TWI708069B - 探針自我校正系統及其方法 - Google Patents

Abstract

一種探針自我校正方法，其步驟包含有：更換一探針卡，該探針卡具有至少一探針，該探針具有一針尖；擷取一水平位置影像，一影像擷取單元擷取該探針卡之水平位置影像，該水平位置影像具有至少一針尖的影像；計算水平差異量，由一控制單元計算該水平位置影像中之該針尖之水平差異量，該控制單元具有該探針卡更換前之該探針卡之位置參數，該位置參數包含一水平位置參數及一垂直位置參數；以及補正水平量測位置，該控制單元結合該水平位置參數與該水平差異量成為補正後之水平位置參數，再由該控制單元補正該探針卡之水平量測位置。

Description

探針自我校正系統及其方法

一種探針自我校正系統及其方法，尤指一種能夠透過影像，而得出差異量，藉以補正探針卡之量測位置的系統及其方法。

於半導體產業中，晶片、晶圓或面板於製程中需要經過多個階段的電性檢測。現有的電性檢測方式，其係利用具有探針卡之檢測機台對承放在一載台上之面板、晶片或晶圓進行檢測。

於檢測時，探針卡的探針之針尖接觸待測物之待測位置，並將檢測結果回傳給檢測機台之控制單元，以使控制單元依據檢測結果，進而判斷待測物是否為良品或劣品。然探針卡經過一段時間使用後，探針難免會有變形或毀損的問題，所以業界的作法係直接更換探針卡。

因機械加工製造之因素，因此任二個規格相同之探針卡，於微觀角度下，二者之尺寸仍是有細微差異，故新的探針卡則要以人工進行探針位置校正，以及探針與產品之位置校正。

上述之校正皆以人工進行，因此所耗費的時間成本極高，而且精準度較差。所以能提高精準度與降低時間成本的位置校正之裝置或方法就有可討論的空間。

有鑑於此，本發明主要目的在於，提出一種探針自我校正方法及其系統，其係透過所擷取的影像，而得出垂直差異量或水平差異量，再將垂直差異量或水平差異量結合垂直位置參數或水平位置參數，而得出補正後的垂直位置參數或水平位置參數，進而補正探針卡之垂直量測位置或水平量測位置，並能達到降低時間成本與提升精準度的效果。

為達上述目的，本發明所提出的一種探針自我校正方法，其步驟包含有： 更換一探針卡，該探針卡具有至少一探針，該探針具有一針尖； 擷取一水平位置影像，一影像擷取單元擷取該探針卡之水平位置影像，該水平位置影像具有至少一針尖的影像； 計算水平差異量，由一控制單元計算該水平位置影像中之該針尖之水平差異量，該控制單元具有該探針卡更換前之該探針卡之位置參數，該位置參數包含一水平位置參數及一垂直位置參數；以及 補正水平量測位置，該控制單元結合該水平位置參數與該水平差異量成為補正後之水平位置參數，再由該控制單元補正該探針卡之水平量測位置。

於一實施例，該水平位置參數包含有X軸向位置參數、Y軸向位置參數或角度位置參數；該水平差異量包含X軸向位置差異量、Y軸向位置差異量或角度位置差異量。

於一實施例，更包含有一計算垂直差異量之步驟，該控制單元控制該探針卡於垂直方向接近一荷重元，若偵測到該荷重元之數值有變化，則判斷該探針接觸到該荷重元，該控制單元據以計算出該探針之垂直差異量。或者該控制單元控制該探針卡於垂直方向接近一基準墊，且該影像擷取單元對該針尖進行影像擷取，並將影像傳輸給該控制單元，當該控制單元偵測該針尖於水平方向有相對位移時，判斷該針尖已接觸基準墊，該控制單元計算此刻垂直位置相對該垂直位置參數之差值而成為一垂直差異量。

本發明復提出一種探針自我校正系統，其係應用於至少一探針卡，該探針自我校正系統包含有： 一載台； 一控制單元； 一移動單元，其係設於該載台，該移動單元係電性連接該控制單元，且受控於該控制單元而可移載該探針卡；以及 一影像擷取單元，其係電性連接該控制單元，並擷取該探針卡之探針的影像。

綜合上述，本發明之本發明之探針自我校正系統及其方法，其係利用影像擷取單元擷取探針卡之探針的針尖之影像，控制單元依據該影像，而得出水平差異量與垂直差異量，再藉由水平差異量或垂直差異量，以補正水平位置參數或垂直位置參數。藉以無須使用產品作為基準片，以進行位置校正。同時，亦可無須人工進行探針位置校正。所以本發明係能夠達到提高精準度與降低時間成本的優點。

請配合參考第1圖所示，本發明係一種探針自我校正系統，其包含有一載台10、一控制單元11、一移動單元12與至少一影像擷取單元13。

載台10具有一荷重元或基準墊100。載台10係可用以承載一待測件，待測件可為一晶片、一晶圓或一面板。

移動單元12係設置於載台10。移動單元12係電性連接控制單元11。移動單元12係供至少一探針卡14設置。探針卡14具有至少一探針140。各探針140具有至少一針尖141。控制單元11係可控制移動單元12作動進而移載探針卡14。

