CN106597037B - 探针卡与测试方法 - Google Patents

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Abstract

一种探针卡与测试方法于此揭露。探针卡包含配置为测试单元的多个探针组。测试单元用以对晶圆上待测区域的多个晶粒进行测试，并于测试完成后向第一方向移动m单位及向第二方向移动n单位以对下一待测区域进行测试，其中m、n为正整数。

Description

探针卡与测试方法
技术领域
本发明是关于一种探针卡，且特别是关于一种多晶粒测试的探针卡。
背景技术
近来，随着半导体制程技术的进步，晶圆针测技术被广泛应用在封装前的测试流程当中，以降低不良品的封装成本。然而，随着制程技术进步，晶片体积减小、脚位越来越多，现有传统的探针卡已不敷晶片测试所需。
因此，改良探针卡以提高晶圆针测的效率，并使探针卡可系统性地用于测试流程中，实为当前本领域内的重要研究课题。
发明内容
本发明的一方面为一种探针卡。探针卡包含配置为测试单元的多个探针组。测试单元用以对晶圆上待测区域的多个晶粒进行测试，并于测试完成后向第一方向移动m单位及向第二方向移动n单位以对下一待测区域进行测试，其中m、n为正整数。
在本发明一实施例中，测试单元更用以向第一方向进行测试，以对待测区域内的晶粒完成测试。
在本发明一实施例中，测试单元更用以向第二方向进行测试，以对待测区域内的晶粒完成测试。
在本发明一实施例中，测试单元中的探针组包含多个第一探针组以及至少一第二探针组。第一探针组与第二探针组配置于多行与多列上彼此交错排列。第二探针组是配置于与相邻的第一探针组等距的行与列上。
在本发明一实施例中，配置于同一行上相邻的第一探针组彼此间隔m单位，配置于同一列上相邻的第一探针组彼此间隔2n单位。
在本发明一实施例中，配置于同一行上相邻的第一探针组彼此间隔2m单位，配置于同一列上相邻的第一探针组彼此间隔n单位。
在本发明一实施例中，第一探针组配置于奇数行与奇数列上，第二探针组配置于偶数行与偶数列上。
在本发明一实施例中，第一探针组及第二探针组分别包括多个探针，第一探针组及第二探针组的探针数量与摆放位置与晶粒的测试点数量及分布相吻合。
在本发明一实施例中，待测区域包含配置为略成X形的五个矩形区域。
在本发明一实施例中，矩形区域长为a单位，宽为b单位，矩形区域内分别包含(a×b)个晶粒，其中a、b为正整数。
在本发明一实施例中，待测区域略成工字形。
在本发明一实施例中，待测区域包含测试单元与测试单元沿第一方向移动1单位所形成的区域。
在本发明一实施例中，待测区域包含测试单元与测试单元沿第二方向移动1单位所形成的区域。
本发明的另一方面为一种测试方法。测试方法包含：以配置为测试单元的多个探针组对晶圆上待测区域的多个晶粒进行测试；以及对待测区域内的晶粒完成测试后，将测试单元向第一方向移动m单位及向第二方向移动n单位以对下一待测区域进行测试，其中m、n为正整数。
在本发明一实施例中，测试方法还包含：以测试单元向第一方向进行测试，以对待测区域内的晶粒完成测试。
在本发明一实施例中，测试方法还包含：以测试单元向第二方向进行测试，以对待测区域内的晶粒完成测试。
在本发明一实施例中，待测区域包含配置为略成X形的五个矩形区域。
在本发明一实施例中，矩形区域长为a单位，宽为b单位，矩形区域内分别包含(a×b)个晶粒，其中a、b为正整数。
在本发明一实施例中，待测区域略成工字形。
在本发明一实施例中，待测区域的偶数列对应的晶粒数量为待测区域的奇数列对应的晶粒数量减二。
综上所述，本发明透过设置交错排列的探针组，探针卡可沿着特定方向，对多个待测区域进行测试。如此一来，探针卡不仅可同步测试多个晶粒，更能系统性地对晶圆上的晶粒进行测试。此外，交错排列的探针组配置左右、上下对称，因此可配合晶圆边界的形状进行测试，减少测试晶圆边界附近的晶粒时所需的测试次数，降低测试成本。
