1375811 • 100 年 九、發明說明： .‘【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種探針卡之故障偵測方法，其主要 係利用一設置有偵測電路單元之測試晶圓，以供進行探針 卡之故障偵測。 【先前技術】 按，目前所製造量產出的晶圓或液晶 品質上的製造良率，均會利用到探針卡（probe card)對於 晶圓進行檢測，該探針卡的功能係用以作為橋接測試平台 之信號至晶圓上的指定待測元件（DUT ; Device Under
Test)，透過探針卡之量測點接觸到受測之晶圓，使量測點 接觸晶圓積體電路中之相對應的輸入點與輸出點，然後經 由探針卡傳輸測試信號至測試平台，以精確測試出晶圓的 量測點失效位置，藉以測試晶圓的積體電路是否里常，但 由於量產測試的需求’探針卡上的探針（槪_必須在； 定之機械壓力（嶋―丨pressure)下進行數以萬計次的 日曰片接觸及測試’在曰積月累下則會造成 歸生故障，必須定期進行清潔、檢修及更換， 疋否故障卻無法精確得知，由 針卡 腳位極細，單位面積内之 ^針卡之探針（即量測點） 目針⑽料μ 密度極高’在連續測試下， 目別的㈣卡在❹上至少存在有下列缺點： 成測試工作停擺’影響到需產無法運作，造 100年4月8曰修正替換頁-
2.探針卡即使經過定期清潔或維修，亦無法完全排除 所有的故障’或明確發現其故障之位P 〜目則無適當的檢測方法精確判斷探針卡的高頻測試 功月b疋否正常，手持式的檢修裝置只能檢測探針卡10Μ-50Μ 則试頻率對於探针卡在高頻（例如1GHz以上）的測試 力月b疋否正常，目前難以快速有效地檢測。 〇 4.高頻受測元件（晶圓）之測試過程中，如有失效訊 並無法判斷得知是晶圓不良或探針卡不良，如誤判為 晶圓不良，將會造成無謂的生產損失。 籲 米針積碳現象如果未能及早發現，施予清潔處理， 可能造成探針燒毀，必須支付更大之維修成本或更換費用。 一 6·探針㈣或祕疲乏等㈣皆^發現容易造成 測试時接觸不確實之現象，影響測試之準確性。 7.探針卡本身的故障不易被發現，一旦當探針卡發生 I程師並無法確認故障探針的確實位置，只能以 兄進行目測檢視，以推測可能的故障腳位，或是對所 行地毯式的清潔維修’然後再進行量產測試以驗 T故障〇排除，若是故障仍未排除，則需再次重覆進行 上述程序，而往往仍然會持續的發生問題。 測1=是以高價的探針卡檢測系統進行電子信號檢 『由：檢測系統的金屬板接觸的物理或信號條件(如材 :旲^、信號頻率等等)和實際待測元件不同，因此檢測 ㈣在探針清潔程度不夠時會造成傳輸 U的扭曲或哀減’以至於在靜態測wstatic t⑽或直
joo年12月8曰修正替換頁I 忒(DC test)時成功通過，但是在交流測試(ac 檢=功能性測％Wti〇nai test)時則發生失敗，探針卡 J系統未必能偵測出該類故障。 9.田上述維修程序都失效時只剩下回送探針卡供應 線、序檢修’通常至少要耗費兩個工作天，對於生蓋 ^廷種停機待修會造成巨大的資源浪費。 與方法。對於探針卡之故障，目前缺乏迅速有效的測試裝置 明第探針卡之品質進行檢測，則有如中華民國發 係辞由？