TWI641852B - Substrate inspection device - Google Patents
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Abstract
提供一種可高效率地進行半導體元件之電性特性之檢查的基板檢查裝置。
探測器(10)，係具備有：探針卡(15)，具有接觸於形成在晶圓(W)之半導體元件之各電極的複數個探針(17)；及測試箱(14)，電性連接於該探針卡(15)，探針卡(15)之卡側檢測電路，係重現安裝有從晶圓(W)切出而製作成產品之半導體元件的電路構成，例如功能擴充卡的電路構成，測試箱(14)之箱側檢測電路(21)，係重現安裝有半導體元件的電路構成，例如母板電路構成的一部分。
Description
本發明，係關於不用將形成於基板之半導體元件從該基板切出而進行檢查的基板檢查裝置。
已知一種探測器，其係作為檢查形成於作為基板之半導體晶圓(以下，僅稱為「晶圓」)的半導體元件，例如功率元件或記憶體之電性特性的基板檢查裝置。
探測器，係具備有：探針卡，具有多數個探針；及平台，載置晶圓，並在上下左右自在地進行移動，使探針卡之各探針接觸於半導體元件所具有的電極焊墊或焊錫凸塊，且藉由從各探針使檢查電流流動至電極焊墊或焊錫凸塊的方式，檢查半導體元件之電性特性(例如，參閱專利文獻1)。
以往，探測器雖係具備有屬於測定半導體元件之電性特性例如電阻之專用電路的IC測試器，但由於IC測試器之電路構成係與安裝有製作成產品之半導體元件的電路基板例如母板或功能擴充卡的電路構成不同，故無法在已安裝了IC測試器的狀態中進行半導體元件的檢
查，作為結果，存在有下述問題：在將半導體元件安裝於功能擴充卡等的情況下，發現了IC測試器中，未檢測到之半導體元件故障。近年來，伴隨著母板或功能擴充卡所進行之處理的複雜化、高速化，導致母板或功能擴充卡的電路構成亦複雜化，且與IC測試器之電路構成的差異變大，故上述的問題更加明顯。
因此，為了保證半導體元件之品質，除了由IC測試器進行檢查之外，再加上將從晶圓切出而製作成產品的半導體元件安裝於母板或功能擴充卡後，於母板或功能擴充卡出貨前，再次進行半導體元件之檢查例如動作確認檢測。另外，將像這樣的安裝狀態下之檢查稱作系統層次測試。
[專利文獻1]日本特開平7-297242號公報
然而，在將半導體元件安裝於母板或功能擴充卡的狀態下，發現半導體元件故障時，則會白白浪費直至目前為止的製造工時或材料等。
本發明之目的，係提供一種不會白白浪費製造工時或材料等，而能夠高效率地進行半導體元件之電性
特性的檢查之基板檢查裝置。
為了達成上述目的，申請專利範圍第1項記載的基板檢查裝置，係具備有：探針卡，具有接觸於形成在基板之半導體元件之各電極的複數個探針；及測試箱，電性連接於該探針卡，該基板檢查裝置，其特徵係，前述探針卡及前述測試箱，係至少重現安裝有從前述基板切出之前述半導體元件的電路構成。
申請專利範圍第2項記載的基板檢查裝置，係在申請專利範圍第1項記載的基板檢查裝置中，前述探針卡，係重現安裝有前述半導體元件之功能擴充卡的電路構成，前述測試箱，係重現連接有前述功能擴充卡之母板的電路構成。
申請專利範圍第3項記載的基板檢查裝置，係在申請專利範圍第2項記載的基板檢查裝置中，為MPU(Main Processing Unit)、APU(Accelerated ProcessingUnit)、GPU(Graphics Processing Unit)或RF調諧器，前述功能擴充卡，係安裝有MPU、APU、GPU或RF調諧器之任一的卡。
申請專利範圍第4項記載的基板檢查裝置，係在申請專利範圍第1~3項中任一項記載的基板檢查裝置中，更具備有供給前述基板的裝載器，前述裝載器係具有基本部，該基本部係重現與安裝有前述半導體元件之各
種電路構成共同的部分。
