TW202344844A - 探測裝置及其檢測方法 - Google Patents

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Abstract

本揭露提供一種探測裝置,包括一探針台,該探針台具有一平台,該平台具有一開口;一機械手臂,設置在該平台並具有一探針;一測試頭;以及一插槽,設置在該測試頭上且經配置以支撐一待測元件。該測試頭具有一移動部,該移動部經配置以允許該待測元件相對該探針台移動。

Description

探測裝置及其檢測方法
本申請案是2022年8月9日申請之第111129839號申請案的分割案,第111129839號申請案主張2022年5月6日申請之美國正式申請案第17/738,155及17/738,827號的優先權及益處,該美國正式申請案之內容以全文引用之方式併入本文中。
本揭露關於一種探測裝置。特別是有關於一種具有中空平台的探測裝置以及使用該探針裝置的一種檢測方法。
半導體技術的發展導致對多個高強度記憶體操作以及高速半導體記憶體元件(例如動態隨機存取記憶體(DRAM)元件)的需求不斷增加。
探測裝置(例如一晶圓探針)用於測試一待測元件(DUT)(例如積體電路(IC)元件)的電子特性,以檢查DUT是否滿足產品規格。隨著記憶體速度的提高,訊號衰減或訊號遺失成為探測裝置的一技術瓶頸。。
上文之「先前技術」說明僅提供背景技術,並未承認上文之「先前技術」說明揭示本揭露之標的,不構成本揭露之先前技術,且上文之「先前技術」之任何說明均不應作為本案之任一部分。
本揭露之一實施例提供一種探測裝置。該探測裝置包括一探針台。該探針台具有一平台,該平台具有一開口;以及多個柱形組件,支撐該平台。每一個柱形組件具有與該平台連接的一端以及與一移動部連接的一相對端。該探測裝置亦包括一機械手臂,設置在該平台上;以及一插槽,經配置以支撐一待測元件。該機械手臂具有一探針。該移動部經配置以允許該探針台相對該待測元件移動。
本揭露之另一實施例提供一種探測裝置。該探測裝置具有一探針台。該探針台具有一平台,該平台具有一開口。該探測裝置亦包括一機械手臂,設置在該平台上。該機械手臂具有一探針。該探測裝置亦包括一測試頭;以及一插槽,設置在該測試頭上且經配置以支撐一待測元件。該測試頭具有一移動部,該移動部經配置以允許該待測元件相對該探針台移動。
本揭露之再另一實施例提供一種檢測方法。該檢測方法包括提供一待測元件,而一插槽支撐該待測元件;以及將該待測元件與該插槽設置在一測試頭上。該檢測方法亦包括提供一探針台,該探針台具有一平台,該平台具有一開口;以及移動該探針台或該測試頭以將該待測元件定位在該開口中。
藉由提供具有帶有一開口的一平台以及用於允許將該DUT設置在該開口中的一移動部的一探針台,可將一插槽(以及由其所支撐的該DUT)設置在一測試頭上。因此,該DUT與該測試頭之間不需要一長的電纜線(其可能長達約 1.5公尺)。可以消除或減少訊號衰減或訊號遺失的問題。可以完成對該DUT 的一高速測試。舉例來說,可以提供頻率大於約4267兆赫(MHz)的訊號來測試該DUT的電子特性。
上文已相當廣泛地概述本揭露之技術特徵及優點,俾使下文之本揭露詳細描述得以獲得較佳瞭解。構成本揭露之申請專利範圍標的之其它技術特徵及優點將描述於下文。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解,可相當容易地利用下文揭示之概念與特定實施例可作為修改或設計其它結構或製程而實現與本揭露相同之目的。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者亦應瞭解,這類等效建構無法脫離後附之申請專利範圍所界定之本揭露的精神和範圍。
現在使用特定語言描述附圖中所示之本揭露的實施例或例子。應當理解,本揭露的範圍無意由此受到限制。所描述之實施例的任何修改或改良,以及本文件中描述之原理的任何進一步應用,所屬技術領域中具有通常知識者都認為是通常會發生的。元件編號可以在整個實施例中重複,但這並不一定意味著一個實施例的特徵適用於另一實施例,即使它們共享相同的元件編號。
應當理解,雖然用語「第一(first)」、「第二(second)」、「第三(third)」等可用於本文中以描述不同的元件、部件、區域、層及/或部分,但是這些元件、部件、區域、層及/或部分不應受這些用語所限制。這些用語僅用於從另一元件、部件、區域、層或部分中區分一個元件、部件、區域、層或部分。因此,以下所討論的「第一裝置(first element)」、「部件(component)」、「區域(region)」、「層(layer)」或「部分(section)」可以被稱為第二裝置、部件、區域、層或部分,而不背離本文所教示。
