TW552620B - Apparatus for measuring properties of probe card and its probing method - Google Patents

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552620 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（i) 〔技術領域〕 本發明是關於用以測定探針裝置所使用之探針卡的特 性（例如，檢查時探針卡的撓性所造成的位移量）之測定 ^ g及裝有此測定裝置之探針裝置以及測定方法。 〔先行技術〕 例如半導體裝置的檢查過程中，爲了檢查半導體晶圓 (以下’稱爲「晶圓」），廣泛採用探針裝置。探針裝置 通常備有裝載室及深測室。裝載室具備載置收容複數片（ 例如2 5片）晶圓之承載架之承載架載置部，及逐片從承 載架載置部運送晶圓之晶圓運送機構，及經由晶圓運送機 構所運送的晶圓進行前置調整之前置調整機構（以下稱爲 輔夾頭」）等。另外’檢測室具備用以載置晶圓之載置 台（（以下稱爲「主夾頭」），及往χ、γ、ζ和Θ方向 移動載置台之移動機構，及配置在主夾頭上方之探針卡， 及與主夾頭的移動機構同時作動而往探針卡的位置調整晶 圓之調整機構，及配置在探針卡與測試器之間之測試頭等 〇 測定時使載置於調整至探針卡的晶圓之主夾頭上升。 使探針卡的探針以一定的針壓接觸到形成於晶圓上之半導 體元件（以下，稱爲「裝置」）的電極。從測試器介由測 試頭及探針將測定訊號施加到裝置中且加以收訊，因而測 定裝置的一定電特性。接著依索引進送載置晶圓的主夾頭 ，反覆上述的順序，因而依序逐一測定裝置的特性。裝置 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 扣衣 I 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -4- 552620 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（2 ) 的電極與探針接觸之際只以一定量加速驅動主夾頭，因而 能夠確保裝置的電極與探針之間的導電接觸。 不過在於加速驅動主夾頭的狀態，探針卡介由該探針 承受主夾頭所帶來的推壓力。此結果：探針卡往上下方向 (Z方向）位移。此位移量依探針卡及主夾頭的靜剛性特 性而有所不同。 過去具備雷射位移計之測定裝置測定此靜剛性特性。 此測定裝置具備與針孔卡相同口徑而具有近似探針卡的機 械特性之平板’及安裝在此平板之氣筒、及雷射位移計。 測定靜剛性時，測定裝置的平板裝著在探針卡的裝著部位 。此狀態下，與加速驅動時相同的負荷，介由安裝在平捏 之氣筒加諸到主夾頭。雷射位移計測定主夾頭z方向的位 移量。 不過過去測定裝置的測定方法，在探針卡的裝置部位 安裝平板的結果’忽視探針卡Z方向的位移量。即是過去 的測定裝置介由附設在平板之氣筒推壓主夾頭。在於此推 壓狀態’附設在平板之雷射位移計測定平板與主夾頭間的 Z方向位移量。以氣筒之推壓力，平板自體也彎曲。雷射 位移計能夠測定包含探針卡變曲量之主夾頭與探針卡間的 相對位移量。但是無法測定平板彎曲所造成Z方向的位移 量。 另外也是探針卡的替代品之平板的彎曲量則與探針卡 不同。此結果：無法正確地測定實際進行檢查時探針卡的 彎曲量。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 批衣 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -5- 552620 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（3 ) 因此由於無法測定探針卡的絕對位移量，因主夾頭的 加速驅動量與負荷的關係也無法正確地掌握。對正確地設 定主夾頭的加速驅動量會造成困難。 由於晶圓的大口徑化及裝置的超高積體化，最近演進 爲探針卡大型化及多接腳化。此結果：由探針卡加諸到主 夾頭之負荷變大，且又增大探針卡的位移量。探針卡的過 大位移量影響到檢查的信賴性。 本發明則是根據以上的現狀，能夠測定探針卡的絕對 位移量。本發明的實施形態，能正確地掌握載置台的加速 驅動量與負荷的關係，設定適當的加速驅動量。 〔發明槪要〕 依據本發明的1個觀點，提供具備下述之測定探針卡 的特性之測定裝置。此測定裝置具備載置台2 1 (配置在 該載置台的把持機構，該把持機構把持有探針的探針卡及 沒有探針的探針卡當中的一種），及朝向該探針卡使該載 置台上升/下降之升降機構，及該升降機構使其朝向該探 針卡上升該載置台，使其接觸之際，檢測該載置台承受該 探針卡的負荷之負荷感測器1 1，及該接觸之際，檢測該 探針卡位移的絕對位移量之位移感測器。 此測定裝置進而具備能拆裝地配置在读載置台上之接 觸組件1 2較爲理想。 此測定裝置之該負載感測器及位移感測器其中的1種 自由拆裝地配置在該裝置較爲理想。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝-

