TWI726114B

TWI726114B - 基板檢測裝置

Info

Publication number: TWI726114B
Application number: TW106119838A
Authority: TW
Inventors: 杉山克昌; 三井淳夫; 小菅豊; 成川健一
Original assignee: 日商東京威力科創股份有限公司
Priority date: 2016-06-28
Filing date: 2017-06-14
Publication date: 2021-05-01
Also published as: KR102125342B1; JP6670691B2; CN109417040A; WO2018003270A1; TW201812946A; KR20190012217A; JP2018006407A; US20190128952A1

Abstract

提供一種在不用將半導體元件從基板切出而進行檢測之際，可防止使用者之便利性降低的基板檢測裝置。

連接於控制PKGSLT裝置(28)的使用者控制器(29)，且不用將形成於晶圓(W)之半導體元件從晶圓(W)切出而進行檢測的WLSLT裝置(10)，係具有：測試程式引擎(27)，將依循PKGSLT裝置(28)所特有之命令規約的命令變換成依循WLSLT裝置(10)所特有之命令規約的命令。

Description

基板檢測裝置

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測的基板檢測裝置。

已知一種在重現了將作為完成品之半導體元件即封裝安裝於母板之環境的狀態下(以下，稱為「安裝環境」)進行檢測的封裝系統級測試裝置(以下，稱為「PKGSLT裝置」)。PKGSLT裝置，係亦稱為處理器，拾取被收納於托盤之多數個封裝的每一個而裝設於插槽，檢測各封裝的電性特性。通常，PKGSLT裝置之使用者，係為了自身輕易地進行檢測內容的變更或設定，而使用軟體或硬體來構建對應PKGSLT裝置的控制器。

然而，為了在半導體元件的製造工程中之較早階段發現缺陷等，而開發一種不用將形成於作為基板之半導體晶圓(以下，僅稱為「晶圓」。)的半導體元件從該晶圓切出而進行檢測的基板檢測裝置即針測機。

針測機，係具備有探針卡、平台及檢測電路，藉由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，使來自半導體元件之訊號傳達至檢測電路，在安裝環境下檢測半導體元件的電性特性，該探針卡，係具有多數個銷狀的探針，該平台，係載置晶圓而在上下左右自由移動，該檢測電路，係安裝有封裝的電路構成，例如重現母板的電路構成(例如，參閱專利文獻1。)。另外，將像這樣之不用將半導體元件從晶圓切出而在安裝環境下進行檢測的針測機稱為晶圓級系統級測試裝置(以下，稱為「WLSLT裝置」。)。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2015-84398號公報

然而，在PKGSLT裝置之使用者利用WLSLT裝置之際，由於PKGSLT裝置所特有的命令規約與WLSLT裝置所特有的命令規約不同，因此，為了自身進行WLSLT裝置中之檢測內容的變更或設定，而必需構建不同於對應PKGSLT裝置之控制器的控制器(對應WLSLT裝置的控制器)，從而存在有使用者之便利性降低的問題。

本發明之目的，係在於提供一種在不用將半導體元件從基板切出而進行檢測之際，可防止使用者之便利性降低的基板檢測裝置。

為了達成上述目的，本發明之基板檢測裝置，係連接於使用者預先使用的控制器，且不用將形成於基板之半導體元件從該基板切出而進行檢測，該基板檢測裝置，其特徵係，具有：變換部，將依循前述控制器所特有之命令規約的命令變換成依循前述基板檢測裝置所特有之命令規約的命令。

根據本發明，由於依循使用者預先使用的控制器所特有之命令規約的命令會被變換成依循基板檢測裝置(該基板檢測裝置，係不用將形成於基板之半導體元件從該基板切出而進行檢測)所特有之命令規約的命令，因此，使用者，係不用構建不同於預先使用之控制器的控制器，可利用該控制器控制基板檢測裝置。因此，在不用將半導體元件從基板切出而進行檢測之際，可防止使用者之便利性降低。

W‧‧‧晶圓

10‧‧‧WLSLT裝置

26‧‧‧控制部

27‧‧‧測試程式引擎

28‧‧‧PKGSLT裝置

[圖1]用以概略地說明作為本發明之實施形態之基板檢測裝置之WLSLT裝置之構成的立體圖。

[圖2]用以概略地說明圖1之WLSLT裝置之構成的正視圖。

[圖3]概略地表示圖1之WLSLT裝置所具備之探針卡之構成的正視圖。

[圖4]表示PKGSLT裝置及使用者控制器之關係的方塊圖。

[圖5]表示本發明之實施形態中之WLSLT裝置及使用者控制器之關係的方塊圖。

以下，參照圖面，說明關於本發明的實施形態。

圖1，係用以概略地說明作為本實施形態之基板檢測裝置之WLSLT裝置之構成的立體圖，圖2，係同正視圖。圖2，係部分地描繪成剖面圖，且表示內建於後述之本體12、裝載器13及測試箱14的構成要素。

