一种半导体样片承载台以及半导体样片探针测试装置

摘要

本发明公开了一种半导体样片承载台以及半导体样片探针测试装置。该半导体样片承载台包括：半导体样片承载台包括半导体样片承载面；若干柔性吸附装置，柔性吸附装置位于半导体样片承载台的半导体样片承载面上，用于吸附半导体样片；若干缓冲装置，缓冲装置位于半导体样片承载台内部，与柔性吸附装置一一对应设置，且缓冲装置与柔性吸附装置连接。本发明实施例提供的技术方案，延长了测试探针的寿命，增强了对于半导体样片的吸附效果，降低了半导体样片承载台的维护成本。

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种半导体样片承载台以及半导体样片探针测试装置。

背景技术

半导体样片探针测试也被称之为中间测试，半导体样片探针测试的目的是检测半导体样片的电学性能，在半导体样片封装之前，尽量将电学性能不佳的半导体样片去除，以提高半导体样片封装的良率。

现有的半导体样片探针测试装置中，半导体样片承载台用于承载半导体样片，半导体样片承载台通过表面的真空孔来吸附半导体样片，或者半导体样片承载台通过表面的真空孔和吸盘来吸附半导体样片，由于半导体样片承载台和半导体样片的材质较硬，探针台上设置的测试探针与半导体样片接触时，探针台上设置的测试探针的力道轻微过量或者操作人员有误操作时，半导体样片承载台通过表面的真空孔部分的测试探针很容易被损坏，进而导致测试探针的寿命有限。且半导体样片承载台通过表面的真空孔吸附半导体样片时，真空精度较低，导致半导体样片出现翘曲，进而导致对于半导体样片的吸附效果较差，并且如果真空孔出现质量问题，需要更换整个半导体样片承载台，导致后期半导体样片承载台的改造成本很大。

发明内容

本发明提供了一种半导体样片承载台以及半导体样片探针测试装置，以延长测试探针的寿命，增强对于半导体样片的吸附效果，降低半导体样片承载台的维护成本。

根据本发明的一方面，提供了一种半导体样片承载台，包括：

所述半导体样片承载台包括半导体样片承载面；

若干柔性吸附装置，所述柔性吸附装置位于所述半导体样片承载台的半导体样片承载面上，用于吸附半导体样片；

若干缓冲装置，所述缓冲装置位于所述半导体样片承载台内部，与所述柔性吸附装置一一对应设置，且所述缓冲装置与所述柔性吸附装置连接。

可选地，所述柔性吸附装置包括浅口吸盘或者透明硅胶碗装垫片。

可选地，所述柔性吸附装置在所述半导体样片承载面呈米字型、十字型以及环型中的任意一种排布。

可选地，所述柔性吸附装置高于所述半导体样片承载面预设距离。

可选地，所述缓冲装置包括弹簧针。

可选地，所述缓冲装置包括可充气外壳，所述可充气外壳设置有充气口。

可选地，所述缓冲装置包括多个缓冲等级，所述缓冲装置根据不同压力调整对应的缓冲等级。

可选地，还包括第一空气压缩系统，所述第一空气压缩系统根据所述缓冲装置的缓冲等级控制所述可充气外壳内的气体含量，所述第一空气压缩系统与所述充气口连通，用于为所述可充气外壳内向内充气或者用于从所述可充气外壳向外抽气，其中，所述缓冲装置的缓冲等级与所述半导体样片承载台承受的压力相关。

可选地，还包括若干气体通路，所述气体通路与所述柔性吸附装置一一对应设置，所述气体通路的一端与所述柔性吸附装置一一对应连通；

所述气体通路的另一端与第二空气压缩系统连通，所述第二空气压缩系统用于抽走所述柔性吸附装置的空气，或者用于为所述柔性吸附装置充气。

可选地，所述气体通路包括独立通路，所述独立通路位于所述缓冲装置内部，所述独立通路与所述柔性吸附装置连通。

可选地，所述气体通路还包括母线通路，所述母线通路位于所述半导体样片承载台内部，所述母线通路的一端与各独立通路连通，所述母线通路的另一端与所述第二空气压缩系统连通。

