探针测试装置以及探针测试装置的工作方法与流程

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及探针测试装置以及探针测试装置的工作方法。

背景技术：

在探针测试领域中，探针测试广泛应用于电子元件或印刷电路板(pcb板)的检测，用于实现电学性能的测试。

在半导体制造的过程中，探针测试用于对晶圆上的器件进行特性分析，将探针测试机构中的探针接触晶圆的金属衬垫中，在进行测试的时候，测试机构会给探针一个输入信号，通过探针与晶圆的接触来达到量测的目的，并且将测量的结果反馈给测试机构。

然而，现有技术中探针测试的误差较大。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是提供一种探针测试装置以及探针测试装置的工作方法，以提高测试的准确性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种探针测试装置，包括：基台，用于放置待测衬底，所述待测衬底表面具有测试衬垫；探针，用于接触所述测试衬垫以进行测试；温度传感器，用于获取进行测试时的所述探针的温度；数据处理单元，用于通过所述探针的温度获取探针调整信息；微调装置，用于根据所述调整信息移动所述探针。

可选的，所述探针的材料为金属材料或者金属合金材料；所述金属材料包括：钨；所述金属合金材料包括：铼钨合金。

可选的，所述数据处理单元包括：信号获取模块，用于获取探针的温度信息；数据处理模块，用于通过所述温度信息获取探针调整信息，

可选的，还包括：移动装置，所述探针通过微调装置与所述移动装置固定连接，所述移动装置带动探针沿平行于所述测试衬垫表面所在平面的方向移动。

可选的，所述探针具有第一端部和第二端部，所述探针的第一端部与测试衬垫接触，所述探针的第二端部与微调装置固定连接。

可选的，所述微调装置根据所述调整信息移动所述探针时，使得探针与初始位置之间具有大于0°的夹角，所述初始位置为探针垂直于测试衬垫、且所述第一端部在测试衬垫上的投影与所述测试衬垫中心重合时的位置。

可选的，所述温度传感器为红外测温传感器。

相应的，本发明还提供上述任意一种探针测试装置的工作方法，包括：提供待测衬底，所述待测衬底包括测试衬垫；将所述待测衬底放置到基台上；将所述探针移动至初始位置，所述探针的初始位置为探针垂直于测试衬垫，且所述探针在测试衬垫上的投影与所述测试衬垫的中心重合时的位置；在所述探针移动至初始位置后，获取所述探针的温度；通过所述探针的温度获取探针的调整信息；通过所述调整信息调整探针的位置；在通过所述调整信息调整探针的位置之后，使所述探针朝向所述基台运动，使得所述探针接触所述测试衬垫。

可选的，通过所述探针的温度获取探针的调整信息的过程包括：获取探针的温度后，将探针的温度与探针的预定温度做比对；当接收到的温度不在预定温度范围内时，通过所述探针的温度获取探针的温度信息，通过所述温度信息获取探针的调整信息。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

本发明提供的探针测试装置中，通过温度传感器获得探针测试温度，数据处理模块根据所述探针测试温度获取探针的调整信息，通过微调装置根据调整信息移动探针，采用自动化操作与智能计算相结合，精准度高，且所能应用的温度范围广，使得在任意温度下，探针接触所述测试衬垫的位置精确，减小了测试异常的风险，从而提高了半导体器件的测试效率，简化了测试程序。

本发明提供的探针测试装置的工作方法中，采用探针测试装置进行测试时，通过温度传感器获得探针测试温度，数据处理模块根据所述探针测试温度获取探针的调整信息，微调装置根据调整信息移动探针，这种方法可以获得任意温度时的探针的调整信息，保证在任意温度下，探针接触所述测试衬垫的位置精确，减小了测试异常的风险，从而提高了半导体器件的测试效率，简化了测试程序。

附图说明

图1和图2是一种探针测试装置的工作方法的示意图；

图3是本发明一实施例的一种探针测试装置的结构示意图；

图4是图3中探针的运动趋势示意图；

图5是本发明实施例的一种探针测试装置的工作方法的流程图。

具体实施方式

正如背景技术所述，现有技术的半导体器件的性能较差。

一种探针测试装置的工作方法，参考图1和图2，图2为图1中探针接触测试衬垫的位置示意图，包括：提供测试晶圆100，所述测试晶圆110内包括测试衬垫110；提供探针120；使所述探针120向测试晶圆110运动，使得所述探针120接触所述测试衬垫110内。

