[发明专利]半导体器件测试装置以及供电单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在晶片状态下测试半导体器件的测试装置，更特别地，涉及一种适合于测试半导体器件的测试装置，在该半导体器件中，半导体器件的电极节距狭窄并且需要高速高容量的传送，并且还涉及一种用于其中的供电单元。

背景技术

在近代，对具有更高密度、更高速度和更高容量传送的半导体器件的需求迅速增加。特别是从降低半导体器件规模的角度来看，在2003版ITRS(半导体技术国际发展路线)发展路线(roadmap)中，对规模降低的快速发展作出了预测，即，设置于外围的电极节距将从2004年的35μm降低到2009年的20μm，且设置在区域内的电极节距将从2004年的150μm降低到2009年的100μm。这种条件下，具有很小节距的半导体器件测试技术成为一项关键技术。特别是在半导体制造中，涉及到在晶片状态下电测试元件的方式、即实施晶片测试的方式的问题在通过快速反馈晶片制造工艺中的问题来帮助改进质量、在半导体器件的批量生产中快速去除缺陷产品和增加产品产率、以及通过实现更高的生产率来确保更低成本这些方面非常关键。

常规晶片测试根据发送和接收信号主要分为接触方案和非接触方案。目前，主要使用的接触方案是通过使用探针卡作为在晶片和测试器之间发送和接收信号的接口，使某种类型的接触端子与半导体器件的电极接触。最常使用的接触端子是被称作旋臂(cantilever)的探针卡，它是一种使金属针与半导体器件电极接触的方案。其他接触方案包括使用具有金属突起(凸块)的膜片的方案、使用具有TCP(载带封装)引线的膜片的方案、以及使用其中使用了电镀硅晶须的针状硅探针的方案。

公知的非接触方案包括其中在半导体装置中设置通信用线圈、并与外部进行无线的信号输入/输出的方案；其中芯片具有以下结构的方案，在该结构中，使用半导体和镜像结构的芯片，通过将半导体器件的信号布线与镜像芯片的布线接近地放置，以非接触的电容耦合方式读出信号；等等。专利文献1公开了一种使用金属针的旋臂方案，专利文献2公开了一种具有金属突起的膜片，专利文献3公开了一种具有TCP引线的膜片，和专利文献4公开了硅晶须的使用。专利文献5公开了使用通信用线圈的方案，和专利文献6公开了一种用于借助于非接触的电容耦合产生信号的方案。首先，以下描述接触方案的现有技术。

(1)使用金属针的旋臂方案(专利文献1)(第一现有技术)

该方案包括机械加工钨、铼钨以及其他金属针，并使用该针作为接触端子。具有190μm的根部直径的金属针150的末端被以图17中示出的方式加工成超细的导线，以提供具有狭窄节距的金属针。通过使用屏蔽板151在多个加工后的金属针150之间提供绝缘，并将这些金属针150四段叠置。这种结构允许将接触端子的末端窄化成50μm的节距。

(2)使用具有金属突起(凸块)的膜片的方案(专利文献2)(第二现有技术)

除了专利文献2以外，专利文献7的“具有凸块接触的薄膜探针缓冲系统”和专利文献8的“探针卡”也是公知的。这些现有技术是在朝向半导体器件的外部电极的位置处使用具有金属突起(凸块)的接触片的探针结构。图18示出了探针卡结构的一部分的典型实例，以及在专利文献2中描述的其制造方案。

图18中，在构成探针卡的柔性绝缘膜160的一个表面上，形成期望的测试电路图形(未示出)和电极引线161。在朝向半导体器件165的外部终端电极166的位置中，在电极引线161的末端形成金属突起(凸块)162。探针卡借助于金属突起162，与半导体器件165的外部终端电极166接触。

(3)使用具有TCP突起的膜片的方案(专利文献3)(第三现有技术)

在专利文献9、10和11中公开了与专利文献3相似的现有技术。这些现有技术具有如下探针结构，该探针结构中在朝向半导体器件外部电极底位置中使用具有金属引线的柔性基板。

图19示出了作为典型实例的在专利文献3中公开的探针卡的结构图。图19(a)是在探针卡一侧上的主要部分的截面图，和图19(b)是示出探针卡的一部分的透视图。在柔性膜171的一侧上形成期望的测试电路图形(未示出)和探针172。探针172与半导体器件175的外部电极接触。