[发明专利]半导体器件的测试设备及其测试方法

说明书

交叉引用

本申请基于并要求2009年7月23日递交的日本专利申请No.2009-171823的优先权的利益，其全部公开内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及一种使用探针卡来测试半导体器件的设备和方法，并且更具体而言，涉及探针卡的定位。

背景技术

探针卡已用于各种半导体器件的性能测试，例如，中央处理单元和存储器。探针卡提供有多个探针，所述多个探针是针状导体。在测试的情况下，必须精确地定位探针卡，使得这些探针与被测半导体芯片以及提供有半导体芯片的封装的预定输入和输出端子相连接。然而，随着例如芯片尺寸的减小、端子数目的增加以及TAB(卷带自动接合)技术的扩展，这种定位操作变得困难。

图10示出根据现有技术的测试设备101的构造。TAB卷带110围绕在供带盘111的周围。将被测半导体芯片固定(连接)到TAB卷带110。由供带盘111以箭头表示的方向引出TAB卷带110，使得导体图案(电极焊盘)位于图的底部，并使导体图案提供给测量点113。成像设备112放置在测量点113处。在测量点113处，通过压板115从上面吸收并保留TAB卷带110。然后如图11所示，从底部延伸的探针卡的探针121接触电极焊盘126，所述电极焊盘126连接到半导体芯片125的输入和输出端子。此时，当检查显示器上显示的测量点113的视频时，通过测试操作者执行的方法来定位探针121和电极焊盘126，以操作适当的操作单元并移置探针卡。

图12示出普通探针121的尖端的形状。如图12所示，探针121的尖端向电极焊盘126弯曲，以便与电极焊盘126形成良好的接触。因此，探针121的轻微向上和向下以及成像设备112的浅的景深会容易引起探针121尖端的位置识别的变化。图13示出探针121尖端的位置识别的成功示例和不成功示例。如果能够正确地识别探针121的尖端的位置，则尖端位置中的每个能够在一条直线130上。另一方面，如果不能正确地识别探针121的尖端位置，则尖端位置中的每个不能够在直线上，如图13的不成功示例所示。

日本未审专利申请公布No.2002-181889公开了一种涉及在与如上所述的测试设备一样的测试设备中定位探针卡和TAB板的技术。图14引自日本未审专利申请公布No.2002-181889，并示出识别探针卡与TAB卷带之间的位置关系的方法。该技术将角θ调整为0。角θ由连接特定探针2A1与探针2A2的直线X以及连接电极焊盘1C1与1C2的直线Y来确定，所述探针2A2是距探针2A1最远的探针。注意，探针2A1和探针2A2与电极焊盘1C1和1C2相接触。

此外，日本未审专利申请公布No.2-65150公开了涉及在晶片和探针卡中定位芯片的技术。日本未审专利申请公布No.2-65150中公开的技术在穿过圆形探针卡中心的直线上形成了多个标记，通过在安装被测芯片的台上设置的成像设备来识别标记的位置，并根据识别的结果来移置台上的芯片。

发明内容

如上所述，在日本未审专利申请公布No.2002-181889中，探针卡的取向(角)根据两个探针的尖端位置的识别结果来确定。然而，如参考图12和13所述，本发明的发明人发现由于它们的形状而难以通过图像处理技术识别探针121的尖端的位置的问题。因此，不能正确地识别图14中的作为探针卡的取向的直线X。

此外，在日本未审专利申请公布No.2-65150公开的技术中，没有正确地识别在晶片上方的电极焊盘的位置的方法。因此，这会使高精确的定位操作无效。

本发明的示范性方面是半导体器件的测试设备，其包括探针卡识别单元，所述探针卡识别单元识别至少两个探针卡标记的位置并且假定探针卡标记连接线，其中，探针卡标记被形成到探针卡，并且探针卡标记连接线连接探针卡标记的位置；背衬材料识别单元，所述背衬材料识别单元识别至少两个背衬材料标记的位置并且假定背衬材料标记连接线，背衬材料标记被形成到固定有半导体芯片的背衬材料，并且背衬材料标记连接线连接背衬材料标记的位置；位置关系识别单元，所述位置关系识别单元根据探针卡标记连接线和背衬材料标记连接线来识别探针卡与背衬材料之间的位置关系；以及修正单元，所述修正单元根据位置关系来修正探针卡与背衬材料中的至少一个的位置。