申請專利範圍第5項記載的基板檢查裝置，係在申請專利範圍第1~4項中任一項記載的基板檢查裝置中，前述探針卡及前述測試箱，係彼此以可撓式的配線予以電性連接。
申請專利範圍第6項記載的基板檢查裝置，係在申請專利範圍第1~5項中任一項記載的基板檢查裝置中，前述測試箱，係具有可安裝基板的框架，該基板係具備安裝有前述半導體元件的電路構成。
根據本發明，由於探針卡及測試箱係至少重現安裝有從基板切出之半導體元件的電路構成，因此，在切出形成於基板之半導體元件前，能夠在與該半導體元件被安裝於電路構成之狀態相同的狀態下，檢查電性特性。其結果，不用從基板切出半導體元件，就能夠提早檢測安裝於電路構成之狀態下所檢測的故障，而不會白白浪費工時或材料，故可高效率地進行半導體元件之電性特性的檢查。
W‧‧‧晶圓
10‧‧‧探測器
13‧‧‧裝載器
14‧‧‧測試箱
15‧‧‧探針卡
16‧‧‧配線
21‧‧‧箱側檢測電路
24‧‧‧框架
25‧‧‧基座單元
[圖1]概略地說明作為本發明之實施形態之基板檢查裝置之探測器之構成的立體圖。
[圖2]概略地說明作為本實施形態之基板檢查裝置之探測器之構成的正視圖。
[圖3]概略地表示圖1及圖2之探針卡之構成的圖，圖3(A)係平面圖，圖3(B)係側視圖，圖3(C)係正視圖。
[圖4]概略地表示圖1及圖2中之測試箱之內部構造的平面圖，圖4(A)係表示本實施形態之內部構造的圖，圖4(B)係表示本實施形態之第1變形例之內部構造的圖，圖4(C)係表示本實施形態之第2變形例之內部構造的圖。
以下，參照圖面說明本發明的實施形態。
圖1，係概略地說明作為本實施形態之基板檢查裝置之探測器之構成的立體圖，圖2係同正視圖。在圖2中，內建於後述之本體12、裝載器13及測試箱14的構成要素，係以虛線予以表示。
在圖1及圖2中，探測器10，係具備有：本體12，內建有載置晶圓W之平台11；裝載器13，配置為鄰接於該本體12；及測試箱14，配置為覆蓋本體12，且對屬於形成於晶圓W之被檢查元件的半導體元件進行電性特性的檢查。
本體12係呈現內部為空洞的殼體形狀，在該內部係除了上述的平台11以外，另配置有與該平台11相
對向的探針卡15，探針卡15係與晶圓W相對向。在探針卡15之與晶圓W相對向的下面，係對應於晶圓W之半導體元件的電極焊墊或焊錫凸塊而配置有多數個探針17。
晶圓W，係以相對於平台11之相對位置不會偏移的方式，被固定於該平台11，平台11，係可水平方向及上下方向地進行移動，而調整探針卡15及晶圓W的相對位置，並使半導體元件之電極焊墊等抵接於各探針17。
測試箱14，係呈現方體形狀，在覆蓋本體12時，經由可撓式的配線16，與探針卡15電性連接。
裝載器13，係取出被收容至屬於搬送容器之FOUP(未圖示)之形成有半導體元件的晶圓W，並載置到本體12之內部的平台11，又，將半導體元件之電性特性之檢查已結束的晶圓W從平台11去除，並收容到FOUP。
圖3，係概略地表示圖1及圖2之探針卡之構成的圖，圖3(A)係平面圖，圖3(B)係側視圖，圖3(C)係正視圖。
在圖3(A)~圖3(C)中，探針卡15，係具有：負載板18，搭載有卡側檢測電路(未圖示)；加強板19，防止該負載板18翹曲等之井桁狀的框架；梁20，補強該加強板19；及多數個探針17，配置於負載板18的下面。
各探針17，係連接於卡側檢測電路，並將來
自抵接之半導體元件之各電極焊墊或焊錫凸塊的電信號傳達至卡側檢測電路。卡側檢測電路，係構成為重現安裝有從晶圓W切出而製作成產品之半導體元件的電路構成，例如重現功能擴充卡的電路構成。另外，在本實施形態中，雖然半導體元件為MPU(Main Processing Unit)，卡側檢測電路是重現擴充卡的電路構成，但半導體元件並不限於MPU，又，卡側檢測電路所重現之電路構成亦不限於擴充卡的電路構成。
回到圖1及圖2，測試箱14，係具有：板體23，搭載箱側檢測電路21及由SSD(Solid State Drive)等所構成的硬碟22；及框架24，支撐該板體23。
