TW201500750A - 晶圓測試機 - Google Patents

Abstract

一種晶圓測試機包含探針卡、複數個光源模組及調整控制模組。探針卡包含電路板、基板、複數個鏡頭、複數個固定座及複數個探針。電路板具有複數個第一通孔。基板固定至電路板，並具有複數個第二通孔分別對齊複數個待測物。鏡頭分別設置於第二通孔中。固定座固定至基板。探針固定至固定座。每一探針的針尾電性連接電路板，且其針尖用以電性連接對應之待測物。每一光源模組位於對應之第一、第二通孔上方，並具有複數個光學參數。光源模組分別經由鏡頭將光照射至待測物。調整控制模組包含控制模組，用以發送控制訊號而變更光源模組的光學參數。

Description

晶圓測試機

本發明係有關於一種晶圓測試機。

影像感測器已廣泛地應用於消費性電子領域(例如，手機、相機…等)以及影像辨識領域中。在晶圓製造階段的影像感測器晶片，必須以晶圓測試機對待測晶圓進行一定的光學檢測程序。其中，明亮檢測程序主要是對待測晶圓提供一光源，用於快速篩檢待測晶圓上的影像感測器晶片在收光後所產生的影像，是否會產生暗點或亮點的狀況。

一種習知的作法是採用點光源，舉例來說，簡易的LED光源。然而，若將LED光源應用於影像感測器晶片的檢測程序中，往往容易產生位於待測晶圓中心的影像感測器晶片所產生的影像亮度過亮，而位於待測晶圓週邊的影像感測器晶片所產生的影像亮度不足的缺點。若為了解決此問題而使用擴散片(diffuser)，雖然可以改善光源的均勻性，但不僅會使得光強度受到衰減，還會增加測試光源負載。另外，LED光源內埋於晶圓測試機中，並無法有效率 地進行亮度的調整。在使用探針卡進行影像感測器晶片的檢測程序中，會先置放鏡頭於探針卡，以靠近影像感測器晶片，之後再放置擴散片於鏡頭上方。若需要調整探針卡中之鏡頭位置來改變光線參數，又需將擴散片拆卸，其手續繁瑣，且中斷了測試亦浪費時間。

為了提供均勻分佈的光，並解決上述LED光源所產生的問題，另一習知的作法是採用標準光源器。標準光源器可以提供全亮、全暗與不同流明度的光。然而，因標準光源器不僅造價昂貴，體積龐大且笨重的缺點使其在使用上會面臨諸多限制。因此，將標準光源器設置於晶圓測試機中，將會有空間的限制與成本提升的問題。

因此，如何在減少使用擴散片的前提之下，以節省空間與成本的方式提供均勻的光源，是目前業界亟欲投入研發資源解決的問題之一。

本發明提供一種晶圓測試機，其係用以測試複數個待測物。晶圓測試機包含探針卡、複數個光源模組以及調整控制模組。探針卡包含電路板、基板、複數個鏡頭、複數個固定座以及複數個探針。電路板具有複數個第一通孔。基板固定至電路板，並具有複數個第二通孔。第二通孔分別對齊待測物。鏡頭分別設置於第二通孔中。固定座固定至基板，並毗鄰第二通孔。探針固定至固定座上。每一探針的針尾電性連接電路板。每一探針的針尖於測試時 用以電性連接對應之待測物。每一光源模組位於對應之第一通孔與對應之第二通孔上方，並具有複數個光學參數。光源模組分別經由鏡頭而將光照射至待測物。調整控制模組包含控制模組，用以發送控制訊號，進而變更光源模組的光學參數。

綜上所述，本發明的晶圓測試機所提供的調整控制模組，可藉由單獨改變每一發光單元的發光特性而改變光源模組的各項光學參數，因此可達到增加光源均勻度的功效，並取代大型且昂貴的標準光源器。不僅如此，本發明的晶圓測試機可藉由調整控制模組來進行亮度的調整，並不需要藉由調整探針卡中的鏡頭位置來達到此目的，因此可省略繁瑣的擴散片拆卸手續。再者，晶圓測試機的調整控制模組所包含的無線控制機制(透過人機介面、第一無線收發器與第二無線收發器)，可以於晶圓測試機的測試過程中即時修正光源模組的各項光學參數，並無須中斷晶圓測試機的運作。藉此，本發明的晶圓測試機即可達到將檢測程序與修改光學參數程序分開執行且互不影響的功效。

