TW201617625A - 用檢測裝置來測量及評估探針卡的方法 - Google Patents

Abstract

一種評估探針卡的功能性之方法，包含：提供不具有探針卡介面的探針卡分析器；將具有探針的探針卡可移除地耦接至探針卡分析器的支撐板；將探針卡分析器的感測器頭與探針卡對齊；及用感測器頭測量探針的組件。

Description

用檢測裝置來測量及評估探針卡的方法 〔相關申請案的交互參照〕

本申請案是2014年5月20日所申請的發明名稱為“Inspection Device with Vertically Moveable Assembly”的美國專利申請案第14/282,565號的部分接續案，美國專利申請案第14/282,565號是2011年4月25日所申請的發明名稱為“Inspection Device with Vertically Moveable Assembly”的美國專利申請案第13/093,456號(現為美國專利第8,729,917號)的接續案，美國專利申請案第13/093,456號主張2010年4月23日所申請的發明名稱為“Inspection Device with Vertically Moveable Assembly”的美國臨時專利申請案第61/327,220號的利益，上述申請案的全部教示以參照方式在此併入。

本發明關於用檢驗裝置來測量及評估探針卡的方法。

在積體電路的製造期間測試積體電路所使用的探針卡需要週期性的評估及維護以避免損壞積體電路。作為探針卡的評估及維護的一部分，光學檢測裝置經常被使用來測量探針卡中的探針的X、Y及Z位置，以便決定探針是否為平面及它們是否適當地對齊探針欲檢測的半導體晶圓上的黏合墊的設定圖案。此裝置亦可基於替代具有黏合墊的半導體晶圓而使用基準板(fiducial plate)(亦即，查核板)所做成的測量來預測黏合墊上所形成的刮痕(scrub mark)的位置及長度。探針卡的其他評估亦可為想要的。

探針卡分析器能被使用來評估探針卡的性能。探針卡分析器的許多不同測試器平台是可得的。具有確切測試器介面的確切測試器平台典型地關於確切探針卡組態，這在一些情況下必須具有多個探針卡分析器。探針卡介面(probe card interface；PCI)是整個探針卡分析器的非常昂貴部分。

即便每一個探針非常小，達成刮擦(scrubbing)的合適量所需的力為數克。在單一探針卡中有數百或數千個探針的情形下，將探針越程(overtravel)來達到適合的刮痕之力的量能非常高。通常，全部探針的越程同時發生。例如，此裝置可具有導電的查核板，查核板被使用來測量每一個分開接線的探針的Z高度、以及一組的匯流排接線的探針的最低者的Z高度 (一些探針被接線在一起，使得不可能去彼此電性地分開訊號)。在此Z高度測量程序中，查核板被驅使成接觸全部的探針，且當每一個探針(或一組探針)作成電接觸時，查核板的Z高度被記錄。

為了測量探針的XY位置(亦稱為探針的對齊)，探針的影像可被截取。在一些案例中，探針被定位於相機被安裝於上的載物台(stage)的影像和線性編碼器內，以被使用來幫助判定XY位置。在其他案例中，探針的位置係關於影像中視窗上所形成的基準標記。由於將全部探針越程成接觸基準板所涉及的大的力之故，能產生檢測系統及探針卡中的彎曲。因此，想要的是將所施加的力最小化。

除了將被施加至探針卡的力的量最小化以外，還想要的是將探針卡及其探針所受的磨損的量最小化。例如，在像是美國專利第5,657,394號及第6,118,894號所描述的系統中，每次進行光學對齊測量時，探針必須著陸。即便考量多個探針可一起被取像，在探針卡具有數百或數千個探針的情形下，每一個探針及探針卡將受到非常不必要的磨損，此磨損不可避免地導致探針卡及其探針的較短壽命。

因此，對於施行探針卡的評估的較不昂貴系統及方法、以及將置於探針卡及其探針上的應力最小化且類似地將探針卡及其探針的磨損最小化之分析探針卡用的機構有需求。

根據本揭示的原理的一些方面係關於一種評估探針卡的功能性之方法。此方法包括：提供不具有探針卡介面的探針卡分析器；將具有探針的探針卡可移除地耦接至探針卡分析器的支撐板；將探針卡分析器的感測器頭與探針卡對齊；及用感測器頭測量探針的組件。

根據本揭示的原理的其他方面係關於一種評估探針卡之方法。此方法包括：提供包括支撐板及感測器頭之探針卡分析器；將配接器耦接至支撐板；將具有探針的探針卡耦接至配接器；以感測器頭穿過支撐板的孔洞來處置探針卡；及施行探針的機械性測量。

根據本揭示的原理的其他方面係關於一種監測探針卡之方法。此方法包括：建立用於探針卡的第一服務時距；建立用於探針卡的第二服務時距；將探針卡可移除地耦接至探針卡分析器；及在第一服務時距期間在沒有使用探針卡介面的情形下評估探針卡。