本文中使用之術語僅是為了實現描述特定實施例之目的,而非意欲限制本發明。如本文中所使用,單數形式「一(a)」、「一(an)」,及「該(the)」意欲亦包括複數形式,除非上下文中另作明確指示。將進一步理解,當術語「包括(comprises)」及/或「包括(comprising)」用於本說明書中時,該等術語規定所陳述之特徵、整數、步驟、操作、元件,及/或組件之存在,但不排除存在或增添一或更多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件,及/或上述各者之群組。
圖1A是外觀示意圖,例示本揭露一些實施例的探測裝置1。
探測裝置1可用於測試待測元件(DUT)的電子特性,以檢查DUT是否滿足產品規格。探測裝置1亦可稱為一探測設備。DUT的示例可以包括一整個晶圓、一晶圓碎片、一半導體基底、一電路、一記憶體單元(例如動態隨機存取記憶體單元(DRAM單元))、安裝有多個電子元件的一印刷電路板(PCB)等,但並不以此為限。DUT還可包括一封裝元件,例如一半導體封裝、一球狀柵格陣列(BGA)封裝、一接腳柵格陣列(PGA)封裝、一記憶體封裝等。為了測試電子特性,本揭露的該探測裝置及該檢測方法可應用於任何DUT。
請參考圖1,探測裝置1可包括一探針台10、一機械手臂11、一觀察裝置12、一螢幕13、一測試頭14、一插槽15、一支撐架17、一訊號源18以及一電纜線19。插槽15可支撐、容納或接收一待測元件(DUT)16。
雖然探測裝置1中有十個單元或元件,但本揭露並不以此為限。舉例來說,在一些實施例中,探測裝置1中可有任意數量的單元。舉例來說,在一些實施例中,探測設備1亦可包括(或與之交互作用)圖1A中所未描繪的其他硬體及/或軟體單元,例如一處理單元、一感測單元、一記憶體單元、一通訊單元等。
探針台10可包括一平台10p以及支撐平台10p的多個柱形組件(或是圓柱形組件)10c。平台10p可具有一開口(或是一穿孔)10h。開口10h可穿經平台10p。因此,當測試頭14、插槽15以及DUT 16設置在探針台10下方時(如圖1B所示),DUT 16可從開口10h暴露並藉由觀察裝置12進行觀察。
在一些實施例中,開口10h可設置在平台10p的一中心部處。然而,在一些其他實施例中,開口10h可接近平台10p的一邊緣或一側邊,以便為放置觀察裝置12以及螢幕13而騰出空間。
開口10h可具有四個側邊以及四個直角。開口10h可為矩形。然而,在一些其他實施例中,開口10h可具有一個六邊形、一個五邊形、一正方形、一個三角形、一圓形、一橢圓形或任何其他形狀。
平台10p可具有一厚度10ph。平台10p的厚度10ph可為一致的或均勻的。舉例來說,開口10h之一內側壁的厚度大致上可等於厚度10ph。平台10p可厚到足以為機械手臂11、觀察裝置12以及螢幕13提供結構支撐。
柱形組件10c每一個均可與平台10p的一角落相鄰。柱形組件10c可彼此分隔開。可以有四個柱形組件10c。然而,探針台10的柱狀組件的數量以及位置可根據設計需要而進行調整,並不以此為限。
如圖所示,四個柱形組件10c由三個樑件而連接以增加探針台10的結構穩定性。舉例來說,這三個樑件對應於平台10p的三個側邊或邊緣。其中的兩個柱形組件10c並不藉由樑件連接,以允許測試頭14、插槽15以及DUT 16穿過並設置在探針台10下方。
柱形組件10c的一端10c1與平台10p連接,另一端10c2與一移動部10m連接。
每個柱形組件10c的長度10ch可為是可調節的。舉例來說,柱形組件10c可包括擴展柱或延伸柱。舉例來說,柱形組件10c可包括螺旋驅動器、鏈齒、皮帶、鏈條及/或用於升高與降低平台10p的其他物體或機構。藉由調整每個柱形組件10c的長度10ch,可以調整DUT 16與平台10p之間沿一z方向(或z軸)的距離。舉例來說,當測試頭14、插槽15以及DUT 16設置在探針台10下方時,平台10p可朝向或遠離DUT 16移動(如圖1B所示)。z方向(或一z軸)大致上可垂直於地面。
在一些實施例中,柱形組件10c可連接到一單個馬達或一單個驅動機構並藉由其驅動。如此一來,調整長度10ch僅需一馬達,各柱形組件10c可同時等量升降平台10p。馬達的例子可包括一步進馬達、伺服馬達或類似物。
然而,在替代形式中,每個柱形組件10c可經配置以具有其本身的馬達或驅動機構。因此,每個柱形組件10c可獨立於其他柱形組件而可操作。藉由這樣的一配置,柱形組件10c不僅可用於在z方向上升高與降低平台10p,而且還可執行偏斜/傾斜功能以使平台10p偏斜/傾斜。
在一些實施例中,柱形組件10c的馬達或驅動機構可由探測裝置1的該處理單元或與探測裝置1交互作用的一處理單元所控制。
移動部10m可包括一滾輪、一輪體或其他能夠使探針台10移動的物體或機構。舉例來說,移動部10m可經配置以允許探針台10沿x與y方向(或x軸與y軸)移動。舉例來說,移動部10m可以經配置以允許探針台10改變移動方向或旋轉,例如在一球座標系中的一旋轉角度φ。X與y方向(或x軸與y軸)每一個均可大致上平行於地面。