1‧‧‧晶圓測試機

10‧‧‧探針卡

100‧‧‧電路板

100a‧‧‧第一通孔

102‧‧‧基板

150‧‧‧監測模組

16‧‧‧支架

3‧‧‧晶圓測試機

30‧‧‧探針卡

300‧‧‧電路板

102a‧‧‧第二通孔

104‧‧‧鏡頭

106‧‧‧固定座

108‧‧‧探針

110‧‧‧黑膠

12‧‧‧光源模組

120‧‧‧發光單元

122‧‧‧擴散片

14‧‧‧調整控制模組

140‧‧‧人機介面

142‧‧‧第一無線收發器

144‧‧‧第二無線收發器

146‧‧‧控制模組

148‧‧‧電源模組

148a‧‧‧調整單元

300a‧‧‧電源模組

34‧‧‧調整控制模組

4‧‧‧待測物

5‧‧‧晶圓測試機

52‧‧‧光源模組

520‧‧‧發光單元

70‧‧‧探針卡

700‧‧‧電路板

700a‧‧‧第三通孔

708‧‧‧探針

90‧‧‧探針卡

902‧‧‧基板

902a‧‧‧第二通孔

902b‧‧‧凹槽

906‧‧‧固定座

第1圖為繪示本發明一實施方式之晶圓測試機的剖面示意圖。

第2圖為繪示第1圖中之晶圓測試機的部分元件示意圖。

第3圖為繪示本發明另一實施方式之晶圓測試機的元件示意圖。

第4圖為繪示本發明另一實施方式之晶圓測試機的剖面示意圖。

第5圖為繪示本發明另一實施方式之探針卡的剖面示意圖。

第6圖為繪示本發明另一實施方式之探針卡的剖面示意圖。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

請先參閱第1圖，其為繪示本發明一實施方式之晶圓測試機1的剖面示意圖。

如第1圖所示，於本實施方式中，晶圓測試機1係用以測試複數個待測物4，且這些待測物4為晶圓製造階段的影像感測器晶片，但本發明並不以此為限。晶圓測試機1包含探針卡10。晶圓測試機1的探針卡10包含電路板100、基板102、複數個鏡頭104、複數個固定座106、複數個探針108以及黑膠110。探針卡10的電路板100具有複數個 第一通孔100a。探針卡10的基板102固定至電路板100的下方，並具有複數個第二通孔102a。基板102的第二通孔102a分別位於待測物4上方，並對齊待測物4。探針卡10的鏡頭104分別設置於基板102的第二通孔102a中。探針卡10的固定座106固定至基板102的下方，並毗鄰對應的第二通孔102a。探針卡10的每一探針108係藉由黑膠110而黏合固定至對應的固定座106上。每一探針108的針尾電性連接電路板100。每一探針108的針尖於測試時用以電性連接對應之待測物4。探針卡10的探針108如同電路板100上的複雜電路走線，用於傳遞待測物4的電訊號。

晶圓測試機1還包含複數個光源模組12、調整控制模組14以及複數個支架16。晶圓測試機1的支架16設置於電路板100上，並分別用以支撐光源模組12，使得每一光源模組12位於電路板100上對應之第一通孔100a與基板102上對應之第二通孔102a上方。晶圓測試機1的每一光源模組12具有複數個光學參數。晶圓測試機1的光源模組12所發射的光係通過電路板100的第一通孔100a，並分別經由探針卡10的鏡頭104而將光照射至待測物4。晶圓測試機1的調整控制模組14包含控制模組146。調整控制模組14的控制模組146可用來發送控制訊號，進而變更光源模組12的光學參數。

進一步來說，晶圓測試機1的每一光源模組12包含複數個發光單元120。控制模組146所發送的控制訊號可用來單獨改變每一發光單元120的發光特性，進而達到改 變光源模組12之光學參數的目的。換句話說，對於單一光源模組12來說，其所包含的每一發光單元120皆可單獨地根據控制訊號而改變發光特性。在任一發光單元120的發光特性改變時，僅對該光源模組12之光學參數產生部分比例的影響。

於本實施方式中，每一光源模組12所包含的發光單元120為發光二極體(Light-Emitting Diode,LED)，並且每一光源模組12皆包含至少一紅光發光二極體、至少一綠光發光二極體以及至少一藍光發光二極體。調整控制模組14的控制模組146所改變的光源模組12之光學參數，係包含亮度值、灰階值、色彩頻譜(color spectrum)值以及光源均勻度，但本發明並不以此為限。