…號「探針卡之品質判斷方法」所示，其主要 佈^斜/則試且獲得晶圓上的有關各晶粒的晶粒狀況分 選二古ί可根據各種探針的不同類型在晶圓上定義且挑 的探大小的數個取樣測試位置，供等待品質判斷 佈行取樣測試’然後將先前獲得的晶粒狀況分 佈貧科與取樣測試的結果作恤 判斷出探針卡上 根據比對果而可快速 探針疋否破污染及其探針品質，然， 覆檢二=卡之方法’於檢測程序上較為繁瑣，利用反 花費相^ 晶圓’然後比對其中之檢測差異，因此 障，但無法得知其故檢測出探針卡是否有故 M 4iφ μ ”或故障原因，而往往需要將整組 質效果有限。’本不符成本效益，因此在檢測探針卡之品 【發明内容】 爰此有鐘於目別習知探針卡發生故障時難以檢測， 1375811 12月8日修正替換頁1 故本發明係在提供一種探針卡之故障偵測方法，係在於：·· A·設置-_電路單元’㈣測電路單元係對應探針卡之· 每一量測點位置設有可導電之觸點，且探針卡中屬同一迴 路之量測點，其對應之觸點係彼此電性連接；B.使探針卡， 之每一量測點接觸上述偵測電路單元之相應觸點；c.賦予--電氣訊號’使電氣訊號經過每—組量測點與觸點所共構 之迴路；D·藉由收集上述迴路之回饋訊號之值，經與一預 没值比較，藉比較結果判斷該組相應之量測點是否故障。 上述該偵測電路單元係設置於一測試晶圓上。 ® 上述該回饋訊號係為一電壓值或一電壓的阻抗值。 上述該預設值係為一電壓的值、一電壓的範圍值、一 電壓阻抗的值或一電壓阻抗的範圍值。 本發明具有下列之優點： 1. 本發明係可避免多次往復的清潔探針之流程，只要 一次流程就可以鎖定故障探針加以檢修。 2. 不需將探針卡轉移到專用的探針卡測試系統上進行φ 檢測，/、而要利用測試平台並配合測試晶圓之偵測電路單 元進行檢測，即可找出故障點’而能有效的減輕工作負擔。 3·本發明當已檢測出探針卡之清潔度係為正常時則 可以免除例行性的清潔工作而繼續使用，以減少清潔停機 的時間’·若是清潔度不佳時，則可以預先清潔’以免持續 使用造成燒針或其他更嚴重的故障。 4.本發明可以在最少的人力及時間消耗下，·找出故障 的探針及驗證探針清潔及維修的成果’ 效增加產:f及 • 100年12月8曰修正替換頁 '節省成本。 ▲ 5.本發明係可以精確判斷探針卡的高頻測試功能是否 :正$，以避免有尚頻信號衰減狀況發生。 纟發月更了以早期發現探針之積碳’及時施予清潔 處理，以避免探針燒毀。 7.本發明更具有早期預防之功效，可峰絕因探針卡 故障而停擺’需要再送回探針卡供應商進行排序檢修，所 •造成的時間及金錢上之浪費。 【實施方式】 首先，請參閱第一圖及第二圖所示，本發明之實施例， 其主要係包括有下列步驟： .A.主要係預先製作一測試晶圓（1)，置放於測試平台（2) 上，而測试平台（2)上則裝置有探針卡（21)，該測試晶圓〇) .係應用原始產品晶圓上待測元件的晶粒面積（die size)、 接觸點（contact pad)配置、腳位配置（pin aU〇cati〇n)及 叹定接觸壓力等參數而重新設計出，可供作為探針卡（21) 的專用測試晶圓（1)，又該測試晶圓〇)内則設置有—偵測 電路單元，該偵測電路單元係可對應探針卡（21)上的之每 一探針之量測點（22)位置〔如第三圖所示〕，於每一晶粒（11) 之周緣設有可導電之觸點（12)，而探針卡（21)中屬於同一 迴路之量測點（22)，其所對應之觸點（12)係彼此相互以金 屬線（13)作電性連接，且每一組相連接之觸點（12)係至少 有二個以上’並且不一定位置相鄰，其相距之距離愈遠愈 佳’可以避免受到干擾影響測試結果。 