可选地，所述独立通路设置有第一开关单元；

所述第一开关单元处于导通状态，所述独立通路和所述第二空气压缩系统连通；

所述第一开关单元处于截止状态，所述气体通路和所述第二空气压缩系统不连通。

可选地，所述第二空气压缩系统设置有第二开关单元，所述第二开关单元包括抽气开关、吸气开关和截止开关；

所述抽气开关处于导通状态，所述第二空气压缩系统用于抽走所述柔性吸附装置的空气；

所述吸气开关处于导通状态，所述第二空气压缩系统用于为所述柔性吸附装置充气；

所述截止开关处于导通状态，所述第二空气压缩系统停止抽走所述柔性吸附装置的空气，并且停止为所述柔性吸附装置充气。

可选地，还包括压力传感器；

所述压力传感器设置在所述半导体样片承载台背离所述半导体样片承载面的一侧，所述压力传感器用于检测所述半导体样片承载台受到的压力。

可选地，还包括驱动结构；

所述驱动结构包括控制器和驱动单元，所述控制器的输入端与所述压力传感器的输出端电连接，所述控制器用于根据所述半导体样片承载台受到的压力，控制驱动单元的运动；

所述驱动单元用于驱动所述半导体样片承载台的移动。

可选地，当压力传感器检测到压力超过一定阈值时，启动保护探针机制，所述控制器控制所述驱动单元驱动所述半导体样片承载台回到初始位置。

可选地，测试过程中，所述驱动单元还用于驱动所述半导体样片承载台靠近所述探针台或者远离所述探针台。

根据本发明的另一方面，提供了一种半导体样片探针测试装置，包括：半导体样片承载台，所述半导体样片承载台如本发明任一实施例所述的半导体样片承载台；

探针台，所述探针台设置有测试探针；

驱动结构，所述驱动结构与所述半导体样片承载台连接，所述驱动结构用于带动所述半导体样片承载台靠近所述探针台或者远离所述探针台。

本发明实施例提供的技术方案，一方面，柔性吸附装置用于吸附半导体样片，当探针台的测试探针与半导体样片接触时，柔性吸附装置可以在压力的作用下产生形变，具体表现为在竖直方向被压缩，柔性吸附装置对于测试探针向下的压力起到缓冲作用，进而可以避免测试探针与半导体样片承载台的半导体样片接触时，由于探针台上设置的测试探针的力道轻微过量或者操作人员有误操作时，导致探针台上设置的测试探针容易损坏的问题，延长了测试探针的使用寿命。另一方面，在测试探针下压时，柔性吸附装置产生形变，能够很好地吸附半导体样片，从而降低了对真空精度的要求，在柔性吸附装置保证一定数量的情况下，可以实现无需对柔性吸附装置抽真空来实现对半导体样片的吸附，避免半导体样片出现翘曲。再一方面，柔性吸附装置容易更换，当需要测试不同尺寸的半导体样片时，可以根据半导体样片的形状和尺寸需要更换柔性吸附装置，以及调整柔性吸附装置的设置位置，从而无需更换整个半导体样片承载台，降低了半导体样片承载台的维护成本。又一方面，缓冲装置与柔性吸附装置连接，柔性吸附装置用于吸附半导体样片，当探针台的测试探针与半导体样片接触时，缓冲装置可以在压力的作用下发生形变，例如在竖直方向被压缩，柔性吸附装置和缓冲装置均可以对于测试探针向下的压力起到缓冲作用，进而可以避免测试探针与半导体样片承载台的半导体样片接触时，由于探针台上设置的测试探针的力道轻微过量时，导致探针台上设置的测试探针容易损坏的问题，进一步延长了测试探针的使用寿命。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例提供的一种半导体样片探针测试装置的结构示意图；

图2是根据本发明实施例提供的一种半导体样片承载台的俯视图；

图3是根据本发明实施例提供的另一种半导体样片承载台的俯视图；

图4是根据本发明实施例提供的又一种半导体样片承载台的俯视图；

图5是根据本发明实施例提供的一种柔性吸附装置和缓冲装置的放大图；

图6是根据本发明实施例提供的一种柔性吸附装置、包括有可充气外壳的缓冲装置和第一空气压缩系统的结构示意图；

图7是根据本发明实施例提供的另一种半导体样片探针测试装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1是根据本发明实施例提供的一种半导体样片探针测试装置的结构示意图。参见图1，该半导体样片探针测试装置包括：半导体样片承载台100和探针台200，探针台200设置有测试探针201，半导体样片承载台100用于承载半导体样片300，测试探针201位于承载半导体样片300表面测试半导体样片300的电学性能。为了避免测试探针201与半导体样片承载台100承载的半导体样片300接触时，由于探针台200上设置的测试探针201的力道轻微过量时，测试探针201很容易被损坏，导致测试探针的寿命有限的问题，本发明实施例提供了如下技术方案：