、1T 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -6 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 552620 A7 B7 五、發明説明（4 ) 此測定裝置的該位移感測器測定該探針卡及該載置台 其中的至少1個位移之量較爲理想。 此測定裝置的位移感測器測定該接觸組件位移之量較 爲理想。 此測定裝置的位移感測器爲渦流電流式位移感測器較 爲理想。 此測定裝置的負荷感測器自由拆裝地載置在該載置台 上較爲理想。 此測定裝置進而具備記憶所測定探針卡的特性値之記 憶體較爲理想。 依照本發明的其他觀點，提供組裝在具備下述的組件 的探針裝置之測定裝置。此測定裝置具備探針裝置用來載 置被檢查體之載置台，及使該載置台升降之升降機構，及 探針裝置的把持機構（該把持機構配置在該載置台的上方 ，把持有探針的探針卡2 6及沒有探針的探針卡其中的1 個），及以該升降機構使其朝向該探針卡使該載置台上升 ，該載置台接觸到該探針卡的其中1個之際，檢測該載置 台承受該探針卡的負荷之負荷感測器，及前述接觸之際， 檢測該探針卡位移的絕對位移量之位移感測器。 此測定裝置具備能拆裝地配置在該載置台上之接觸組 件較爲理想。 此測定裝置的位移感測器測定該探針卡及該載置台其 中的1個位移之量較爲理想。 此測定裝置的位移感測器測定該接觸組件變化之量較 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 辦衣 訂 I線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 552620 A7 B7 五、發明説明（5) 爲理想。 此測定裝置的位移感測器爲渦流電流式感測器較爲理 想。 此測定裝置的負荷感測器自由拆裝地配置在載置台上 較爲理想。 此測定裝置進而具備記憶所測定探針卡的特性値之記 憶體較爲理想。 依照本發明的其他觀點，提供測定具備下述之探針卡 的特性之方法。此測定方法：（a )把持機構把持備有探 針的探針卡及未具備探針的探針卡其中的1個、（b )使 載置台上升而使其接觸到該探針卡、（c )使該載置台加 速驅動、（d )檢測經由該加速驅動而該載置台承受該探 針卡之負荷、（e )檢測經由該加速驅動而該探針卡位移 之絕對位移量（此處，上述（d ) 、（ e )可以依（d ) 、（e )的順序或（e ) 、（ d )的順序實施）。 此方法，（d )的負荷檢測及（e )的位移量檢測在 複數種的溫度下實施較爲理想。 此方法進而具備（f )使前述所檢測的該負荷及該位 移量其中的至少1個記憶到記憶體中的過程較爲理想。 此方法包括使用有探針的探針卡實施（d )的負荷檢 測和（e )的位移量檢測、及使用沒有探針的探針卡實施 (d )的負荷檢測和（e )的位移檢測、及根據以上所檢' 測的2個fii移里算出一*疋的加速驅動量則較理想。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -8- 552620 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（6) 〔發明之最佳實施形態〕 以下’根據第1、3、4、5圖所示的實施形態說明 本發明。第1圖表示測定本發明探針卡的特性之測定裝置 1 ◦的1種實施形態。此實施形態的測定裝置1 〇，如第 1圖所示，具備載置被檢查體（例如晶圓（未圖示）之載 置台（主夾頭）2 1及使此主夾頭2 1往Z方向移動之升 降機構2 1 B。在測定室的上面配置頭蓋板2 4。此頭蓋 板2 4具有圓形的孔2 4 A。此孔2 4 A具備探針夾持機 構2 5。探針卡夾持機構2 5介由卡架2 6 A能拆裝地具 備探針卡2 6。此探針卡2 6爲有探針的探針卡2 6或是 沒有探針的探針卡2 6 >皆可。進而探針卡2 6連接到連 接環2 7。測定裝置1 〇也能具備連接到連接環2 7的測 試頭2 8 (第1圖中則未表示）。測定探針卡的特性之測 定裝置1 0在控制裝置3 0的控制下驅動。此控制裝置 3 0具有記憶部3 Ο A。記憶部3 Ο A記憶測定裝置1 〇 所求出之探針卡2 6 ( 2 6 /)的特性。 本實施形態的探針卡特性測定裝置1 0，如第1圖所 示，具備負荷感測器（測力傳感器）1 1、接觸組件1 2 、位移感測器1 3。負荷感測器1 1能夠載置在主夾頭 2 1上，在於主夾頭2 1上升而推壓探針卡2 6的狀態下 ，檢測從探針卡2 6 ( 2 6 /)介由接觸組件1 2加諸在 主夾頭之負荷。位移感測器1 3檢測主夾頭2 1的上升量 。此上升量相當於因從主夾頭2 1的推壓力而彎曲探針卡 26 (26/)所位移之量。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 裝 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -9- 552620 經濟部智慧財產^員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（7) 即是位移感測器1 3檢測從接觸組件1 2接觸到探針 卡2 6 ( 2 6 /)時到測力傳感器1 1檢測出一定的負荷 (與檢查晶圓時的負荷相等的負荷）時爲止接觸組件1 2 上升之量。