舉例來說,移動部10m可經配置以允許探針台10相對於測試頭14、插槽15以及DUT 16移動。舉例來說,移動部10m可經配置以允許探針台10容易地朝向及/或遠離測試頭14、插槽15以及DUT 16移動。
在一些實施例中,移動部10m可包括一球接頭或一萬向接頭。舉例來說,移動部10m可為通用的。在一些實施例中,移動部10m可包括一馬達驅動輪。舉例來說,移動部10m可與一馬達或一驅動機構連接驅動。
在一些實施例中,移動部10m的該馬達或該驅動機構可由探測裝置1的該處理單元或與探測裝置1交互作用的一處理單元進行控制。
一個或多個機械手臂11可以設置在平台10p上。機械手臂11可與開口10h相鄰設置。每一個機械手臂11可具有探針11p或探針形式的一導電部。開口10h可提供用於探針11p到DUT 16的存取。舉例來說,機械手臂11的探針11p可延伸到開口10h中以接觸DUT 16。
機械手臂11可具有或利用一磁性安裝底座或一真空/吸力安裝底座以附接到平台10p。舉例來說,機械手臂11可以具有由磁性材料所製成的一安裝基座,而該安裝基座能夠將機械手臂11固定到由例如金屬之磁性材料所製成的平台10p上。然而,在一些其他實施例中,為了提供用於精確探測的結構穩定性,機械手臂11可以硬式安裝(例如螺接)到平台10p。
機械手臂11可經配置以定位探針11p。舉例來說,機械手臂11可經配置以沿x、y以及z方向(或x軸、y軸以及z軸)而移動探針11p。在一些實施例中,機械手臂11還可經配置以調整探針11p與DUT 16之間的角度(例如傾角(attack angle))。
在一些實施例中,機械手臂11可連接至一馬達或一驅動機構並由該馬達或該驅動機構所驅動。在一些實施例中,機械手臂11的該馬達或該驅動機構可由探測裝置1的該處理單元或與探測裝置1交互作用的一處理單元進行控制。
在一些實施例中,移動部10m以及該等柱形組件10c可經配置以通常將DUT 16定位在開口10h中並且將DUT 16的期望部定位在觀察裝置12下方。此外,機械手臂11可經配置以將探針11p實際定位在DUT 16的期望位置或測試部位(例如期望的導電路徑標記)上。
在一些實施例中,探針11p在DUT 16上的置放可包含使用探測裝置1的該感測單元或與探測裝置1交互作用的一感測單元。感測單元可以包括多種運動控制機構或回饋機構。舉例來說,一感測單元可連接到柱形組件10c以及機械手臂11以追踪沿z軸隨時間的漂移。感測單元可避免DUT 16被探針11p無意地損壞。在一些實施例中,探測裝置1的該處理單元或與探測裝置1交互作用的一處理單元可與該感測單元連接,以在已發生足夠的探針觸地時停止該等柱形組件10c及/或機械手臂11沿z軸的移動。
雖然顯示兩個機械手臂,但探測裝置1可設定為處理額外的多個機械手臂。舉例來說,可使用六個或更多機械手臂而設定探測設備。
觀察裝置12可設置在平台10p上並允許探測裝置1的一使用者觀察DUT 16並確保該探針與DUT 16接觸。
在一些實施例中,觀察裝置12可包括一光學顯微鏡。在一些實施例中,探針台10可包括一高解析度顯微鏡,例如一掃描電子顯微鏡(SEM)、一聚焦離子束(FIB)系統,或類似物。在使用SEM及/或FIB的一些實施例中,探測裝置1可經由非接觸式探測製程來實施該檢查方法。舉例來說,可經由電子束感應電流(EBIC)分析以及光束感應電流(OBIC) 分析而進行電流路徑追踪測試。
在一些實施例中,觀察設備12可包括經配置以擷取DUT 16之一影像的一相機。在一些實施例中,該相機可經配置以在本揭露的該檢查方法期間擷取DUT 16的一影像。在一些實施例中,該相機可經配置以原位擷取DUT 16的一影像。
在一些實施例中,該相機可包括一個或多個鏡頭(例如物鏡、變焦鏡頭、中繼鏡頭、成像鏡頭、聚光鏡等)、一個或多個光源(例如一低功率光源、一外部光源、一近紅外光源等)、一電荷耦合元件(CCD)、一互補金屬氧化物半導體(CMOS)成像感測器,或一個或多個訊號轉換器(如一類比對數位(A/ D)轉換器)。在一些實施例中,可省略該相機。
在一些實施例中,可將多個影像傳輸或更新到探測設備1的一記憶體單元或與探測設備1交互作用的一記憶體單元。在一些實施例中,可以將該等影像傳輸或更新到螢幕13。
螢幕13可設置在平台10p上。螢幕13可包括一顯示器、一面板或一監視器。螢幕13可經配置以顯示來自觀察設備12的多個影像。
在一些實施例中,探測裝置1可設定用於控制探針11p之移動的一軟體。可以經由螢幕13顯示該軟體的軟體介面。軟體介面可允許探測裝置1的一使用者操縱探頭11p的位置。舉例來說,軟體介面可允許探測設備1的一使用者以指示DUT 16上的期望位置或測試位置,並控制探針11p的移動。舉例來說,探頭11p的控制與操作可經由螢幕上的游標操縱來進行。
在一些實施例中,與螢幕13相關聯的電腦介面控制元件或輸入裝置可包括例如一鍵盤、滑鼠、搖桿(joystick)、觸控螢幕、開關或類似物。