参见图1，该半导体样片承载台100包括：半导体样片承载面101；若干柔性吸附装置10，柔性吸附装置10位于半导体样片承载台100的半导体样片承载面101上，用于吸附半导体样片300。该半导体样片承载台100还包括若干缓冲装置20，缓冲装置20位于半导体样片承载台100内部，与柔性吸附装置10一一对应设置，且缓冲装置20与柔性吸附装置10连接。

示例性的，半导体样片300可以包括晶圆等半导体样片。

本发明实施例提供的技术方案，一方面，柔性吸附装置10用于吸附半导体样片300，当探针台200的测试探针201与半导体样片300接触时，柔性吸附装置10可以在压力的作用下产生形变，具体表现为在竖直方向被压缩，柔性吸附装置10对于测试探针201向下的压力起到缓冲作用，进而可以避免测试探针201与半导体样片承载台100的半导体样片接触时，由于探针台200上设置的测试探针201的力道轻微过量或者操作人员有误操作时，导致探针台200上设置的测试探针201容易损坏的问题，延长了测试探针201的使用寿命。另一方面，在测试探针201下压时，柔性吸附装置10产生形变，能够很好地吸附半导体样片300，从而降低了对真空精度的要求，在柔性吸附装置10保证一定数量的情况下，可以实现无需对柔性吸附装置10抽真空来实现对半导体样片300的吸附，避免半导体样片300出现翘曲。再一方面，柔性吸附装置10容易更换，当需要测试不同尺寸的半导体样片300时，可以根据半导体样片300的形状和尺寸需要更换柔性吸附装置10，以及调整柔性吸附装置10的设置位置，从而无需更换整个半导体样片承载台，降低了半导体样片承载台100的维护成本。又一方面，缓冲装置20与柔性吸附装置10连接，柔性吸附装置10用于吸附半导体样片300，当探针台200的测试探针201与半导体样片300接触时，缓冲装置20可以在压力的作用下发生形变，例如在竖直方向被压缩，柔性吸附装置10和缓冲装置20均可以对于测试探针201向下的压力起到缓冲作用，进而可以避免测试探针201与半导体样片承载台100的半导体样片接触时，由于探针台200上设置的测试探针201的力道轻微过量时，导致探针台200上设置的测试探针201容易损坏的问题，进一步延长了测试探针201的使用寿命。

可选地，柔性吸附装置10包括浅口吸盘或者透明硅胶碗装垫片，在测试探针201下压时，浅口吸盘或者透明硅胶碗装垫片发生形变而处于负压状态，在吸附半导体样片300的同时，可以对于测试探针201向下的压力起到缓冲作用，进一步延长了测试探针的使用寿命。浅口吸盘或者透明硅胶碗装垫片厚度很薄，吸附半导体样片300后，刚好和半导体样片承载台100平齐。示例性的，本发明实施例的图中示出的是浅口吸盘。

可选地，柔性吸附装置在半导体样片承载面呈米字型、十字型以及环型中的任意一种排布。

示例性的，参见图2，柔性吸附装置10在半导体样片承载面101呈米字型。参见图3，柔性吸附装置10在半导体样片承载面101呈十字型。参见图4，柔性吸附装置10在半导体样片承载面101呈环型排布。需要说明的是，柔性吸附装置10在半导体样片承载面101的排布方式包括但不限于上述排布方式。

可选地，参见图1，柔性吸附装置10高于半导体样片承载面101预设距离，使得测试探针201直接接触的是半导体样片300例如晶圆，半导体样片300(晶圆)和柔性吸附装置10直接接触，避免半导体样片300(晶圆)和材质较硬的半导体样片承载台100直接接触，由于柔性吸附装置10可以在承受压力时发生变形，例如在竖直方向被压缩，使得柔性吸附装置10对于测试探针201向下的压力起到缓冲作用。示例性的，该预设距离大于或等于0微米，或小于或等于1200微米。

可选地，参见图5，缓冲装置20包括弹簧针。弹簧针的弹簧承担部分测试探针201的压力，可以在承受压力时在竖直方向被压缩，使得柔性吸附装置10对于测试探针201向下的压力起到缓冲作用。

图6是根据本发明实施例提供的一种柔性吸附装置、包括有可充气外壳的缓冲装置和第一空气压缩系统的结构示意图。可选地，参见图6，缓冲装置20包括可充气外壳21，可充气外壳21设置有充气口。

具体的，可以通过充气口为缓冲装置20的可充气外壳21往进充气，增加可充气外壳21的支撑强度。还可以通过充气口从缓冲装置20的可充气外壳21往外抽气，使得缓冲装置20可以在承受压力时在竖直方向被压缩，增强缓冲装置20的缓冲作用。