附图说明
图1为根据本发明一实施例所绘示的探针卡的示意图；
图2A为根据本发明一实施例所绘示的测试单元的示意图；
图2B与图2C分别为根据本发明一实施例所绘示的图2A的测试单元的测试步骤示意图；
图3为根据本发明另一实施例所绘示的测试单元的示意图；
图4A～图4D为根据本发明一实施例所绘示的图3的测试单元的测试步骤示意图；
图5A～图5D为根据本发明另一实施例所绘示的图3的测试单元的测试步骤示意图；
图6A为根据本发明另一实施例所绘示的测试单元的示意图；
图6B～图6D为根据本发明一实施例中所绘示的图6A的测试单元的测试步骤示意图；
图6E为根据本发明另一实施例所绘示的测试单元的示意图；
图7A～图7E为根据本发明一实施例中所绘示的图2A的测试单元的测试步骤示意图；
图8A为根据本发明另一实施例所绘示的测试单元的示意图；
图8B～图8C为根据本发明一实施例所绘示的图8A的测试单元的测试步骤示意图；
图9A～图9C为根据本发明另一实施例所绘示的图8A的测试单元的测试步骤示意图。
具体实施方式
请参考图1。图1为根据本发明一实施例所绘示的探针卡100的示意图。如图1所示，探针卡100包含配置为测试单元120的多个探针组S1～S5。在部分实施例中，探针组S1～S5分别包括多个探针，探针数量与摆放位置与晶圆200上的晶粒220的测试点数量及分布相吻合。如此一来，测试单元120便可用以对待测晶圆200进行测试，晶圆200上包含多个待测晶粒220。测试单元120在一次测试中，可同时测试多个晶粒220。具体来说，探针组S1～S5可分别对晶圆200上的多个不同晶粒D1～D5进行测试。
在部分实施例中，测试单元120用以对晶圆200上的待测区域240进行测试，其中待测区域240包含多个待测的晶粒220。当测试单元120对待测区域240中的多个晶粒220进行测试完成后，探针卡100与其上的测试单元120往相对于晶圆200的第一方向移动m单位，向第二方向移动n单位，以对另一组待测区域进行测试，其中m、n为正整数。在本实施例中，测试单元120重复以上移动，依序对晶粒进行测试。
在部分实施例中，第一方向可为沿X轴方向(即：探针卡100相对晶圆200左右移动)，第二方向可为沿Y轴方向(即：探针卡100相对晶圆200上下移动)，但本发明并不以此为限。举例来说，在另一部分实施例中，第一方向可为沿Y轴方向，第二方向可为沿X轴方向。
为方便说明，探针卡100的具体操作与测试方法将于以下段落搭配图式进行说明。
请参考图2A。图2A为根据本发明一实施例所绘示的测试单元120的示意图。如图2A所示，在本实施例中测试单元120包含探针组S1～S5。其中探针组S1～S2以及探针组S4～S5配置于测试单元120的奇数行与奇数列上，探针组S3配置于测试单元120的偶数行与偶数列上，使得探针组S1～S5大致略成一X字形。
请一并参考图2B与图2C。图2B与图2C分别为图2A所绘示的测试单元120的测试步骤示意图。在图2B的实施例中，晶圆200上的待测区域A1包含五个待测晶粒D1～D5，配置略成X形，且其相对位置与测试单元120相吻合。换言之，当探针卡100进行一次测试时，测试单元120便对待测区域A1内的多个待测晶粒D1～D5完成测试。
接着，测试单元120向第一方向(如：右方)移动2单位，向第二方向(如：下方)移动1单位，对下一组待测区域A2中的待测晶粒D1～D5进行测试。接着，重复以上移动，向第一方向(如：右方)移动2单位，向第二方向(如：下方)移动1单位，便可对下一组待测区域A3中的待测晶粒D1～D5进行测试，直到测试结束。