90‧‧‧殼體

92‧‧‧載具；縮回位置

92'‧‧‧延伸位置；第二位置

93‧‧‧影像裝置

94‧‧‧致動器

98‧‧‧載物台

100‧‧‧檢測裝置；檢測系統

101‧‧‧虛線

102‧‧‧查核板

200‧‧‧物鏡聚焦屈曲器

202‧‧‧頂區段

204‧‧‧底區段

206‧‧‧中區段

208‧‧‧屈曲點

210‧‧‧光學軸線

212‧‧‧軸領；凸緣

214‧‧‧凹陷

216‧‧‧收斂點

218‧‧‧內周圍

220‧‧‧固定螺釘開口

222‧‧‧底面

224‧‧‧螺釘孔

226‧‧‧空隙

300‧‧‧凸輪總成

301‧‧‧致動表面

302‧‧‧致動器

304‧‧‧斜坡

304a‧‧‧第一斜坡

304b‧‧‧第二斜坡

306‧‧‧內半徑

308‧‧‧外半徑

310‧‧‧第一平面表面

312‧‧‧初始階狀表面

314‧‧‧傾斜表面

316‧‧‧終止上升平台

320‧‧‧載具

322‧‧‧頂表面

324‧‧‧中空中心部

326‧‧‧底表面

328‧‧‧頂環

330‧‧‧斜錐

332‧‧‧底環

334‧‧‧硬點

336‧‧‧前導緣

338‧‧‧跟隨緣

340‧‧‧外緣

350‧‧‧軸承總成；軸承

352‧‧‧軸桿

354‧‧‧軸承本體

356‧‧‧內直徑壁

358‧‧‧外直徑壁

360‧‧‧外直徑

400‧‧‧殼體

402‧‧‧物鏡

404‧‧‧視窗

406‧‧‧光學軸線

408‧‧‧物鏡聚焦機構

410‧‧‧回彈性構件

420‧‧‧肘節總成

500‧‧‧探針卡分析器

501‧‧‧探針卡分析器

502‧‧‧支撐板

503‧‧‧樞紐

504‧‧‧探針卡介面(PCI)

506‧‧‧探針卡

510‧‧‧探針

520‧‧‧感測器頭

521‧‧‧查核板

528‧‧‧柱

529‧‧‧荷重元型元件

530‧‧‧地

532‧‧‧配接器

533‧‧‧夾持機構

C‧‧‧相機

d‧‧‧深度

R‧‧‧延伸半徑

r‧‧‧半徑

圖1是根據本揭示的檢測裝置的實施例的示意側視圖。

圖2A至2G是根據本揭示的物鏡聚焦屈曲器的實施例。

圖3A至3G是根據本揭示的物鏡聚焦屈曲器 的實施例。

圖4A至4D是根據本揭示的凸輪總成的實施例。

圖5A至5C是根據本揭示的殼體、載具、致動器總成的實施例。

圖6是先前技術探針卡分析器的示意側視圖。

圖7A及7B是探針的實施例的示意圖。

圖8是根據一實施例的具有探針卡的探針卡分析器的示意側視圖。

圖9是根據另一實施例的探針卡分析器的示意側視圖。

圖10是圖9中所示的探針卡分析器的示意立體圖。

圖11A是圖1中所描繪的檢測裝置以及探針的示意圖。

圖11B是根據本揭示的探針卡分析器的感測器頭的實施例的部分示意圖。

根據本揭示的一些方面係關於與查核板(check plate)及探針卡一起使用的檢測裝置。考量這點，檢測裝置100的一實施例被一般地描繪於圖1，且包括獨立於將視窗/測銷(pin)垂直地向上及向下循環的往 復機構來被安裝之查核板102。這由於其他者的效果而將整個總成的複雜性及屈曲性最小化。查核板及往復機構被耦接至XY及Z載物台。

圖1是檢測裝置100的一實施例的示意圖。雖然檢測裝置100將被描述為它被使用於半導體探針卡測銷的檢測中，要記住的是，檢測裝置100可具有在此確切使用以外的應用。一般而言，檢測裝置100具有外部體或殼體90、載具92、及致動器94。

載具92被安裝於殼體90內及如鄰近的箭頭所標註地在Z方向上垂直地往復運動。載具92移動於元件符號92所標示的第一位置(縮回位置)與元件符號92'所標示的第二位置(延伸位置)之間。在一實施例中，載具92藉由重力而從其延伸位置92'被偏移至縮回位置92。在第二位置92'處，載具92的上表面可接觸檢測中的物件。在一些實施例中，這可為探針卡的探針或測銷。在其他實施例中，檢測中的物件(圖1中未示出)可為如應用所需的某些其他物件。要注意的是，載具92的上表面可將檢測中的物件彎曲，但就所有情況而論，將載具92的上表面移動成接觸檢測中的物件、或者將載具至少移動成接近檢測中的物件將有助於在Z方向上確定檢測中的物件之位置。亦即，在與載具92的上表面接觸的情形下，檢測中的物件的確實位置為所知(即便接觸已將物件彎曲或變形)。類似地，如果載具92的上表面與檢測中的物件之間沒有接觸，吾人能知物件被定位於想要的或可接受 的位置的範圍的外面。由於載具92設有導電塗層、或載具92的上表面本身是導電的，載具92與測試中的物件之間的接觸可由電接觸所決定。接觸亦可藉由透過載具92的上表面觀視測試中的物件而被光學地決定。要注意的是，在載具92的上表面實質為透明視窗且檢測系統100提供所需的光學路徑的情形下，檢測中的物件位於穿過光可穿越載具92的中央通道之光學軸線上，且相機或其他影像裝置93可被使用來透過檢測系統100觀視檢測中的物件。