此時接觸組件1 2的上升量相當於探針卡2 6 因從接觸組件1 2的上推力而彎曲所位移之量，即是相當 於位移量（絕對變化量）。 上述測力傳感器1 1可以使用種種的測定手段（例如 ，眾知的測定手段）。本實施形態的測力傳感器1 1及接 觸組件1 2例如能形成爲圓柱狀。能在接觸組件1 2的下 部形成凸緣1 2 A。此測力傳感器1 1載置在主夾頭2 1 的中央而加以使用較爲理想。爲了將測力傳感器1 1配置 在主夾頭2 1的中央，可以使用定位板（未圖示）。此定 位板例如爲塑膠等所製成之環狀的薄板。其外徑形成爲與 主夾頭2 1上面的徑一致而內徑則形成爲與測力傳感器 1 1下端的外徑一致。 因此定位板配置在主夾頭2 1的上面，在其中央孔配 置測力傳感器1 1。此結果：測力傳感器能正確地定位於 主夾頭2 1的中央部。 測力傳感器1 1以配線1 1 B連接到顯示器1 1 A。 顯示器1 1 A能夠以公斤（k g )爲單位數位顯示從測力 傳感器1 1所檢測之探針卡的負荷。 上述位移感測器1 3可以使用種種的形式。本實施形 態的位移感測器1 3爲渦流電流式位移感測器較理想。位 移感測器1 3以配線1 3連接到顯示器1 3 A。位移感測 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 裝 i 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -10- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 552620 A7 B7 五、發明説明（8 ) 器1 3的標的物爲接觸組件1 2之凸緣的上面。至位移感 測器1 3所檢測的標的物爲止的距離能以微米單位數位顯 示在顯示器1 3 A。此位移感測器1 3例如能配置在依金 屬等環狀的平板基材的周方向且等間隔的複數個位置（例 如3個處所）。 以下’方便上將具有位移感測器1 3之環狀的平板基 材載示爲位移感測器1 3。位移感測器1 3如第1圖所示 能安裝在平板狀的支承體1 4中央。具有位移感測器1 3 之支承體1 4如同圖所示在測定室內且是在探針卡2 6的 些許下方而配置在主夾頭2 1的上方。此支承體1 4能以 中央的水平部及從該水平部朝向左右兩端下降之傾斜部所 形成。水平部具有用以裝著位移感測器1 3的圓形開孔。 如第1圖所示，上述位移感測器1 3的內徑比接觸組 件1 2的外徑還大，所以當主夾頭2 1上升時，接觸組件 1 2的上部能穿透位移感測器1 3。接觸組件1 2的凸緣 1 2 A能以金屬形成。凸緣1 2 A的外徑形成爲比位移感 測器1 3的內徑還大且比外徑還小較理想。 因此，凸緣1 2 A位於位移感測器1 3的正下方，作 爲位移感測器1 3的標的物功能。 其次參照第3 A、3 B圖說明測定沒有探針之探針卡 2 6 /的特性之測定裝置1 0的動作。本實施形態的測定 裝置1 0則是在進行檢查晶圓之前測定探針卡2 6的特性 〇 在主夾頭21的上面配置定位板。在主夾頭21的中 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 裝 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -11 - 經濟部智慧財產笱員工消費合作社印製 552620 A7 ___ _B7 五、發明説明（9 ) 央配置測力傳感器1 1。支承體1 4配置在測定室內。依 以上的方式設置測定裝置1〇。 接著測定探針卡的特性之測定裝置檢測探針卡2 6 > 彎曲所造成的位移量。如第3 A圖所示，主夾頭2 1與接 觸組件1 2 —起上升，而接觸組件1 2接觸到沒有探針的 探針卡2 6 >。接觸組件1 2是否接觸到探針卡2 6 >， 可以從測力傳感器1 1其顯示器1 1 A的顯示加以判斷。 當接觸組件1 2與探針卡2 6 /接觸時，位移感測器1 3 其顯示器1 3 A的顯示量設定爲零。 如第3 B圖所示，主夾頭2 1上升而接觸組件1 2將 負荷F加諸到探針卡2 6 /。直到測力傳感器1 1的顯示 器1 1 A顯示檢測出一定的負荷爲止，主夾頭2 1上升。 此間包含探針卡2 6 /，探針卡夾持機構2 5及頭蓋板 2 4之探針卡2 6 >的安裝面全體成爲一體，而如第3 B 圖所示，從虛線位置起逐漸彎曲。位移感測器1 3的顯示 器1 3 A以微米單位顯示接觸組件1 2的上升距離。此上 升距離爲探針卡2 6 —安裝面的絕對位移量。在測力傳感 器1 1的顯示器1 1 A顯示一定的負荷（爲了檢查晶圓所 必要的負荷）之時間點，在主夾頭2 1停止。 此時位移感測器1 3的顯示器1 3 A所顯示的顯示量 爲檢查被檢查體的電特性之際其探針卡2 6 >的絕對位移 量。經由一連串的操作，就能掌握探針卡受到的負荷與探 針卡2 6安裝面全體的絕對位移量之關係。 以上，用沒有探針的探針卡2 6 '求出其絕對位移量 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 裝 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} -12- 552620 經濟部智慧財產苟員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（10) 與負荷的關係。