具有探针卡的测试设备及连接器机构

摘要

本发明揭示一种探针设备，该探针设备在一侧上具有带有接触结构的探针导线。该接触结构用于接触另一测试设备或组件，例如，电路板，上的各个接触结构。该探针导线具有探测需要接受测试的装置的尖端。信号穿过来自探针卡的该探针导线，例如，通过电路板，传输至其它诊断设备。该探针卡与该电路板的该接触允许信号穿过该探针导线传送至该其它诊断设备。在该探针卡的另一侧上是连接器结构。该连接器结构包含固位体，该固位体可允许自测试系统替换该探针卡，例如，允许该探针卡从固持器连接及断开连接。

权利要求

1.一种用于测试半导体装置的测试设备，其特征在于，包括：电路板，其具有信号接触结构及防护接触结构，该电路板被配置为具有顶部侧、底部侧及穿过所述顶部及底部侧的开口的板；及探针卡，其包含导线导引器及与该导线导引器连接的探针块及由该导线导引器及探针块支撑的多个探针导线，每一探针导线通过导线导引器及该探针块定位，每一探针导线包含延伸穿过该探针块的探针尖端，所述探针尖端形成阵列以探测受测试的装置，每一探针导线包含从该导线导引器暴露的信号传输部分及防护部分，所述信号传输部分及所述防护部分形成接触结构且通过该阵列而安置于该探针卡的一侧上，且一固位体部件安置于该探针卡的另一侧上；

其中，所述探针块可插入至该电路板的该开口中以允许该阵列探测受测试的装置，且所述探针卡的所述接触结构可与所述电路板上的信号接触结构及防护接触结构接触，所述探针卡与所述电路板的此接触允许使信号穿过所述探针导线及电路板而传送。

2.如权利要求1所述的的测试设备，其特征在于，该固位体部件包含一插座，其中该插座用于接纳一球形架座。

3.如权利要求1所述的的测试设备，其特征在于，该固位体部件包含保持槽。

4.如权利要求1所述的的测试设备，其特征在于，进一步包括相对于该阵列及接触结构安置于其上的侧，在该探针卡的另一侧处，连接至该固位体部件的固持器，该固持器用于定位该探针卡且允许自该固持器断开该探针卡的连接。

5.如权利要求4所述的的测试设备，其特征在于，该固持器包含该探针卡可安装于其上，且其它探针卡可安装于其上的至少五个位置。

6.如权利要求5所述的的测试设备，其特征在于，该固持器是具有五个面的五边形轮，其中每一个面都可用于安装探针卡，该五边形轮用于执行所述探针卡的旋转转位。

7.如权利要求5所述的的测试设备，其特征在于，该固持器用于通过气动操作及自动化控制从一个探针卡切换至另一探针卡。

8.如权利要求4所述的的测试设备，其特征在于，该固持器用于执行所述探针卡的平移转位。

9.一种探测受测试装置的方法，其特征在于，包括：将固持器定位至探测位置中，包含将探针卡保持在该固持器的一侧上；

使用该固持器并通过气动操作及自动化控制将该探针卡定位至电路板上及定位至受测试装置上，该电路板具有信号接触结构及防护接触结构，该探针卡包含多个探针导线，每一探针导线包含延伸穿过探针块的探针尖端，所述探针尖端形成阵列以探测该受测试的装置，每一探针导线包含自该导线导引器暴露的信号传输部分及防护部分，该信号传输部分及该防护部分形成接触结构且通过该阵列而安置于该探针卡的一侧上，该侧不同于保持至该固持器的侧，且分别接触该电路板上的该信号接触结构及该防护接触结构，且接触该受测试的装置；

使用该阵列探测该受测试的装置；及通过该探针卡与该电路板的接触及该探针卡与该受测试装置的接触而使信号通过该阵列传输至受测试的设备，此使信号通过所述探针导线及电路板而传送。

10.如权利要求9的方法，其特征在于，进一步包括用另一探针卡替换该探针卡。

11.如权利要求9的方法，其特征在于，进一步包括使该固持器旋转以切换至至少四个其它探针卡中的一个。

说明书

具有探针卡的测试设备及连接器机构

[0001] 相关申请

[0002] 本申请要求2011年7月6日提交的申请且题目为“具有探针卡的测试设备及连接器机构”的美国临时申请案第61/504907号的权益，该美国临时申请案的全部内容以引用的方式并入本申请中。

技术领域

[0003] 本发明申请主要涉及测试设备，特别是用于测试半导体装置的测试设备。更具体而言，本发明公开的内容涉及结构化为探针卡的探针设备，该探针卡可与其它测试设备一起用于电探测半导体装置，例如，半导体晶圆或微机电系统(MEMS)装置。

