TWI718773B - 探測設備的操作方法 - Google Patents

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Abstract

本揭露提供一種探測設備的操作方法。該操作方法包括提供一載台、一探針卡，以及一檢查模組，該載台經配置以支撐一待測元件，該探針卡設置在該待測元件上並具有一探針，該檢查模組經配置以決定該待測元件與該探針之位置。該操作方法還包括藉由該檢查模組決定一待測元件的一第一位置；移動該探針卡以使該探針的一第一位置對準該待測元件的該第一位置；該載台朝向該探針移動；藉由一溫度控制裝置將該探針的一溫度調整到一預定溫度；在調整該探針的溫度後，藉由該檢查模組決定該探針的一第二位置；移動該探針卡以依據所決定的該探針的該第二位置，將該探針對準該待測元件的位置；以及探測該待測元件。

Description

探測設備的操作方法
本揭露係關於一種探測設備的操作方法。特別是關於用於測試一半導體元件的一種探測設備的操作方法。
在製造之後，例如具有多個晶粒之一晶圓的一半導體待測元件(semiconductor device under test，DUT)係由一探測設備進行測試。為了選擇並拋棄不符合產品規格的該等待測元件，一探針卡(probe card)用來測試待測元件的電子特性。傳統上，探針卡依據待測元件之多個接觸墊的規格與位置進行設計。為了實現精確的電性測試，一探針卡具有複數個探針(probes)，且每一探針的位置精確地調整到符合待測元件的規格。
據此，控制探針卡的對準而沒有人為干預，是有持續的需要。
上文之「先前技術」說明僅係提供背景技術，並未承認上文之「先前技術」說明揭示本揭露之標的，不構成本揭露之先前技術，且上文之「先前技術」之任何說明均不應作為本案之任一部分。
本揭露之一實施例提供一種探測設備的操作方法。該操作方法包括提供一載台、一探針卡以及一檢查模組，該載台經配置以支撐一待測元件，該探針卡設置在該待測元件上並具有一探針，該檢查模組經配置以決定該待測元件與該探針之位置；藉由該檢查模組決定該待測元件的一第一位置；移動該探針卡，以將該探針的一第一位置對準該待測元件的該第一位置；將該載台朝向該探針移動；藉由一溫度控制裝置將該探針的一溫度調整到一預定溫度；在調整該探針的該溫度之後，藉由該檢查模組決定該探針的一第二位置；依據所決定的該探針的該第二位置，移動該探針卡以使該探針對準該待測元件；以及探測該待測元件。
在本揭露之一些實施例中，藉由該探針卡自動地移動，使該探針的該第一位置對準該待測元件的該第一位置，而藉由該探針卡自動地移動，使該探針的該第二位置對準該待測元件的該第一位置。
在本揭露之一些實施例中，該檢查模組根據該自動對準以光學地檢查該探針與該待測元件。
在本揭露之一些實施例中，該檢查模組包括一第一相機以及一第二相機，該第一相機配置在該待測元件上方並經配置以光學地檢查該待測元件，該第二相機配置在該探針下方並經配置以光學地檢查該探針。
在本揭露之一些實施例中，該待測元件的該第一位置由該第一相機所決定，該探針的該第一位置與該第二位置由該第二相機所決定。
在本揭露之一些實施例中，該探針卡的移動包括操作一馬達系統，以自動地移動一探測座台以及連接於該探測座台的該探針卡。
在本揭露之一些實施例中，其中該探針卡的移動包括操作該馬達系統以使該探測座台在平行該平台的一第一方向、平行該平台並正交該第一方向的一第二方向，以及朝向或遠離該載台的一第三方向移動。
在本揭露之一些實施例中，該探針卡的移動包括操作該馬達系統以使該探針卡在平行該載台的一第一方向、平行該載台並正交該第一方向的一第二方向，以及朝向或遠離該載台的一第三方向移動，且使該探針卡相對該探測座台軸向地轉動。
在本揭露之一些實施例中，在該載台朝向該探針卡移動之後，該探針最接近並配置在該待測元件之該第一位置的上方。
在本揭露之一些實施例中，該探針與該待測元件的該第一位置之間的一距離，大於0。
在本揭露之一些實施例中，在調整該探針的該溫度之後，該待測元件從該第一位置平移到該第二位置。
在本揭露之一些實施例中，該探針根據該待測元件的探測而接觸該待測元件。
在本揭露之一些實施例中，所述之操作方法還包括在該待測元件的探測之前，藉由該檢查模組的一顯微鏡檢查該探針之該第二位置與該待測元件之該第一位置的對準。
在本揭露之一些實施例中，該探針從該第一位置平移到該第二位置。
在本揭露之一些實施例中，所述之操作方法還包括：在調整該探針的該溫度之後，藉由該檢查模組決定該待測元件的一第二位置；以及依據所決定的該待測元件之該第二位置，移動該待測元件以使該探針對準該待測元件。