上述实施例中，探针120的材料为金属材料，金属材料容易热胀冷缩，即在高温或者低温情况下，探针位置因为温度的变化发生偏移。具体请参考图2，图2为不同温度时，探针与测试衬垫接触位置示意图。

所述预定温度t1为探针120形变量处于可接收范围内的温度，处于预定温度t1内时，所述探针120与所述测试衬垫110的接触位置140处于测试衬垫110的中心区域130内。当在预定温度t1的情况下，所述探针120与所述测试衬垫110的接触位置140为预定位置；当在高于预定温度的高温t2的情况下，所述探针120与所述测试衬垫110的接触位置141相对于预定温度t1时的预定位置发生偏移；当在低于预定温度的低温t3的情况下，所述探针120与所述测试衬垫110的接触位置143相对于t1时的预定位置也发生偏移且与高温t2时的偏移方向不一致。

并且所述高温t2和低温t3与预定温度t1的差距越大，所述探针120与所述测试衬垫110的接触位置相对于预定温度t1时的预定位置的偏移越大，有偏移出测试衬垫110区域以外的风险，因此容易导致测试时测试误差较大或者测试异常的风险。

本发明探针测试装置的工作方法中，采用探针测试装置进行测试，通过温度传感器获得测试温度，数据处理模块根据所述温度获取探针的调整信息，这种方法可以获得任意温度时的探针的调整信息，保证在任意温度下，探针接触到测试衬垫的位置精确，减小了测试异常的风险，从而提高了半导体器件的测试效率，简化了测试程序。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

本实施例提供一种探针测试装置，参考图3，包括：

基台250，用于放置待测衬底200，所述待测衬底200包括测试衬垫201；

探针211，用于接触所述测试衬垫201以进行测试；

温度传感器220，用于获取进行测试时的所述探针211的温度；

数据处理单元230，用于通过所述探针211的温度获取探针211调整信息；

微调装置210，用于根据所述调整信息移动所述探针211。

所述数据处理单元230与温度传感器220电连接，且所述数据处理单元230与微调装置210电连接。

所述探针测试装置还包括：移动装置240，所述探针211通过微调装置210与所述移动装置240固定连接，所述移动装置240带动探针211沿平行于所述测试衬垫201表面所在平面的方向移动。

本实施例中，所述移动装置240为悬臂。

所述基台250用于承载待测衬底200。

在一实施例中，所述基台中具有加热装置。

所述待测衬底200为具有特定功能的半导体器件。

所述测试衬垫201用于连接测试机台和待测衬底200的内部电路，将测试机台的测试信号输入到待测衬底200中，同时将待测衬底200内的测试结果反馈给测试机台。

所述测试衬垫201具有中心区域。

所述测试衬垫201的材料包括：金属材料或者金属合金材料。所述金属材料包括：钨；所述金属合金材料包括：铼钨。

所述温度传感器220为红外测温传感器。

本实施例中，所述温度传感器220位于悬臂上。

所述数据处理单元230包括：

信号获取模块231，用于通过探针211的温度，获取探针211的温度信息；

数据处理模块232，用于通过所述温度信息获取探针211的调整信息。

所述数据处理单元230与温度传感器220电连接，获取温度传感器220的温度。

所述数据处理单元230与微调装置210电连接，使得所述微调装置210获得探针211的调整信息。

所述探针211的材料为金属材料或者金属合金材料；所述金属材料包括：钨；所述金属合金材料包括：铼钨合金。

本实施例中，所述探针211的材料为钨。

所述探针211具有第一端部和第二端部，所述探针211的第一端部与测试衬垫201接触，所述探针211的第二端部与微调装置210固定连接。

探针211的材料为金属，金属具有热胀冷缩的特性，环境温度会影响到探针211的形状，进而影响到探针211接触所述测试衬垫201的位置。

参考图4，图4是图3中探针211的运动趋势示意图。

所述探针211具有初始位置，所述探针211的初始位置为探针211垂直于测试衬垫201，且所述探针211的第一端部在测试衬垫201上的投影与测试衬垫201的中心重合的位置。