背景技术

[0004] 现有的半导体工业仍然需要在半导体晶圆上接入许多电子设备。随着半导体工业的发展及装置变得较复杂，许多电子装置，最通常的半导体装置，必须进行电测试，例如，漏-15电流及极低工作电流的电测试。这些电流常常低于100fA(毫微微安培，如1×10 安培)。另外，常常需要在一宽温度范围内评估电流及装置特性以理解温度如何影响装置。此外，由于介电材料的特性，常常难以在较宽的工作温度范围内测试半导体装置的特性。

[0005] 为有效量测低于100飞安以下的电流，测量信号必须与以下因素隔离：外部电干扰、通过介电材料的漏电流、寄生电容、摩擦电噪声、压电噪声及介电吸收等。

[0006] 因此，仍然需要在较宽的温度范围内以低电流电探测半导体装置，例如，半导体晶圆，以改良半导体测试设备。也需要对探针安装设备及电路板布局设计以及其结构进行改良以便最佳化此类诊断能力。

发明内容

[0007] 本发明阐述了，例如在系统中对测试半导体装置，有用的测试设备。特别是，本发明阐述了可用于电探测半导体装置，例如，半导体晶圆或MEMS装置，的探针设备。

[0008] 一般而言，该探针设备被结构化为在一侧具有探针导线的接触结构的探针卡。在某些实施例中，所述探针导线可以是镀金的。该接触结构用于接触另一测试设备或组件例如电路板上的分别的接触结构。所述探针导线还包括探测需要进行测试的装置，例如，在半导体测试中的受测试装置(device under test，DUT)的尖端。信号通过来自探针卡的探针导线、通过该探针卡与该电路板的接触，并通过该电路板传输至其它诊断设备。该探针卡与该电路板的接触允许信号通过该探针导线以传送至其它诊断设备。

[0009] 连接器结构也在该探针卡上，例如，在该设备的另一侧上。该连接器结构允许该探针卡从固持器连接或断开连接。

[0010] 在一项实施例中，该连接器结构包括球形及插座架座，该球形及插座架座可允许该探针卡的稍微移动(例如，倾斜移动)，以促进例如与电路板之间的良好匹配。

[0011] 在一项实施例中，该固持器允许一探针卡被另一探针卡替换(例如，具有不同接触结构的另一探针卡或用于替换的已使用探针卡的另一探针卡)。在某些实施例中，该固持器具有连接至自身的多个探针卡，且形成允许在连接至该固持器的探针卡之间互换(例如允许在测试之间改变探针卡)。在某些实施例中，该固持器可以是用于测试装置的组件系统的一部分，其中，该固持器能够根据需要操作和定位该探针卡。

[0012] 进一步参考该探针卡，在一项实施例中，探针卡具有导线导引器、与该导线导引器连接的探针块及由该导线导引器及探针块支撑的多个探针导线。每一探针导线经定位穿过该导线导引器及该探针块。每一导线包含延伸穿过该探针块的探针尖端。该探针尖端被配置为探测一装置(例如，半导体晶片)。每一导线还包含从该导线导引器暴露的信号传输部分及防护部分。该信号传输部分及该防护部分形成接触结构。此接触结构用于接触另一设备(例如，电路板)上的信号触点及防护接触结构。

[0013] 在一项实施例中，该探针卡的这些探针尖端及该接触结构在该探针卡的一侧上。在该探针卡的另一侧上可以是连接器结构。形成该连接器结构被配置为允许该探针卡连接至固持器及与该固齿器断开连接。在一项实施例中，该连接器结构可以是具有保持槽的固位体部件。

[0014] 在一项实施例中，例如上文所阐述的探针卡经并入作为测试设备的一部分，其中，该探针卡具有接触结构，该接触结构匹配在另一测试设备或组件(例如，一电路板或母板)上的接触结构。本文中所阐述的探针卡也可以是用于测试装置(例如，半导体装置)的总系统的一部分。例如，该探针卡的连接器结构允许其连接至固持器，其中，该固持器是用于测试装置的组件系统的一部分，且能够根据需要操作及定位该探针卡。

[0015] 在一项实施例中，探测受测试装置的方法包括将固持器定位至探针位置、使用该固持器将探针阵列定位至受测试装置上、使用该探针阵列探测该受测试装置以及使信号穿过该探针阵列传输至测试设备。