上文已相當廣泛地概述本揭露之技術特徵及優點，俾使下文之本揭露詳細描述得以獲得較佳瞭解。構成本揭露之申請專利範圍標的之其它技術特徵及優點將描述於下文。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，可相當容易地利用下文揭示之概念與特定實施例可作為修改或設計其它結構或製程而實現與本揭露相同之目的。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者亦應瞭解，這類等效建構無法脫離後附之申請專利範圍所界定之本揭露的精神和範圍。
本揭露之以下說明伴隨併入且組成說明書之一部分的圖式，說明本揭露之實施例，然而本揭露並不受限於該實施例。此外，以下的實施例可適當整合以下實施例以完成另一實施例。
「一實施例」、「實施例」、「例示實施例」、「其他實施例」、「另一實施例」等係指本揭露所描述之實施例可包含特定特徵、結構或是特性，然而並非每一實施例必須包含該特定特徵、結構或是特性。再者，重複使用「在實施例中」一語並非必須指相同實施例，然而可為相同實施例。
為了使得本揭露可被完全理解，以下說明提供詳細的步驟與結構。顯然，本揭露的實施不會限制該技藝中的技術人士已知的特定細節。此外，已知的結構與步驟不再詳述，以免不必要地限制本揭露。本揭露的較佳實施例詳述如下。然而，除了詳細說明之外，本揭露亦可廣泛實施於其他實施例中。本揭露的範圍不限於詳細說明的內容，而是由申請專利範圍定義。
圖1為依據本揭露一些實施例中一種探測設備100的操作方法S800之流程示意圖。圖2為依據本揭露一些實施例中用於執行該操作方法之一種探測設備100之剖視示意圖。參考圖1，在本揭露中，揭露用於操作一種探測設備100的操作方法S800。該操作方法具有許多操作，且其描述與圖示並未意指該等操作順序之限制。操作方法S800包括如圖1所示的許多操作S801、S802、S803、S804、S805、S806、S807、S808。在一些實施例中，操作S801、S802、S803、S804、S805、S806、S807、S808可由如圖2所示的探測設備100所執行。
請參考圖2，探測設備100包括一載台(chuck)111、一平台(platform)113、一探針卡(probe card)131以及一檢查模組(inspection module)141，載台113經配置以支撐一待測元件(DUT)200，平台113具有一開口(opening)114並位在載台111上方，探針卡131設置在待測元件200上方並具有一探針(probe)132，檢查模組141經配置以決定待測元件200與探針132之位置。
在一些實施例中，一外殼(housing)122經配置以界定出一測試腔室(testing chamber)123。載台111與待測元件200設置在測試腔室123中。在一些實施例中，載台111沿著一第三方向Z朝向或遠離探針卡131而可移動。在一些實施例中，開口114具有一矩形形狀、一圓形形狀，或多邊形形狀。
在一些實施例中，一探測座台(probing stage)152連接探針卡131。在一些實施例中，探針卡131的移動包括操作一第一馬達系統151以自動地移動探測座台152以及連接於探測座台152的探針卡131。在一些實施例中，探測設備100配備有複數個探針卡131，以便同時在待測元件200的許多晶粒上執行探測(probing)。在一些實施例中，複數個探針卡131設置在待測元件200上方，且該等探針卡131可同時或分開檢查待測元件200。在一些實施例中，每一探針卡131連接到相對應的一探測座台152。在一些實施例中，該等探測座台152相互間隔設置。所有的探測座台152可具有一相同尺寸與形狀，並可由第一馬達系統151所控制，但本揭露並不以此為限。在一些實施例中，探測設備100具有複數個第一馬達系統151，其中每一探針卡131可由相對應的一第一馬達系統151所控制。
在一些實施例中，相鄰的探測座台152之間的一距離，可依據不同參數來決定。舉例來說，該等參數包括該等探測座台152的數量、每一探測座台152的移動速度、每一探測座台152的尺寸、待測元件200或在探測元件200上之接觸墊206的位置、待測元件200的設計規範，以及其他所屬技術領域中具有通常知識者所熟知的參數。在一些實施例中，該等探測座台152的該等相鄰對之間的距離可依據所需而為相同或不同。
在一些實施例中，第一馬達系統151經配置以依據由檢查模組141光學地獲得之資訊，自動地使探針卡131對準待測元件200。在一些實施例中，第一馬達系統151電性連接探測座台152。在一些實施例中，待測元件200為如圖3所例示的一晶圓(wafer)202，且第一馬達系統151經配置以自動地使從探針卡131突伸的探針132對準在晶圓202上之一晶粒(die)204的一接觸墊(contact pad)206。第一馬達系統151可控制探針卡131與探測座台152沿著平行於平台113的一第一方向X移動、沿著平行於平台113並正交於第一方向X的一第二方向Y移動，或是沿著朝向或遠離載台111的第三方向Z移動。
