TWI457569B - 探針台 - Google Patents

Description

探針台

本發明係關於一種探針台。特別是有關於一種探針台，用於對形成於一晶圓上之複數個晶片進行電性測試。

通常一探針台包括一裝載單元以及一探針單元。裝載單元運送具有複數個晶片的一晶圓，並且將晶圓預先對齊。探針單元由裝載單元接收晶圓並且測試晶片的電性特性。

裝載單元將晶圓由一卡匣中取出，在卡匣中複數個晶圓依序疊置，並且由卡匣將晶圓傳送至探針單元。

探針單元包括一支撐盤以及一對齊元件。支撐盤可於X-Y-Z方向移動並且旋轉以將晶圓導向一探針卡，晶片可藉由探針卡電性連接至一測試器。更者，對齊元件可調整在支撐盤上之晶圓以及探針卡的位置以及方向。

此時在裝載單元以及探針單元的內部便需要一個高度清潔的環境。因此，必須有效率的移除裝載單元以及探針單元內部的粒子。特別是指當探針台所測試之複數個晶片係使用於一互補型金屬氧化物半導體(CMOS)影像感應器(CIS)中時，極高度乾淨的環境是必要的。

本發明實施例提供一探針台，可移除該探針台內部之粒子以維持一高度清潔的內部環境。

根據本發明一實施例，一探針台具有一平台單元，平台單元包括一測試空間用以測試形成於一晶圓上之複數個晶片、一裝載單元將晶圓提供至平台單元、一第一氣體供給單元設置於平台單元之一第一側壁，第一氣體供給單元提供一第一清潔氣體至測試空間，以及一第一氣體釋放單元設置於裝載單元之一第二側壁，第一氣體釋放單元釋放第一清潔氣體以將測試空間中粒子移除，並且第二側壁面對第一側壁。此處第二側壁可包括一第一開口，並且第一氣體釋放單元包括複數個導引條，導引條固定於定義第一開口之內壁上以導引第一清潔氣體向下流動，且導引條係相互平行排列。

在一些實施例中，第二側壁包括一第一開口，且第一氣體釋放單元包括一第一蓋體將第一開口覆蓋，並且第一蓋體包括一傾斜部延伸自第二側壁，並對著第二側壁傾斜，以及一底部由傾斜部之一下邊緣延伸至第二側壁，底部具有一第二開口將第二清潔氣體向下釋放。此處第一氣體釋放單元可更包括一第一開閉器將第二開口開啟或關閉。更者，第一氣體釋放單元可更包括一風扇，設置於與第二開口相對應之一位置，以強制釋放第二清潔氣體。並且，第一蓋體具有一C形。

在一些實施例中，第一開口係穿過第二側壁之一下部而形成。

在一些實施例中，平台單元包括一支撐盤以支撐晶圓，一平台設置於支撐盤下方，且平台與支撐盤同步線性移動，以及一第二蓋體圍繞支撐盤，第二蓋體具有一流線外形以使第一清潔氣體順暢的流入平台單元。

根據一實施例之探針台更包括一影像感測部件，利用光學偵測形成於平台單元上之晶圓上之一晶片之位置，一驅動部件與一第三側壁相鄰，第三側壁連接第一側壁與第二側壁，且驅動部件移動影像感測部件，以及一密封部件由第一側壁延伸至第二側壁，密封部件將驅動部件與測試空間隔離。

在一些實施例中，裝載單元包括一裝載埠，支撐接收晶圓之一卡匣，一搬運部件將裝載埠運送至平台單元以及一控制部件面對裝載埠，且控制部件控制搬運部件，並且探針台更包括一第二氣體供給單元設置於搬運部件之上方，第二氣體供給單元提供一第二清潔氣體至搬運部件，以及一第二氣體釋放單元設置於搬運部件下方，第二氣體釋放單元由搬運部件釋放第二氣體以將搬運部件之粒子移除。此處裝載單元更包括一預先對齊元件設置於裝載部下方，預先對齊元件可預先對齊由卡匣運送之晶圓。更者，裝載單元更包括一第三蓋體覆蓋控制部件，第三蓋體具有一流線結構以導引第二清潔氣體朝向搬運部件。並且，裝載單元更包括一緩衝部件位於控制部件下方，緩衝部件接收一測試晶圓，以及一第四蓋體插入於緩衝部件以及搬運部件之間，第四蓋體將搬運部件與緩衝部件隔離，以防止緩衝部件中之粒子進入搬運部件中。