於另一實施方式中，每一光源模組12所包含的發光單元120皆為白光發光二極體。相對地，調整控制模組14的控制模組146可改變的光源模組12之光學參數，係包含亮度值、灰階值及光源均勻度。

同樣示於第1圖，於本實施方式中，晶圓測試機1的每一光源模組12還包含擴散片122。每一光源模組12的發光單元120依序經由對應之擴散片122與基板102上對應之鏡頭104而將光照射至對應之待測物4。藉此，晶圓測試機1的每一光源模組12發射至對應之待測物4的光即可進一步更均勻化。

請參照第2圖，其為繪示第1圖中之晶圓測試機1的部分元件示意圖。

如第1圖與第2圖所示，於本實施方式中，晶圓測試機1的調整控制模組14還包含電源模組148。調整控制模組14的電源模組148電性連接控制模組146與光源模組12，用以供電至光源模組12。進一步來說，調整控制模組14的電源模組148包含複數個調整單元148a。電源模組148的每一調整單元148a皆電性連接於控制模組146與光源模組12之間。並且，電源模組148的每一調整單元148a可各別根據控制模組146所發送的控制訊號調整電流大小，進而達到各別改變對應之光源模組12的光學參數的目的。

於本實施方式中，電源模組148的每一調整單元148a係各別藉由調整電流大小而改變對應之光源模組12的光學參數，但本發明並不以此為限。於另一實施方式中，電源模組148的每一調整單元148a亦可藉由調整電壓大小的方式，同樣可達到改變對應之光源模組12的光學參數的目的。

於本實施方式中，晶圓測試機1的光源模組12係由調整控制模組14的電源模組148獲得供電而運作，但本發明並不以此為限。請參照第3圖，其為繪示本發明另一實施方式之晶圓測試機3的元件示意圖。

如第3圖所示，於本實施方式中，晶圓測試機3的探針卡30在其電路板300上設置有電源電路所構成的電源模組300a，並且電源模組300a電性連接於調整控制模組34的控制模組146與光源模組12之間。調整控制模組34的控制模組146係發送控制訊號至電路板300的電源模組 300a，電源模組300a再根據控制訊號調整電流大小，進而達到改變光源模組12之光學參數的目的。換言之，於本實施方式中，晶圓測試機3的光源模組12係由電路板300的電源模組300a獲得供電而運作。

再回到第1圖，於本實施方式中，晶圓測試機1的調整控制模組14還包含人機介面140、第一無線收發器142以及第二無線收發器144。調整控制模組14的人機介面140用以產生調整訊號。調整控制模組14的第一無線收發器142電性連接人機介面140，用以發射調整訊號。調整控制模組14的第二無線收發器144電性連接控制模組146，用以接收第一無線收發器142所發射的調整訊號，並將所接收的調整訊號傳遞至控制模組146。藉此，調整控制模組14的控制模組146即可根據調整訊號產生控制訊號，並發送至光源模組12，進而改變光源模組12的上述光學參數。

由此可知，本發明的晶圓測試機1可藉由調整控制模組14所包含的無線控制機制(透過人機介面140、第一無線收發器142與第二無線收發器144)，在晶圓測試機1的測試過程中即時修正光源模組12的各項光學參數，並無須中斷晶圓測試機1的運作(亦即，並不需要藉由拆卸擴散片122並調整基板102中的鏡頭104位置來改變光源模組12的光學參數)。

在此要說明的是，上述實施方式係以無線控制機制將人機介面140的調整訊號發送至控制模組146，但本發明並不以此為限。於另一實施方式中，調整控制模組14的人 機介面140可以有線的方式直接電性連接控制模組146，同樣可達到將調整訊號發送至控制模組146的目的。

於本實施方式中，晶圓測試機1的調整控制模組14還包含監測模組150。調整控制模組14的監測模組150電性連接於電源模組148與第二無線收發器144之間，用以根據電源模組148的電性特性而產生回饋訊號至第二無線收發器144。調整控制模組14的第二無線收發器144還用以發射回饋訊號。調整控制模組14的第一無線收發器142還用以接收回饋訊號，並將所接收的回饋訊號傳遞至人機介面140。藉此，使用者即可透過人機介面140上所顯示的回饋訊號即時得知電源模組148的運作狀況，並據以改變人機介面140所產生的調整訊號。