在一些實施例中，第一馬達系統151經配置以粗調探針132對準待測元件200。在一些實施例中，探測設備100還包括一第二馬達系統153，經配置以自動地控制微調探針132對準待測元件200。在一些實施例中，第二馬達系統153經配置以微調個別地移動探測座台152或是個別地移動探針卡131，使探針132可對準待測元件200。第二馬達系統153可控制微調探針卡131及探測座台152沿著第一、第二、第三方向X、Y、Z移動，並可經配置以使探針卡131相對於探測座台152中心地或軸向地轉動，使探針132對準待測元件200。
在一些實施例中，探測設備100還包括一溫度控制裝置(temperature-controlling device)112，經配置以將待測元件200與該等探針132的溫度調整到一預定溫度。在一些實施例中，溫度控制裝置112與載台111為一體成型。
圖4為依據本揭露一些實施例中在一探測座台152以及用於該操作方法之一探針卡131之剖視示意圖。請參考圖4，探針132從探針卡131突伸，並朝向待測元件200突伸。探針卡131可具有複數個探針132。在一些實施例中，探測座台152還具有一載體(carrier)152a，經配置以承托住探針卡131。在一些實施例中，探針卡131連接到探測座台152的一垂直側壁。在一些實施例中，從頂視圖可看見連接到探測座台152的探針卡131。在一些實施例中，從頂視圖來看，載體152a覆蓋住連接到探測座台152的探針卡131。
在一些實施例中，一纜線(cable)154a經配置以將訊號從探針卡131傳輸到待測元件200。在一些實施例中，纜線154a設置在一纜線外殼(cable housing)154b中。在一些實施例中，纜線154a設置在探針卡131的頂側。
在一些實施例中，探針卡131包括一第一表面131a、一第二表面131b以及一周壁(peripheral wall)131c。第二表面131b與第一表面131a相對設置，而周壁131c大致地正交於第一表面131a與第二表面131b，並設置在第一表面131a與第二表面131b之間。複數個探針132從周壁131c朝向待測元件200突伸。在一些實施例中，該等探針132的配置符合探針卡131的設定(settings)以及待測元件200的設計(design)。在一些實施例中，探針卡131的第一表面131a連接到探測座台152的垂直側壁。
請參考圖2，在一些實施例中，探測設備100還包括檢查模組141。檢查模組141經配置以決定待測元件200與探針132的位置。在一些實施例中，檢查模組141根據該自動對準以光學地檢查探針132與待測元件200。在一些實施例中，檢查模組141具有至少一預定視野(field of view)。在一些實施例中，檢查模組141電性連接第一馬達系統151與第二馬達系統153。在一些實施例中，檢查模組141具有一第一相機142以及一第二相機143，第一相機142設置在待測元件200上方並經配置以光學地檢查待測元件200，第二相機143設置在探針132下方並經配置以光學地檢查探針132。在一些實施例中，第一相機142設置在開口114的周圍。在一些實施例中，第二相機143連接到載台111。
在一些實施例中，檢查模組141具有一光學顯微鏡(optical microscope)144，設置在平台113上方，能夠經由開口114記錄(capture)待測元件200及/或探針132的一影像。光學顯微鏡144經配置以檢查待測元件200、探針132、探針卡131以及探測座台152沿著第一、第二、第三方向X、Y、Z的位置，並經配置以檢查探針卡131相對探測座台152的軸向轉動。
在一些實施例中，探測設備100還包括一測試模組(test module)140，電性連接探針卡131。測試模組140經配置以處理探針卡131所檢測到的訊號，並調整待測元件200的位置。在一些實施例中，測試模組140藉由使載台111沿著第三方向Z朝向或遠離探針132移動，經配置以控制待測元件200的位置。在一些實施例中，一纜線154將測試模組140電性連接到探針卡131。
請往回參考圖1及圖2，待測元件200設置在載台111上，且操作方法S800以操作S801開始。在操作S801中，提供載台111、平台113、探針卡131以及檢查模組141，載台111經配置以支撐待測元件200，平台113具有開口114並位在載台111上方，探針卡131設置在待測元件200上方並具有探針132，檢查模組141決定待測元件200與探針132之位置。