在一些實施例中,移動該游標可造成探針11p與DUT 16之間的一相對位置或一相對移動。在一些實施例中,用於控制探針11p移動的該軟體可被程式化而操作機械手臂11以沿x、y和z方向移動探針11p。
測試頭14可由支撐架17進行支撐。測試頭14可提供訊號源18與DUT 16之間的一電子通路。舉例來說,測試頭14可具有與電纜線19連接的一連接器(圖未示)以及與插槽15之一接觸接腳之一突出或暴露端(例如圖1D中的接觸接腳15i)連接的一互連層(例如圖1D中的互連層14i)。
插槽15可設置在測試頭14上。在一些實施例中,插槽15可硬式安裝(例如螺接)到測試頭14。舉例來說,插槽15可牢固地連接到測試頭14。
在一些實施例中,插槽15的一高度15h可等於或大於平台10p的厚度10ph。在一些實施例中,插槽15的高度15h可適應於平台10p的厚度10ph;因此,當DUT 16設置在開口10h中時,DUT 16的一上表面與平台10p的上表面呈共面。因此,可保護探針11p及/或DUT 16免受損壞。
在一些實施例中,插槽15可具有與測試頭14電性連接的一接觸接腳(例如圖1D中的接觸接腳15i)。在一些實施例中,可能不存在可能存在於習知設備中的電纜線,例如長電纜線(其可能長達約1.5公尺)。下面將針對圖1D提供詳細描述。
DUT 16可由插槽15支撐、容納或接收。因此,DUT 16可設置在測試頭14上。
支撐架17可支撐測試頭14並使測試頭14遠離地面。因此,在一些實施例中,用於連接電纜線19之測試頭14的連接器可位於測試頭14面向地面的下表面上。在一些實施例中,用於連接電纜線19與DUT 16之測試頭14的連接器可在大致上垂直於地面的方向上至少部分重疊,以縮減訊號源18與DUT 16之間的電子路徑。
訊號源18可經由例如電纜線19而電性耦接到測試頭14。電纜線19的例子可包括一BNC/同軸電纜、一個三軸電纜、一導管電纜、一管道連接器等。
訊號源18可經配置以提供訊號(例如電子訊號)來測試DUT 16。在本揭露的檢測方法中,訊號源18可產生多個電子訊號,並經由電纜線19、測試頭14(例如圖1D中的互連層14i)以及插槽15的接觸接腳(例如圖1D中的接觸接腳15i)而傳輸到DUT 16的各相對應端子。
探測裝置1的該處理單元或是與探測裝置1交互作用的一處理單元可與該等柱形組件10c的馬達或驅動機構、移動部10m的馬達或驅動機構以及機械手臂11的馬達或驅動機構連通。該處理單元可控制該等柱形組件10c的移動、移動部10m的移動以及機械手臂11的移動。
在一些實施例中,該處理單元可獨立地、單獨地或分別地控制該等柱形組件10c的移動、移動部10m的移動以及機械手臂11的移動。舉例來說,該處理單元可依據需要同時或連續地控制該等柱形組件10c的移動、移動部10m的移動以及機械手臂11的移動。
該處理單元可經配置以進行本揭露的檢查方法或檢查程序。該處理單元可經配置以執行儲存在例如探測設備1之記憶體單元或另一媒體之一記憶體中的演算法或電腦可執行指令。舉例來說,該處理單元可經配置以使得在探測設備1或其他可程式化設備上執行一系列操作步驟以產生一電腦執行程序,使得多個指令提供用於執行流程圖中所指定的操作的程序(對應圖3進行描述)。
在一些實施例中,該處理單元可包括(或可為)一處理器(例如一中央處理單元(CPU)、一圖形處理單元(GPU)、一微處理單元(MCU)、一專用積體電路(ASIC)或類似物)或一控制器。
探測裝置1的該感測單元或是與探測裝置1交互作用的一處理單元可與該處理單元進行通訊。在一些實施例中,該感測單元還可與該等柱形組件10c、移動部10m以及機械手臂11進行通訊。
在一些實施例中,該感測單元可經配置以檢測該等柱形組件10c、移動部10m以及機械手臂11中之每一個的位移、傾斜、旋轉或其他移動。舉例來說,該感測單元可經配置以檢測該等柱形組件10c相對於DUT 16的移動、移動部10m相對於DUT 16的移動以及機械手臂11相對於DUT 16的移動。
在一些實施例中,該感測單元可經配置以經由該通訊單元而將該檢測結果傳送給該處理單元。在一些實施例中,該處理單元可經配置以接收該檢測結果,然後依據該檢測結果調整該等柱形組件10c的移動、移動部10m的移動以及機械手臂11的移動。舉例來說,處理單元可經配置以調整該等柱形組件10c、移動部10m以及機械手臂11中之每一個的移動方向、角度、距離。
在一些實施例中,該感測單元可包括一測距儀、依LiDAR或其他運動控制機構或回饋機構,其經配置以檢測關於DUT 16之一環境的資訊並輸出該資訊。
探測裝置1的該記憶體單元或是與探測裝置1交互作用的一處理單元可經配置以儲存該處理單元的演算法或電腦可執行指令。該記憶體單元還可經配置以儲存資料,例如該等柱形組件10c的移動軌跡、移動部10m的移動軌跡以及機械手臂11的移動軌跡。該記憶體單元亦可經配置以儲存該感測單元的該檢測結果。