配線16，係從探針卡15之卡側檢測電路將電信號傳達至箱側檢測電路21。箱側檢測電路21，係構成為具有檢查控制單元或記錄單元(皆未圖示)，且重現連接有功能擴充卡的電路構成，例如重現母板電路構成的一部分。在探測器10中，係藉由更換測試箱14所具有之箱側檢測電路21的方式，重現安裝有半導體元件之複數種電路構成的一部分。另外，箱側檢測電路21所再現的電路構成並不限於母板的電路構成。
裝載器13，係內藏有由電源、控制器或簡單的測定模組所構成的基座單元25(基本部)。基座單元25，係藉由配線26連接於箱側檢測電路21，基座單元25的電源，係對箱側檢測電路21或經由該箱側檢測電路21對卡側檢測電路供給電力，且控制器係指示開始對箱側檢
測電路21進行半導體元件之電性特性的檢查。
如上述，在探測器10中，雖係藉由更換箱側檢測電路21，重現安裝有半導體元件的複數種電路構成，例如重現複數種母板之電路構成的一部分，但基座單元25係重現與安裝有半導體元件之各種電路構成共同的部分。亦即，箱側檢測電路21及基座單元25會一起動作，重現作為全體的電路構成。
在探測器10中，係在進行半導體元件之電性特性的檢查時，例如箱側檢測電路21的檢查控制單元，係將應處理的資料發送到作為MPU的半導體元件，並根據來自卡側檢測電路的電信號，來判定所發送的資料是否已被半導體元件正確處理。
又，在探測器10中，卡側檢測電路、箱側檢測電路21及基座單元25中之相當於安裝有半導體元件之功能擴充卡的卡側檢測電路，係物理性地被配置於最接近半導體元件。藉此，在檢查電性特性時，能夠儘可能地抑制因半導體元件及檢測電路之間的配線長所帶來的影響，例如能夠儘可能抑制配線電容之變化的影響，並能夠在極接近作為實機之電腦中之配線環境的配線環境下進行檢查，該實機係具備安裝有半導體元件的電路構成。
圖4，係概略地表示圖1及圖2中之測試箱之內部構造的平面圖，圖4(A)係表示本實施形態之內部構造的圖，圖4(B)係表示本實施形態之第1變形例之內部構造的圖，圖4(C)係表示本實施形態之第2變形
例之內部構造的圖。
如圖4(A)~圖4(C)所示，在測試箱14中，框架24，係涵蓋測試箱14之側壁內側的全周並從該側壁朝向內部突出。又，在框架24中，係設有複數個安裝孔27，利用任意的螺栓孔27，藉由螺栓(未圖示)將板體23固定於框架24，藉此，可將該板體23配置於所期望的位置，又，可變更安裝於測試箱14之板體23的個數(圖4(B))，且可為不同形狀的板體23a(圖4(C))。在探測器10中，由於箱側檢測電路21被搭載於板體23，故藉由更換板體23的方式，來更換測試箱14所具有的箱側檢測電路21。
根據本實施形態之探測器10，由於探針卡15之卡側檢測電路，係重現安裝有從晶圓W切出而製作成產品之半導體元件的電路構成，例如重現功能擴充卡的電路構成，測試箱14之箱側檢測電路21，係重現安裝有半導體元件的電路構成，例如重現母板電路構成的一部分，故可在切出形成於晶圓W的半導體元件之前，在與該半導體元件被安裝於電路構成之狀態相同的狀態下，對半導體元件的電性特性進行檢查。其結果，不用從晶圓W切出半導體元件，就能夠提早檢測安裝於作為實機之電腦的狀態下所檢測的故障，而不會白白浪費工時或材料，故可高效率地進行半導體元件之電性特性的檢查，該實機係具備安裝有半導體元件的電路構成。
又，在上述的探測器10中，係使重現安裝有
半導體元件的電路構成分擔於測試箱14及探針卡15，故藉由更換測試箱14(具體而言，係搭載有箱側檢測電路21的板體23)或探針卡15並改變測試箱14及探針卡15之組合的方式，可輕易改變安裝有半導體元件的電路構成，且可在多種電路構成中，輕易進行半導體元件之電性特性的檢查。
且，在上述的探測器10中，由於裝載器13係具有基座單元25(該基座單元25，係重現與安裝有半導體元件之各種電路構成共同的部分)，故可簡化以測試箱14進行重現之安裝有半導體元件之電路構成的一部分，從而可降低組入至測試箱14之箱側檢測電路21的單價。