在一些實施例中，裝載單元更包括一裝載埠支撐接收該晶圓之一卡匣，一搬運部件將裝載埠運送至平台單元，以及一第二開閉器設置於裝載埠以及搬運部件間之一邊界，以防止卡匣中之粒子進入搬運部件。此處第二開閉器係由鋁或是鋁合金所製成。

根據本發明之實施例，裝設於一平台單元之各部件可防止干擾清潔氣體之氣流，以使得清潔氣體可順暢的流入平台單元。因此，可將粒子有效率的由平台單元移除。更者，裝設於一裝載單元上之各部件可防止干擾清潔氣體之氣流，以使得清潔氣體可順暢的流入裝載單元。因此，可將粒子有效率的由裝載單元移除。本發明之一些實施例可使用於多數系統中，用以測試晶圓上晶片之電性特性。

本發明實施例茲配合以下圖示詳細說明。本發明可以不同樣式具體實現，且其構造不限制於在此所述之實施例。此外，本發明實施例係用來揭露本發明技術，並提供完整技術範圍予熟知此技術領域者。本發明相關元件係配合相關圖示標號說明。

值得注意的是，當一元件在另一元件之上，其可視為直接在另一元件之上，或當中具有其他元件存在。反之，當一元件直接在另一元件之上，該元件與另一元件之不具有其他元件存在。在此使用之名詞”以及(或)”包含任一種及所有相關物件之組合。

值得注意的是，在此使用之名詞”第一、第二…”可用來描述不同元件，但這些元件並不因此設限。舉例來說，一第一薄膜可為一第二薄膜，同理，一第二薄膜可為一第一薄膜，而不違反揭露之技術。

在此所使用之術語僅用來說明特定實施例，並不限制發明技術。在此使用之單數名詞”一”，除非說明內容清楚指明，其可用來包含複數種結構。此外，在說明書中之名詞”包含”以及(或)”具有”係用來說明特定特徵、範圍、整體、步驟、運作、元件，以及(或)構件，但不排除一個或多個其他相關特徵、範圍、整體、步驟、運作、元件、構件，以及(或)集合。

另外，關係名詞，例如”低於”或”底”以及”高於”或”頂”在此可用來說明圖示中之元件的關係。值得注意的是，關係名詞除了描述圖示中裝置的方向，亦包含裝置的不同方向。舉例來說，當圖示中之裝置為反置，說明書中描述元件為”低於”其他元件，相對的，該元件亦可描述成”高於”其他元件。因此，在說明書中，根據圖示中裝置的方向”低於”可包含有”低於”及”高於”之關係的描述。同理，當圖示中之裝置為反置，說明書中描述元件為另一元件的”下方”或”之下”，亦可代表為”上方”或”之上”。因此，在說明書中，根據圖示中裝置的方向”下方”或”之下”可包含有”下方”及”上方”之關係的描述。

除特殊定義名詞，本發明使用之名詞為具有通常知識者所熟知之特殊技術名詞。值得注意的是，定義之名詞為平常使用以及相關領域所代表之意義，並不過度解釋定義名詞之意義。

在此，說明書中之實施例為本發明之較佳實施例，因此實施例可能會有不同形狀的結果產生，舉例來說，根據製造的技術，會產生不同結果。本發明實施例之結構不受特定形狀限制，其可包含不同形狀的結果。舉例來說，一空間範圍描述為平面，一般來說，其具有概略以及(或)非線性特徵。此外，說明書中描述之銳角可為圓弧狀。因此，說明圖示中之範圍不限制於一特定形狀範圍，且不限制本發明之領域。

第1圖為本發明一實施例中之一探針台之示意圖；以及第2圖為第1圖中所示之一平台單元之示意圖。

參見第1圖以及第2圖，根據本發明之一實施例，一探針台100包括一平台單元110、一裝載台120、一第一氣體供給單元130以及一第二氣體供給單元140。探針台100將形成於一晶圓上之複數個晶片藉由一探針卡(未圖示)電性連接至一測試器(未圖示)。測試器提供電性訊號至晶片以得知每一個晶片的好壞。第一氣體供給單元所提供之一第一氣體流動至第一氣體釋放單元之流動方向定義為一第一方向。