在一些實施例中,該記憶體單元可包括隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、硬碟以及可移除記憶體元件,其可包括記憶棒、記憶卡、快閃記憶體、外接硬碟等等。
探測設備1的該通訊單元或是與探測設備1交互作用的一處理單元可經配置以經由有線或無線技術(例如Wi-Fi、蜂巢式網路、藍牙或類似物將資料發送到探測裝置1或是接收探測裝置1的資料。在一些實施例中,該通訊單元可包括無線通訊收發器。舉例來說,該通訊單元可包括一發射器、一接收器、一天線等等。
本揭露可以一系統、方法、電腦程式或其任何組合進行實現。因此,本揭露可採取一完全硬體實施例、一完全軟體實施例(包括韌體、常駐軟體、微編碼等)或結合軟體及硬體方面之實施例的形式,這些實施例在本文中統稱為「單元」、「模組」或「系統」。再者,本揭露可採用包含在任何有形表達媒體中之一電腦程式的形式,該媒體中包含有電腦可用程式編碼。
本揭露可在由電腦所執行的演算法或電腦可執行指令(例如程式)的一般上下文中進行描述。通常,程式包括執行特定任務或實現特定抽像資料類型的例行程式、程式、物件、元件、資料結構等。本揭露亦可以在分佈式計算環境中實施,其中任務是藉由一通訊網路所鏈接的遠程處理裝置所執行。在一分佈式計算環境中,程式可位於本地以及遠程電腦儲存媒體中,包括記憶體儲存裝置。
圖1B是外觀示意圖,例示本揭露一些實施例的探測裝置1。如圖所示,測試頭14、插槽15以及DUT 16設置在探針台10下方。測試頭14、插槽15以及DUT 16設置在平台10p下方。
在一些實施例中,測試頭14、插槽15以及DUT 16之每 個均可與平台10p實體分離,以消除或減少由測試頭14(例如測試頭14的一風扇或一冷卻單元)所造成的振動。
在一些實施例中,探針台10可包括一個或多個擋止件(stoppers)。擋止件可設置在平台10p下方並阻擋測試頭14的邊緣且限制測試頭14在x方向及/或y方向上的移動。在一些實施例中,擋止件可避免測試頭14在操作期間的位移。
在一比較的實施例中,插槽15設置在探針台10上,並且可使用一長電纜線將插槽15電性連接到測試頭14。隨著記憶體速度的提高,由該長電纜線所造成的運號衰減或訊號遺失成為探測設備的一技術瓶頸。
此外,該長電纜線容易與插曹15或測試頭14分離,這會導致探測裝置在運輸以及檢查程序中的結構穩定性以及結構可靠性降低。
藉由提供具有平台10p的探針台10,平台10p具有開口10h以及用於允許DUT 16設置在開口10h中的移動部10m,插槽15(以及藉此支撐的DUT 16)可設置在測試頭上14。因此,在插槽15(以及藉此支撐的DUT 16)以及測試頭14之間不需要該長電纜線。 可以消除或減少訊號衰減或訊號遺失的問題。可以完成對DUT 16的高速測試。舉例來說,可提供頻率等於或大於約4267 MHz的訊號來測試DUT 16的電子特性。舉例來說,可提供頻率等於或大於約5600 MHz的訓號來測試DUT 16的電子特性。
圖1C是頂視示意圖,例示本揭露一些實施例之探測裝置1的一部分。
如圖所示,當插槽15以及DUT 16設置在平台10p下方時,插槽15以及DUT 16可從開口10h中暴露。舉例來說,DUT 16之上表面的至少一部分可從開口10h暴露。舉例來說,DUT 16的上表面可從開口10h完全暴露。開口10h可為探針11p提供到DUT 16的存取。舉例來說,機械手臂11的探針11p可延伸到開口10h中以接觸DUT 16。
插槽15與平台10p之間可設置有一間隙,以消除或減少測試頭(例如圖1A所示之測試頭14的一風扇或一冷卻單元)所引起的振動。舉例來說,從一頂視圖來看,一間隙可圍繞插槽15。
圖1D是側視示意圖,例示本揭露一些實施例之探測裝置1的一部分。
在一些實施例中,測試頭14可具有與插槽15之接觸接腳15i連接的互連層14i。
在一些實施例中,互連層14i可包括其中形成有多個互連圖案的一隔離板,例如一PCB。在一些實施例中,互連層14i可包括與接觸接腳15i的接腳配置相容的多個接觸墊。舉例來說,每個接觸墊可與對應的接觸接腳15i電性接觸。舉例來說,互連層14i之該等接觸墊的分佈以及插槽15之接觸接腳15i的分佈可為大致相同。
當互連層14i設置在插槽15與測試頭14之間時,互連層14i的該等接觸墊亦設置在插槽15與測試頭14之間。
如上所述,插槽15可設置在測試頭14上。在一些實施例中,插槽15可硬式安裝(例如螺固)到測試頭14。舉例來說,插槽15可與測試頭14牢固連接,整體結構如圖1所示。
插槽15可包括一底座以及沿著該底座之一上表面的一外周向上延伸的一框架。該底座以及該框架可界定用於接收DUT 16的一凹陷部。在一些實施例中,多個電性接觸點可設置在該底座上並與插槽15的接觸接腳15i連接。當DUT 16容納在該凹陷部中時,設置在該底座上的該等電性接觸點可對齊並且與DUT 16的該等電性接觸點接觸。訊號源(例如圖1A中的訊號源18)可經由測試頭14的連接器(圖未示)連接到DUT 16的該等電性接觸點,用於連接訊號源、互連層14i的該等接觸墊以及插槽15的該等接觸接腳15i的連接。因此,可從訊號源向DUT 16提供一訊號。