附图说明

[0016] 附图对本申请讨论的各个实施例以示例性的方式进行了说明，但这些附图并不一定是按比例绘制，也不用以限制本发明，其中：

[0017] 图1是探针设备的一实施例的仰视立体图；

[0018] 图2是来自图1的探针设备的一仰视图；

[0019] 图2A是图1的探针设备的另一仰视图；

[0020] 图2B是图1的探针设备的剖面图；

[0021] 图2C是图1的探针设备的侧视图；

[0022] 图3是电路板的一实施例的俯视图；

[0023] 图3A是图3的电路板的另一俯视图；

[0024] 图3B是图3的电路板的侧视图；

[0025] 图3C是图3的电路板的另一俯视图；

[0026] 图4是图1的探针设备的一分解图；

[0027] 图5是图1的探针设备的一近视图；

[0028] 图6是图1的探针设备的一剖面图；

[0029] 图6A是图6的探针设备的另一剖面图；

[0030] 图7是图1的探针设备的另一剖面图；

[0031] 图8是固持器的一实施例的立体图；

[0032] 图9是与探针卡连接的前的图8的固持器的立体图；

[0033] 图10是图8示出的连接至探针卡的固持器的立体图；

[0034] 图11是探针设备的另一实施例的仰视立体图；

[0035] 图12是图11的探针设备的另一立体图；

[0036] 图13是图11的探针设备的另一立体图；

[0037] 图14是图11的探针设备的一部分分解图；

[0038] 图15是多个探针设备的平移转位的一实施例的一立体图；

[0039] 图16示出了图15的平移转位实施例的另一立体图。

具体实施方式

[0040] 图1至图7示出了可使用在系统中以测试装置的测试设备的一项实施例，例如，包含但不限于半导体晶圆或其它MEMS装置的半导体装置。特别是，阐述包含电路板及探针卡的测试设备，该测试设备用于电探测例如半导体晶圆的半导体装置。该探针卡接触该电路板。该探针卡具有可探测待测试装置且将信号自该探针卡传输至该电路板的探针导线。该电路板将来自例如该探针卡的信号传输至其它测试设备。

[0041] 图1、图2及图2A至图2C示出了探针卡10的一个实施例。探针卡10具有导线导引器16。探针块14与导线导引器16连接。导线导引器16为探针导线提供凹槽结构12，该凹槽结构
12被配置成例如用于接触一电路板40(下文将进一步阐述)接触的接触结构。如图4至图6A中所示，夹具18用于将探针导线固定于导线导引器16的凹槽结构12内。夹具18具有凹槽37，所述凹槽37对应于导线导引器16的凹槽结构12的凹槽中的每一凹槽。如图所示，导线导引器16中的该凹槽可具有辐射状表面，该辐射状表面可进一步促进探针卡10与电路板40之间的接触对准及消除该接触的不匹配。

[0042] 多个探针导线30是由导线导引器16、夹具18及探针块14支撑。为便于图解说明，示出了一个探针导线30(见图6及图6A)。然而，应当理解的是，探针导线30可位于由引导器16提供的凹槽结构12的凹槽及夹具18的凹槽37中的每一个凹槽中。

[0043] 进一步参考图6及图6A，每一探针导线(见探针导线30)将通过导线导引器16和夹具18的凹槽，以及探针块14的通道15进行定位。如图所示，在一实施例中的夹具18的凹槽37相对于导线导引器的凹槽结构12较小，该凹槽可允许夹具18限制在装配之后探针导线30的移动。通道15允许探针导线30插入至探针块14中且穿过该探针块14至开口17。

[0044] 探针导线30提供探针卡10的探测功能。每一探针导线30将包括具有延伸经过探针块14的探针尖端3的探针32。例如，探针32及探针尖端33设置朝向探针块14的中心，其中，该尖端自探针块14处暴露，一般在探针块14中心处，例如在开口17处。应当理解的是，该尖端可适当地排列成各种形状及各种探针/尖端阵列以便适应待测试装置。通道15为每一探针导线30提供一入口及出口，且允许探针导线30自导线导引器16延伸至探针块14中，且然后从探针块14延伸出到达探针卡10的暴露或敞开的中心区域。为便于说明，一个探针导线30被显示为经过探针块14的一通道15(参阅图6及图6A)。然而，几个通道15可以位于探针块14中，例如，导线导引器16和夹具18的每一凹槽，以使得多个探针导线30经过探针块14。

[0045] 每一探针导线30还包含从导线导引器16暴露的信号传输部分30a和防护部分30b。该信号传输部分30a及防护部分30b在导线导引器16的凹槽结构12内的探针卡10的一侧上形成接触结构。该信号传输部分30a和防护部分30b的该接触结构与电路板40的接触结构进行匹配(下文将进一步阐述)。