操作方法S800以操作S802繼續，其中待測元件200的一第一位置200a由檢查模組141所決定。在一些實施例中，例如一半導體元件或一晶圓的待測元件200以該操作方法S800進行測試。待測元件200的第一位置200a遠離探針132。在一些實施例中，待測元件200的第一位置200a由第一相機142所決定。在一些實施例中，操作S802包括界定並選擇在晶圓圖(wafer map)上之待測元件200的位置。晶圓圖可依據待測元件200的特性進行設定(set up)，例如尺寸與定向(orientation)，或待測元件200的其他特性。再者，在操作S802中，探針卡131可設置在平台113的開口114內並位在待測元件200上方。
請參考圖5，操作方法S800以操作S803繼續，其中移動探針卡131以使探針132的一第一位置132a對準待測元件200的第一位置200a。在一些實施例中，探針132的第一位置132a由第二相機143所決定。在一些實施例中，操作S803包括粗調探針132對準待測元件200。在一些實施例中，對準包括使用第一馬達系統151來使探測座台152沿著第一、第二方向X、Y移動，並使探針132的第一位置132a對準待測元件200的第一位置200a。在一些實施例中，粗調對準包括使探針132對準在待測元件200上的接觸墊206。在一些實施例中，探針卡131自動地且精確地移動，以使探針132的第一位置132a對準待測元件200的第一位置200a。在一些實施例中，檢查模組141根據自動對準而光學地檢查探針132與待測元件200。粗調對準包括使用第一相機142與第二相機143其中至少一個來檢查探針132。
請參考圖6，操作方法S800以操作S804繼續，其中載台111沿著第三方向Z朝向探針132移動。由於與載台111一體成型的溫度控制裝置112可調整探針132的溫度，因此並未限制探針132與待測元件200之間的距離。在一些實施例中，在載台111朝向探針卡131移動之後，探針132最接近且設置在待測元件200上方。在一些實施例中，待測元件200與探針132之間或待測元件200與探針132的尖部(tip portion)之間的一距離，大致地大於0，但小於10mm，意即，在操作S804中，探針132與待測元件200相互接近但並未接觸。在一些實施例中，顯微鏡144檢查探針132的第一位置132a與待測元件200的第一位置200a在第一與第二方向X、Y的對準。在一些實施例中，第二相機143在移動期間光學地檢查探針132。在一些實施例中，第二相機143與載台111一同移動。在一些實施例中，測試模組140調整載台111的移動。在一些實施例中，在操作S803之後，粗調探針132與待測元件200的對準。在一些實施例中，在操作S804之後，粗調探針132與待測元件200上的接觸墊206的對準。
操作方法S800以操作S805繼續，其中探針132的一溫度藉由與載台111一體成型的溫度控制裝置112調整到一預定溫度。在一些實施例中，溫度控制裝置112改變待測元件200的溫度與載台111的溫度。由於在載台111移動之後，待測元件200與載台111最接近探針132，因此待測元件200或載台111的熱能傳送到探針132並改變探針132的溫度或是探針132之尖部的溫度。在一些實施例中，在一預定期間之後，探針132或探針132的尖部藉由從待測元件200或載台111的熱能調整到該預定溫度。待測元件200與載台111在所述預定期間維持最接近探針132，直到探針132的尖部調整到該預定溫度。在一些實施例中，該預定期間約為30到60分鐘。
在一些實施例中，在操作S803之後以及在操作S805之前，溫度控制裝置112加熱載台111。因為待測元件200直接接觸載台111，因此也調整待測元件200的溫度。在一些實施例中，在操作S804之後，待測元件200及/或載台111調整探針132的溫度，或至少調整探針132之尖部的溫度。
如所屬技術領域中具有通常知識者所知，探針132與待測元件200之對準的精確度(accuracy)決定探測(probing)的精確度。在一些實施例中，在移動探針132使探針132的第一位置132a對準待測元件的位置(操作S803)之後，載台111朝向探針132移動，直到待測元件200與探針132相互接觸(操作S804)。該熱能經過探針132與待測元件200之接觸的熱傳導(thermal conduction)，而可從溫度控制裝置112傳送至探針132(操作S805)。然而，探針132或探針132之尖部的溫度變化可改變探針132的體積。因此，在探針132的溫度調整之後，探針132可變成與待測元件200未對準(misaligned)。意即，不管第一位置的探針132是如何精準對準在第一位置的待測元件200，在調整溫度之後對準都會平移。因此，需要探針132相對待測元件200的微調對準。
