TWI403728B - 修正探針卡及卡盤板間之平面性的裝置及方法 - Google Patents

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    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
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    • G01R31/2851—Testing of integrated circuits [IC]
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    • G01R31/2891—Features relating to contacting the IC under test, e.g. probe heads; chucks related to sensing or controlling of force, position, temperature

Description

修正探針卡及卡盤板間之平面性的裝置及方法
本發明一般而言係關於晶圓探針台，且更特定而言之，係關於一種裝置及方法，其用來修正一晶圓探針台之探針卡及卡盤板間的平行性。
一晶圓探針台係用來將一晶圓上之晶片與一測試器連接以測試該晶圓上之晶片的一種裝置。
在此參考第一圖簡短地描述一習知之晶圓探針台之建構及操作。
一晶圓探針台100包括：一探針卡102、一晶圓轉移裝置104、一卡盤板106、一卡盤轉移裝置108，及一控制裝置110。
該晶圓轉移裝置104將一晶圓裝載於該卡盤板106上，其中複數個晶片於該晶圓上形成。
該卡盤板106經由該卡盤轉移裝置108在X、Y及Z方向移動，因此在該探針卡102上所提供之複數個探針經排列以與該晶圓112上所提供該等晶片墊取得接觸。
當該等複數個探針分別與該等複數個晶片之墊取得接觸時，一測試器114根據一預定程式將一測試訊號經由該探針卡102提供至該晶圓112的晶片上。該晶圓112的晶片將可分派給該測試訊號之輸出訊號，而經由該探針卡102提供予該測試器114。因此，該測試器114在該晶圓112的晶片上執行一測試。
然而，當該晶圓探針台100之探針卡102並非精確地水平放置時，該探針卡102之探針及該晶圓112之晶片的墊並非彼此一致地取得接觸，因此存在一問題：無法垂直地檢驗該晶圓112之該等晶片是否故障。
為了解決此種問題，在先前技術中，該探針卡102之探針係藉由在一Z軸方向(其係一垂直方向)抬高該探針卡102來強制地與該晶圓112之晶片取得接觸。然而，此操作成為造成該晶圓112之晶片的墊以及該探針卡102之該等探針受損的一主要因素。
因此，本發明謹記先前技術中所發生之上述問題，且本發明之一目標係提供一種裝置及方法，其用來修正一晶圓探針台之探針卡及該卡盤板間的平行性，其允許該探針卡及該卡盤板可根據該晶圓探針台之探針卡的傾斜，而藉由傾斜該卡盤板使彼此取得平行接觸。
為了達成該以上目標，本發明提供修正一晶圓探針台之一探針卡及一卡盤板間之平行性的一種方法，其包含該等步驟：測量該探針卡之一傾斜；產生相對於在該基座及該卡盤板間之複數個第一預設位置之複數個片段的位移資訊，其指出用來垂直地支撐該卡盤板之一基座及該卡盤板間的間隔以對應該探針卡之測得傾斜；以及個別地驅動安裝在該基座及該卡盤板間之第二預設位置處的複數個致動器，因此該基座及該卡盤板變得彼此遠離或變得以不同角度彼此靠近，直到複數個片段之已感測位移資訊分別追蹤該等複數個片段之位移資訊，該等複數個片段之已感測位移資訊係自安裝在該基座及該卡盤板間之第一預設位置處的複數個位移感測器，藉由感測其安裝位置處之該基座及該卡盤板間的間隔來輸出，其中該卡盤板追蹤該探針卡之該傾斜，因此該卡盤板及該探針卡係彼此平行地佈置。
本發明之優點係一探針卡及一卡盤板可藉由傾斜一晶圓探針台之卡盤板以對應該探針卡之傾斜來彼此平行地取得接觸，因此改善了在一晶圓上之晶片上之一測試的效率。