在一實施例中，檢測系統100的殼體90、載具92及致動器94被安裝於至少在XY平面上可移動的載物台98。一般而言，測試中的物件將保持靜止，雖然將知曉的是，在一些應用中，此領域之技術人士可反轉此配置且促使檢測中的物件相對於殼體90、載具92及致動器94至少在XY平面上移動。載物台98亦可在Z方向上移動，雖然在檢測系統100的一些實施例及應用中，載具92的往復移動可足夠於在Z方向上的所有移動。要注意的是，在接觸是想要的位在檢測中的物件與查核板102之間的情形下，可為想要的是，將查核板102耦接至載物台98(由虛線101所指出)，使得查核板102及載物台98一起移動。雖然在圖1中所顯示為彼此接近(具有孔洞通過的查核板102允許載具92延伸通過並至查核板102的上表面的上方)，載物台上的查核板102及殼體90/載具92總成可被空間上地分開，使得查核板102具有未損壞 的上表面。在許多實施例中，可為想要的是，避免將查核板102實體地耦接至殼體90，以避免由於檢測中的物件與殼體90/載具92/致動器94總成及查核板102的任一者或兩者之間的接觸而在殼體90/載具92/致動器94及/或查核板102中變形。

由於圖1中所示的實施例本質上必須為示意性，吾人可輕易地明瞭所示的檢測系統100可在不同的實體模式中被實施。

考慮到上述內容，檢測裝置100包括物鏡聚焦屈曲器(objective focus flexure)200及凸輪總成300，其在以下被更詳細地描述。一般而言，固持聚焦用的物鏡的物鏡聚焦屈曲器200與往復的凸輪總成300一同操作，以確保適當的聚焦。檢測裝置100的焦平面通常將被固定，但焦平面的位置亦可被修改。此屈曲器聚焦裝置除了探針卡檢測以外還有許多用途。想要焦點調整的應用可能受益於本揭示，此應用包括醫療裝置、相機或錄像裝置、及各種不同的其他製造、測試、及品質控制裝置。

參照圖2A-2G及3A-3G，物鏡聚焦屈曲器200是中空的筒柱構件。物鏡聚焦屈曲器200具有頂區段202、對向的底區段204、及頂區段202與底區段204之間的中區段206。像是屈曲點208的回彈性耦接件被定位於中區段206與頂區段202之間及中區段206與底區段204之間的介面區域。屈曲點208在物鏡聚焦屈曲器200的軸向方向上是回彈性的，且在物鏡聚焦屈曲器200的徑 向方向上為實質剛性的。在一實施例中，物鏡聚焦屈曲器200由單一件材料所製成。

在一實施例中，頂區段202包括延伸至物鏡聚焦屈曲器200的外部之軸領或凸緣212。軸領/凸緣212的外直徑大於物鏡聚焦屈曲器200的本體的外直徑。在一實施例中，在整個包括軸領212的頂區段202中，內直徑是恆定的。

中區段206包括凹陷214。在一實施例中，凹陷214的深度“d”漸縮至物鏡聚焦屈曲器200的本體中。凹陷214線性地跟隨沿著x軸，而物鏡聚焦屈曲器200的本體是圓形的。在一實施例中，中區段206包括沿著z軸的收斂點216。在一實施例中，中區段206被至少部分地螺合於內周圍218上。在一實施例中，中區段206包括固定螺釘開口220，以協助將物鏡聚焦屈曲器200固定及對齊於肘節總成(未示出)內。

參照圖2G，底區段204具有一般地平面的底表面222。在一實施例中，在底面222的螺釘孔224被設來用於物鏡聚焦屈曲器200至肘節總成的附接。

如上所述，屈曲點208被建立於中區段206的對向端處的沿著物鏡聚焦屈曲器200的周圍的位置。通過屈曲點208的區域之多個截面被繪示於圖3B至3G中。在一實施例中，屈曲點208的每一者分別被建構成起源自物鏡聚焦屈曲器200的物鏡軸線210至朝向屈曲器的外部的一點之延伸半徑“R”。在一實施例中，延伸半徑 “R”大於物鏡聚焦屈曲器200的外部的半徑“r”(例如，參圖3B)。