用有探針的探針卡2 6進行同樣的測定， 因而能測定有探針的探針卡2 6之絕對位移量。 有探針的探針卡2 6之絕對位移量與沒有探針的探針 卡2 6 /之絕對位移量其兩位移量之差爲主夾頭2 1的加 速驅動量。由此結果能夠得知加速驅動量與探針針壓的關 係。根據此加速驅動量與探針針壓的關係加以控制之探針 裝置2 0能夠以適當的針壓檢查被檢查體的電特性。 依照被檢查體（例如形成在晶圓上之裝置），其電特 性則是在低溫到高溫的種種溫度下進行檢查。因此本實施 形態則是測定上述探針卡的特性之測定裝置1 〇可以測定 種種溫度下探針卡的絕對位移量。根據這些測定結果所求 出之加速驅動量與探針針壓的關係資料能記憶在探針裝置 2 0其控制裝置3 0的記憶部3 0 A中。 然後，當測定裝置1 0檢查被檢查體（晶圓上的裝置 )的電特性時，測定裝置1 〇從記憶部3 〇 A讀出應檢查 被檢查體的溫度下加速驅動量與探針針壓的關係資料。測 定裝置1 0根據此關係資料控制主夾頭2 1的加速驅動量 。此結果：測定裝置’在於一定的檢查溫度下，能正確地 管理主夾頭2 1的加速驅動量，而能在適當的針壓下檢查 被檢查體的電特性，提局檢查的信賴性。 以下說明用本實施形態之測定探針卡的特性之測定裝 置所實施之本發明的測定方法。 (a )在檢查晶圓之前，測定裝置1 〇在一定的溫度 下測定探針卡2 6的絕對位移量。此一定温度則爲1種溫 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --- ---------批衣------、玎------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -13- 552620 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（n) 度或複數種溫度。 (b )依據此絕對位移量其加速驅動量與探針針壓的 關係資料記憶在控制裝置3 0的記憶部3 Ο A中。 (c ) 一定的檢查溫度下加速驅動量與探針針壓的關 係資料從記憶部3 Ο A讀出。 (d )根據加速驅動量與探針針壓的關係，控制主夾 頭2 6的加速驅動量。也就是在探針裝置2 0 (第1圖） 的主夾頭2 1上載置晶圓。在控制裝置3 0的控制下，使 主夾頭2 1往X、Y方向移動而與晶圓對準位置後，使主 夾頭2 1往Z方向上升，而使主夾頭2 1接觸到探針卡。 控制裝置3 0經控制以最適當的加速驅動量，加速驅動主 夾頭2 1。探針裝置2 0能在探針卡2 6的探針與晶圓上 的裝置以最適當的針壓導電接觸的狀態下檢查裝置的電特 性。 如上述，依據本實施形態，測定探針卡的特性之測定 裝置1 0，例如具備載置在主夾頭2 1上且檢測從探針卡 2 6的負荷之負荷感測器（測力傳感器）1 1 ，及檢測因 主夾頭2 1上升而彎曲探針卡2 6所造成的位移量（絕對 位移量）之位移感測器1 3。本實施形態的探針卡特性測 定裝置1 0，與實際的探針裝置2 0同樣的構造，用實際 所使用的探針卡測定其絕對位移量。因而能測定檢查實際 所使用的探針卡2 6時之絕對位移量。另外經由使用有探 針的探針卡2 6及沒有探針的探針卡2 6 /測定絕對位移 量，就能得知主夾頭2 1的加速驅動量與探針針壓的關係 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -14- 552620 A7 B7 五、發明説明（12) 資料。 依據本實施形態’根據經測定裝置1 〇所得到探針卡 2 6的絕對位移量’將加速驅動量與探針針壓的關係資料 儲存在探針裝置2 0的記憶部3 〇 a中。爲了檢查被檢查 體的電特性，控制裝置從記憶部3 〇 A讀出適當的加速驅 動量與探針針壓的關係資料，而能最適當控制主夾頭2 1 的加速驅動量’可以提筒檢查的信賴性。 第1圖爲在沒有配置測試頭2 8的狀態下，測定探針 卡2 6的絕對位移量及負荷。但是在測定裝置1 〇備有測 試頭2 8的狀態下，測定裝置1 〇能夠測定探針卡2 6的 絕對位移量及負荷。此狀態則是測定裝置1 〇在更接近實 際探針裝置的狀態下測定探針卡的絕對位移量。 然而，上述實施形態則是位移感測器1 3測定至接觸 組件1 2的凸緣1 2 A爲止的距離。但是位移感測器1 3 測定至探針卡爲止的距離，因而位移感測器也能直接測定 探針卡的位移量（參照第4圖）。位移感測器1 3也能測 定至主夾頭2 1表面爲止的距離（參照第5圖）。任何一 種情況都能達到與上述實施形態同樣的作用效果。 另外，關於具有衝撞形式的探針之探針卡，測定裝置 1 0也能測定探針卡的特性。 另外，測定裝置1 0除了能檢查形成在晶圓上的裝置 以外，也能檢查用以檢查L C D基板等被檢查體的電特性 之探針卡的特性。 參照第2圖說明其他的實施形態。此實施形態，測定 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 批衣-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -15- 552620 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（13) 探針卡的特性之測定裝置1 〇裝在探針裝置2 0。