平台單元110提供一測試空間117用以測試晶圓上晶片之電性特性。

在一實施例中，平台單元110可包括一支撐盤111、一平台113以及一第二蓋體115。支撐盤111支撐晶圓。平台113設置於支撐盤111下方。平台113與支撐盤111連接，可使平台113與支撐盤111同步移動。第二蓋體115覆蓋支撐盤111以及平台113。舉例來說，第二蓋體115圍繞支撐盤111的側面以及平台113的側面。

支撐盤111設置於測試空間117中。支撐盤111可利用真空力來固定晶圓。

在一實施例中，平台單元110可更包括複數個頂針(未圖示)，以藉由支撐盤111的上升/下降來支撐晶圓。更者，平台單元110可包括一真空泵(未圖示)以製造一真空力、一真空線路(未圖示)與真空泵連通以及一真空孔洞(未圖示)穿過支撐盤111而形成，支撐盤111與真空線路連接，使的支撐盤111可利用真空力來固定晶圓。

平台113設置於支撐盤111下方。平台113與支撐盤111連接，使得支撐盤111可隨著平台113移動。舉例來說，當平台113移動於x-y-z方向時，支撐盤111也跟著移動於x-y-z方向。更者，當平台113旋轉時，支撐盤111也跟著旋轉。

在一實施例中，平台單元110可更包括一驅動源(未圖示)與平台113連接。例如，驅動源包括一汽缸、一線性馬達、一滾珠螺桿等等。

第二蓋體115覆蓋平台113的側壁。第二蓋體115可防止於平台113運作下所產生的粒子漂進測試空間117。更者，第二蓋體115具有一流線外形覆蓋平台113的側壁。因此，進入測試空間117之第一清潔氣體之一流阻減小，可使第一清潔氣體順暢的流動。

第3圖為第1圖中所示之一裝載單元之示意圖。

參見第1圖至第3圖，裝載單元120設置於與平台單元110相鄰。裝載單元120以停靠的方式架置於平台單元110上，也就是可於平台單元110以及裝載單元120之間裝設或拆卸。裝載單元120可以由疊置晶圓的卡匣20中卸除晶圓至平台單元110，並將晶圓裝載至平台單元110。

在一些實施例中，裝載單元120包括一裝載埠121、一搬運部件122以及一控制部件123。裝載埠121支撐具有複數個疊置晶圓的卡匣20。搬運部件122包括一搬運臂(未圖示)用以將晶圓由卡匣20中搬運至平台單元110。控制部件123包括線路以及電路裝置用以控制搬運部件122。例如，裝載埠121、搬運部件122以及控制部件123可以呈線性排列。

裝載單元120可更包括一第二開閉器129。第二開閉器129設置於裝載埠121以及搬運部件122之間之一邊界。第二開閉器129將搬運部件122以及裝載埠121隔離。且第二開閉器129可垂直或水平移動。例如，當第二開閉器129開啟時，搬運臂可在位於裝載埠121的卡匣20以及搬運部件122裝載或卸除晶圓。換句話說，當第二開閉器129關閉時，搬運臂會停止運作。因此，可防止停留在卡匣20中的粒子漂流至搬運部件122中。第二開閉器129可由鋁或鋁合金等所製成。

在一實施例中，裝載單元120可更包括一第三蓋體126覆蓋具有線路以及電路的控制部件123。第三蓋體126導引一清潔氣體向下流動至控制部件123，以導引清潔氣體進入搬運部件122中。因此，進入裝載單元120的清潔氣體集中的提供至搬運臂上的晶圓以有效率的將晶圓上殘留的粒子移除。

在一實施例中，裝載單元120可更包括一緩衝部件127，設置於控制部件123下方，並由一第四蓋體128將搬運部件122與緩衝部件127隔離。

緩衝部件127具有一空間用以儲存一晶圓。該晶圓可包括應用於將探針尖端拋光的晶圓以及一測試晶圓。緩衝部件127包括一第一台面(未圖示)，用於支撐應用於將探針尖端拋光的晶圓，以及一第二台面(未圖示)，用於支撐測試晶圓。