在一實施例中，屈曲點208被建構成在平面位準上且沿著物鏡聚焦屈曲器200的周圍平均地隔開。圖3B至3G顯示根據物鏡聚焦屈曲器200的一實施例的多個平面位準。在一實施例中，有屈曲點208的至少兩個平面位準，每一個平面位準包括從鄰近平面位準偏位的屈曲點208。在一實施例中，屈曲點208沿著周圍被平均地錯開。在一實施例中，在有至少三個鄰近的平面位準的情形下，交替的位準包括沿著周圍在相同位置的屈曲點208，例如，第一及第三位準包括沿著周圍相同地定位的屈曲點(例如，參圖3B及3D)。在一實施例中，屈曲點208的對向側對應於外周圍。屈曲點208將上及下表面連接至鄰近位準或頂區段202或底區段204。沿著周圍，在屈曲點208之間，空隙226藉由不具有材料來形成。空隙226在位準/平面內形成餘隙。在一實施例中，空隙226較屈曲點208涵蓋更大的周圍區域。在較佳的實施例中，有約束六個自由度中的五個自由度之三個鄰近的平面位準。

在一實施例中，為了用物鏡聚焦屈曲器200來調整焦點於定位，中區段206沿著光學軸線210調整，且頂區段202及底區段204維持固定。替代地，頂區段202及底區段204沿著光學軸線210調整，且中區段206維持固定。

現在參照圖4A至4D中所繪示的凸輪總成 300之實施例，其中致動器302是碟形、中空、筒柱體形的旋轉凸輪。致動器302包括沿著中央軸向開放的內部。凸輪總成300具有包括至少一個斜坡304的致動表面301。至少一個斜坡304具有內半徑306及外半徑308，且從致動器302的第一平面表面310延伸。在一實施例中，至少一個斜坡304包括初始階狀表面312、傾斜表面314及終止上升平台316。在一實施例中，至少一個斜坡304是配置成圓形式樣的一系列的斜坡304，以形成環狀形狀。特別參照圖4C，在一實施例中，至少一個斜坡304的系列被配置成第一斜坡304a的初始階狀表面312接著有第二斜坡304b的初始階狀表面312。在一實施例中，在至少一個斜坡304的每一者之間有間隙，其中平面表面310的長度被暴露。在一實施例中，至少一個斜坡304與系列中的另一者被等距離地隔開。

在一實施例中，致動器302的內半徑306被建構成沿著載具320的周邊半徑裝配。在一實施例中，至少一個斜坡304的外半徑小於載具320的外半徑，雖然它們可為基本地相等的。在一實施例中，載具320包括多層的頂表面332及從頂表面322延伸至對向的底表面326之中空中心部324。在一實施例中，頂表面322包括分別從中空中心部324被同心地配置之頂環328、斜錐330及底環322。載具320具有突出有至少一個硬點(hard point)334之外周邊。在一實施例中，且特別參照圖4B，至少一個硬點334包括前導緣336、跟隨緣338、及延伸於前導 緣336與跟隨緣338之間的外緣340。在一實施例中，至少一個硬點334包括與視窗載具320的底表面326成平面之底表面342。載具320可被組裝或從單一件適合材料被形成。

繼續參照圖4A至4D，至少一個軸承總成350具有從軸承本體354中的中央軸桿開口延伸之軸桿352。在一實施例中，軸承本體354繞著軸桿352可旋轉。在一實施例中，軸承本體354在內直徑壁356與外直徑壁358之間含有軸承滾珠。在一實施例中，軸承本體354包括開放表面及封閉表面。在一實施例中，至少一個軸承總成350被耦接至載具320，其中軸桿352的遠端被插入至鄰近於至少一硬點334的載具320的外直徑的孔中。在一實施例中，至少一個軸承本體354的開放表面接近軸桿352的近端。在一實施例中，開放表面鄰近於(但不接觸)載具320的外周邊及硬點334的前導緣336。在一實施例中，軸承總成350被定位成外直徑360未與硬點334的底表面342切齊。在一實施例中，至少一個硬點334的外緣340側向地延伸超過至少一個斜坡304的外半徑308。

致動器302相對於載具320可旋轉。在一實施例中，當致動器302以反時針方向旋轉時，載具320維持被軸向地固定。以此旋轉方式，軸承總成350領先每一個硬點334。在旋轉期間，硬點334行進越過暴露的第一平面表面310，然後軸承總成350接觸斜坡304的階狀表面312，直到硬點334接觸階狀表面312為止，藉此，載 具320被軸向地提起等於階狀表面在第一平面表面310上方的高度之距離。在繼續旋轉中，軸承350攔截斜坡304的傾斜表面314，且硬點334自由升高。在軸承350到達頂點至終止上升平台316，硬點334的前導緣336接觸終止上升平台316。當致動器302繼續旋轉時，硬點334的前導緣336行進越過終止上升平台316的上緣，直到軸承350自由升高為止。當致動器302旋轉至它的最終位置，硬點334的底表面342沿著終止上升平台316滑動，進一步將載具320提升於制動器302上方。在一實施例中，當硬點334與致動表面301接觸時，在軸承總成350的外直徑360與至少一個斜坡304的平面表面及平面表面310的平面表面之間具有間隙(例如，3密耳(mil))。