本實施 形態測定探針卡的特性之測定裝置1 〇，如第2圖所示， 能夠配置在探針裝置2 0的探測室內。說明本實施形態的 探針裝置2 0。 探針裝置2 0如第2圖所示具備載置被檢查體（例如 ’形成在晶圓上的裝置）（未圖示）之載置台（主夾頭） 2 1 ’及使X座台2 2往Y方向移動之X座台2 2，及使 X座台22往Y方向移動之Y座台23 0Χ、Υ座台22 、2 3經由各別的驅動機構（未圖示）驅動而往X、γ方 向移動。主夾頭2 1具備Ζ、0方向驅動機構。利用這些 驅動機構，主夾頭2 1往Ζ方向及Θ方向移動。配置頭蓋 板2 4使其遮蓋探測器的上面。此頭蓋板2 4具有圓形的 孔2 4 Α。在此孔2 4 Α安裝探針卡夾持機構2 5。探針 卡夾持機構2 5的探針卡支架2 6 A能拆裝地把持探針卡 2 6。連接環2 7將探針卡2 6與測試頭2 6連接。介由 此連接環2 7及測試頭2 8，在測試頭（未圖示）與探針 卡2 6之間，收發檢查用的電訊號。圖號2 7 A爲彈性接 腳的接觸端子。探測室內配置有左右一對的導引軌2 9、 2 9。此一對導引軌2 9、2 9爲當構成調整機構之調整 架橋（未圖示）在探測室的正面與背面間移動之際的導引 。探針裝置2 0在控制裝置3 0的控制下驅動。此控制裝 置3 0具有記憶探針卡2 6的特性之記憶部3 Ο A。 本實施形態測定探針卡的特性之測定裝置1 0，如第 2圖所示，具備載置在主夾頭2 1上且檢測從探針卡2 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------抑衣------、玎------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) >16- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 552620 A7 ____B7 五、發明説明（14) 的負荷之負荷感測器（測力傳感器）1 1 ，及配置在此測 力傳感器1 1上，與探針卡2 6接觸之接觸組件1 2，及 位移感測器1 3。主夾頭2 1上升而接觸組件1 2推壓探 針卡2 6。此推壓而探針卡2 6彎曲。位移感測器1 3檢 測此彎曲所造成探針卡的位移量（絕對位移量）。即是位 移感測器1 3檢測從接觸組件1 2與探針卡2 6接觸時起 到測力傳感器1 1檢測出一定的負荷（與檢查晶圓時的負 荷相等的負荷爲止之期間接觸組件1 2上升之量。此接觸 組件1 2上升之量相當於探針卡2 6經由接觸組件1 2而 上推且彎曲所造成的位移量（絕對位移量）。 上述測力傳感器1 1能使用種種的形式。本實施形態 的測力傳感器1 1及接觸組件1 2例如形成爲圓柱狀。在 接觸組件1 2的下部形成凸緣較爲理想。此測力傳感器 1 1載置在主夾頭2 1的中央較爲理想。爲了將測力傳感 器1 1配置在主夾頭2 1的中心，可以使用定位板（未圖 示）。此定位板爲塑膠製之環狀的薄板。其外徑與主夾頭 2 1上面的外徑一致，其內徑則與測力傳感器1 1下端的 外徑一致。因此定位板置於主夾頭2 1上面，在其中央孔 配置測力傳感器1 1，因而測力傳感器1 1能正確地配置 在主夾頭2 1的中心。 配線1 1 B將測力傳感器1 1與顯示器1 1 A連接。 顯示器1 1 A以公斤（k g )爲單位數位顯示經由測力傳 感器1 1所檢測出之從探針的負荷。 上述位移感測器1 3能使用種種的形式。本實施形態 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 裝 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -17- 552620 經濟部智慧財產笱員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（15) 的位移感測器1 3例如能使用渦流電流式位移感測器。配 線1 3 B將位移感測器1 3與顯示器1 3 A連接。顯示器 1 3 A以微米（1 0 — 6 m )爲單位數位顯示至位移感測 器1 3所檢測出的標的物爲止的距離。此位移感測器1 3 例如金屬製之環狀的平板基材較佳。位移感測器1 3能配 置在平板基材周方向之等間隔的複數個處所（例如3個處 所）。以下，方便上將具有位移感測器1 3之環狀的平板 基板載示爲位移感測器1 3。位移感測器1 3如第2圖所 示，能安裝在平板狀的支承體1 4中央。具有位移感測器 1 3之支承體1 4，如同圖所示，能自由拆裝地架設在構 成調整機構之左右一對的導引軌2 9、2 9間。支承體 1 4在探針卡2 6的些許下方，位於主夾頭2 1的上方。 此支承體1 4由中央的水平部及從該水平部朝向左右兩端 下降之傾斜部所形成。在水平部形成有用以裝著位移感測 器1 3之圓形孔。傾斜部的下降部具有與左右的導引軌 29、29卡合之卡合溝。 如第2圖所示，上述位移感測器1 3的內徑比接觸組 件1 2的外徑還大較爲理想。當主夾頭2 1上升時，接觸 組件1 2的上部能夠通過位移感測器1 3。