又，在上述的探測器10中，由於探針卡15及測試箱14係彼此以可撓式的配線16予以電性連接，故即使改變探針卡15或測試箱14中之電路構成並改變配線的連接部位，例如即使改變端子的位置，亦可藉由配線16輕易地再次電性連接探針卡15及測試箱14。
且，在上述的探測器10中，由於測試箱14係具有可固定各種板體23的框架24，故可藉由更換被固定之板體23的方式，來將各種箱側檢測電路21輕易地安裝於測試箱14。
又，在上述的探測器10中，由於合作重現安裝有半導體元件之電路構成之探針卡15的卡側檢測電路、測試箱14的箱側檢測電路21及裝載器13的基座單
元25係被分散配置，故可提升配置的自由度而有效率地配置該些，且與以往的探測器相比，可不必增加配置有卡側檢測電路、箱側檢測電路21及基座單元25之探測器10的設置面積。又，在以往的探測器中，配置於本體上的測試頭雖係具有所有的測定電路，但在探測器10中，由於測試箱14僅具有箱側檢測電路21，故與以往的測試頭相比，可大幅縮小測試箱14的大小。藉此，可簡化、省略用於將測試箱14裝設於本體12的機構，從而可簡化探測器10的構成。
以上，雖使用上述實施形態說明關於本發明，但本發明並不限定於上述實施形態者。
例如，在上述的探測器10中，測試箱14及探針卡15雖係一起動作而重現安裝有半導體元件的電路構成，但亦可僅以測試箱14重現安裝有半導體元件的電路構成。在該情況下，由於探針卡15僅收授檢查信號，故能夠簡化探針卡15的構成。
又，在上述實施形態中，雖然箱側檢測電路21係重現母板的電路構成，卡側檢測電路係重現功能擴充卡的電路構成，但箱側檢測電路21所重現的電路構成並不限於母板的電路構成，又，卡側檢測電路所重現的電路構成並不限於擴充卡的電路構成。亦即，卡側檢測電路或箱側檢測電路21所重現的電路構成，係只要是安裝有半導體元件的電路構成即可。又，半導體元件其構成亦沒有特別限定，例如在卡側檢測電路所重現的電路構成為擴
充卡的電路構成時，半導體元件係亦可為MPU(Main Processing Unit)；在箱側檢測電路21所重現的電路構成為母板的電路構成時，半導體元件係亦可為APU(Accelerated Processing Unit)或GPU(Graphics Processing Unit)；在卡側檢測電路或箱側檢測電路21所重現的電路構成為電視的電路構成時，半導體元件係亦可為RF調諧器。
Claims (5)
- 一種基板檢查裝置，係具備有：探針卡，具有接觸於形成在基板之半導體元件之各電極的複數個探針；及測試箱，電性連接於該探針卡，該基板檢查裝置，其特徵係，前述探針卡及前述測試箱，係至少重現安裝有從前述基板切出之前述半導體元件的電路構成，前述探針卡，係重現安裝有前述半導體元件之功能擴充卡的電路構成，前述測試箱，係重現連接有前述功能擴充卡之母板的電路構成。
- 如申請專利範圍第1項之基板檢查裝置，其中，前述半導體元件，係MPU(Main Processing Unit)、APU(Accelerated Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)或RF調諧器，前述功能擴充卡，係安裝有MPU、APU、GPU或RF調諧器之任一的卡。
- 如申請專利範圍第1或2項之基板檢查裝置，其中，更具備有供給前述基板的裝載器，前述裝載器，係具有基本部，該基本部係重現與安裝有前述半導體元件之各種電路構成共同的部分。
- 如申請專利範圍第1或2項之基板檢查裝置，其中，前述探針卡及前述測試箱，係彼此以可撓式的配線予 以電性連接。
- 如申請專利範圍第1或2項之基板檢查裝置，其中，前述測試箱，係具有可安裝基板的框架，該基板係具備安裝有前述半導體元件的電路構成。
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