當組裝時，例如在圖5B所實施的半導體檢測裝置中，作為聚焦機構的物鏡聚焦屈曲器200被組裝於殼體400的中央通道內。在一實施例中，物鏡聚焦屈曲器200的中區段206被耦接至殼體320，且頂區段202及底區段204相對於殼體400可自由移動。在另一實施例中，物鏡聚焦屈曲器200的頂區段202及底區段204可被耦接至殼體400，且中區段206相對於殼體400可自由移動。致動器302被定位於殼體400內在物鏡聚焦屈曲器200的頂端202處。

致動器302被定位於殼體400內，使得致動器302的至少一個致動表面301可選擇地承受抵靠載具320的至少一個軸承表面，致動器302在第一位置與第二 位置之間可致動，在此第一位置，軸承表面允許載具320維持或回復至它的縮回位置，且在此第二位置，力藉由至少一個致動表面抵靠載具320的至少一個軸承表面而被施加以將載具320移動至它的延伸位置。物鏡402被插入至物鏡聚焦屈曲器200及殼體400內。物鏡402被裝配於物鏡聚焦屈曲器200的內部，且藉由將物鏡402螺合至物鏡聚焦屈曲器200的中區段螺紋218而被可移動地牢固。在物鏡聚焦屈曲器200的中區段206被耦接至載具92的情形下，物鏡402被耦接至中區段206，使得物鏡聚焦屈曲器200的中區段206沿著光學元件的光學軸線406移動。替代地，當頂區段202及底區段204被耦接至載具320時，物鏡402被耦接於物鏡聚焦屈曲器200的頂區段202與底區段206之間，使得物鏡聚焦屈曲器200的頂區段202及底區段206與彼此且與物鏡402一起沿著物鏡402的光學軸線406移動。具有牢固至頂環328的視窗404之載具320被耦接至肘節總成420。如圖5A及5C中所繪示，回彈性構件410被耦接於載具320與殼體400之間，回彈性構件410在由載具320於它的縮回為位置與延伸位置之間的移動所界定的軸向方向上為回彈性的，且相對於載具320在殼體400內繞著軸向方向的相對旋轉大部分地為剛性的。視窗404被組裝於被指向為接近物鏡聚焦屈曲器200的頂區段202之物鏡402的突出端的上方。物鏡402協助將頂區段202及底區段204維持於彼此的平面平行關係。

參照上述內容，致動器302的旋轉造成當硬點334及軸承350沿著傾斜的斜坡304移動時致動器320及視窗404垂直地調整。物鏡聚焦機構408是肘節總成420內在凹陷214處接合物鏡聚焦屈曲器200之調整機構，且沿著光學軸線406被調整。在一實施例中，物鏡聚焦機構408被耦接於殼體400與物鏡聚焦屈曲器200的頂區段202及底區段204中的至少一者之間，且物鏡聚焦機構408的致動導致頂區段202及底區段204相對於殼體400的相對平移。在另一實施例中，物鏡聚焦機構408被耦接於殼體400與物鏡聚焦屈曲器200的中區段206之間，且物鏡聚焦機構408的致動導致中區段206相對於殼體400的相對平移。在致動時，物鏡聚焦屈曲器200的屈曲點208變形，且有從平面平行位置的實質零彎曲。

根據本揭示的原理，凸輪總成300及物鏡聚焦屈曲器200能被組裝且被使用作為檢測系統總成的一部分。檢測系統總成的其他方面在以下被描述。

圖6繪示先前技術態樣的具有探針卡介面(PCI)504所牢固至的支撐台502之探針卡分析器500。PCI 504在探針卡506與探針卡分析器500之間提供機械連接及更重要的電連接。PCI 504將探針510的個別者或群組連接至測試電路(未示出)，用以通過探針傳送電訊號，及用以接收合成訊號來決定它們是否適當地操作。

支撐板502可繞著樞紐503被旋轉，以將被牢固於支撐板502的探針卡506定位成如圖7A所繪示的 面向下或“引腳朝下”(“live bug”)指向、或者是如圖7B所繪示的面向上或“引腳朝上”(“dead bug”)指向。在“引腳朝下”的指向中，探針卡506的探針510可被實體檢測及電檢測。典型地，這用決定探針510的對齊(兩狀態下的XYZ)及各種不同的實體及電氣特點之探針卡分析器500來作成，此各種不同的實體及電氣特點包括但不限定為探針電阻性、電容性、探針力、通道測試、滲漏、及組件測試。探針卡分析器500亦能夠執行探針卡510的清潔，且允許探針卡510的手動重加工或修復。支撐板502能夠將探針卡506定位，使得顯微鏡或相機C能夠獲取探針510的影像，且提供給操作者探針的特寫影像以利於重加工或修復。