接觸組件1 2 的凸緣1 2 A能以以金屬形成。此凸緣1 2 A的外徑比位 移感測器1 3的內徑還大，比該外徑還小。 此構造，凸緣1 2 A位於位移感測器1 3的正下方， 能作爲位移感測器1 3的標的物功能。 參照第3 A、3 B圖說明上述探針卡特性測定裝置 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） I 辦衣 訂 n ~線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -18- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 552620 A7 _ ___ B7 五、發明説明（16) 1 0的動作。本實施形態測定探針卡的特性之測定裝置 1 0爲在檢查晶圓之前用於測定探針卡2 6的特性。 說明將測定裝置1 〇裝著到探針裝置2 0之過程。主 夾頭2 6配置在探針中央（探測室的略中央）。在主夾頭 2 1的上面配置定位板。在定位板的中央開口配置測力傳 感器1 1後，支承體1 4架設於左右的導引軌2 9、2 9 間。因而測定探針卡的特性之測定裝置1 〇完成準備。 說明測定探針卡的特性之測定裝置1 〇檢測探針卡 2 6彎曲所造成的絕對位移量之過程。如第2 A圖所示， 主夾頭2 1上升而接觸組件1 2接觸到探針卡2 6。接觸 組件1 2是否接觸到探針卡2 6能從測力傳感器1 1其顯 示器1 1 A的顯示內容加以判斷。當接觸組件1 2與探針 卡2 6接觸時，位移感測器1 3其顯示器1 3 A的顯示量 設定爲零。 如第3 B圖所示，主夾頭2 1上升而接觸組件1 2將 負荷F加諸到探針卡2 6。直到測力傳感器1 1的顯示器 1 1 A檢測出一定的負荷爲止，主夾頭2 1上升。此間含 有探針卡2 6、探針卡夾持機構2 5及頭蓋板2 4之探針 卡2 6的安裝面全體成爲一體，如第2 B圖所示，從虛線 位置開始逐漸彎曲。位移感測器1 3的顯示器1 3 A以微 米（1 0 — 6 m )爲單位顯示接觸組件1 2的上升距離作 爲探針卡2 6其安裝面全體的絕對位移量。在測力傳感器 1 1的顯示器1 1 A顯示一定的負荷（檢查晶圓所必要的 負荷）之時間點，主夾頭2 1停止。此時位移感測器1 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 裝 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -19- 552620 A7 B7 五、發明説明（17) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 其顯示器1 3 A的顯示量爲檢查晶圓時探針卡2 6的絕對 位移量。經一連串的操作，就能掌握探針卡2 6所承受的 負荷與探針卡2 6的絕對位移量其兩者的關係資料。 第3圖中已說明過用沒有探針的探針卡2 6 —求出其 絕對位移量與負荷的關係之原理。但是經由用有探針的探 針卡2 6進行同樣的測定，就能測定其絕對位移量。此測 定結果與使用沒有探針的探針卡2 6 —之測定結果其兩結 果之差相當於主夾頭2 1的加速驅動量。由此結果能得到 加速驅動量與探針針壓的關係資料。根據加速驅動量與探 針針壓的關係資料控制探針裝置，因而能在適當的針壓下 檢查被檢查體（例如形成在晶圓上的裝置）。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 檢查被檢查體必須在低溫到高溫的溫度下實施。本實 施形態則是用測定上述探針卡的特性之測定裝置1 〇而個 別求出複數個溫度下的絕對位移量。根據此個別的測定結 果之加速驅動量與探針針壓的關係資料，例如能記憶在探 針裝置2 0其控制裝置3 0的記憶部3 0 A中。檢查被檢 查體時，從記憶部3 0 A讀出一定的檢查溫度下加速驅動 量與探針針壓的關係資料。根據此關係資料控制主夾頭 2 1 ，因而確保適當的加速驅動量，能隨時以適當的針壓 檢查被檢查體的電特性，而能提高檢查的信賴性。 說明用本實施形態的測定裝置實施本發明的測定方法 時的順序。 在檢查被檢查體之前，以上述的方式求出探針卡2 6 的絕對位移量。根據此絕對位移量其加速驅動量與探針針 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇'〆297公釐） -20- 552620 A7 B7 五、發明説明（18) 壓的關係資料記憶到探針裝置2 0的控制裝置3 0 (記憶 部3 0 A )。此檢查在不同的溫度下實施時，求出各個溫 度下的絕對位移量，根據該各個絕對位移量其加速驅動量 與探針針壓的關係資料記憶到記憶部3 0 A中。檢查被檢 查體時，從記憶部3 0 A讀出與檢查被檢查體的溫度相對 應之加速驅動量與探針針壓的關係資料。根據此加速驅動 量與探針針壓的關係資料，控制主夾頭2 6的加速驅動量 。也就是在探針裝置2 0的主夾頭2 1上載置被檢查體。 在控制裝置3 0的控制下主夾頭2 1往X、Y及Z方向移 動，因而探針卡的探針接觸到被檢查體的電極。主夾頭 2 1在控制裝置3 0的控制下只加速驅動最適當的加速驅 動量，探針卡2 6的探針以最適當的針壓接觸到該電極。 