1375811 100年12月8日修正替換頁· B. 然後使探針卡（21)之每一量測點（22)，可以接觸上， 述測試晶圓.（1)内偵測電路單元相應之觸點（12)。 C. 測試平台⑵賦予-電氣訊號，使電氣訊號經過每一 組量測點⑽與觸點（12)所共構之迴路，即係利用探針卡.· (21)之輸入信號原封不動轉出到指定的觸點（12)，再藉由 探針卡（21)回送信號至測試平台，經由測試平台（2)進 行電性里測及故障腳位認定，以測試該迴路係為斷路 '開 路、電壓值或阻抗值是否偏高，其輸入信號在送入測試晶 圓⑴後經過-段可預測的延遲時間之後會出現在預定的鲁 觸點⑽，當測試平台⑵在比對輸出入信號的差異之後， 即可立即將為疋之故障腳位訊息顯示於操控電腦的螢幕， 並紀錄於贼報告；m輯係可為電壓輸人（卿打 supply)，只要測試晶圓〇 )内部接線在直流時滿足低阻抗 的條件即可，對於秸號輸入（input signal)，測試晶圓（1) 内部接線在探針卡⑻的額定工作頻率内須滿足線性及低— 阻抗的條件即可。 ^ D·藉由收集上述迴路之回饋訊號之值，該回饋訊號係 可為電壓值或一電壓的阻抗值，經與一預設值比較，該 預設值係可為-的值、一電麼的範圍值、一電壓阻抗 的值或-㈣阻抗的範園值’經比對及分析輸出及輸入信 號的差異，藉比較結果判斷該組相應之量測點（)是否故 障，得以辨認出故障的一對探針（含輸入及輸出）。 另本發明上述實施例中所做之測試項目，茲舉例說明如 下：
i年12月8日修正替換頁I 路苴1.斷路測試，如第三圖所示，係可於探針卡（μ)之迴 /、申A I測點（22)對於測試晶圓（1)相對應之觸點（12) j入電氣訊號〔例如5伏特電壓訊號〕，正常時，則會由該 ， 觸點（I〗）輸出電氣訊號〔應為4.9伏特電壓訊 ^至相對應之量測點⑽；如果該探針卡⑵）之量測點 腳位變形或折斷而發生異常時，如第四圖所示，則會 輸出電氣訊號〔係為0伏特電壓訊號〕，故可判定該探 T卡（21)之迴路係為斷路故障。 2.短路測試’如第五圖所示，當探針卡⑻中二個不 圓=路相鄰時’其中一迴路中之量測點（22)對於測試晶 〇目對應之觸,點（12)輸入電氣訊號〔例如5伏特電壓訊 當正常時’另—迴路中之觸點（12A)則應該沒有輸出 電亂訊遽〔應為〇伏特電壓訊號〕至相對應之量測點（22a)， 不同迴路中之量測點（22)及（22A)因堆積灰塵 、 通時，如第六圖所示，則會經由另一迴路中之 :點U2A)輸出電氣訊號〔應為4. 9伏特電壓訊號〕至相對 應之量測點（22A)，故可狀該探針卡（21)巾之二個不同迴 路係為短路故障。 【圖式簡單說明】 第-圖係為本發明測試晶圓之示意圖。 第二圖係為本發明測試設備之示意圖。 第三圖係為本發明探針卡單一迴路之故障測試示音 圖。 第四圖係為本發明探針卡單—迴路發生斷路故障之示 1375811 100年12月8日修正替換頁· 意圖。 第五圖係為本發明探針卡中二個不同迴路之示意圖。 第六圖係為本發明探針卡中二個不同迴路發生短路之 示意圖。 【主要元件符號說明】
(1) 測試晶圓 (11) 晶粒 (12) 觸點 (12A) 觸點 (13) 金屬線 (2) 測試平台 (21) 探針卡 (22) 量測點 (22A) 量測點