在一些實施例中,插槽15可包括一隔離材料,例如聚四氟乙烯(PTTE)、任何其他合適的聚合物材料、陶瓷材料等等。在一些實施例中,該等電性接觸點、互連層14i的該等接觸墊以及插槽15的該等接觸接腳15i可包括導電材料,例如鋁、銅、金等等。
在一些實施例中,插槽15的高度可為插槽15之該底座的厚度(例如高度15h1)。然而,在一些實施例中,插槽15的高度可為該底座的底部與該框架的最上表面之間的一距離(例如高度15h2)。
在一些實施例中,插槽15還可包括一個或多個固定組件,用於將DUT 16固定在該底座上,以防止DUT 16在一檢查期間與插槽15分離。
圖2A是外觀示意圖,例示本揭露一些實施例的探測裝置2。圖2A的探測裝置2類似於圖1A的探測裝置1,除了以下描述的差異之外。
探測裝置2的測試頭14可具有一個或多個移動部14m。
移動部14m可包括一滾輪、一輪體或其他能夠使測試頭14移動的物體或機構。舉例來說,移動部14m可經配置以允許測試頭14沿x與y方向(或x軸與y軸)移動。舉例來說,移動部14m可經配置以允許測試頭14改變移動方向或旋轉,例如在球座標系中旋轉角度φ。
舉例來說,移動部14m可經配置以允許測試頭14、插槽15以及DUT 16相對於探針台10移動。舉例來說,移動部14m可經配置以允許測試頭14、插槽15以及DUT 16容易地朝向及/或遠離探針台10移動。
在一些實施例中,移動部14m可包括一球接頭或一萬向接頭。舉例來說,移動部14m可為通用的。在一些實施例中,移動部14m可以包括一馬達驅動輪。舉例來說,移動部14m可與一馬達或一驅動機構連接驅動。
在一些實施例中,移動部14m的該馬達或該驅動機構可由探測裝置2的該處理單元或是與探測裝置2交互作用的一處理單元控制。
可以省略支撐測試頭14的支撐架17。因此,測試頭14之用於與電纜線19連接的連接器(圖未出)可設置在測試頭14的一側表面。
圖2B是外觀示意圖,例示本揭露一些實施例的探測裝置2。如圖所示,測試頭14、插槽15以及DUT 16設置在探針台10下方。測試頭14、插槽15以及DUT 16設置在平台10p下方。
在一些實施例中,測試頭14、插槽15以及DUT 16的每一個均可與平台10p實體分離,以消除或減少由測試頭14(例如測試頭14的一風扇或一冷卻單元)所引起的振動。
在一些實施例中,探針台10可包括一個或多個擋止件(stoppers)。擋止件可設置在平台10p下方並阻擋測試頭14的一邊緣且限制測試頭14在x方向及/或y方向上的移動。在一些實施例中,擋止件可避免測試頭14在操作期間的位移。
圖3是流程示意圖,例示本揭露一些實施例的檢測方法30。
在一些實施例中,檢查方法30可由探測裝置1的該處理單元或是與探測裝置1交互作用的一處理單元進行。在一些實施例中,檢查方法30可由探測裝置2的該處理單元或是與探測裝置2交互作用的一處理單元進行。
步驟或操作S31是提供由一插槽所支撐的一DUT。舉例來說,如圖1A及圖1D所示,DUT 16可由插槽15支撐、容納或接收。
在一些實施例中,插槽15還可包括一個或多個固定組件,用於將DUT 16固定在該底座上,以防止DUT 16在一檢查程序期間與插槽15分離。
步驟或操作S32是將該DUT與該插槽設置在一測試頭上。舉例來說,如圖1A及圖1D所示,DUT 16與插槽15可設置在測試頭14上。
在一些實施例中,插槽15可硬式安裝(例如螺固)到測試頭14。舉例來說,插槽15可與測試頭14牢固連接,並可加強圖1D所示的整體結構。
步驟或操作S33是提供具有帶有一開口之一平台的一探針台。舉例來說,如圖1A所示,探針台10的平台10p可以具有一開口(或一穿孔)10h。開口10h可穿經平台10p。
在一些實施例中,開口10h可位於平台10p的中心部處。然而,在一些其他實施例中,開口10h可接近平台10p的一邊緣或一側邊,而騰出用於放置其他單元(例如圖1A中的觀察裝置12以及螢幕13)的空間。開口10h可具有四個側邊以及四個直角。開口10h可為矩形的。然而,在一些其他實施例中,開口10h可包括六邊形、五邊形、正方形、三角形、圓形、橢圓形或任何其他形狀。
步驟或操作S34是移動該探針台或該測試頭以將該DUT定位在該開口中。
舉例來說,如圖1B所示,探針台10可以經由移動部10m相對於測試頭14、插槽15以及DUT 16移動。因此,測試頭14、插槽15以及DUT 16可以設置在探針台10的下方。測試頭14、插槽15以及DUT 16可以設置在平台10p下方。插槽15以及DUT 16可從開口10h暴露。舉例來說,DUT 16之上表面的至少一部分可從開口10h暴露。舉例來說,DUT 16的上表面可從開口10h完全暴露。