操作方法S800以操作S806繼續，其中在探針132的溫度調整之後，探針132的一第二位置132b由檢查模組141所決定。在一些實施例中，第二相機143決定探針132的第二位置132b。
請參考圖7，操作方法S800以操作S807繼續，其中在探測之前調整探針132。在操作S807中，依據所決定的探針132的第二位置132b移動探針卡131，使探針132對準待測元件200的第一位置200a。在一些實施例中，操作S807包括微調探針132與待測元件200的對準。微調對準(fine aligning)可包括使用第二相機143來檢查探針132。在一些實施例中，微調對準包括操作第二馬達系統163來使探測座台152沿著第一、第二、第三方向X、Y、Z移動，並相對探測座台152中心地或軸向地轉動，使探針132微調對準待測元件200的第一位置200a。在一些實施例中，自動地移動探針132以精確地使探針132的第二位置132b對準待測元件200的第一位置200a。在一些實施例中，在所述自動對準期間，檢查模組14光學地檢查探針132與待測元件200。在一些實施例中，在操作S807期間，顯微鏡144檢查探針132之第二位置132b與待測元件200之第一位置200a在第一與第二方向X、Y的對準。
在一些實施例中，為了調整沿著第三方向Z的位置，操作方法S800還包括在探測之前對準待測元件200。在一些實施例中，操作方法S800包括在操作S807之後，或是在操作S806之後與操作S807之前，將待測元件200沿著第三方向Z移動到待測元件200的第二位置200b。在一些實施例中，測試模組140調整載台111的移動。在一些實施例中，在探測待測元件200之前，顯微鏡144檢查探針132之第二位置132b與待測元件200之第二位置200b在第一與第二方向X、Y的對準。在一些實施例中，在移動期間，第一相機142光學地檢查待測元件200，第二相機143光學地檢查探針132。
請參考圖8，操作方法S800以操作S808繼續，其中探針132探測待測元件200。根據待測元件200的探測，探針132具有預定溫度並接觸待測元件200。在一些實施例中，探針132接觸在晶圓202上之晶粒204的接觸墊206。在一些實施例中，若是不需要待測元件200與探針132的進一步之對準的話，則當待測元件200在第一位置200a時，使探針132與待測元件200接觸。在一些實施例中，若是待測元件200進一步與探針132對準的話，則當待測元件200在第二位置200b時，使探針132接觸待測元件200。在一些實施例中，探針132所偵測到訊號藉由測試模組140進行處理。
在一些實施例中，在探測期間，探針132與待測元件200強而有力地相互頂抵驅動。不僅可以藉由使探針132接觸待測元件200，也可以藉由將探針132壓抵待測元件200的如此方式，來達成強而有力的驅動。
在一些實施例中，複數個探針132同時地或分開地自動以操作方法S800對準待測元件200。在一些實施例中，操作方法S800可有效地使複數個探針卡131對準待測元件200。
據此，本揭露之一實施例提供一種在一探測設備的操作方法。該操作方法包括提供一載台、一探針卡以及一檢查模組，該載台經配置以支撐一待測元件，該探針卡設置在該待測元件上並具有一探針，該檢查模組經配置以決定該待測元件與該探針之位置；藉由該檢查模組決定該待測元件的一第一位置；移動該探針卡，以將該探針的一第一位置對準該待測元件的該第一位置；將該載台朝向該探針移動；藉由一溫度控制裝置將該探針的一溫度調整到一預定溫度；在調整該探針的該溫度之後，藉由該檢查模組決定該探針的一第二位置；依據所決定的該探針的該第二位置，移動該探針卡以使該探針對準該待測元件；以及探測該待測元件。因此，探針卡自動地且精確地移動，以使探針對準待測元件。
雖然已詳述本揭露及其優點，然而應理解可進行各種變化、取代與替代而不脫離申請專利範圍所定義之本揭露的精神與範圍。例如，可用不同的方法實施上述的許多製程，並且以其他製程或其組合替代上述的許多製程。
再者，本申請案的範圍並不受限於說明書中所述之製程、機械、製造、物質組成物、手段、方法與步驟之特定實施例。該技藝之技術人士可自本揭露的揭示內容理解可根據本揭露而使用與本文所述之對應實施例具有相同功能或是達到實質上相同結果之現存或是未來發展之製程、機械、製造、物質組成物、手段、方法、或步驟。據此，此等製程、機械、製造、物質組成物、手段、方法、或步驟係包含於本申請案之申請專利範圍內。