在此接觸狀態下，能檢查被檢查體的電特性。 如以上所說明過，依據本實施形態，測定探針卡的特 性之測定裝置1 0具備載置在主夾頭2 1上且檢測從探針 卡2 6的負荷之負荷感測器（測力傳感器）1 1、及檢查 從主夾頭2 1的推壓所造成探針卡2 6的位移量（絕對位 移量）之位移感測器1 3。測定探針卡的特性之測定裝置 1 0，並不是如過去探針卡的替代品，而是能測定實際檢 查所使用之探針卡2 6的絕對位移量。 使用有探針的探針卡進行同樣的測定，因而能得到主 夾頭2 1其加速驅動量與探針針壓的關係資料。 依據本實施形態，根據用測定探針卡的特性之測定裝 置1 0所得到之探針卡2 6 (包含探針卡2 6的該安裝面 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 0¾ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -21 - 經濟部智慧財產笱員工消費合作社印製 552620 A7 B7_ 五、發明説明（19) 全體）的絕對位移量，能將加速驅動量與探針針壓的關係 資料儲存到探針裝置2 0的記憶部3 0 A中。檢查被檢查 體時，從記憶部3 0 A讀出加速驅動量與探針針壓的關係 資料，而控制裝置3 0能最適當控制主夾頭2 1的加速驅 動量。此結果：檢查晶圓時正確地管理主夾頭2 1的加速 驅動量，能隨時以適當的針壓檢查被檢查體的電特性，而 能提高檢查的信賴性。 第3 A、3 B圖表示在沒有測試頭2 8的狀態下測定 探針卡2 6的絕對位移量及負荷的樣子。如第2圖所示， 即是是在於測試頭2 8接觸到探針卡2 6的實際使用狀態 下，也與第3 A、3 B圖所示的情況同樣地，能測定探針 卡2 6的絕對位移量及負荷，檢查時能設定主夾頭2 1的 適當加速驅動量，而能對晶圓施予適當的針壓進行信賴性 較高的晶圓檢查。 上述實施形態已說明過位移感測器1 3測定至接觸組 件1 2的凸緣1 2 A爲止的距離之情況。經由位移感測器 測定至探針卡爲止的距離，因而也能夠位移感測器直接測 定探針卡的位移（參照第4圖）。另外也能夠位移感測器 1 3測定直到主夾頭2 1表面的距離（參照第5圖）。任 何一種情況都能達到與上述實施形態同樣的作用效果，不 過位移感測器直接測定探針卡的位移最理想。 另外’也能夠測定有衝擊形式的探針之探針卡的特性 。對於檢查晶圓以外的L C D基板等的被檢查體也能適用 〇 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇><297公釐） — -22- 批衣 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 552620 A7 B7 五、發明説明（20) 依據本發明的實施形態，能夠測定檢查狀態下的探針 卡或是包含探針卡之該安裝面全體的絕對位移量。依據本 發明的實施形態，掌握載置台的加速驅動量與負荷的關係 資料，根據此資料能設定適當的加速驅動量。測定裝置 1 0能測定檢查狀態下的探針卡或是含有探針卡之其安裝 面全體的絕對位移量’進而根據載置台的加速驅動量與負 荷的關係資料，能設定適當的加速驅動量。 〔圖面之簡單說明〕 第1圖爲表示測定本發明探針卡的特性之測定裝置的 一實施形態之構成圖。 第2圖爲表示將測定本發明的探針卡的特性之測定裝 置組裝到探針裝置中的實施形態之構成圖。 第3A、3 B圖爲測定第1圖及第2圖所示之本發明 的探針卡的特性之測定裝置的動作說明圖；第3 A圖爲表 示探針卡與測力傳感器接觸的狀態之圖，第3 B圖爲表示 使主夾頭加速驅動的狀態之圖。 第4圖爲表示位移感測器直接測定至探針卡爲止的距 離之實施形態的構成圖。 第5圖爲說明位移感測器1 3測定至主夾頭2 1表面 爲止的距離之實施形態的構成圖。 主要元件對照表 10 測定裝置 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 、11 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -23- 552620 A7 五、發明説明（21) 1 1 負 荷 感 測 器 1 2 接 觸 組 件 1 3 位 移 感 測 器 1 4 支 承 體 2 〇 探 針 裝 置 2 1 主 夾 頭 2 4 頭 蓋 板 2 5 探 針 卡 夾 持機構 2 6 探 針 卡 2 7 連 接 環 2 8 測 試 頭 2 9 導 引 軌 3 〇 控 制 裝 置 F 負荷 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -24-

Claims (1)