例如,如圖2B所示,測試頭14、插槽15以及DUT 16可以經由移動部14m相對於探針台10移動。因此,測試頭14、插槽15以及DUT 16可設置在探針台10的下方。測試頭14、插槽15以及DUT 16可設置在平台10p下方。插槽15與DUT 16可從開口10h暴露。舉例來說,DUT 16之上表面的至少一部分可從開口10h暴露。舉例來說,DUT 16的上表面可從開口10h完全暴露。
在一些實施例中,移動部10m或移動部14的馬達或驅動機構可由探測裝置1的該處理單元或是與探測裝置1交互作用的一處理單元進行控制。
在一些實施例中,探針台10可包括一個或多個擋止件(stoppers)。擋止件可設置在平台10p下方並阻擋測試頭14的一邊緣且限制測試頭14在x方向及/或y方向上的移動。在一些實施例中,擋止件可避免測試頭14在操作期間的位移。
步驟或操作S35是調整每一個柱形組件的一長度以相對於該DUT移動該平台。
舉例來說,如圖2B所示,藉由調整每一個柱形組件10c的長度10ch,可調整DUT 16與平台10p之間沿一z方向(或z軸)的距離。
在一些實施例中,該等柱形組件10c的馬達或驅動機構可由探測裝置1的該處理單元或是與探測裝置1交互作用的一處理單元控制。
在一些實施例中,移動部10m以及該等柱形組件10c可經配置以將DUT 16大致上定位在開口10h中並且將DUT 16的該期望部定位在觀察裝置12下方。
步驟或操作S36藉由電性耦接到該DUT的一訊號源提供頻率大於約4267MHz的一訊號。舉例來說,可提供頻率等於或大於約 5600 MHz的一訊號來測試DUT 16的電子特性。
舉例來說,如圖1D所示,一訊號源(例如圖1A中的訊號源18)可經由用於連接該訊號源、互連層14i的該等接觸墊以及插槽15的該等接觸接腳15i之測試頭14的連接器(圖未示)而連接到DUT 16的該等電性接觸點。因此,可以從該訊號源向DUT 16提供一訊號。
步驟或操作S36是將該探針移動到該開口中以接觸該DUT。
舉例來說,如圖1C所示,開口10h可提供探針11p到DUT 16的存取。舉例來說,機械手臂11的探針11p可延伸到開口10h中以接觸DUT 16。
在一些實施例中,步驟S36以及步驟S37可以一間隔的方式重複多次。舉例來說,該等步驟的順序及次數可與上述的順序不同,並且可以依據需要進行調整。
此外,圖1A中所示的機械手臂11可經配置以將探針11p實際定位在DUT 16的該期望位置或該測試部位(例如期望的導電路徑標記)上。
在一些實施例中,探針11p在DUT 16上的置放可包含使用探測裝置1的該感測單元或是與探測裝置1交互作用的一感測單元。該感測單元可包括多種移動控制機構或回饋機構。舉例來說,一感測單元可連接到該等柱形組件10c與機械手臂11以追踪隨時間沿z軸的漂移。該感測單元可避免DUT 16被探針11p無意損壞。在一些實施例中,探測裝置1的該處理單元或是與探測裝置1交互作用的一處理單元可與該感測單元連接,以使當已發生探針足夠觸地時,停止該等柱形組件10c及/或機械手臂11沿z軸的移動。
在規格中對一方法的任何引用都應比照適用於能夠執行該方法的一系統。在規格中對一系統的任何引用都應比照適用於可由該系統執行的一方法。
雖然本文所揭露的該探測裝置以及該檢查方法著重於能夠用於高速(或高頻)探測測試應用的一探針台,但該探測裝置與該檢查方法的配置與應用並不以此為限。舉例來說,該探測裝置可具有任何配置(例如開放空氣、真空封閉等等)並具有多種特徵(例如熱元件、環境控制、光學元件、顯微鏡等等)中的任何一種以進行DUT的電性及/或信賴性測試。
本揭露之一實施例提供一種探測裝置。該探測裝置包括一探針台。該探針台具有一平台,該平台具有一開口;以及多個柱形組件,支撐該平台。每一個柱形組件具有與該平台連接的一端以及與一移動部連接的一相對端。該探測裝置亦包括一機械手臂,設置在該平台上;以及一插槽,經配置以支撐一待測元件。該機械手臂具有一探針。該移動部經配置以允許該探針台相對該待測元件移動。
本揭露之另一實施例提供一種探測裝置。該探測裝置具有一探針台。該探針台具有一平台,該平台具有一開口。該探測裝置亦包括一機械手臂,設置在該平台上。該機械手臂具有一探針。該探測裝置亦包括一測試頭;以及一插槽,設置在該測試頭上且經配置以支撐一待測元件。該測試頭具有一移動部,該移動部經配置以允許該待測元件相對該探針台移動。
本揭露之再另一實施例提供一種檢測方法。該檢測方法包括提供一待測元件,而一插槽支撐該待測元件;以及將該待測元件與該插槽設置在一測試頭上。該檢測方法亦包括提供一探針台,該探針台具有一平台,該平台具有一開口;以及移動該探針台或該測試頭以將該待測元件定位在該開口中。
藉由提供具有帶有一開口的一平台以及用於允許將該DUT設置在該開口中的一移動部的一探針台,可將一插槽(以及由其所支撐的該DUT)設置在一測試頭上。因此,該DUT與該測試頭之間不需要一長的電纜線(其可能長達約 1.5公尺)。可以消除或減少訊號衰減或訊號遺失的問題。可以完成對該DUT 的一高速測試。舉例來說,可以提供頻率大於約4267兆赫(MHz)的訊號來測試該DUT的電子特性。