100:探測設備 111:載台 112:溫度控制裝置 113:平台 114:開口 122:外殼 123:測試腔室 131:探針卡 131a:第一表面 131b:第二表面 131c:周壁 132:探針 132a:第一位置 132b:第二位置 140:測試模組 141:檢查模組 142:第一相機 143:第二相機 144:光學顯微鏡 151:第一馬達系統 152:探測座台 152a:載體 153:第二馬達系統 154a:纜線 154b:纜線外殼 200:待測元件 200a:第一位置 202:晶圓 204:晶粒 206:接觸墊 S800:操作方法 S801:操作 S802:操作 S803:操作 S804:操作 S805:操作 S806:操作 S807:操作 S808:操作 X:第一方向 Y:第二方向 Z:第三方向
參閱實施方式與申請專利範圍合併考量圖式時，可得以更全面了解本申請案之揭示內容，圖式中相同的元件符號係指相同的元件。 圖1為依據本揭露一些實施例中一種探測設備的操作方法之流程示意圖。 圖2為依據本揭露一些實施例中用於執行該操作方法之一種探測設備之剖視示意圖。 圖3為一晶圓以及在其中之複數個晶粒之頂視示意圖。 圖4為依據本揭露一些實施例中在一探測座台以及用於該操作方法之一探針卡之剖視示意圖。 圖5到圖8為依據本揭露一些實施例中用於執行該操作方法之一種探測設備之剖視示意圖。
S800:操作方法
S801:操作
S802:操作
S803:操作
S804:操作
S805:操作
S806:操作
S807:操作
S808:操作

Claims (14)

  1. 一種探測設備的操作方法，包括：提供一載台、一探針卡以及一檢視模組，該載台經配置以支撐一待測元件、該探針卡設置在該待測元件上並具有一探針，該檢查模組經配置以決定該待測元件與該探針之位置；藉由該檢查模組決定該待測元件的一第一位置；移動該探針卡，以將該探針的一第一位置對準該待測元件的該第一位置；將該載台朝向該探針移動；藉由一溫度控制裝置將該探針的一溫度調整到一預定溫度；在調整該探針的該溫度之後，藉由該檢查模組決定該探針的一第二位置；依據所決定的該探針的該第二位置，移動該探針卡以使該探針對準該待測元件；以及探測該待測元件；其中該探針卡自動地移動，以使該探針的該第一位置對準該待測元件的該第一位置，而藉由該探針卡自動地移動，使該探針的該第二位置對準該待測元件的該第一位置。
  2. 如請求項1所述之操作方法，其中該檢查模組根據自動對準以光學地檢查該探針與該待測元件。
  3. 如請求項2所述之操作方法，其中該檢查模組包括一第一相機以及一第二相機，該第一相機設置在該待測元件上方並經配置以光學地檢查該待測元件，該第二相機設置在該探針下方並經配置以光學地檢查該探針。
  4. 如請求項3所述之操作方法，其中該待測元件的該第一位置由該第一相機所決定，該探針的該第一位置與該第二位置由該第二相機所決定。
  5. 如請求項1所述之操作方法，其中該探針卡的移動包括操作一馬達系統，以自動地移動一探測座台以及連接於該探測座台的該探針卡。
  6. 如請求項5所述之操作方法，其中具有一開口的一平台位在該載台上方，且其中該探針卡的移動包括操作該馬達系統以使該探測座台在平行該平台的一第一方向、平行該平台並正交該第一方向的一第二方向，以及朝向或遠離該載台的一第三方向移動。
  7. 如請求項5所述之操作方法，其中具有一開口的一平台位在該載台上方，其中該探針卡的移動包括操作該馬達系統以使該探針卡在平行該載台的一第一方向、平行該載台並正交該第一方向的一第二方向，以及朝向或遠離該載台的一第三方向移動，且使該探針卡相對該探測座台軸向地轉動。
  8. 如請求項1所述之操作方法，其中在該載台朝向該探針卡移動之後，該探針最接近並配置在該待測元件之該第一位置的上方。
  9. 如請求項8所述之操作方法，其中該探針與該待測元件的該第一位置之間的一距離，大於0。
  10. 如請求項8所述之操作方法，其中在調整該探針的該溫度之後，該待測元件從該第一位置平移到該第二位置。
  11. 如請求項1所述之操作方法，其中該探針根據該待測元件的探測而接觸該待測元件。
  12. 如請求項1所述之操作方法，還包括在該待測元件的探測之前，藉由該檢查模組的一顯微鏡檢查該探針之該第二位置與該待測元件之該第一位置的對準。
  13. 如請求項1所述之操作方法，其中該探針從該第一位置平移到該第二位置。
  14. 如請求項1所述之操作方法，還包括：在調整該探針的該溫度之後，藉由該檢查模組決定該待測元件的一第二位置；以及依據所決定的該待測元件之該第二位置，移動該待測元件以使該探針對準該待測元件。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023005034A1 (zh) * 2021-07-28 2023-02-02 长鑫存储技术有限公司 探针卡、探针卡的操作方法及测试系统