相似地，在图2C所示的实施例中，测试单元120向第一方向(如：右方)移动1单位，向第二方向(如：下方)移动2单位，对下一组待测区域A2中的待测晶粒D1～D5进行测试。接着，重复以上移动，向第一方向(如：右方)移动1单位，向第二方向(如：下方)移动2单位，便可对下一组待测区域A3中的待测晶粒D1～D5进行测试。测试单元120反复以上操作，便可沿一特定方向依序对多个待测区域进行测试，直到测试全数完成。由于各个待测区域A1～A3中的待测晶粒彼此交错，因此测试单元120可避免对同一个待测晶粒重复进行，可提高整体的测试效率。
在部分实施例中，测试单元120的移动距离m、n是根据探针卡100上探针组S1～S5的配置而决定。具体来说，若配置于同一行上相邻的探针组彼此间隔x单位，配置于同一列上相邻的探针组彼此间隔y单位时，测试单元120的移动距离可为向第一方向x单位，向第二方向y/2单位。此外，测试单元120的移动距离亦可为向第一方向x/2单位，向第二方向y单位。
换言之，当测试单元120的移动距离为向第一方向m单位，向第二方向n单位时，配置于同一行上相邻的探针组彼此间隔m单位，配置于同一列上相邻的探针组彼此间隔2n单位。或者，配置于同一行上相邻的探针组彼此间隔2m单位，配置于同一列上相邻的探针组彼此间隔n单位。
以图2A～图2C所绘示的实施例来说，探针组S1、S2配置于同一行，其中探针组S1位于第一列，探针组S2位于第三列，两者间隔2单位。探针组S1、S4配置于同一列，其中探针组S1位于第一行，探针组S4位于第三行，两者间隔也是2单位。因此测试单元120的移动距离(m，n)有(2，1)或是(1，2)两种不同的选择。其中图2B所绘示的即为测试单元120向第一方向移动2单位，向第二方向移动1单位的实施例。图2C所绘示的即为测试单元120向第一方向移动1单位，向第二方向移动2单位的实施例。
如此一来，探针卡100便可系统性地依序对晶圆200上的晶粒220进行测试。由于测试单元120上包含多个探针组S1～S5，因此在一次测试中可同步测试多个晶粒D1～D5，节省测试时间。此外，由于探针组S1～S5配置左右、上下对称，整体略成X形，因此可配合晶圆200边界的形状进行测试，减少测试晶圆200边界附近的晶粒220时所需的测试次数，降低测试成本。
值得注意的是，对于本领域具通常知识者而言亦可根据实际需求相应选择第一方向和第二方向的方向及先后次序。举例来说，在部分实施例中测试单元120亦可以先向上方移动2单位，再往左方移动1单位等等，其他变化的可能组合于此不再赘述。
请参考图3。图3为根据本发明另一实施例所绘示的测试单元120的示意图，如图3所示，在本发明中探针组S1～S5可有不同的配置方式。在本实施例中，探针组S1～S2以及探针组S4～S5为第一探针组，探针组S3为第二探针组，第一探针组与第二探针组于测试单元120的多行与多列上彼此交错排列，其中第二探针组是配置于与相邻的第一探针组等距的行与列上。
请一并参考图4A～图4D。图4A～图4D为根据本发明一实施例所绘示的图3的测试单元120的测试步骤示意图。在图4A～图4D的实施例中，待测区域A1包含五个矩形区域A11～A15。与图2A～图2C所示施施例的差别在于，矩形区域A11～A15每一者各包含两个待测晶粒。举例来说，矩形区域A11包含待测晶粒D11与D12，矩形区域A12包含待测晶粒D21与D22，以此类推。
五个矩形区域A11～A15配置略成X形，且待测晶粒D11～D51其相对位置与测试单元120相吻合，待测晶粒D12～D52其相对位置与测试单元120相吻合。换言之，如图4A所示，当探针卡100进行一次测试时，测试单元120便对待测区域A1内的待测晶粒D11～D51完成测试。接着，如图4B所示，测试单元120依序向第一方向进行测试，便可对待测区域A1内的待测晶粒D12～D52完成测试。如此一来，测试单元120便可对待测区域A1内的所有晶粒D11～D52完成测试。
接着，测试单元120便可往第一方向移动m单位，向第二方向移动n单位，以对另一组待测区域A2进行测试。相似地，在本实施例中，测试单元120在测试待测区域A2内矩形区域A21～A25的晶粒D11～D52时，是依序向第一方向进行测试，以完成所有晶粒D11～D52的测试。