第四蓋體128介入緩衝部件127以及搬運部件122之間。第四蓋體128可將緩衝部件127與搬運部件122隔離，以致可防止停留在緩衝部件127上之粒子漂流至搬運部件122中。更者，第四蓋體128可防止向下流動至搬運部件的清潔氣體進入緩衝部件127中，以有效率的將清潔氣體排出。

在一實施例中，裝載單元120可更包括一預先對準齊元件125用以將晶圓預先對齊。

預先對齊元件125例如可設置於裝載埠121之下方。預先對齊元件125可包括一附屬墊塊(未圖示)，用以支撐晶圓並將晶圓預先對齊一資訊讀取件(未圖示)，資訊讀取件用以讀取晶圓的辨識資料，例如為一光學字元辨識器以及一條碼掃描器。

第4圖為第1圖中所示之一第一氣體釋放單元之示意圖。

參見第1圖至第4圖，第一氣體供給單元130設置於平台單元110之一第一側壁上。換句話說，第一氣體釋放單元140係設置於平台單元110之一第二側壁上。第二側壁與第一側壁相對。因此第一氣體供給單元130提供第一清潔氣體至平台單元110以經由平台單元110的第二側壁將第一清潔氣體排出。此時，用以替換探針卡之一探針卡替換器(未圖示)可置於平台單元110的其中一側壁上，將第一側壁以及第二側壁結合。

第一氣體供給單元130例如可包括一風扇過濾單元(未圖示)。更者，第一氣體供給單元130可包括一高效率微粒空氣過濾(HEPA)網或是一超高效率過濾(ULPA)網。效率微粒空氣過濾(HEPA)網以及一超高效率過濾(ULPA)網可應用於多種領域。因此，以下將省略對效率微粒空氣過濾(HEPA)網以及一超高效率過濾(ULPA)網的詳釋。

在一實施例中，平台單元110更包括一第一開口117形成於平台單元110之第二側壁上。由第一氣體供給單元130所提供的第一清潔氣體流入平台單元110並由第一開口117流出。

第一氣體釋放單元140包括一第一蓋體143將第一開口117覆蓋。第一蓋體143具有一第二開口143c以導引第一清潔氣體向下流動並排出。

第一蓋體143具有一寬度，該寬度係沿著第一方向測量。在一實施例中，蓋體143具有一C形。在另一實施例中，第一蓋體143具有一寬度，該寬度在遠離第一蓋體143之一底部變得較小。第一蓋體143可防止外部光線射入平台單元110。當探針台100被使用於測試晶圓上的晶片，且此晶片係使用於一互補型金屬氧化物半導體(CMOS)影像感應器(CIS)中時，第一蓋體143可防止外部光線進入平台單元110。

在一些實施例中，第一蓋體143包括一傾斜部143a以及一底部143b。傾斜部143a自平台單元110之第二側壁延伸用以覆蓋第一開口117，以使其對者平台單元110之第二側壁傾斜。底部143b由傾斜部143a之一下邊緣延伸至平台單元110之第二側壁。第二開口143a穿過底部143a而形成。第一清潔氣體可藉由第二開口143a被釋放。

在一些實施例中，第一氣體釋放單元140可更包括複數個導引條141固定在定義第一開口177的內壁上、一第一開閉器145用以開啟以及關閉第二開口143c、以及一風扇147將第二開口143c覆蓋，用以強迫第一清潔氣體由第二開口143c排出。

導引條141相互平行排列。導引條141可導引第一清潔氣體朝向第一開口117流動，以將第一清潔氣體導向第一蓋體143的底部143a。每一導引條141具有一圓弧形狀。第一氣體釋放單元140可更包括一結合元件142。結合元件142可由定義第一開口177之內壁垂直延伸至另一內壁，以將各個導引條141相互結合。

第一開閉器145可開啟/關閉第二開口143c，以控制由第二開口143c流出的清潔氣體。例如，清潔氣體的流率可根據第二開口143c開啟的大小而定。因此，平台單元110中所殘留的粒子可有效率的藉由清潔氣體來移除。