最佳模式
一種根據本發明用來修正一晶圓探針台一探針卡及一卡盤板間之平行性的方法，其包括該等步驟：測量該探針卡之一傾斜；產生相對該基座及該卡盤板間之複數個第一預設位置的複數個片段之位移資訊，其指出用來垂直地支撐該卡盤板之一基座及該卡盤板間的間隔以對應該探針卡之測得傾斜；以及分別驅動複數個致動器，其安裝在該基座及該卡盤板間之第二預設位置處，因此該基座及該卡盤板變得彼此遠離或以不同角度彼此靠近，直到複數個片段之所感測的位移資訊分別追蹤該等複數個片段的位移資訊，該等複數個片段所感測的位移資訊係自安裝在該基座及該卡盤板間之第一預設位置處的複數個位移感測器藉由感測在其安裝位置處該基座及該卡盤板間的間隔來輸出，其中該卡盤板追蹤該探針卡之傾斜，因此該卡盤板及該探針卡係彼此平行地佈置。
發明模式
以下將參考第二圖詳細描述根據本發明之一具體實施例之一晶圓探針台的示意建構。
一晶圓探針台包括：一卡盤板傾斜裝置200、一主要控制裝置222、一成像裝置224，及一記憶單元226。
該卡盤板傾斜裝置200依照來自該主要控制裝置222之一傾斜命令將一卡盤板傾斜以對應一探針卡之傾斜，因此能使該卡盤板與該探針卡平行地接觸。
該主要控制裝置222接收經由該成像裝置224藉由形成該探針卡之影像所取得的資訊，偵測該探針卡之傾斜度(即：一傾斜)，產生傾斜該卡盤板所需之一傾斜命令以對應該探針卡之該傾斜度，並傳送該傾斜命令至該卡盤板傾斜裝置200。
該傾斜命令包括第一至第三位移資訊的片段，其對應經指派來對應該探針卡傾斜之卡盤板的第一至第三位移感測器204至208。第一至第三位移資訊的片段可用此一方式取得：對應個別傾斜之第一至第三位移感測器204至208之第一至第三位移資訊的片段係經由在製造該晶圓探針台時的實驗來事先取得並儲存在該記憶單元226中，或是用此一方式取得：第一至第三位移資訊的該等片段係經由公式計算而得，該公式係取自對應該等傾斜之第一至第三位移感測器204至208之第一至第三位移資訊片段之間的相關性。
該記憶單元226將各種類型之資訊儲存於其中，包括該主要控制裝置222之控制程式，特別是由對應該探針卡之個別傾斜之第一至第三位移感測器204至208之第一至第三位移資訊片段所組成的傾斜命令。
該卡盤板傾斜裝置200包括：一控制裝置202、第一至第三位移感測器204至208、一類比至數位轉換器(Analog-to-Digital Converter，ADC)210、一數位至類比轉換器(Digital-to-Analog Converter，DAC)212、第一至第三致動器214至218，及一通訊模組220。
第一至第三位移感測器204至208及第一至第三致動器214至218係安裝在該卡盤板300及一基座302之間，如第三圖及第四圖所示。該基座302垂直地支撐該卡盤板300，其中用來垂直地支撐該卡盤板300的工具共同稱之為一Z軸。
第一至第三位移感測器204至208係分別安裝在與該基座302取得接觸之卡盤板300後表面的三個均等劃分位置處。進一步地，第一至第三致動器214至218係安裝在與該基座302取得接觸之卡盤板3005後表面的其它三個均等劃分位置處。
當第一至第三位移感測器204至208及第一至第三致動器214至218之位置未彼此重疊時，需要根據第一至第三致動器214至218之驅動用來將第一至第三位移感測器204至208之第一至第三已感測位移資訊與該卡盤板300之傾斜度相配的一初始設定程序。
每一個第一至第三位移感測器204至208在其自身之安裝位置處感測該基座302及該卡盤板300間的一垂直間隔，並將可分派給該感測操作之一已感測訊號提供予該ADC 210。
該ADC 210將自第一至第三位移感測器204至208輸出之第一至第三已感測訊號轉換成第一至第三已感測位移資訊的片段，並將第一至第三已感測位移資訊提供予該控制裝置202。