如圖6中所見，探針卡介面504支撐探針卡506，且在探針卡506的探針510與探針卡分析器500的電測試系統(未示出)之間提供連接點。由於每一個探針卡介面504對每一個探針卡504是獨特的，其他方面的電連接及測試是不可能的，探針卡506的使用者必須擁有供所使用的各類型探針卡506用的至少一個探針卡介面504。在多個的各類型探針卡506在使用中的情形下，處理量問題可能必須獲得多個探針卡介面504、儲存之、且然後當需要時使用之。例如，在20個探針被使用於對半導體裝置電測試的情形下，不可有超過一個的額外探針卡506(如果有的話)來替換不適當運作的探針卡506。如果兩個或更多的探針卡506同時不運作，有必須去使它們 盡快再次運作。兩個或更多的探針卡506同時在各別的探針卡分析器500上的性能維護會是需要的，以避免昂貴的停機時間，且傳統上這總是必須是多個探針卡介面504為可得的。然而，最近已確定探針卡介面504並非在所有情況中為必要的。在一些案例中，探針卡506的檢視及維修可僅需要有限數目或類型的更機械式導向的測試(例如，平面度、對齊、刮擦)，此機械式導向的測試在不需要複雜且昂貴的測試卡介面504機構的情形下能被實行。

根據本發明的數方面，不包括探針卡介面的探針卡分析器在圖8及9中被示出。探針卡506直接地(如圖8中所繪示)或是利用配接器532(如圖9中所繪示)而被牢固至支撐板502。在這兩個實施例中，探針卡506可由探測卡分析器501的感測器頭520所處置。感測器頭520可包括有利於分析探針卡506的性能的不同感測器或機構的一者或組合。一般而言，感測器頭520可移動於XY平面上，此XY平面旨在實質平行於由探針卡506的探針510的末端名義上所界定的平面。在一些實施例中，感測器頭520可移動朝向及離開探針卡506，使得探針510的末端可接觸可為感測器頭520的一部分之查核板521的選擇部分。在其他實施例中，感測器頭520可被定位成鄰近探針卡506的探針510，探針510然後依序地由檢測裝置100所接觸，如結合圖1所描述的內容及如圖11A中進一步所繪示。在另一實施例中，如圖11B中所繪示，探針510可被促成接觸為感測器頭520的一部分的柱 (post)528，柱528被適用來測量被施加於柱528與與柱528接觸的探針或數個探針510之間的力。以此方式，以力為基礎的平面度被決定為利用柱528測量，而沒有電接觸(亦即，沒有PCI 504)。柱528亦提供例如迴歸(loop back)探針的測量。感測器頭520可包括查核板521、檢測裝置100、及/或柱528。要注意的是，感測器頭520整體或它的其他部分(像是檢測裝置100或柱528)可包括荷重元(load cell)型元件529，用以測量由一個或更多探針所施加的力。在此實施例中，分開的柱528為不必要的。在又一實施例中，感測器頭520的查核板521可同時接觸多個探針510。

關於感測器頭520及查核板521、以及可形成為它的一部分之檢測裝置100及/或柱528，要了解的是這些裝置的每一者是或可以被建構及配置成傳導電或電訊號。關於查核板521，一般態樣者由像是具有抗磨耗性及導電性兩者的碳化物之金屬材料所製成。其他態樣可由有足夠厚度以保持剛性且設有導電性塗層之玻璃板(基準板)所製成。柱528可如檢測裝置100設有傳導性塗層，或本身可由與柱528所安裝於中的感測器頭520的其他部分電隔離之傳導性材料所製成。這些結構的每一者可被電耦接至供紀錄及/或處理這樣的訊號用之裝置，例如，電腦、控制器、被普遍地使用來控制獨立或網路的半導體檢測的處理器類型、計量儀及處理工具。在一案例中，具有適合的輸入/輸出通訊設備的個人電腦被使用。

在操作中，沒有使用探針卡介面504而處置被牢固至支撐板502的探針卡506之感測器頭520能施行在探針卡506藉由探針卡介面504而被牢固至支撐板502的情形下所能執行的許多相同的測試或分析。例如，感測器頭520能夠決定探針卡506的探針510的對齊、擷取在自由懸掛或越程位置兩者處的每一個探針的末端的X、Y、及Z位置。從此資訊，能決定是否有在使用期間可影響它們的性能的探針的個別者、群組、陣列之實體位移。由探針卡的一個或更多探針所施加的力的量亦可使用感測器頭520而被量測。髒探針的清潔亦可被進行。

由於探針卡分析器501不包括探針卡介面，自動化電測試稍微被限制。然而，支撐板502提供對探針510及對探針卡506的電路及組件的簡單實體接取(access)，且因此使用者能執行探針卡506的許多手動及/或部分自動的電分析，像是接觸電阻性(CRES)測量。再次參照圖8及9，探針卡506的部分可被連接至地530。初始的探針平面能僅以至探針卡506的接地平面的單一連接來決定。之後，吾人可將手動、導電的探針(未示出)應用至探針卡的其他部分，以測量探針卡的某些電特性，像是電阻性、電容性、及組件功能性。這能是手動的、或在某些實施例中是半自動程序。可被進行的另一測量是，藉由當第一接地探針接觸感測器頭520時決定感測器頭520的位置，來決定探針卡506的被連接至地530的最低懸掛的探針510。