在图3所示的实施例中，配置于同一行上相邻的第一探针组(如：探针组S1、S2)分别位于第一列与第五列上，彼此间隔4单位，配置于同一列上相邻的第一探针组(如：探针组S1、S4)分别位于第一行与第三行上，彼此间隔2单位。因此测试单元120的移动距离(m，n)有(4，1)或是(2，2)两种不同的选择。
因此，在图4A～图4D所绘示的测试步骤中，测试单元120从待测区域A1移动至待测区域A2时，共向第一方向(如：右方)移动了4单位，向第二方向(如：下方)移动了1单位。
请一并参考图5A～图5D。图5A～图5D为根据本发明另一实施例所绘示的图3的测试单元120的测试步骤示意图。在本实施例中，与图4A～图4D所绘示的实施例相似，测试单元120在测试待测区域A2内的晶粒D11～D52时，是依序向第一方向进行测试，以完成所有晶粒D11～D52的测试。但在本实施例中，测试单元120从待测区域A1移动至待测区域A2时，共向第一方向(如：右方)移动了2单位，向第二方向(如：下方)移动了2单位。
值得注意的是，虽然图3、图4A～图4D、图5A～图5D所绘示的实施例中，矩形区域A11～A15内分别包含2×1的待测晶粒，但其仅为方便说明的示例的用。举例来说，矩形区域A11～A15内亦可分别包含3×1、4×1的待测晶粒，测试单元120依序向第一方向(如：右方)移动2单位、3单位以完成待测区域A1内所有晶粒的测试。相似地，矩形区域A11～A15内亦可分别包含1×2、1×3、1×4等等的待测晶粒，使得测试单元120依序向下方或上方移动1单位、2单位、3单位以完成待测区域A1内所有晶粒的测试。
请一并参考图6A～图6C。图6A为根据本发明另一实施例所绘示的测试单元120的示意图。图6B～图6C为根据本发明一实施例中图6A所绘示的测试单元120的测试步骤示意图。在部分实施例中，如图6A～图6C所示，测试单元120可依序向第一方向进行测试，再依序向第二方向进行测试，以对待测区域A1内的晶粒完成测试。
在本实施例中，待测区域A1包含五个矩形区域A11～A15。矩形区域A11～A15每一者各包含2×2共四格待测晶粒。举例来说，矩形区域A11包含待测晶粒D11～D14，以此类推。如图6B所绘示，测试单元120分别往第一方向和第二方向各进行两次测试，依序测试待测晶粒D11～D51、待测晶粒D12～D52、待测晶粒D13～D53、以及待测晶粒D14～D54，以对待测区域A1内的晶粒D11～D54完成测试。
接着，如图6C所示，测试单元120便可往第一方向移动m单位，向第二方向移动n单位，以对另一组待测区域A2进行测试。在本实施例中，配置于同一行上相邻的第一探针组(如：探针组S1、S2)分别位于第一列与第五列上，彼此间隔4单位，配置于同一列上相邻的第一探针组(如：探针组S1、S4)分别位于第一行与第五行上，彼此间隔4单位。因此测试单元120的移动距离(m，n)可为(4，2)或是(2，4)两种不同的选择。在图6B～图6C所示实施例中，测试单元120从待测区域A1移动到待测区域A2，共向右移动了4单位，向下移动了2单位。相似地，测试单元120亦可向右移动了2单位，向下移动了4单位以从待测区域A1移动到待测区域A2，如图6D所示。
换言之，在以上多个实施例中，探针组S1～S5的配置位置可根据实际需求调整，以配合探针卡100上的线路布局。如此一来，探针卡100在维持系统性测试方法的同时，亦能应用于具有更复杂的探针数量与探针位置的探针组S1～S5，以符合晶圆200的测试需求。
值得注意的是，以上实施例中待测区域A1所包含的待测晶粒数量可根据测试单元120中探针组S1～S5的配置而定，并非用以限制本发明。请参考图6E。图6E为根据本发明另一实施例所绘示的测试单元120的示意图。举例来说，图6E所示的实施例中，待测区域A1每个矩形区域各包含了2×3个待测晶粒。换言之，根据测试单元120中探针组S1～S5不同的配置方式，待测区域A1中五个矩形区域A11～A15每一者可各包含a×b个待测晶粒，其中a、b可为任意正整数。