該控制裝置202產生用於第一至第三致動器214至218的第一至第三驅動命令，其允許自第一至第三位移感測器204至208輸出之第一至第三已感測位移資訊的片段追蹤用於第一至第三位移感測器204至208之第一至第三位移資訊的片段，其係包括在自該主要控制裝置222輸出的傾斜命令中。用於第一至第三致動器214至218的第一至第三驅動命令係經由該DAC 212轉換成用於第一至第三致動器214至218的第一至第三驅動訊號，並提供予第一至第三致動器214至218。
第一至第三致動器214至218增加或減少在其安裝位置處在不同角度下該基座302及該卡盤板300間的垂直間隔，以回應自該控制裝置202輸出的第一至第三驅動訊號，因此使該基座302及該卡盤板300在一垂直方向上能變得彼此遠離或變得彼此靠近。因此，傾斜該卡盤板300以對應該探針卡的傾斜。
該通訊模組220執行該主要控制裝置222及該控制裝置202間之通訊。
該卡盤板傾斜裝置200之控制裝置202的建構將參考第五圖來詳細描述。
該控制裝置202包括：一比較器500及一比例-積分-微分(Proportional-Integral-Derivative，PID)控制器502。該比較器500比較第一至第三位移資訊的片段及自第一至第三位移感測器204至208輸出之第一至第三已感測之位移資訊的片段，並將比較結果提供予該PID控制器502。該PID控制器502產生用於第一至第三致動器214至218之第一至第三驅動命令，因此所有比較結果變成「0」，然後將第一至第三驅動命令分別提供給第一至第三致動器214至218。
在此方式下，該控制裝置202產生控制第一至第三致動器214至218所需的第一至第三驅動命令，因此自第一至第三位移感測器204至208輸出之第一至第三已感測位移資訊的片段分別追蹤第一至第三位移資訊的片段。
以下參考第六圖及第七圖之該等流程圖描述根據本發明之一具體實施例之卡盤板傾斜裝置200的操作。
首先，參考第六圖之流程圖詳細描述該主要控制裝置222的操作。
在步驟600中，該主要控制裝置222在一初始程序中通知該卡盤板傾斜裝置200之控制裝置202一初始命令。
接下來在步驟602中，該主要控制裝置222經由該探針卡之成像來偵測該探針卡之傾斜，即：該探針卡之傾斜度，該探針卡之成像係以該成像裝置224來實行。
其後在步驟604中，該主要控制裝置222自該記憶單元226讀取用於該卡盤板之一傾斜命令，其對應該探針卡之傾斜度，即：自第一至第三位移感測器204至208輸出之第一至第三已感測之位移資訊的片段所必須追蹤的第一至第三位移資訊之片段，該主要控制裝置222配置來自第一至第三位移資訊之一卡盤板傾斜命令，以及將該卡盤板傾斜命令傳送至該卡盤板傾斜裝置200。
其後，參考第七圖描述該卡盤板傾斜裝置200之操作。
在步驟700及702中，該控制裝置202初始化第一至第三致動器214至218以回應來自該主要控制裝置222的一初始命令。
其後，當在步驟704中自該主要控制裝置222接收該卡盤板傾斜命令時，該控制裝置202驅動第一至第三致動器214至218，因此自第一至第三位移感測器204至208輸出之第一至第三已感測位移資訊的個別片段追蹤包括在該卡盤板傾斜命令中之第一至第三位移資訊的片段。即，該控制裝置202分別比較用於第一至第三位移感測器204至208之第一至第三位移資訊的片段(由該主要控制裝置222所提供)以及第一至第三已感測位移值(由第一至第三位移感測器204至208所實際感測)，產生用於第一至第三致動器214至218之驅動命令，其使得第一至第三位移資訊之片段變得與第一至第三已感測位移值一致，以及將該等驅動命令提供給第一至第三致動器214至218。
 產業上可利用性
本發明之優點係一探針卡及一卡盤板可藉由傾斜一晶圓探針台之卡盤板以對應該探針卡之傾斜來彼此平行地取得接觸，因此改善了在一晶圓上晶片之一測試效率。
100．．．晶圓探針台
102．．．探針卡
104．．．晶圓轉移裝置
106．．．卡盤板
108．．．卡盤轉移裝置
110．．．控制裝置