在此要說明的是，上述實施方式係藉由第一無線收發器142與第二無線收發器144達到雙向傳遞調整訊號與回饋訊號的功能。然而於實際應用中，若僅為了達到將調整訊號由人機介面140發送至控制模組146的基本目的，調整控制模組14的第一無線收發器142與第二無線收發器144可僅發揮單向傳遞調整訊號的功能。

請參照第4圖，其為繪示本發明另一實施方式之晶圓測試機5的剖面示意圖。

如第4圖所示，於本實施方式中，晶圓測試機5所包含的探針卡10以及調整控制模組14，皆與第1圖所示之實施方式相同，因此其所包含之各元件的結構與連接關係可參考上述相關說明，在此不再贅述。

在此要說明的是，相較於第1圖所示之實施方式，本實施方式的晶圓測試機5所包含的每一光源模組52中僅包含單一發光單元520。調整控制模組14的控制模組146所發送的控制訊號可用以改變每一光源模組52的發光單元520的發光特性，進而改變光源模組52的光學參數。換句話說，對於單一光源模組52來說，只要其所包含的單一發光單元520根據控制訊號而改變發光特性時，就會對該光源模組52的光學參數產生整體性的影響。

另外，晶圓測試機5的每一光源模組52還包含擴散片122。每一光源模組52的發光單元520依序經由對應之擴散片122與基板102中對應之鏡頭104而將光照射至對應之待測物4。藉此，晶圓測試機5的每一光源模組52發射至對應之待測物4的光即可獲得均勻化。

於本實施方式中，每一光源模組52所包含發光單元520為白光發光二極體，並且調整控制模組14的控制模組146可改變的光源模組52之光學參數，係包含亮度值以及灰階值。亦即，於本實施方式中，光源均勻化的功能是由擴散片122所提供。

要說明的是，可應用於本發明探針卡10並不以第1圖所示之實施方式為限。請參照第5圖，其為繪示本發明另一實施方式之探針卡70的剖面示意圖。

如第5圖所示，於本實施方式中，探針卡70包含電路板700、基板102、複數個鏡頭104、複數個固定座106、複數個探針708以及黑膠110，其中基板102、鏡頭104、 固定座106與黑膠110皆與第1圖所示之實施方式相同，因此其結構與連接關係可參考上述相關說明，在此不再贅述。在此要說明的是，本實施方式的電路板700具有第三通孔700a，其係由第1圖所示之電路板100的第一通孔100a進一步互相連通而形成。另外，本實施方式的探針708係以打線的方式由電路板700上導出，並經由第三通孔700a穿過基板102而露出於基板102的下方。

藉此，當第1圖中之探針卡10替換為本實施方式之探針卡70之後，晶圓測試機1的光源模組12所發射的光即可通過電路板700的第三通孔700a，並分別經由位於基板102的第二通孔102a中的鏡頭104而將光照射至待測物44。

請參照第6圖，其為繪示本發明另一實施方式之探針卡90的剖面示意圖。

如第6圖所示，於本實施方式中，探針卡90包含電路板100、基板902、複數個鏡頭104、複數個固定座906、複數個探針108以及黑膠110，其中電路板100、鏡頭104、探針108與黑膠110皆與第1圖所示之實施方式相同，因此其結構與連接關係可參考上述相關說明，在此不再贅述。在此要說明的是，本實施方式的基板902具有凹槽902b，其係位於基板902的下方，用以容置固定座906。藉此，探針卡90的固定座906即可更穩固地固定於基板902的下方，進而增加穩固探針108的能力。

由以上對於本發明之具體實施例之詳述，可以明顯 地看出，本發明的晶圓測試機所提供的調整控制模組，可藉由單獨改變每一發光單元的發光特性而改變光源模組的各項光學參數，因此可達到增加光源均勻度的功效，並取代大型且昂貴的標準光源器。不僅如此，本發明的晶圓測試機可藉由調整控制模組來進行亮度的調整，並不需要藉由調整探針卡中的鏡頭位置來達到此目的，因此可省略繁瑣的擴散片拆卸手續。再者，晶圓測試機的調整控制模組所包含的無線控制機制(透過人機介面、第一無線收發器與第二無線收發器)，可以於晶圓測試機的測試過程中即時修正光源模組的各項光學參數，並無須中斷晶圓測試機的運作。藉此，本發明的晶圓測試機即可達到將檢測程序與修改光學參數程序分開執行且互不影響的功效。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧晶圓測試機