在本發明之一些實施例中，探針台100可更包括一影像感測部件150、一驅動部件155以及一密封部件157。

參見第2圖，影像感測部件150設置於支撐晶圓之支撐盤111上方。影像感測部件150光學偵測每一形成於位於支撐盤上晶圓之晶片的位置。影像感測部件150可朝第一方向對著支撐盤111上的晶圓線性移動。

例如，影像感測部件150包括可擷取晶片之圖樣之一光學相機(未圖示)，以及用以連接光學相機至驅動部件155之一架橋(未圖示)。

驅動部件155設置於平台單元110之一內壁。驅動部件155可導引影像感測部件150之動作並且可移動影像感測部件150。例如，驅動部件155包括一線性移動導引件，在平台單元110之內壁上向第一方向延伸。

密封部件157設置於與驅動部件155平行。例如，密封部件157可延著第一方向延伸。密封部件157將驅動部件155與測試空間117隔離。因此，可防止在驅動部件155運作時所產生的粒子進入測試空間155中。

在一些實施例中，探針台100可更包括一第二氣體供給單元160以及一第二氣體釋放單元170。

再次參見第3圖，第二氣體供給單元160設置於裝載單元120上。例如第二氣體供給單元160提供一第二清潔氣體至搬運部件122。更者，第二氣體供給單元160例如可包括一風扇過濾單元(未圖示)。第二氣體供給單元160包括高效率微粒空氣過濾(HEPA)網或是超高效率過濾(ULPA)網。

第二氣體釋放單元170位於裝載單元120下方。第二氣體釋放單元170向下釋放搬運部件122中具有粒子之第二清潔氣體。第二氣體釋放單元170包括一排放孔以有效率的排放第二清潔氣體。

第二氣體供給單元160以及第二氣體釋放單元170利用順流的方式供給並釋放第二清潔氣體，以有效率的由裝載單元120中移除粒子。

[工業上的應用]

根據本發明之上述實施例，裝設於一平台單元上之各部件可防止干擾清潔氣體之氣流，以使得清潔氣體可順暢的流入平台單元。因此，可將粒子有效率的由平台單元移除。更者，裝設於一裝載單元上之各部件可防止干擾清潔氣體之氣流，以使得清潔氣體可順暢的流入裝載單元。因此，可將粒子有效率的由裝載單元移除。本發明之一些實施例可使用於多數系統中，用以測試晶圓上晶片之電性特性。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。

100．．．探針台

110．．．平台單元

111．．．支撐盤

113．．．平台

115．．．第二蓋體

117．．．測試空間

120．．．裝載單元

121．．．裝載埠

122．．．搬運部件

123．．．控制部件

125．．．預先對齊元件

126．．．第三蓋體

127．．．緩衝部件

128．．．第四蓋體

129．．．第二開閉器

130．．．第一氣體供給單元

140．．．第一氣體釋放單元

141．．．導引條

142．．．結合元件

143．．．第一蓋體

143a．．．傾斜部

143b．．．底部

143c．．．第二開口

145．．．第一開閉器

147．．．風扇

150．．．影像感測部件

155．．．驅動部件

157．．．密封部件

177．．．第一開口

160．．．第二氣體供給單元

170．．．第二氣體釋放單元

20‧‧‧卡匣

為使本發明之上述及其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉一具體之較佳實施例，並配合所附圖式做詳細說明：

第1圖為本發明一實施例中之一探針台之示意圖；

第2圖為第1圖中所示之一平台單元之示意圖；

第3圖為第1圖中所示之一裝載單元之示意圖；以及

第4圖為第1圖中所示之一第一氣體釋放單元之示意圖。

100．．．探針台

110．．．平台單元

111．．．支撐盤

113．．．平台

115．．．第二蓋體

117．．．測試空間

120．．．裝載單元

121．．．裝載埠

125．．．預先對齊元件

127．．．緩衝部件

130．．．第一氣體供給單元

140．．．第一氣體釋放單元

20．．．卡匣

Claims (14)