影像擷取單元13係電性連接控制單元11，並位於移動單元12的上方、一側或下方之位置，該位置係依據實際需求而調整。請配合參考第2圖所示，影像擷取單元13尚包括有一基準標記130，於擷取影像時係可將基準標記130同時納入影像中。基準標記130可為一十字線或一基準標點。

上述之載台10、移動單元12、探針卡14、探針卡14上之針尖141、影像擷取單元13的各部件相互之間的位置關係（位置參數）於初始設定完成後即儲存於控制單元11，因而移動單元12係可移載探針卡14於空間中相對載台10運動，亦即探針卡14係可相對載台10作平移或旋轉。

請配合參考第3圖所示，本發明係一種探針自我校正方法，其步驟包含有：

步驟S1，更換一探針卡。將原位於移動單元12，並經過一段使用時間的探針卡14取下，並更換一新的探針卡14。探針卡14具有至少一探針140。各探針140具有至少一針尖141。

由於載台10、移動單元12及影像擷取單元13的部件未有變動，而其相互之位置關係仍保持不變；但，因更換另一探針卡14，使得更換後探針卡14與移動單元12之位置關係產生變動而需要校正。

若更進一步說明是上述之載台10、移動單元12及影像擷取單元13的各部件之間的相互位置關係，若在更換探針卡14的過程中有因人為所致之變動，此時可利用控制單元11透過一初始化之作業而再重新找回載台10、移動單元12及影像擷取單元13之相互位置關係。

步驟S2，擷取一水平位置影像。位於移動單元12上方、一側或下方的影像擷取單元13係擷取探針卡14之探針140的水平位置影像。水平位置影像包含有至少一針尖141的影像。影像擷取單元13係將水平位置影像傳送給控制單元11。請配合參考第2圖所示，水平位置影像包含有一基準標記130，水平差異量為水平位置影像中針尖141與基準標記130之位置差異量。基準標記130可為一十字線或一基準標點。

舉例而言，控制單元11依更換前之探針卡14所對應之位置參數來控制移動單元12移載更換後之探針卡14至已知位置關係之一參考點，此時由影像擷取單元13所擷取之影像即如第2圖所示，基準標記130係更換前探針卡14之探針140的針尖141所預期應該出現之位置，然而在更換後的探針卡14 之探針140的針尖141位置與基準標記130已有明顯之差異量。

另外，本發明不限制先更換探針卡14後再控制其移動至參考點，且上述之參考點係為是一個已知各部件位置關係之預定位置，於參考點之位置上，控制單元11已知載台10、移動單元12、影像擷取單元13之相互位置關係。

又，本發明可在控制單元11已知載台10、移動單元12、影像擷取單元13及更換前探針卡14等部件相互之位置關係下，進行探針卡14之更換；亦即，在第2圖中所示之基準標記130係原本更換前探針卡14上的探針140之針尖141所應該出現位置。

步驟S3，計算水平差異量。控制單元計11算水平位置影像中之至少一針尖141之水平差異量，控制單元11具有探針卡14更換前，探針卡14上之探針140之位置參數，而控制單元11係依據前述位置參數而控制移動單元12移載探針卡14於空間中相對載台10運動。

上述之位置參數包含一水平位置參數及一垂直位置參數。該水平位置參數包含有X軸向位置參數、Y軸向位置參數或角度位置參數；該水平差異量包含X軸向位置差異量、Y軸向位置差異量或角度位置差異量。

步驟S4，補正水平量測位置。控制單元11結合水平位置參數與水平差異量成為補正後之水平位置參數，控制單元11係以補正後之水平位置參數控制移動單元12，以使移動單元12補正探針卡14之水平量測位置，亦即，控制單元11將對應更換前探針141之水平位置參數結合經步驟S3所計算出之水平差異量，而補正成為更換後探針141之水平位置參數。

若更進一步說明，控制單元11便可使用補正後之水平位置參數並透過移動單元12而移載探針卡14進行移動，此時，若再藉由影像擷取單元13進行擷取影像，則經位置補正後之針尖141將會與基準標記130重疊。

步驟S5，計算垂直差異量。若荷重元或基準墊100為一荷重元。控制單元11控制移動單元12垂直位移，以使探針卡14於垂直方向接近一荷重元(Load Cell)，若偵測到該荷重元之數值有變化，則控制單元11判斷探針141接觸到該荷重元，控制單元11依據移動單元12移載探針卡14於垂直方向的移動距離，與在更換探針卡14前之垂直位置參數進行計算，以計算出更換探針140前後之垂直差異量。荷重元係電性連接控制單元11。

或者，若荷重元或基準墊100為一基準墊。控制單元11控制移動單元12，以使探針卡14於垂直方向接近一基準墊，並且影像擷取單元13對針尖141進行影像擷取，並將影像傳輸給控制單元11，當控制單元11依據該影像，而偵測針尖141於水平方向有相對位移時，判斷針尖141已接觸基準墊，控制單元11依據移動單元12移載探針卡14於垂直方向的移動距離，與在更換探針卡14前之垂直位置參數進行計算，以計算出更換探針140前後之垂直差異量。