進一步參照圖8，探針卡506可被直接地耦接至支撐板502，其中支撐件具有符合探針卡506的大小及形狀之結構。支撐板502具有穿透它所形成的孔洞(未示出)，此孔洞允許當探針卡506在其引腳朝下指向(例如，亦參圖7A)時探針卡506的探針510由感測器頭520所處置。額外參照圖10，探針卡506可使用像是螺栓、夾持件、制動件等的夾持機構533來被可移除地耦接至探針板502。

參照圖9，例如，在支撐板502的孔洞對於給定的探針卡506太大、或是有錯誤形狀的情形下，探針卡506可藉由將配接器532牢固至支撐板502而被牢固至支撐板502。探針卡506然後可被可移除地耦接至配接器532以供測試。在一實施例中，配接器532是簡易的金屬支架，其被耦接至支撐板502且包括耦接結構(未示出)，像是連接部(land)、平坦部(flat)、或適於獨特的探針卡506或所測試的探針卡506的範圍之運動性安裝座(kinematic mount)。僅需要探針卡506對配接器532的最小的保持力(hold-down force)，然而，在一些案例中，必須去強迫探針卡502對配接器532的順應性，例如，探針卡被預應力處理等的情形。配接器532將探針510以適合的工作距離將探針510定位於支撐板502的上方(或下方)。配接器532能具有開口(未示出)，此開口能被對齊於支撐板502中所形成的孔洞，支撐板502中的孔洞允許當探針卡506在其引腳朝下指向(例如，亦參 圖7A)時探針卡506的探針510由感測器頭520所處置。在探針卡介面504能花費高達$100,000的情形下，吾人能知曉，使用相當不昂貴的配接器532可為經濟上有益的。額外地，使用配接器532所得的對齊測量良好地關聯於使用探針卡介面504所得的同樣測量。在一實施例中，使用配接器532所得的對齊測量及使用探針卡介面504所得的測量有彼此95%的關聯性。

在一實施例中，探針卡506的可用的壽命(亦即，估計之重複或使用的次數)由使用者所界定。在探針卡506可用的壽命(功能性壽命)期間，對探針卡506建立服務時距，以建立由探針卡分析器500、501所做的測試。在一實施例中，探針卡506將具有第一服務時距，此第一服務時距被建立來供使用不具有PCI 504的探針卡分析器501來評估探針卡506的功能性，且具有第二服務時距，此第二服務時距被建立來供使用具有PCI 504的探針卡分析器501來評估探針卡506的功能性。這些服務時距可在沒有參照探針卡自身的實際功能的情形下以事前基礎(priori basis)被設定。然而，在一些其他的實施例中，想要的是，基於從探針卡自身的操作所衍生的資料或準則來修改服務時距或程序。

在另一實施例中，探針卡506性能的基線功能性能被建立或決定，且服務時距能從此基線功能性被建立。換言之，相關於探針卡506的操作之第一組準則能被界定，且在有或沒有配接器532的情形下基於第一組準則 使用探針卡分析器501進行探針卡506的有限的分析。相關於探針卡506的操作之第二組準則亦能被界定，且基於第二組準則使用包括PCI 504的探針卡分析器500進行探針卡506的更完整的分析。

伴隨使用配接器532或不具有配接器532，探針卡介面504可採用許多形式。在一實施例中，電測試系統中所使用的許多類似的探針卡506(亦即，探針器)隨著時間被監視。相關於探針卡506的性能之準則可被測量且被評估，以決定探針卡506是否適當地運行。準則可包括、但不限定於：由特定的探針卡506的確切部分所測試之裝置的反覆失效(代表探針卡的特定區域中的損壞的探針或電路)；被測試的裝置的產能的降低，其中降低並未藉由類似的探針卡506所確認(代表探針卡一般地未達到標準地運行)；偏離標準值的電測試值(代表由於腐蝕、碎屑、或探針卡組件衰退之探針卡功能性的劣化)；探針痕光學檢測結果(代表對齊問題)；以及由探針器本身從點查核所直接獲得的電及光學檢測資訊。其他準則及資訊可如所需而被獲得或導出。無論如何，在所獲得的資料代表需要廣泛的電測試以供診斷或維修之失效的情形下，標準的探針卡介面504可被使用來測試及維修探針卡506。在其他案例中，所獲得的資料可被決定來描述更適度的問題，像是探針卡506已將探針變形；在此案例中，簡單的配接器可被使用。要注意的是，經常情形是，多個探針卡分析器被設立來對並聯的類似探針卡施行分析。在這些案 例中，更加不昂貴的是，使用多個裝設有配接器532的探針卡分析器501，且使用較少或甚至無裝設有探針卡介面504的探針卡分析器500，來維護探針卡。

在其他環境中，具有探針卡介面504的探針卡分析器500被使用來分析呈現故障的探針卡506，但裝設有配接器532的探針卡分析器501被使用於更平凡的週期性及計畫性維護檢測。例如，給定的探針卡506可已建立一個或更多服務時距，在此時距，可被實施於具有配接器532的探針卡分析器501的此型基本實體及電檢測被進行。在所建立的服務時距期間以外所發生的探測卡506的更顯著問題可使用配備有完整的探測卡介面504的探測卡分析器500(如果在有提供的情形下)被評估。