[0046] 进一步参考导线导引器16，凹槽结构12包括孔34。该导线导引器在每一凹槽处还包括空隙36，该空隙允许探针导线30例如可以足够弯曲以与电路板40进行接触。孔34允许形成探针导线30与该电路板的接触，例如，在安装之后，且允许查看探针导线30进而确定每一个导线30处于正确位置中且已形成适当接触。在一个实施例中，例如，孔34可允许接入探针导线30，以使得可透过孔对其进行操作。在某些实例中，导线导引器16的每一凹槽可具有空隙36。

[0047] 导线导引器、探针块及探针导线将在处理的于2011年1月20日提出申请的美国申请案第13/010234号中进行进一步阐述及说明，该美国申请案的全部内容以全文引用的方式并入本文中。在一实施例中，探针块14是由不同于导线导引器16、夹具18及固位体部件20的材料构成(下文将进一步阐述)。例如，探针块14是介电材料且可由例如陶瓷材料构成。在某些实施例中，该固位体是不锈钢或其它适合刚性材料。应当理解的是，一些高温塑料，例如，可用于导线导引器及夹具。应进一步理解的是，例如，若测试在大约室温或不需要更抗腐蚀材料的高温下实施，则可采用其它塑料或其它适合的刚性材料。

[0048] 探针卡10在导线导引器16的凹槽结构12的被定位的另一侧上还包含连接器结构，且从该另一侧形成探针导线30的接触结构。如图所示，该连接器结构是固位体部件20。在一实施例中，固位体部件20具有查看端口26及保持槽28。查看端口26允许人，例如测试操作员或装配工，通过探针卡10查看探针导线30。保持槽28允许将一组件置于该槽28内并固定该探针卡10。保持槽28允许探针卡10成为能够操作探针卡10的位置且当需要时将其替换的测试系统的一部分。如图5及图6中所示的最佳情况，例如，保持槽28在固位体部件20的两个相对较大的部分之间(参见槽28的上方及下方的部分)，使得保持槽28相对于该较大部分是一缺口。在一实施例中，槽28围绕固位体20延伸。在某些实施例中，固位体20的外部部分比靠近导线导引器16的内部部分相对更扁长(详见图5)。该形状差异，例如，有助于将探针设备互换为另一探针设备且可提供关键特征，从而将防止无形状差异的不正确探针卡用作替代品和/或防止被互换。

[0049] 在一实施例中，探针卡10具有一底盘24。例如，如图4至图6A中所示，底盘24将探针块14连接至导线导引器16、夹具18及固位体部件20。如图所示，底盘24具有从主体延伸出的螺丝支撑件，其中，所述螺丝支撑件可延伸通过夹具18和导线导引器16的孔朝向固位体部件20。可将螺丝22插入至固位体部件20的孔中且可将其紧固至底盘24在螺丝支撑件中。应当理解的是，该底盘、其特定结构，包含螺丝支撑件及螺丝，仅是示例性的，因此，其它结构也可用于将导线导引器、夹具、探针块及探针导线装配及连接在一起。

[0050] 参考电路板40，图3仅示出电路板40的俯视平面图。在一实施例中，电路板40被配置为具有一顶部侧、一底部侧(未展示)和通过该顶部侧与该底部侧的开口44的板。在一个实施例中，电路板40是接触或迹线的母板，该母板帮助将信号从探针卡10递送至例如测试半导体装置或其它MEMS装置的例如总电诊断系统中所用的额外测试/量测设备。此诊断及量测系统为众人所熟知且可适合于与本文中所阐述的探针卡和电路板一起使用。

[0051] 在所示实例中，该板是圆形形状，且开口44穿过该圆形板的中心。应当理解的是，也可以采用其它形状的配置，以及开口的其它布置。电路板40的开口44允许将探针卡，例如探针卡10，置于电路板40上且允许将探针卡互换至电路板40的开口中。

[0052] 图3仅示出了电路板40的俯视图，但进一步示出了信号接触部42与防护接触部46的布局的实施例。在所示实例中，该布局是在电路板40上呈接触迹线的形式的许多信号接触部42的结构和许多防护接触部46的结构。如图3所示，信号接触部42和防护接触部46的结构实施例是从该板的中心的轮辐状配置及结构，例如，从开口44朝向该板的外部边缘延伸。信号接触部42和防护接触部46的内部端允许与探针导线30的信号传输部分30a和防护部分
30b分别接触，以便允许信号从探针卡10到额外测试和测量设备的传输。即，探针卡10中的探针导线30的接触结构与电路板40上的信号接触部42和防护接触部46的结构进行匹配。导线导引器16及夹具18的结构有助于固定探针卡10与电路板40的接触及对准。