10‧‧‧探針卡

100‧‧‧電路板

100a‧‧‧第一通孔

102‧‧‧基板

102a‧‧‧第二通孔

104‧‧‧鏡頭

106‧‧‧固定座

108‧‧‧探針

110‧‧‧黑膠

12‧‧‧光源模組

120‧‧‧發光單元

122‧‧‧擴散片

14‧‧‧調整控制模組

140‧‧‧人機介面

142‧‧‧第一無線收發器

144‧‧‧第二無線收發器

146‧‧‧控制模組

148‧‧‧電源模組

150‧‧‧監測模組

16‧‧‧支架

4‧‧‧待測物

Claims (16)

1. 一種晶圓測試機，用以測試複數個待測物，該晶圓測試機包含：一探針卡，包含：一電路板，具有複數個第一通孔；一基板，固定至該電路板，並具有複數個第二通孔，分別對齊該些待測物；複數個鏡頭，分別設置於該些第二通孔中；複數個固定座，固定至該基板，並毗鄰該些第二通孔；以及複數個探針，固定至該些固定座上，每一該些探針的針尾電性連接該電路板，每一該些探針的針尖於測試時用以電性連接對應之該待測物；複數個光源模組，每一該些光源模組位於對應之該第一通孔與對應之該第二通孔上方，並具有複數個光學參數，該些光源模組分別經由該些鏡頭而將光照射至該些待測物；以及一調整控制模組，包含一控制模組，用以發送一控制訊號，進而變更該些光源模組的該些光學參數。
2. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓測試機，其中每一該些光源模組包含複數個發光單元，該控制訊號用以改變該些發光單元的發光特性，進而改變該些光學參數。
3. 如申請專利範圍第2項所述之晶圓測試機，其中該控制訊號用以單獨改變每一該些發光單元的發光特性。
4. 如申請專利範圍第2項所述之晶圓測試機，其中每一該些光源模組還包含一擴散片，並且每一該些光源模組的該些發光單元依序經由對應之該擴散片與對應之該鏡頭而將光照射至對應之該待測物。
5. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓測試機，其中該些光學參數包含一亮度值、一灰階值、一色彩頻譜(color spectrum)值以及一光源均勻度。
6. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓測試機，其中該調整控制模組還包含一電源模組，電性連接該控制模組與該些光源模組，用以供電至該些光源模組，該控制訊號用以調整該電源模組的電流大小，進而改變該些光學參數。
7. 如申請專利範圍第6項所述之晶圓測試機，其中該電源模組為設置於該電路板上的一電源電路。
8. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓測試機，其中該調整控制模組還包含一人機介面，用以發送一調整訊號至該控制模組，該控制模組根據該調整訊號產生該控制訊號至該光源模組，進而改變該些光學參數。
9. 如申請專利範圍第8項所述之晶圓測試機，其中該調整控制模組還包含：一第一無線收發器，電性連接該人機介面，用以發射該調整訊號；以及一第二無線收發器，電性連接該控制模組，用以接收該調整訊號，並將該調整訊號傳遞至該控制模組。
10. 如申請專利範圍第8項所述之晶圓測試機，其中該調整控制模組還包含：一電源模組，電性連接該控制模組與該些光源模組，用以供電至該些光源模組，該控制訊號用以調整該電源模組的電流大小，進而改變該些光學參數；以及一監測模組，電性連接於該電源模組與該第二無線收發器之間，用以根據該電源模組的電性特性而產生一回饋訊號至該第二無線收發器，其中該第二無線收發器還用以發射該回饋訊號，該第一無線收發器還用以接收該回饋訊號，並將該回饋訊號傳遞至該人機介面。
11. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓測試機，其中每一該些光源模組包含一發光單元，該控制訊號用以改變該發光單元的發光特性，進而改變該些光學參數。
12. 如申請專利範圍第11項所述之晶圓測試機，其中每一該些光源模組還包含一擴散片，並且每一該些發光單元依序經由對應之該擴散片與對應之該鏡頭而將光照射至 對應之該待測物。
13. 如申請專利範圍第11項所述之晶圓測試機，其中該些光學參數包含一亮度值以及一灰階值。
14. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓測試機，還包含複數個支架，設置於該電路板上，用以分別支撐該些光源模組。
15. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓測試機，其中該電路板之該些第一通孔進一步互相連通而形成一第三通孔。
16. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓測試機，其中該基板具有一凹槽，用以容置該固定座。