1. 552620 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 1.一種測定探針卡特性之測定裝置；具備： 載置台2 1 ; (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 配置在該載置台上方之把持機構2 5 ;該把持機構把 持有探針的探針卡2 6和沒有探針的探針卡2 6 —其中的 1種， 使該載置台朝向該探針卡2 6 ( 2 6 /)上升/下降 之升降機構2 1 B ; 當升降機構使該載置台朝向該探針卡上升而使其接觸 之際’檢測g亥載置台承受該探針卡負荷之負荷感測器 1 1 ;及， 當則述接觸之際，檢測該探針卡位移的絕對位移量之 感測器。 2 .如申請專利範圍第1項之測定裝置，其中進而具 備能拆裝地配置在該載置台上之接觸組件1 2。 3 .如申g靑專利範圍第1項之測定裝置，其中前述負 荷感測器及位移感測器其中的至少1種可自由拆裝配置在 前述裝置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 .如申請專利範圍第1項之測定裝置，其中前述位 移感測器係測定該探針卡及該載置台中的1種位移之量。 5 _如申§靑專利範圍弟2項之測定裝置，其中前述位 移感測器係測定該接觸組件位移之量。 6 ·如申請專利範圍第1項之測定裝置，其中前述位 移感測器爲渦流電流式位移感測器。 - 7 ·如申請專利範圍第1項之測定裝置，其中前述負 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 25 552620 A8 B8 C8 _ D8 六、申請專利範圍 2 荷感測器係可自由拆裝地載置在該載置台上。 8 ·如申請專利範圍第1項之測定裝置，其中進而直 備記憶所測定之探針卡的特性値之記憶體。 9 . 一種組裝在探針裝置2 0中之申請專利範圍第工 項之測定裝置；該測定裝置具備： 探針裝置中用以載置被檢查體之載置台2 1 ; 使該載置台升降之升降機構2 1 B ; 探針裝置中之把持機構2 5 ;該把持機構是配置在該 載置台的上方，把持有探針的探針卡2 6和沒有探針卡的 探針卡2 6 /其中的1種， 該載置台係利用該升降機構朝向該探針卡上升，當該 載置台接觸該探針卡其中1個之際，檢測該載置台承受該 探針卡的負荷之負荷感測器1 1 ;及， 當前述接觸之際，檢測該探針卡位移之絕對位移量之 位移感測器。 1 〇 ·如申請專利範圍第9項之測定裝置，其中具備 能拆裝地配置在該載置台上之接觸組件1 2。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝一 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 述移 前 述 前位 中 前 中種 其 中 其 1 ， 其 ， 少 ，置 ， 置至 裝 置 裝中 定。裝 定其 測量定 測台 之之測。 之置 項移之器 項載 ο 位項測 9 該 1 件 9 感 第及 第組第移 圍卡 圍觸圍位 範針 範接範式 利探 利該利流 專該 專定專電 請定 請測請流 申測 申係申渦 如係 如器如爲 •器 .測 ·器 1 測 2 感 3 測 1± 感 。 τι-Η 移 r-H 感 移量 位 移 位之 述 位 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -26- 552620 A8 B8 C8 _ D8 六、申請專利範圍 3 1 4 ·如申請專利範圍第9項之測定裝置，其中前述 負何感測益係可自由拆裝地載置在該載置台上。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 5 _如申3靑專利範圍第9項之測定裝置，宜中進而 具備記憶所測定探針卡的特性値之記憶體。 1 6 · —種利用申請專利範圍1、2、3、4、5、 6、7、8 . ': 9、1 〇、；l 工、；l 2、1 3、工 4 或工 5 * * 項之測定裝測定探針卡的特性之煙(定方运；具備： (a ) :構2 5把持備有探針的探針卡2 6及 未備有探針的探針卡其中的1種； (b ):使載置台上升而使其接觸該探針卡； (c ):使該載置台加速驅動； (d ):檢測經由該加速驅動而該載置台承受該探針 卡之負荷； (e ):檢測經由該加速驅動而使該探針卡位移的絕 對位移之絕對位移量； 此處’上述（d) 、（e)能夠依（d) 、（e)的 順序或（e ) 、（ d )的順序實施之測定方法。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 7 .如申g靑專利範圍第1 6項之測定方法，其中前 述（d )的負荷檢測及前述（e )的位移量檢測在複數種 的溫度下實施之測定方法。 1 8 .如申請專利範圍第1 6項之測定方法，其中進 而具備（f ):使前述所檢測之該負荷及該位移量其中的 1種記憶在記憶體中之測定方法。 - 1 9 .如申請專利範圍第1 6或1 7項之測定方法， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -27- 552620 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 4 其中使用有探針的探針卡實施前述（d )的負荷檢測及（ e)的位移量檢測； 使用沒有探針的探針卡實施前述（d )的負荷檢測及 (e )的位移量檢測； 根據以上所檢測之二個位移量算出一定的加速驅動量 ;等之測定方法。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -28-