试垫是沿着一测试直线排列。探针卡包含多个探针，每一支探针包含：针臂部和针尖部。针臂部在晶圆 上的一投影线的延伸与测试直线间的一夹角是介于40度至55度之间。针尖部是连接至针臂部用以接触晶圆。在一些实施例中，一种探针卡包含：电路板、固定件和多个探针。电路板具有第一贯穿开口、及相对的第一表面和第二表面。固定件具有第二贯穿开口，其中固定件穿过第一贯穿开口并固定在第二表面上，第二贯穿开口在平行于第二表面的方向上具有一垂直中心线。每一支探针包含：针臂部和针尖部。针臂部的一端固定在第二表面上，针臂部的另一端穿过部分的固定件而自第二贯穿开口暴露出，针臂部的延伸与垂直中心线间的一夹角是介于40度至55度之间。针尖部是连接至针臂部。在一些实施例中，在一种晶圆测试方法，首先沿着一测试直线形成多个测试垫于一晶圆上，其中每一个测试垫具有相邻的第一边和第二边。然后，置放晶圆于晶圆座上。接着，制作多个探针，其中每一支探针包含：针臂部和连接至针臂部的针尖部，此制作所述探针的操作使每一支探针的针臂部在晶圆上的一投影线的延伸与测试直线间的一夹角是介于40度至55度之间。然后，使测试垫与探针的针尖部相接触，其中当测试垫与针尖部相接触时，针尖部由每一个测试垫的第一边朝一方向滑动，此方向与每一个测试垫的第一边间具有前述的夹角。上述已概述数个实施方式的特征，因此熟悉此技艺者可更了解本发明的实施方式。熟悉此技艺者应了解到，其可轻易地利用本发明作为基础，来设计或润饰其它制程与结构，以实现与在此所介绍的实施方式相同的目的及/或达到相同的优点。熟悉此技艺者也应了解到，这类对等架构并未脱离本发明的精神和范围，且熟悉此技艺者可在不脱离本发明的精神和范围下，在此进行各种的更动、取代与修改。当前第1页12当前第1页12