[0053] 例如，通过从测试半导体装置的探针卡10的探针导线30传输的信号可通过信号接触部42和防护接触部46的结构进行传输。例如，通过该防护接触部的信号将尽可能匹配中心导体(例如信号接触部)的电压以使漏电最小化。众所周知，施加电压，例如通过连接至探针的测试器施加，从而使得防护信号穿过探针卡10和电路板40之间的接口。在某些实施例中，例如，当探针导线受防护时，例如，用导电聚合物驱动防护装置覆盖，这样的受防护探针可从其在电路板处的接触部开始连接并穿过探针的端部。应当理解的是，信号迹线可在对非敏感信号无防护的情形下起作用。

[0054] 图3A至图3C示出了图3中的电路板40的附加的视图，其中在图3C中示出了接触结构的较少细节。电路板将在2011年1月20日提出申请的美国申请案第13/010234号中进行进一步阐述及说明，该美国申请案的全部内容以全文引用的方式并入本申请中。

[0055] 在操作中，每一探针导线30包括用于探测一装置，例如半导体晶圆的端部(例如尖端33)。参考信号传输部分30a和防护部分30b，每一探针导线30的信号传输部分30a被配置接触接近电路板40和开口44的中心的电路板40上的信号接触结构中的各个信号接触部42。同样，每一导线30的防护部分30b被配置以接触接近于电路板40和开口44的中心的防护接触结构中的各个防护接触部46。参阅图1和图2的指向电路板40的开口44的箭头。如上文所提及，在某些实施例中，探针导线30中的任何一个或多个可在防护部分30b上具有导电聚合物。应了解，探针导线经按比例调整以适应额外层，例如，三同轴（triax）和四同轴（quadrax）型连接器。

[0056] 进一步参考探测导线30，探测导线的特性和构造是可变化的。申请人的论述探针特性及构造的先前专利包含美国专利第6,975,128号、第6,963,207号、第6,992,495号、第6,586,954号及第6,201,402号，所有上述专利以全文引用的方式并入本文中，其中，本领域技术人员可使用在这些专利中所阐述的主题目，且将其应用于本文中阐述的任何探针测试核心的探测导线、探针、尖端等。

[0057] 本文中揭示的内容可提供许多结构优点和其它优点，例如，以下的任何一者或多者。

[0058] 1.探针槽的辐射状底部帮助定位探针中心以消除探针核心与母板之间的不匹配。

[0059] 2.框架中的孔允许接触探针的最后形成以及在使探针卡与母板配对之后检测接触位置。

[0060] 3.探针的远端可形成为消除额外零件的接触机构。例如，在探针导线30接触母板的情况下，无需为分离的结构产生接触部，例如，进行接触不需要弹簧引脚。因此，例如在某些结构中，探针导线通过特殊弯曲而构造成接触部。例如，特殊弯曲必需形成具有几何形状探针导线，以使得具有适当力和表面积的母板进行接触以确保信号与母板之间的低接触电阻。例如，该接触力可由探针导线的无支撑长度决定。例如，该接触表面积可由接触部上的半径来决定。在某些例子中，需要平衡该接触力及接触表面积以使得接触将不具有高电阻，从而保护母板避免过早磨损。

[0061] 功能上来讲，已观察到本文中公开的包含例如探针卡和母板的测试设备具有概述于下文的其他益处中的一种或多种。

[0062] 1.探针卡具有相对较小的大小，这样可节省空间及成本，同时方便制造及重建。

[0063] 2.探针卡与申请人的接触及防冲撞及耐久性的较早探针概念一致(例如，使用上文以引用的方式并入的先前专利的悬臂设计)。

[0064] 3.探针卡的探针(即，探针导线)可经构造及配置以便提供低噪声及低漏电及低电容，且可以在较宽温度范围内工作。例如，当在25℃和200℃温度将100V施加至探针/引脚，且所有其它引脚接地时，已发现低漏电性能(例如fA/V)。结果已表明，已获得探针的低漏电性能，例如，在约25℃温度达约5fA/V和约1fA/V，且在约200℃温度也达约0.5pA/V及约2fA/V。差异可取决于探针结构，例如，该探针上的涂层或防护的结构和配置。