可选地，缓冲装置20包括多个缓冲等级，缓冲装置20可根据不同压力调整对应的缓冲等级。具体的，在测试探针201的压力下，缓冲装置20的变形程度不同，使得缓冲装置20可根据不同压力调整对应的缓冲等级，使得对于测试探针201向下的压力发生变化时，缓冲装置20依然起到缓冲作用，从而进一步延长了测试探针201的使用寿命。

可选地，参见图6，还包括第一空气压缩系统400，第一空气压缩系统400根据缓冲装置20的缓冲等级控制可充气外壳21内的气体含量，第一空气压缩系统400与充气口连通，用于为可充气外壳21内向内充气或者用于从可充气外壳21向外抽气，其中，缓冲装置20的缓冲等级与半导体样片承载台100承受的压力相关。

上述方案可以根据测试探针201向下的压力通过第一空气压缩系统400调节可充气外壳21内的气体含量，灵活调整缓冲装置20的缓冲作用。具体的，探针台200上设置的测试探针201的压力增大时，可以通过第一空气压缩系统400用于从可充气外壳21向外抽气，减弱缓冲装置20的支撑强度，使得缓冲装置20可以在承受压力时在竖直方向被压缩，增强缓冲装置20的缓冲作用。探针台200上设置的测试探针201的压力减小时，可以通过第一空气压缩系统400用于为可充气外壳21内向内充气，提高缓冲装置20的支撑强度。

可选地，缓冲装置20可以包括多个缓冲等级，缓冲等级越高，通过第一空气压缩系统400用于从可充气外壳21向外抽气的气体含量越大。

可选地，半导体样片承载台还包括若干气体通路和第二空气压缩系统，气体通路与柔性吸附装置一一对应设置，气体通路的一端与柔性吸附装置一一对应连通；气体通路的另一端与第二空气压缩系统连通，第二空气压缩系统用于抽走柔性吸附装置的空气，或者用于为柔性吸附装置充气。

示例性的，参见图1，图1中示出了5个柔性吸附装置10和5个缓冲装置20，半导体样片承载台100包括5个气体通路S0，气体通路S0的一端与柔性吸附装置10一一对应连通，气体通路S0的另一端与第二空气压缩系统500连通，第二空气压缩系统500用于抽走柔性吸附装置10的空气，或者用于为柔性吸附装置10充气。

具体的，第二空气压缩系统500可以抽走柔性吸附装置10的空气，使得柔性吸附装置10处于负压状态，用于更好地吸附半导体样片300。当测试完成时，第二空气压缩系统500可以用于为柔性吸附装置10充气，用于释放半导体样片300。通过合理控制第二空气压缩系统500抽气的速度和含量，可以控制柔性吸附装置10吸附半导体样片300的精准度和牢固度。通过合理控制第二空气压缩系统500充气的速度和含量，可以控制柔性吸附装置10安全释放半导体样片300。

需要说明的是，气体通路S0连接的是柔性吸附装置10和第二空气压缩系统500，气体通路S0和缓冲装置20的可充气外壳21之间应该是密封的，不连通的。

可选地，参见图1和图7，气体通路S0包括独立通路22，独立通路22位于缓冲装置20内部，独立通路22与柔性吸附装置10连通。其中，图6示出的缓冲装置20设置了独立通路22。需要说明的是，缓冲装置20内部的独立通路22连接的是柔性吸附装置10和第二空气压缩系统500，缓冲装置20内部的独立通路22和缓冲装置20的可充气外壳21之间应该是密封的，不连通的。

可选地，气体通路S0还包括母线通路23，母线通路23位于半导体样片承载台100内部，母线通路23的一端与独立通路22连通，母线通路23的另一端与第二空气压缩系统500连通。

示例性的，图1中示出了5个独立通路22，独立通路22与柔性吸附装置10一一对应且连通，母线通路23连通独立通路22和第二空气压缩系统500，5个独立通路22和母线通路2构成5个气体通路S0，上述技术方案用于实现柔性吸附装置10和第二空气压缩系统500连通。

可选地，独立通路22设置有第一开关单元；第一开关单元处于导通状态，气体通路S0和第二空气压缩系统连通；第一开关单元处于截止状态，气体通路S0和第二空气压缩系统不连通。

具体地，可以根据半导体样片300的尺寸，来控制部分独立通路22的第一开关单元处于导通状态，第二空气压缩系统500抽走柔性吸附装置10的空气，使得柔性吸附装置10处于负压状态，用于吸附半导体样片300。