在圖1及圖2中，WLSLT裝置10，係具備有本體12、裝載器13及測試箱14，以進行形成於晶圓W的DUT(Device Under Test)即半導體元件之電性特性的檢測，該本體12，係內建有載置晶圓W的平台11，該裝載器13，係被配置為鄰接於該本體12，該測試箱14，係以覆蓋本體12的方式而配置。本體12，係內部呈現空洞的殼體形狀，在該內部，係除了上述的平台11以外，另以與該平台11相對向的方式，配置有探針卡15，探針卡15，係與晶圓W相對向。探針卡15，係具有：板狀之卡板16；及探針頭17，被配置於卡板16中之與晶圓W相對向的下面。如圖3所示，探針頭17，係具有對應晶圓W之半導體元件的電極焊墊或焊錫凸塊之多數個針狀的探針18。

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，從而調整探針卡15及晶圓W的相對位置，使半導體元件之電極焊墊或焊錫凸塊接觸於探針頭17的各探針18。裝載器13，係從搬送容器即FOUP(未圖示)取出形成有半導體元件的晶圓W而載置於本體12之內部的平台11，又，從平台11去除進行了晶圓級系統級測試的晶圓W而收容於FOUP。

在探針卡15之卡板16，係形成有安裝作為從晶圓W切出之完成品的半導體元件即封裝之電路構成，例如重現母板之電路構成的一部分之卡側檢測電路19(參閱圖3)，該卡側檢測電路19，係被連接於探針頭17。在探針頭17之各探針18接觸於晶圓W之半導體元件的電極焊墊或焊錫凸塊之際，各探針18，係對半導體元件的電源供給電力，或對卡側檢測電路19傳達來自半導體元件的訊號。

測試箱14，係具有：配線即線束20；檢測控制單元或記錄單元(皆未圖示)；及測試板22，形成有重現母板之電路構成的一部分之箱側檢測電路21。線束20，係連接測試箱14之測試板22與探針卡15之卡板16，對箱側檢測電路21傳達來自卡側檢測電路19的訊號。在WLSLT裝置10中，係可藉由更換測試箱14所具有之測試板22的方式，重現複數種母板之電路構成的一部分。

裝載器13，係內建有由電源、控制器或簡單的測定模組所構成的基座單元23。基座單元23，係藉由配線24連接於箱側檢測電路21，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測。在WLSLT裝置10中，雖係如上述，形成於卡板16的卡側檢測電路19及形成於測試板22的箱側檢測電路21分別重現母板之電路構成的一部分，但基座單元23，係重現共用於各種母板的電路構成。因此，卡板16、測試板22及基座單元23會一起動作，重現安裝有封裝的母板整體。換言之，卡板16、測試板22及基座單元23，係重現將封裝安裝於母板的環境即安裝環境。

在WLSLT裝置10中，係在進行半導體元件之電性特性的檢測之際，例如箱側檢測電路21的檢測控制單元對卡側檢測電路19發送資料，並更根據來自卡側檢測電路19的電訊號，判定所發送的資料是否已被與半導體元件連接的卡側檢測電路19正確地處理。又，在WLSLT裝置10中，雖係測試箱14之測試板22與探針卡15之卡板16以線束20而連接，但在測試箱14的底面，係設置有對應卡板16之大小的底面口25，且測試板22與卡板16相對向。藉此，可使測試板22與卡板16接近配置，從而可儘可能地縮短線束20。其結果，在晶圓級系統級測試中，可儘可能地抑制線束20之長度的影響例如配線電容之變化的影響，從而可在極接近作為具有機能擴充卡或母板之實機的電腦之作動環境的安裝環境下，進行晶圓級系統級測試。

又，WLSLT裝置10，係具備有：控制部26，控制該WLSLT裝置10之各構成要素的動作。控制部26，係由記憶體或CPU等所構成，從而構成執行各種程式之後述的測試程式引擎27(變換部)。

圖4，係表示PKGSLT裝置及使用者控制器之關係的方塊圖。另外，PKGSLT裝置，雖係通常內建有測試站點(該測試站點，係配置有安裝測試板或DUT即封裝的插槽)，但在圖4中，係為了方便說明，而分開描繪PKGSLT裝置與測試板。

在圖4中，PKGSLT裝置28，係被連接於使用者控制器29。使用者控制器29，係PKGSLT裝置28所特有，使用軟體或硬體而構建。另外，使用者控制器29，雖係藉由使用者而構建，但亦可藉由PKGSLT裝置28的供應商而構建。