[0065] 4.探针卡的探针可允许高电流和电压测试，同时维持错误容限。

[0066] 5.该探针可具有统一的梁长度。

[0067] 6.母板被配置为在一宽温度范围内执行的结构，例如，介于-65℃至220℃之间。

[0068] 进一步参考探针卡10，可采用识别能力以确保恰当的探针卡和电路板应用于测试。

[0069] 此情形的一实施例为使用连接至探针卡10的特有识别电阻器。如图5和图7中所示，电阻器52设置于导线导引器16上。在一实施例中，导线导引器16包含腔体38，其中电阻器52定位于该腔体38。信道35通过将导线56与电路板40接触的方式，允许导线56将电阻器52电连接至电路板，例如，电路板40。例如，连接至电阻器52的一根导线56被展示延伸穿过通道35并形成接触部58。接触部58与电路板40的信号接触迹线中的一个接触。即，若采用识别电阻器(例如电阻器52)，则此接触部58可以其它方式代替在导线导引器16的特定定位置处的探针导线30的接触部和电路板40的各个探针迹线。

[0070] 标准测试设备可用于通过导线56与电路板40的接触部58读取电阻器。

[0071] 在其它实施例中，电路板40可包含其自身识别电阻器。如图3中所示，位置50指示在板40上可放置电阻器的位置。电路板40上的识别电阻器可允许作出关于是否正使用正确电路板的判定。如同探针卡上的电阻器，应了解，标准测试设备可用于读取电路板40上(例如，位置50处)的电阻器。在某些实施例中，电路板40可包含用于温度回馈的迹线。举例而言，在引线44(例如短迹线)的任一侧上可以是这种迹线定位的位置。这种迹线可用于并入温度电阻器/回馈能力。

[0072] 如上文所述，探针设备一般地被构造为在一侧上具有接触结构的一探针卡。该接触结构用于接触另一测试设备或组件(例如电路板)上的各个接触结构。探针卡的接触结构包含具有探测需要接受测试的装置的尖端的探针导线。信号穿过来自探针卡的该探针导线(举例而言，经过一电路板)传输至其它诊断设备。该探针卡与该电路板的该接触允许使信号穿过所述探针导线传送至该其它诊断设备。

[0073] 在该探针卡的另一侧上是连接器结构。该连接器结构允许该探针卡自固持器连接或断开连接。

[0074] 图8至图10展示了固持器70的一项实施例。一般而言，该固持器70允许用另一探针卡替换一探针卡(例如探针卡10)。此其它探针卡可是，举例而言，具有不同接触结构的另一探针卡或可以是用于使用探针卡的替换的另一探针卡。在某些实施例中，固持器70具有连接至其的多个探针卡，且被配置以允许在连接至固持器70的该探针卡间互换(例如，允许在测试之间改变探针卡)。在某些实施例中，该固持器可是用于测试装置的系统的一部分，其中固持器70能够根据需要操作及定位该探针卡。

[0075] 在所示实施例中，固持器70具有允许支撑多个探针卡的结构。固持器70允许互换探针卡，例如，相对于测试需要，举例而言，若一待测试装置需要用于测试的不同探针尖端结构或探针阵列。应了解，探针卡可在其探针尖端结构上不同，举例而言，以适应正接受测试的装置。固持器70也可允许互换探针例如，以用于例如需要用与已使用探针卡相同的新探针卡来替换一旧探针卡，但是该旧探针卡不再具有所需的功能。应了解，关于固持器的阐述仅是示例性的，因此也可用其它诊断工具替换探针卡。举例而言，探针接触部中的一或多者或全部可一起短路以测试电路板处的接触电阻。

[0076] 如图8至图10中所示，固持器70包含具有数个表面74的主体72。每一表面74表示可固持探针卡例如探针卡10的位置。在所示实施例中，固持器70具有五个表面74且主体72呈五边轮形的形状。连接器孔78允许固持器70连接至可通过孔78使固持器70绕轴A旋转或转动的另一设备，以便自一个探针卡切换至另一探针卡。这样其它的设备可具有插入至孔78中且由此使固持器70旋转的主轴(未展示)。应了解，自一个探针切换至另一探针可配置为自动化过程，其中视需要采用适当控制、处理及机械硬件以操作该固持器。还应当了解，可采用该固持器的气动操作以便消除或至少减少对该探针卡的操作的电干扰。

[0077] 应了解，固持器的五边轮形结构并非意欲具有限制性，该固持器可视情况构造为其它多边形形状的轮，例如，正方形、三角形、六边形或诸如此类。还应了解的是，固持器从一个探针卡切换至另一探针卡不必旋转或转动。也可采用用于切换探针卡的其它实施方案。举例而言，固持器可经配置以在探针卡之间平移(例如见图15及下文进一步阐述)。