请一并参考图7A～图7E。图7A～图7E为根据本发明另一实施例所绘示的图2A的测试单元120的测试步骤示意图。在本实施例中，待测区域B1略成一工字形，包含待测晶粒B11～B15、B21～B25，其中待测区域B1的偶数行对应的晶粒数量为待测区域B1的奇数行对应的晶粒数量减二。如图7A所示，待测区域B1的第一行包含待测晶粒B11、B21、B12、B22共四个晶粒，第二行包含待测晶粒B13、B23共两个晶粒，第三行包含待测晶粒B14、B24、B15、B25共四个晶粒。
换言之，待测区域B1包含了测试单元120与测试单元沿第一方向(如：右方)移动1单位所形成的区域。因此，在本实施例中，如图7A与图7B所绘示，测试单元120在测试待测区域B1内的晶粒B11～B15、B21～B25时，是依序向第一方向进行测试，以完成所有晶粒B11～B15、B21～B25的测试。
完成待测区域B1的测试后，接着，如图7C与图7D所绘示，测试单元120便可往第一方向移动m单位，向第二方向移动n单位，以对另一组待测区域B2进行测试。反复以上操作，便可如图7E所绘示，完成待测区域B1～B3内所有晶粒的测试。
值得注意的是，在部分实施例中，工字形的待测区域B1亦可应用于采用其他的探针组配置方式的测试单元120，并不以图2A中所绘示的测试单元120为限。
请参考图8A～图8C。图8A为根据本发明一实施例所绘示的测试单元120的示意图。图8B～图8C为根据本发明一实施例中图8A所绘示的测试单元120的测试步骤示意图。
在本实施例中测试单元120包含探针组S11～S35。其中探针组S11、S13、S15以及探针组S31、S33、S35配置于测试单元120的奇数行与奇数列上，探针组S22与S24配置于测试单元120的偶数行与偶数列上。
如图8B所示，待测区域B1包含了测试单元120与测试单元120沿第一方向(如：右方)移动1单位所形成的区域。因此，在本实施例中，测试单元120在测试待测区域B1内的晶粒时，是依序向第一方向进行测试，以完成所有晶粒的测试。
完成待测区域B1的测试后，接着，如图8C所绘示，测试单元120便可往第一方向移动m单位，向第二方向移动n单位，以对另一组待测区域B2进行测试。反复以上操作，便可完成所有晶粒的测试。
请参考图9A～图9C。图9A～图9C为根据本发明另一实施例中图8A所绘示的测试单元120的测试步骤示意图。在部分实施例中，如图9A所示，待测区域B1亦可包含测试单元120与测试单元120沿第二方向(如：下方)移动1单位所形成的区域。因此，在本实施例中，测试单元120在测试待测区域B1内的晶粒时，是依序向第二方向进行测试，以完成所有晶粒的测试。
完成待测区域B1的测试后，接着，测试单元120便可往第一方向移动m单位，向第二方向移动n单位，以对另一组待测区域B2进行测试。反复以上操作，便可完成所有晶粒的测试。
值得注意的是，如图9B和图9C所绘示，测试单元120的移动方向可根据实际需求选择和变化。举例来说，在图9B所绘示的实施例中，测试单元120从待测区域B1移动至待测区域B2共向右移动5单位，向上移动1单位，在图9C所绘示的实施例中，测试单元120从待测区域B1移动至待测区域B2共向右移动1单位，向下移动3单位，故本发明并不以此为限。此外，在部分实施例中，测试单元120得以依序向第一方向或第二方向进行测试，以对相应的待测区域内的晶粒完成测试，但本发明并不以此为限。举例来说，测试单元120亦可随机地向第一方向或第二方向进行测试，亦可对相应的待测区域内的晶粒完成测试。