雖然已詳述本揭露及其優點,然而應理解可進行各種變化、取代與替代而不脫離申請專利範圍所定義之本揭露的精神與範圍。例如,可用不同的方法實施上述的許多製程,並且以其他製程或其組合替代上述的許多製程。
再者,本申請案的範圍並不受限於說明書中所述之製程、機械、製造、物質組成物、手段、方法與步驟之特定實施例。該技藝之技術人士可自本揭露的揭示內容理解可根據本揭露而使用與本文所述之對應實施例具有相同功能或是達到實質上相同結果之現存或是未來發展之製程、機械、製造、物質組成物、手段、方法、或步驟。據此,此等製程、機械、製造、物質組成物、手段、方法、或步驟包含於本申請案之申請專利範圍內。
1:探測裝置 2:探測裝置 10:探針台 10c:柱形組件 10c1:端 10c2:端 10ch:長度 10h:開口 10m:移動部 10p:平台 10ph:厚度 11:機械手臂 11p:探針 12:觀察裝置 13:螢幕 14:測試頭 14i:互連層 15:插槽 15h:高度 15h1:高度 15h2:高度 15i:接觸接腳 16:待測元件 17:支撐架 18:訊號源 19:電纜線 30:檢測方法 S31:步驟 S32:步驟 S33:步驟 S34:步驟 S35:步驟 S36:步驟 S37:步驟 φ:旋轉角度
藉由參考詳細描述以及申請專利範圍而可以獲得對本揭露更完整的理解。本揭露還應理解為與圖式的元件編號相關聯,而圖式的元件編號在整個描述中代表類似的元件。 圖1A是外觀示意圖,例示本揭露一些實施例的探測裝置。 圖1B是外觀示意圖,例示本揭露一些實施例的探測裝置。 圖1C是頂視示意圖,例示本揭露一些實施例之探測裝置的一部分。 圖1D是側視示意圖,例示本揭露一些實施例之探測裝置的一部分。 圖2A是外觀示意圖,例示本揭露一些實施例的探測裝置。 圖2B是外觀示意圖,例示本揭露一些實施例的探測裝置。 圖3是流程示意圖,例示本揭露一些實施例的檢測方法。
1:探測裝置
10:探針台
10c:柱形組件
10c1:端
10c2:端
10ch:長度
10h:開口
10m:移動部
10p:平台
10ph:厚度
11:機械手臂
11p:探針
12:觀察裝置
13:螢幕
14:測試頭
15:插槽
15h:高度
16:待測元件
17:支撐架
18:訊號源
19:電纜線

Claims (17)

  1. 一種探測裝置,包括: 一探針台,具有一平台,該平台具有一開口; 一機械手臂,設置在該平台上並具有一探針; 一測試頭;以及 一插槽,設置在該測試頭上且經配置以支撐一待測元件; 其中該測試頭具有一移動部,該移動部經配置以允許該待測元件相對該探針台移動。
  2. 如請求項1所述之探測裝置,其中該插槽的一高度等於或大於該平台的一厚度。
  3. 如請求項1所述之探測裝置,其中該探針台具有多個柱形組件以支撐該平台,且每一個柱形組件的一長度是可調整的。
  4. 如請求項1所述之探測裝置,其中該移動部包括一馬達驅動輪。
  5. 如請求項1所述之探測裝置,其中該插槽以及該待測元件實體上與該探針台分隔開。
  6. 如請求項1所述之探測裝置,其中該待測元件包括一動態隨機存取記憶體元件。
  7. 如請求項1所述之探測裝置,還包括: 一觀察裝置,設置在該平台上以及在該開口上方;以及 一螢幕,設置在該平台上。
  8. 如請求項1所述之探測裝置,還包括一訊號源,電性耦接到該待測元件且經配置以提供在一頻率的一訊號,該頻率大於大約4267兆赫(MHz)。
  9. 如請求項8所述之探測裝置,其中該測試頭電性耦接到該待測元件且經配置以提供在該訊號源與該待測元件之間的一電子路徑。
  10. 如請求項1所述之探測裝置,其中該測試頭經配置以設置在該平台下方。
  11. 如請求項1所述之探測裝置,其中該待測元件經配置以設置在該開口中。
  12. 如請求項1所述之探測裝置,其中該機械手臂經配置以移動該探針到該開口中並接觸該待測元件。
  13. 一種檢測方法,包括: 提供一待測元件,而一插槽支撐該待測元件; 將該待測元件與該插槽設置在一測試頭上; 提供一探針台,該探針台具有一平台,該平台具有一開口;以及 移動該探針台或該測試頭以將該待測元件定位在該開口中。
  14. 如請求項13所述之檢測方法,其中該探針台具有多個柱形組件以支撐該平台,且該檢測方法還包括: 調整每一個柱形組件的一長度以使該探針台相對該待測元件移動。
  15. 如請求項13所述之檢測方法,還包括: 藉由電性耦接到該待測元件的一訊號源而提供在一頻率的一訊號,該頻率大於大約4267兆赫(MHz)。
  16. 如請求項15所述之檢測方法,其中該測試頭提供在該訊號源與該待測元件之間的一電子路徑。
  17. 如請求項13所述之檢測方法,還包括: 將一探針移動進入該開口中以接觸該待測元件。
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