可选地，第二空气压缩系统500设置有第二开关单元，第二开关单元包括抽气开关、吸气开关和截止开关；抽气开关处于导通状态，第二空气压缩系统500用于抽走柔性吸附装置10的空气；吸气开关处于导通状态，第二空气压缩系统500用于为柔性吸附装置10充气；截止开关处于导通状态，第二空气压缩系统500停止抽走柔性吸附装置10的空气，并且停止为柔性吸附装置10充气。

具体的，第二空气压缩系统500可以根据抽气开关、吸气开关和截止开关的开关状态，控制第二空气压缩系统500是否为柔性吸附装置10充气或者抽气，进而控制柔性吸附装置10对于半导体样片300是吸附状态还是释放状态。抽气开关处于导通状态，第二空气压缩系统500用于抽走柔性吸附装置10的空气，柔性吸附装置10处于负压状态，可以用于吸附半导体样片300。吸气开关处于导通状态，第二空气压缩系统500用于为柔性吸附装置10充气，柔性吸附装置10释放半导体样片300。截止开关处于导通状态，第二空气压缩系统500处于暂停运行状态。

可选地，参见图1，半导体样片承载台100还包括压力传感器30；压力传感器30设置在半导体样片承载台100背离半导体样片承载面101的一侧，压力传感器30用于检测半导体样片承载台受到的压力。

可选地，压力传感器30的输出端还可以与第一空气压缩系统400连接，第一空气压缩系统400用于根据半导体样片承载台100受到的压力控制缓冲装置20的缓冲等级。

可选地，参见图7，还包括驱动结构600，驱动结构600包括控制器601和驱动单元602，控制器601的输入端与压力传感器30的输出端电连接，控制器601用于根据半导体样片承载台100受到的压力，控制驱动单元602的运动。驱动单元602用于驱动半导体样片承载台100的移动。

具体的，控制器601根据半导体样片承载台100受到的压力控制驱动单元602运动，进而驱动单元602驱动半导体样片承载台100移动，一方面可以实现半导体样片300跟随半导体样片承载台100移动至探针台200的测试探针201下，完成电学性能测试；另一方面可以实现测试完成后，半导体样片300跟随半导体样片承载台100远离探针台200。

可选地，驱动单元602包括电机6021，电机6021的输出轴与传动结构6022连接，传动结构6022将转动转换为直线运动，传动结构6022与半导体样片承载台100连接。控制器601根据半导体样片承载台100受到的压力，控制驱动单元602带动半导体样片承载台100运动，以实现测试时驱动单元602控制半导体样片承载台100靠近探针台200，测试完成后驱动单元602控制半导体样片承载台100远离探针台200。当压力传感器30检测到压力超过一定阈值时，启动保护探针机制，控制器601控制驱动单元602驱动半导体样片承载台100回到初始位置，进一步延长了测试探针201的使用寿命。

需要说明的是，控制器601可以控制驱动单元602带动半导体样片承载台100在X方向、Y方向和Z方向这三个方向移动，进而实现半导体样片300和探针台200的测试探针201接触。

本发明实施例还提供了一种半导体样片探针测试装置。参见图7，该半导体样片探针测试装置包括：半导体样片承载台100，半导体样片承载台100如上述实施例任意所述的半导体样片承载台100；探针台200，探针台200设置有测试探针201；驱动结构600，驱动结构600与半导体样片承载台100连接，驱动结构600用于带动半导体样片承载台100靠近探针台200或者远离探针台200。

本实施例提供的半导体样片探针测试装置，具有上述实施例任意所述的半导体样片承载台100相同的有益效果，其中，驱动结构600在测试时控制半导体样片承载台100靠近探针台200，测试完成后自动控制半导体样片承载台100远离探针台200。

可选地，还包括压力传感器30；压力传感器30设置在半导体样片承载台100背离半导体样片承载面101的一侧，压力传感器30用于检测半导体样片承载台受到的压力。

具体的，驱动结构600根据半导体样片承载台100受到的压力，在测试时控制半导体样片承载台100靠近探针台200，测试完成后自动控制半导体样片承载台100远离探针台200。

可选地，驱动单元602包括电机6021，电机6021的输出轴与传动结构6022连接，传动结构6022将转动转换为直线运动，传动结构6022与半导体样片承载台100连接。控制器601根据半导体样片承载台100受到的压力，控制驱动单元602带动半导体样片承载台100运动，以实现测试时驱动单元602控制半导体样片承载台100靠近探针台200，测试完成后驱动单元602控制半导体样片承载台100远离探针台200。当压力传感器30检测到压力超过一定阈值时，启动保护探针机制，控制器601控制驱动单元602驱动半导体样片承载台100回到初始位置，进一步延长了测试探针201的使用寿命。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。