[0078] 参考固持器70之细节，包含穿过每一表面74中的一开口76。开口76允许将固位体部件的一部分，例如探针卡10的固位体部件20，插入穿过开口76。

[0079] 滑动夹80将探针卡10连接至固持器70。滑动夹80可沿着固持器的表面74滑动且可保持在主体72上。滑动夹80具有在探针卡10上啮合槽28的弯曲边缘82，举例而言呈U形的形状。见图9中指向探针核心的槽及滑动夹80的弯曲边缘82的B。在一项实施例中，弯曲边缘82的半径小于开口76的半径及曲率，使得滑动夹80将啮合探针卡10的槽28但将不允许探针卡10脱离开口76。即，固位体部件20的一部分能够插入至开口76中，其中可移动滑动夹80以啮合槽28，但不允许固位体部件20的已插入部分脱离固持器70。因此，固位体部件20的相对较大部分在允许固持器70固持探针卡的滑动夹80的相对侧上。图8展示固持器的立体图，其中固持器的一个夹位于非固持位置，另一夹位于固持位置。图9示出恰巧在与探针卡连接之前的固持器70。图10展示由固持器70连接且固持的探针卡。图10也展示可含有滑动夹80的板。
举例而言，该板可从固持器70延伸且可安置于探针卡10与固持器70之间。参见图9中固持器
70的顶部。该板，举例而言，可在将探针卡放置在该固持器上之前提供位于夹80的顶部上的另一平台。

[0080] 图11至图14展示探针设备100的另一实施例。探针设备100类似于探针设备10，但具有不同于探针设备10的保持部件及槽配置的连接器结构以及其它差异。类似于探针设备10，探针设备100包含具有凹槽结构102的导线导引器106、夹具108及探针块104。探针块104可具有(举例而言)用于与电路板(例如40)配对的凸片与凹口结构104a。探针块104可(举例而言)通过底盘124与导线导引器106及夹具108装配在一起。如同探针设备10，探针设备100亦也包含用于接触半导体装置，例如半导体晶圆或MEMS装置，的具有探针132及探针尖端
133的探针导线130。探针块104也可包含一或多个通道(未展示)，例如设备10的通道15。探针块104中的开口107允许探针尖端133自探针块104延伸出且自其暴露。每一个探针导线
130中包含信号传输部分130a及防护部分130b。未进一步阐述类似于探针设备10的其它结构、配置及材料。应了解，探针设备100也可以具有有识别能力，例如以与上文相对于探针设备10所阐述的方式相同或类似的方式使用识别电阻器。

[0081] 参考图12至图14，探针设备100示出不同于，例如，探针设备10的连接器结构。探针设备100的连接器结构被配置为球形及插座型架座，其中，固位体部件120包含插座125。在一项实施例中，举例而言，固位体部件120可以通过螺丝122连接，例如，至导线导引器106的主体构造。在一项实施例中，插座125被配置容纳球形架座部件128。

[0082] 在一项实施例中，该球形及插座架座可允许能够促进例如与电路板之良好配对的该探针卡的稍微移动(例如，倾斜移动)。如图所示，固位体部件120被配置包含探针设备100的一侧上的插座125或开口。一个或多个支撑件126可经定位而朝向插座125的外部部分。插座125被配置接纳球形架座部件128，同时支撑件126允许将球形架座部件128安装在插座125内。球形架座部件128及插座125因此可提供另一架座结构。在所示实例中，展示四个支撑件126，但应了解，可视情况和/或需要采用更多或更少的支撑件。应了解，每一支撑件126可在从该支撑件啮合球形架座部件128的另一侧上具有某一空隙区域，该空隙区域可允许支撑件的某一移动以将球形架座部件128安装在插座125中。

[0083] 参考球形架座部件128，应了解，球形架座部件128可以是另一固持器设备的一部分和/或与以可移除方式与另一固持器设备连接。举例而言，孔129可允许将球形架座部件128连接至经配置以允许探针设备，例如探针设备100，的互换和/或替换的固持器设备。举例而言，如上文所阐述的固持器可经修改以连接至球形架座部件128而非使用固位体槽及夹组态。举例而言，可将固持器上的部件插入至球形架座部件128的开口129中以保持球形架座部件128，因此当将球形架座部件128连接至插座125时，保持探针设备100。应了解，根据所采用的固持器，探针设备100可与球形架座部件128一起被替换或自球形架座部件128被替换(例如断开连接球形及插座啮合)。

[0084] 图15及图16是多个探针设备的平移转位200的一项实施例的立体图。如上文所述，固持器可被配置以在探针卡之间平移。图15示此种平移转位的一个实施例。不同于旋转转位器，例如，固持器70，图15展示出用于互换探针卡的电路板400。举例而言，可采用探针设备100作为此种平移转位实施方案中的探针卡。展示四个可互换的探针卡100，但应了解，也可采用多于或少于四个探针卡。