所述微调装置210根据所述调整信息移动所述探针211时，使得探针211与初始位置之间具有大于0°的夹角。

当探针211的温度为在预定温度内时，所述探针211处于初始位置，所述探针211的第一端部与测试衬垫201的接触位置为点a。

当探针211的温度过高时，所述探针211由于膨胀发生形变，使得探针211的第一端部与测试衬垫201的接触位置为点b。这种情况下，微调装置210通过探针211的第二端部，使得探针211的位置与初始位置之间具有角度，并且使得探针211的第一端部与测试衬垫201的接触位置由b点移动至点a。

当探针211的温度过低时，所述探针211由于冷缩发生形变，使得探针211的第一端部与测试衬垫201的接触位置为点c。这种情况下，微调装置210通过探针211的第二端部，使得探针211的位置与初始位置之间具有角度，并且使得探针211的第一端部与测试衬垫201的接触位置由c点移动至点a。

相应的，本实施例还提供上述一种探针测试装置的工作方法，参考图5，包括：

s11：提供待测衬底200，所述待测衬底200包括测试衬垫201；

s12：将所述待测衬底200放置到基台250上；

s13：将所述探针211移动至初始位置，所述探针211的初始位置为探针211垂直于测试衬垫201，且所述探针211在测试衬垫201上的投影与所述测试衬垫的中心重合时的位置；

s14：在所述探针211移动至初始位置后，获取所述探针211的温度；

s15：通过所述探针211的温度获取探针211的调整信息；

s16：通过所述调整信息调整探针211的位置；

s17：在通过所述调整信息调整探针211的位置之后，使所述探针211朝向所述基台250运动，使所述探针211接触所述测试衬垫201。

所述探针测试装置如图3所示，且如上述实施例所述，在此不做赘述。

请继续参考图3，提供待测衬底200，所述待测衬底200包括测试衬垫201。

所述待测衬底200和测试衬垫201，如上述实施例所述，在此不做赘述。

将所述待测衬底200放置到基台250上，为后续测试做准备。

将所述探针211移动至初始位置，所述探针211的初始位置为探针211垂直于测试衬垫，且所述探针211的第一端部在测试衬垫上的投影与测试衬垫的中心重合时的位置。

通过温度传感器220获取探针211的温度。

本实施例中，通过红外测温传感器获得探针211的温度。

通过所述探针211的温度获取探针211的调整信息。

预定温度为探针211形变量处于可接收范围内的温度，处于预定温度内时，所述探针211与所述测试衬垫201的接触位置处于测试衬垫的中心。

当探针211的温度在预定温度内时，所述探针211位于初始位置。

通过所述探针211的温度获取探针211的调整信息的过程包括：获取探针211的温度后，将探针211的温度与探针211的预定温度做比对，当探针211的温度在预定温度范围内时，所述调整信息为不移动探针211；当探针211的温度不在预定温度范围内时，通过所述探针211的温度的获取探针211的温度信息，通过所述温度信息获取探针211的调整信息。

结合参考图4，当探针211的温度大于预定温度时，所述调整信息为使得探针211的第一端部由点b移动至点a。当探针211的温度小于预定温度时，所述调整信息为使得所述探针211的第一端部由点c移动至点a。

所述温度信息可以为温度，也可以为探针211的温度与预定温度中一个温度的温度差，具体温度信息的选取，与探针211的材料有关。

通过所述调整信息调整探针211的位置。

探针211通过微调装置210调整探针211的位置，使得所述探针211接触到测试衬垫201的中心。

数据处理单元240与微调装置210电连接，将调整信息反馈给微调装置210，所述微调装置210移动所述探针211，使得所述探针211在后续测试过程中接触到测试衬垫201的中芯。

使所述探针211朝向所述基台250运动，使所述探针211接触所述测试衬垫201。

本实施例中，所述移动装置240带动探针211朝向所述基台250运动，使得所述探针211接触所述测试衬垫201。

本实施例中，还包括：在探针211输入测试信号，通过测试衬垫201输入到待测衬底200的内部电路；同时，将待测衬底200内的测试结果通过测试衬垫201输出给探针211。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。