於另一實施中，經步驟S5之後，更換後之探針卡14上之探針141已與設於影像擷取單元13之基準標記130重疊，而當移動單元12垂直移載探針卡14，使得探針140觸及基準墊100時，此時探針140因接觸力而有彈性變形，致使針尖141不再與基準標記130重疊，如此控制單元11便可判斷探針140已接觸基準墊，此時控制單元11依據移動單元12移載該探針卡14於垂直方向的移動距離，與在更換探針卡14前之垂直位置參數進行計算，以計算出更換探針140前後之垂直差異量。

步驟S6，補正垂直量測位置。控制單元11結合垂直位置參數與垂直差異量成為補正後之垂直位置參數，控制單元11將垂直位置參數提供給移動單元12，以使移動單元12補正探針卡14之垂直量測位置，亦即，該控制單元11可依補正後之垂直位置參數透過移動單元12而移載探針卡14進行移動，因而控制單元11便可控制移動單元12來移載更換後之探針卡14相對載台10相對運動。

綜合上述，本發明之探針自我校正系統及其方法，其係利用影像擷取單元13擷取探針卡14之探針140的針尖141之影像，控制單元11依據該影像，而得出因更換探針卡14所導致更換前後之針尖141的水平差異量與垂直差異量，再藉由水平差異量或垂直差異量，以補正水平位置參數或垂直位置參數。藉以無須使用產品作為基準片，以進行位置校正。同時，亦可無須人工進行探針位置校正。所以本發明係能夠達到提高精準度與降低時間成本的優點。

10	載台
100	荷重元或基準墊
11	控制單元
12	移動單元
13	影像擷取單元
130	基準標記
14	探針卡
140	探針
141	針尖
S1~S6	步驟

第1圖係本發明之一種探針自我校正系統之示意圖。 第2圖係一基準標記之示意圖。 第3圖係本發明之一種探針自我校正方法之流程圖。

S1~S6

步驟

Claims (8)

1. 一種探針自我校正方法，其步驟包含有：更換一探針卡，該探針卡具有至少一探針，該探針具有一針尖；擷取一水平位置影像，一影像擷取單元擷取該探針卡之水平位置影像，該水平位置影像具有至少一針尖的影像，該影像擷取單元尚包含有一基準標記；計算水平差異量，該水平差異量係為該針尖相對該基準標記之位置差異量，由一控制單元計算該水平位置影像中之該針尖之水平差異量，該控制單元具有該探針卡更換前之該探針卡之位置參數，該位置參數包含一水平位置參數及一垂直位置參數；以及補正水平量測位置，該控制單元結合該水平位置參數與該水平差異量成為補正後之水平位置參數，再由該控制單元補正該探針卡之水平量測位置。
2. 如申請專利範圍第1項所述之探針自我校正方法，其中該水平位置參數包含有X軸向位置參數、Y軸向位置參數或角度位置參數；該水平差異量包含X軸向位置差異量、Y軸向位置差異量或角度位置差異量。
3. 如申請專利範圍第1項所述之探針自我校正方法，其更包含有一計算垂直差異量之步驟，該控制單元控制該探針卡於垂直方向接近一荷重元，若偵測到該荷重元之數值有變化，則判斷該探針接觸到該荷重元，該控制單元據以計算出該探針之垂直差異量。
4. 如申請專利範圍第1項所述之探針自我校正方法，其更包含有一計算垂直差異量之步驟，該控制單元控制該探針卡於垂直方向接近一基準墊，且該影像擷取單元對該針尖進行影像擷取，並將影像傳輸給該控制單元，當該控制單元偵測該針尖於水平方向有相對位移時，判斷該針尖已接觸基準墊，該控制單元依據一移動單元移載該探針卡於垂直方向的移動距離與在更換該探針卡前之垂直位置參數進行計算，以計算出更換該探針前後之垂直差異量。
5. 如申請專利範圍第3或4項所述之探針自我校正方法，其更包含有一補正垂直量測位置之步驟，其係由該控制單元結合該垂直位置參數與該垂直差異量成為補正後之垂直位置參數，再由該控制單元補正該探針卡之垂直量測位置。
6. 如申請專利範圍第1項所述之探針自我校正方法，其中該基準標記係可為一十字線或一基準標點。
7. 一種探針自我校正系統，其係應用於至少一探針卡，該探針自我校正系統包含有：一載台；一控制單元；一移動單元，其係設於該載台，該移動單元係電性連接該控制單元，且受控於該控制單元而可移載該探針卡；以及一影像擷取單元，其係電性連接該控制單元，並擷取該探針卡之探針的影像，該影像擷取單元尚包含有一基準標記，該基準標記係可為一十字線或一基準標點。
8. 如申請專利範圍第6項所述之探針自我校正系統，其中該影像擷取單元係位於該探針卡的上方、下方或一側；該載台具有一荷重元或一基準墊。

Images