[0085] 在一项实施例中，电路板400的中心中的探针卡100可经选择、移动且然后落入至探测位置中。在一项实施例中，推移器或其它可移动组件可选择探针卡100，且然后使其移动并落入至探测位置中。同样，可将探测位置中的探针卡100抬升并移出该探测位置例如，用一不同探针卡替换。图16展示用于移动探针卡100的推移器或结构的实例。在一项实施例中，此结构可配置为，例如，臂210，该臂210可根据需要选择探针卡100并使其移入及移出该探测位置且以替换探针卡100的。

[0086] 应了解，将一探针切换至另一探针可配置成为一自动化过程，其中视需要采用适当控制、处理及机械硬件以操作该固持器。还应了解，可采用该固持器的气动操作以便消除或至少减少对该探针卡之操作之电干扰。

[0087] 特定参考目前较佳但是示例性的实施例上文已阐释本申请案的众多创新教示，其中将这些创新教示有利地应用于，例如，在探测半导体装置中以宽操作温度范围量测低电流的探针的特定问题。然而，应理解此等实施例仅是本文中的创新教示的诸多有利使用的实例。一般而言，本申请案之说明书中所作出的陈述不必限制各种所要求的发明中的任一者。此外，某些陈述可适用于某些发明特征但不适用于其它特征。一般而言，除非另外指明，单数组件可是复数形式且反之亦然而不失一般性。

[0088] 在整个说明中已特定阐述以下术语且这些术语不意欲具限制性：

[0089] 不具限制性的半导体装置

[0090] 特定而言，本发明适用于探测半导体装置，但本教示的使用并不限于探测半导体装置。其它装置可适用于本发明的教示。因此，尽管本说明书在探测「半导体」装置方面陈述，但此术语应广义地解释为包含探测任一适合装置。

[0091] 不具限制性的低电流

[0092] 本发明可解决量测低于100fA的电流的问题，但本教示的电流范围并不限于低于100fA。举例而言，本发明可适用于在半导体装置中量测达100fA或以上的电流。因此，尽管本说明书在「低电流」或「量测低于100fA的电流」方面陈述，但此等术语应广义地解释为包含可达100fA或以上的流过半导体装置的任何电流。在一接地防护控制阻抗组态中，本发明亦解决量测高温下的高频率信号的问题。

[0093] 不具限制性的宽温度

[0094] 本发明可解决在窄或有限操作温度范围中量测半导体装置的电流的问题。本教示并不限制于特定操作温度范围。本申请案允许测试器在宽操作温度范围内(不仅在低操作温度下而也可以在高操作温度(例如高至300℃及超过300℃的操作温度下)电探测半导体装置。因此，尽管本说明书在「宽温度范围」或「在宽操作温度范围中量测电流」方面陈述，但此等术语应广义地解释为包含半导体装置的任何适合的操作或测试温度范围。

[0095] 不具限制性的探针

[0096] 本发明可解决使用屏蔽探针(举例而言一共轴屏蔽探针)量测半导体装置的电流的问题。然而，本发明的教示中任何内容皆不限制本发明的教示的对视情况和/或视需要具有更多或更少层的探针的应用。本文中的教示优点可与具有任何数目层的探针一起使用。

[0097] 不具限制性的信号接触/缆线及防护接触/缆线

[0098] 本发明可解决使用共轴或三轴信号缆线量测半导体装置的电流的问题。然而，本文中的教示的任何内容皆不限制本发明的教示对具有更多或更少层的信号缆线的应用。本文中的教示优点可以是与具有任何数目层的信号缆线一起使用。

[0099] 不具限制性的金属

[0100] 在本文中的整个论述中已提及关于探针及驱动防护的金属。本发明并未认识到关于何种类型的金属可用于影响本文的教示的任何限制。熟习此项技术者将认识到任何导电材料可不失一般性地用于实施本发明的教示。

[0101] 不具限制性的介电质

[0102] 在本文中的整个论述中已参考术语介电质。本发明并未认识到关于何种类型的介电质可用于影响本文中的教示的任何限制。熟习此项技术者将意识到任何非导电、高耐热材料可不失一般性地用于实施本发明的教示。

[0103] 本申请案中所揭示的实施例在所有态样中皆应视为仅为说明性而非限制性。本发明的范围由随附权利要求表明而非由上述的描述说明；且本发明意欲涵盖属于权利要求的等效内容的含义及范围内的所有改变。