112．．．晶圓
114．．．測試器
200．．．卡盤板傾斜裝置
202．．．控制裝置
204．．．第一位移感測器
206．．．第二位移感測器
208．．．第三位移感測器
210．．．類比至數位轉換器
212．．．數位至類比轉換器
214．．．第一致動器
216．．．第二致動器
218．．．第三致動器
220．．．通訊模組
222．．．主要控制裝置
224．．．成像裝置
226．．．記憶單元
300．．．卡盤板
302．．．基座
500．．．比較器
502．．．比例-積分-微分控制器
第一圖係顯示一代表性晶圓探針台之示意建構的一圖示；
第二圖係根據本發明之一具體實施例顯示一卡盤板傾斜裝置的一方塊圖；
第三圖及第四圖係根據本發明之一具體實施例顯示一卡盤板傾斜裝置的圖示；
第五圖係根據本發明之一具體實施例顯示一卡盤板傾斜裝置之控制裝置詳細建構的一圖示；及
第六圖及第七圖係根據本發明之一具體實施例顯示一卡盤板傾斜裝置之處理程序流程圖。
200．．．卡盤板傾斜裝置
202．．．控制裝置
204．．．第一位移感測器
206．．．第二位移感測器
208．．．第三位移感測器
210．．．類比至數位轉換器
212．．．數位至類比轉換器
214．．．第一致動器
216．．．第二致動器
218．．．第三致動器
220．．．通訊模組
222．．．主要控制裝置
224．．．成像裝置
226．．．記憶單元

Claims (4)

  1. 一種用來修正一晶圓探針台之一探針卡及一卡盤板間之平行性的方法，其包含下列步驟：測量該探針卡之一傾斜；產生相對一基座及該卡盤板間之複數個第一預設位置的複數個片段之位移資訊，其指出用來垂直地支撐該卡盤板之基座及該卡盤板間的間隔以對應該探針卡所測得傾斜；及分別驅動複數個致動器，其安裝在該基座及該卡盤板間之第二預設位置處，因此該基座及該卡盤板變得彼此遠離或變得以不同角度彼此靠近，直到複數個片段之所感測位移資訊分別追蹤複數個片段的位移資訊，該等複數個片段所感測位移資訊係自安裝在該基座及該卡盤板間之第一預設位置處之複數個位移感測器藉由感測在其安裝位置處之基座及該卡盤板間的間隔輸出，其中該卡盤板追蹤該探針卡之傾斜，因此該卡盤板及該探針卡係彼此平行地佈置。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該探針卡之傾斜係測量自藉由透過一影像裝置形成該探針卡之影像所取得的資訊。
  3. 一種用來修正一晶圓探針台之一探針卡及一卡盤板間之平行性的裝置，其包含：一成像裝置，其配置來形成該探針卡之影像；一主要控制裝置，其配置來自該成像裝置所輸出的成像資訊測量該探針卡之一傾斜，並產生相對一基座及該卡盤板間的第一預設位置的複數個片段之位移資訊，其指出用來垂 直地支撐該卡盤板之一基座及該卡盤板間的間隔以對應該探針卡之測得傾斜；複數個位移感測器，其分別安裝在該基座及該卡盤板間之第一預設位置處，並配置來感測在其安裝位置處之基座及該卡盤板間的間隔，以及輸出對應已感測間隔之複數個片段的已感測位移資訊；複數個致動器，其分別安裝在該基座及該卡盤板間之第二預設位置處，並配置來允許該基座及該卡盤板在其安裝位置處變得彼此遠離或彼此靠近；及一控制裝置，其配置來接收來自該主要控制裝置之複數個片段的位移資訊，並驅動該等複數個致動器直到該等複數個片段之已感測位移資訊追蹤該等複數個片段的位移資訊，其中該卡盤板追蹤該探針卡之傾斜，因此該卡盤板及該探針卡係彼此平行地佈置。
  4. 如申請專利範圍第3項之裝置，其中該控制裝置包含：一比較器，其用來接收該等複數個片段之位移資訊及該等複數個片段的已感測位移資訊，並輸出其比較結果；及一比例-積分-微分(Proportional-Integral-Derivative,PID)控制器，其用來輸出驅動該等複數個致動器的驅動命令，直到該等比較結果到達一預設值為止。
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