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11262401B2 (en) * 2020-04-22 2022-03-01 Mpi Corporation Wafer probe station
TWI800084B (zh) * 2020-11-13 2023-04-21 旺矽科技股份有限公司 用於確認探針是否與接觸墊相接觸的半導體檢測方法
TWI815662B (zh) * 2022-09-15 2023-09-11 斯託克精密科技股份有限公司 用於頂抵電子元件的設備

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201725394A (zh) * 2016-01-15 2017-07-16 加斯凱德微科技公司 具有基準標記之探針、包含其之探針系統及其相關方法
TW201731002A (zh) * 2015-11-25 2017-09-01 加斯凱德微科技公司 用於在溫度變化期間自動維持探針與待測裝置間對齊之探針系統與方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6115341A (ja) 1984-07-02 1986-01-23 Canon Inc ウエハプロ−バ
US6111421A (en) * 1997-10-20 2000-08-29 Tokyo Electron Limited Probe method and apparatus for inspecting an object
JP3169900B2 (ja) * 1998-07-28 2001-05-28 日本電気アイシーマイコンシステム株式会社 プローバ
JP2005072143A (ja) * 2003-08-21 2005-03-17 Tokyo Seimitsu Co Ltd プローブ装置
US8311758B2 (en) 2006-01-18 2012-11-13 Formfactor, Inc. Methods and apparatuses for dynamic probe adjustment
TWI321820B (en) * 2006-08-25 2010-03-11 Star Techn Inc Integrated circuits probing apparatus having a temperature-adjusting mechanism
US8497693B2 (en) 2007-10-10 2013-07-30 Cascade Microtech, Inc. Method for testing a test substrate under defined thermal conditions and thermally conditionable prober
TW201011848A (en) * 2008-09-04 2010-03-16 Star Techn Inc Apparatus for testing integrated circuits
JP6418118B2 (ja) * 2015-09-24 2018-11-07 三菱電機株式会社 半導体装置の評価装置及び評価方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201731002A (zh) * 2015-11-25 2017-09-01 加斯凱德微科技公司 用於在溫度變化期間自動維持探針與待測裝置間對齊之探針系統與方法
TW201725394A (zh) * 2016-01-15 2017-07-16 加斯凱德微科技公司 具有基準標記之探針、包含其之探針系統及其相關方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023005034A1 (zh) * 2021-07-28 2023-02-02 长鑫存储技术有限公司 探针卡、探针卡的操作方法及测试系统

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Publication number Publication date
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