综上所述，在本发明所提供的多个实施例中，透过设置交错排列的探针组，探针卡可沿着一特定方向，依序对多个待测区域进行测试。如此一来，探针卡不仅可同步测试多个晶粒，更能系统性地依序对晶圆上的晶粒进行测试。此外，交错排列的探针组配置左右、上下对称，因此可配合晶圆边界的形状进行测试，减少测试晶圆边界附近的晶粒时所需的测试次数，降低测试成本。

Claims (19)

1.一种探针卡，其特征在于，包含配置为一测试单元的多个探针组，该测试单元用以对一晶圆上一待测区域的多个晶粒进行测试，并于测试完成后向一第一方向移动m单位及向一第二方向移动n单位以对下一待测区域进行测试，其中m、n为正整数，
其中，该测试单元中所述探针组包含多个第一探针组以及至少一第二探针组，所述第一探针组与该至少一第二探针组配置于多行与多列上彼此交错排列，该至少一第二探针组是配置于与相邻的所述第一探针组等距的行与列上。
2.根据权利要求1所述的探针卡，其特征在于，该测试单元更用于向该第一方向进行测试，以对该待测区域内的所述晶粒完成测试。
3.根据权利要求2所述的探针卡，其特征在于，该测试单元更用于向该第二方向进行测试，以对该待测区域内的所述晶粒完成测试。
4.根据权利要求1所述的探针卡，其特征在于，配置于同一行上相邻的所述第一探针组彼此间隔m单位，配置于同一列上相邻的所述第一探针组彼此间隔2n单位。
5.根据权利要求1所述的探针卡，其特征在于，配置于同一行上相邻的所述第一探针组彼此间隔2m单位，配置于同一列上相邻的所述第一探针组彼此间隔n单位。
6.根据权利要求1所述的探针卡，其特征在于，所述第一探针组配置于奇数行与奇数列上，该至少一第二探针组配置于偶数行与偶数列上。
7.根据权利要求1所述的探针卡，其特征在于，所述第一探针组及该至少一第二探针组分别包括多个探针，所述第一探针组及该至少一第二探针组的探针数量与摆放位置与所述晶粒的测试点数量及分布相吻合。
8.根据权利要求1所述的探针卡，其特征在于，该待测区域包含配置为略成X形的五个矩形区域。
9.根据权利要求8所述的探针卡，其特征在于，所述矩形区域长为a单位，宽为b单位，所述矩形区域内分别包含(a×b)个晶粒，其中a、b为正整数。
10.根据权利要求1所述的探针卡，其特征在于，该待测区域略成工字形。
11.根据权利要求1所述的探针卡，其特征在于，该待测区域包含该测试单元与该测试单元沿该第一方向移动1单位所形成的区域。
12.根据权利要求1所述的探针卡，其特征在于，该待测区域包含该测试单元与该测试单元沿该第二方向移动1单位所形成的区域。
13.一种测试方法，其特征在于，包含：
以配置为一测试单元的多个探针组对一晶圆上一待测区域的多个晶粒进行测试，其中该测试单元中所述探针组包含多个第一探针组以及至少一第二探针组，所述第一探针组与该至少一第二探针组配置于多行与多列上彼此交错排列，该至少一第二探针组是配置于与相邻的所述第一探针组等距的行与列上；以及
对该待测区域内的所述晶粒完成测试后，将该测试单元向一第一方向移动m单位及向一第二方向移动n单位以对下一待测区域进行测试，其中m、n为正整数。
14.根据权利要求13所述的测试方法，其特征在于，还包含：
以该测试单元向该第一方向进行测试，以对该待测区域内的所述晶粒完成测试。
15.根据权利要求14所述的测试方法，其特征在于，还包含：
以该测试单元向该第二方向进行测试，以对该待测区域内的所述晶粒完成测试。
16.根据权利要求13所述的测试方法，其特征在于，该待测区域包含配置为略成X形的五个矩形区域。
17.根据权利要求16所述的测试方法，其特征在于，所述矩形区域长为a单位，宽为b单位，所述矩形区域内分别包含(a×b)个晶粒，其中a、b为正整数。
18.根据权利要求13所述的测试方法，其特征在于，该待测区域略成工字形。
19.根据权利要求13所述的测试方法，其特征在于，该待测区域的偶数列对应的晶粒数量为该待测区域的奇数列对应的晶粒数量减二。
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