1. 一種探針台，包括：一平台單元具有一測試空間，用以測試形成於一晶圓上之複數個晶片；一裝載單元將該晶圓提供至該平台單元；一第一氣體供給單元設置於該平台單元之一第一側壁，該第一氣體供給單元提供一第一清潔氣體至該測試空間；以及一第一氣體釋放單元設置於該裝載單元之一第二側壁，該第一氣體釋放單元釋放該第一清潔氣體以將測試空間中之粒子移除，並且該第二側壁面對該第一側壁，其中該第二側壁包括一第一開口，該第一氣體釋放單元包括一第一蓋體將該第一開口覆蓋，並且該第一蓋體包括一傾斜部延伸自該第二側壁，並對著該第二側壁傾斜，以及一底部自該傾斜部之一下邊緣延伸至該第二側壁，該底部具有一第二開口將該第二清潔氣體向下釋放。
2. 如申請專利範圍第1項所述之探針台，其中該第一氣體釋放單元包括複數個導引條，該導引條固定於定義該第一開口之內壁以導引該第一清潔氣體向下流動，且該導引條係相互平行排列。
3. 如申請專利範圍第1項所述之探針台，其中該第一氣體釋放單元更包括一第一開閉器將該第二開口開啟或關閉。
4. 如申請專利範圍第1項所述之探針台，其中該第一 氣體釋放單元更包括一風扇，設置於與該第二開口相對應之一位置，以強制釋放該第二清潔氣體。
5. 如申請專利範圍第1項所述之探針台，其中該第一蓋體具有一C形。
6. 如申請專利範圍第2項所述之探針台，其中該第一開口係穿過該第二側壁之一下部而形成。
7. 如申請專利範圍第1項所述之探針台，其中該平台單元包括：一支撐盤支撐該晶圓；一平台設置於該支撐盤下方，該平台與該支撐盤同步線性移動；以及一第二蓋體圍繞該支撐盤，該第二蓋體具有一流線外形以使該第一清潔氣體順暢的流入該平台單元。
8. 如申請專利範圍第1項所述之探針台，更包括：一影像感測部件，利用光學偵測形成於該平台單元上之該晶圓上之一晶片之位置；一驅動部件與一第三側壁相鄰，該第三側壁連接該第一側壁與該第二側壁，且該驅動部件移動該影像感測部件；以及一密封部件由該第一側壁延伸至該第二側壁，該密封部件將該驅動部件與該測試空間隔離。
9. 如申請專利範圍第1項所述之探針台，其中該裝載單元包括：一裝載埠支撐接收該晶圓之一卡匣； 一搬運部件將該裝載埠運送至該平台單元；以及一控制部件面對該裝載埠，該控制部件控制該搬運部件；且該探針台更包括：一第二氣體供給單元設置於該搬運部件之上方，該第二氣體供給單元提供一第二清潔氣體至該搬運部件；以及一第二氣體釋放單元設置於該搬運部件下方，該第二氣體釋放單元由該搬運部件釋放該第二氣體以將該搬運部件之粒子移除。
10. 如申請專利範圍第9項所述之探針台，其中該裝載單元更包括一預先對齊元件設置於該裝載部下方，該預先對齊元件可預先對齊由該卡匣運送之該晶圓。
11. 如申請專利範圍第9項所述之探針台，其中該裝載單元更包括一第三蓋體覆蓋該控制部件，該第三蓋體具有一流線結構以導引該第二清潔氣體朝向該搬運部件。
12. 如申請專利範圍第9項所述之探針台，其中該裝載單元更包括：一緩衝部件位於該控制部件下方，該緩衝部件接收一測試晶圓；以及一第四蓋體插入於該緩衝部件以及該搬運部件之間，該第四蓋體將該搬運部件與該緩衝部件隔離，以防止該緩衝部件中之粒子進入該搬運部件中。
13. 如申請專利範圍第1項所述之探針台，其中該裝載單元包括： 一裝載埠支撐接收該晶圓之一卡匣；一搬運部件將該裝載埠運送至該平台單元；以及一第二開閉器設置於該裝載埠以及該搬運部件間之一邊界，以防止該卡匣中之粒子進入該搬運部件。
14. 如申請專利範圍第13項所述之探針台，其中該第二開閉器係由鋁或是鋁合金所製成。