在另外的其他環境中，僅探針卡製造商將保有供給定的探針卡設計用的完整的探針卡介面504。此探針卡介面可被使用來使稍後被運輸至不可取得完整探針卡介面504的遠方地點之一個或更多探針卡506完全地合格。配備有配接器532的探針卡501可被使用來施行分析及維護。

雖然本揭示已經參照較佳地實施例被描述，本領域之技術工作者將認知在沒有背離本揭示的精神及範疇的情形下能形式地及詳細地作成改變。

90‧‧‧殼體

92‧‧‧載具；縮回位置

92'‧‧‧延伸位置；第二位置

93‧‧‧影像裝置

94‧‧‧致動器

98‧‧‧載物台

100‧‧‧檢測裝置；檢測系統

101‧‧‧虛線

102‧‧‧查核板

Claims (21)

1. 一種評估探針卡的功能性之方法，包含：提供不具有探針卡介面的探針卡分析器；將具有探針的探針卡可移除地耦接至該探針卡分析器的支撐板；將該探針卡分析器的感測器頭對齊該探針卡；及用該感測器頭測量組件的特點。
2. 根據申請專利範圍第1項所述的評估探針卡的功能性之方法，更包含：將配接器安裝至該支撐板，其中該配接器被建構成容納各種不同的探針卡的組態的安裝；且用該配接器將該探針卡可移除地耦接至該支撐板。
3. 根據申請專利範圍第1項所述的評估探針卡的功能性之方法，其中該探針卡被可移除地直接耦接至該支撐板。
4. 根據申請專利範圍第1項所述的評估探針卡的功能性之方法，更包含：旋轉該支撐板以將該探針卡定位成面向上指向。
5. 根據申請專利範圍第1項所述的評估探針卡的功能性之方法，其中將該感測器頭對齊包括將該感測器頭沿著XY平面再定位。
6. 根據申請專利範圍第1項所述的評估探針卡的功能性之方法，其中該等探針的該組件於第一次服務時距被評估。
7. 根據申請專利範圍第1項所述的評估探針卡的功能性之方法，其中測量組件包括將該探針卡的該等探針的末端接觸抵靠該感測器頭的查核板。
8. 根據申請專利範圍第1項所述的評估探針卡的功能性之方法，其中該感測器頭的柱被建構成測量該柱與該探針之間所施加的力。
9. 根據申請專利範圍第1項所述的評估探針卡的功能性之方法，其中該感測器頭的柱沿著z軸線可移動。
10. 一種評估探針卡之方法，包含：提供包括支撐板及感測器頭之探針卡分析器；將配接器耦接至該支撐板；將具有探針的探針卡耦接至該配接器；以該感測器頭經過該支撐板的孔洞來處置該探針卡；及施行該等探針的機械性測量。
11. 根據申請專利範圍第10項所述的評估探針卡之方法，其中施行機械性測量包含：擷取至少一個探針的末端的三維的位置。
12. 根據申請專利範圍第11項所述的評估探針卡之方法，其中擷取該末端的該位置包括擷取自由懸掛位置。
13. 根據申請專利範圍第12項所述的評估探針卡之方法，其中擷取該末端的該位置包括擷取越程位置。
14. 根據申請專利範圍第11項所述的評估探針卡之方法，包含決定至少一個探針的實體位移。
15. 根據申請專利範圍第10項所述的評估探針卡之方法，更包含相對於該探針卡手動地操縱導電探針來測量電阻性、電容性及組件功能性的群組中的至少一者。
16. 根據申請專利範圍第10項所述的評估探針卡之方法，包含當第一接地探針接觸該感測器頭時藉由決定該感測器頭的位置來決定該探針卡的最低懸掛的探針。
17. 一種監測探針卡之方法，包含：建立用於探針卡的第一服務時距；建立用於該探針卡的第二服務時距；於該第一服務時距的界定時點利用探針卡介面來將該探針卡可移除地耦接至探針卡分析器，及至少部分地使用該探針卡介面來評估該探針卡；及於該第二服務時距的界定時點將該探針卡可移除地耦接至不具有探針卡介面的探針卡分析器，及評估該探針卡。
18. 根據申請專利範圍第17項所述的監測探針卡之方法，更包含利用配接器將該探針卡可移除地耦接至該探針卡分析器。
19. 根據申請專利範圍第17項所述的監測探針卡之方法，更包含藉由使用該探針卡介面決定該探針卡的基線性能來建立該第一服務時距。
20. 根據申請專利範圍第17項所述的監測探針卡之方法，其中該第一服務時距基於相關於該探針卡的操作之第一組準則而被建立，及該第二服務時距基於相關於該探 針卡的該操作之第二組準則而被建立。
21. 根據申請專利範圍第20項所述的監測探針卡之方法，其中該第一組準則至少部分地相關於該探針卡的性能，及該第二組準則至少部分地相關於該探針卡的使用。