使用者，係在使用者控制器29中進行封裝之檢測內容的變更或設定，使用者控制器29，係與封裝之檢測內容的變更或設定對應地，對PKGSLT裝置28發送各種命令，藉此，控制PKGSLT裝置28。使用者控制器29所發送的各種命令，係依循PKGSLT裝置28所特有之命令規約的命令。另外，如上述，由於使用者控制器 29，係對應PKGSLT裝置28而構建，因此，使用者控制器29所發送的各種命令，係亦可說是依循使用者控制器29所特有之命令規約的命令。從使用者控制器29接收了各種命令的PKGSLT裝置28，係因應該命令，在測試站點30中拾取各DUT(封裝)31而安裝於插槽(未圖示)，進行各DUT31之電性特性的檢測。插槽，係被安裝於測試板32，且對測試板32之檢測電路(未圖示)傳達來自各DUT31的訊號。又，測試板32，係直接連接於使用者控制器29，使用者控制器29，係藉由對測試板32直接發送各種命令的方式，控制測試板32。

然而，在利用PKGSLT裝置28的使用者利用WLSLT裝置10之際，由於PKGSLT裝置28所特有的命令規約與WLSLT裝置10所特有的命令規約不同，因此，即便將使用者控制器29連接於WLSLT裝置10，使用者亦無法利用使用者控制器29來控制WLSLT裝置10。在本實施形態中，係對應於此，WLSLT裝置10具備有測試程式引擎27。

圖5，係表示本實施形態中之WLSLT裝置及使用者控制器之關係的方塊圖。WLSLT裝置10，雖係內建配置有例如測試板22與探針卡15(該探針卡15，係具有與被形成於晶圓W之DUT即各半導體元件接觸的探針18)的測試站點33，但在圖5中，亦與圖4相同地，為了方便說明，而分開描繪WLSLT裝置10與測試站點33。

在圖5中，WLSLT裝置10，係連接於使用者控制器29，如上述般，具有測試程式引擎27。測試程式引擎27，係可在WLSLT裝置10中執行各種程式的引擎，使用者，係將所期望的程式載入測試程式引擎27，使所期望的機能在WLSLT裝置10實現。在本實施形態中，係將命令變換程式載入測試程式引擎27。命令變換程式，係將依循PKGSLT裝置28所特有之命令規約的命令變換成依循WLSLT裝置10所特有之命令規約的命令之程式，載入有命令變換程式之測試程式引擎27，係具有命令變換部的機能。

具體而言，係當使用者在使用者控制器29中進行半導體元件之檢測內容的變更或設定時，則使用者控制器29，係與半導體元件之檢測內容的變更或設定對應地，對WLSLT裝置10發送依循PKGSLT裝置28所特有之命令規約的各種命令。此時，作為所發送的命令，係例如對應有：個別測定開始命令，表示針對DUT(半導體元件)34之各個開始電性特性的測定；整體排除命令，表示針對各DUT34判定是否執行電性特性的測定；個別排除命令，將特定之DUT34從電性特性之測定的對象排除；整體設定命令，設定成為測定對象的各半導體元件；個別設定命令，個別地指定成為電性特性的測定之對象的DUT34；個別電源控制命令，表示開啟或關掉DUT34的各個電源；及整體電源控制命令，表示針對各DUT34、卡板16之卡側檢測電路19或測試板22之箱側檢測電路21，開啟該些電源或關掉該些電源。

在從使用者控制器29接收了各種命令的WLSLT裝置10中，係在測試程式引擎27解譯了依循PKGSLT裝置28所特有之命令規約的各種命令後，變換成依循WLSLT裝置10所特有之命令規約的各種命令，控制部26因應所變換的各種命令，在測試站點33中，使探針卡15之各探針18接觸於各DUT34，進行各DUT34之電性特性的檢測。另外，與PKGSLT裝置28相同地，在WLSLT裝置10中，係測試板22直接連接於使用者控制器29，使用者控制器29，係藉由對測試板22直接發送各種命令的方式，控制測試板22。

又，WLSLT裝置10，係具備有使用者可構建測試程式的介面例如PC部(未圖示)。使用者雖係在PC部中構建命令變換程式，但在WLSLT裝置10的出貨前，供應商亦可構建命令變換程式，使命令變換程式預先儲存於控制部26的記憶體。而且，由於測試程式引擎27，係可執行各種程式，因此，在實施半導體元件的檢測之前，可執行例如用以確認是否可實施內容已被變更之半導體元件的檢測之測試程式。藉此，使用者，係可由實際上進行內容已被變更之半導體元件的檢測之WLSLT裝置10而非其他裝置，來執行確認能否實施內容已被變更之半導體元件的檢測，且可在測試程式的除錯作業中無需顧及裝置差異，從而可提升該除錯作業的效率。

根據本實施形態，由於是藉由測試程式引擎27，使依循PKGSLT裝置28(使用者控制器29)所特有之命令規約的命令變換成依循WLSLT裝置10所特有之命令規約的命令，因此，在利用WLSLT裝置10之際，不用構建不同於使用者控制器29的使用者控制器29，可利用使用者控制器29來控制WLSLT裝置10。因此，在不用將半導體元件從晶圓W切出而進行檢測之際，可防止使用者之便利性降低。又，由於可藉由相同的使用者控制器29來控制PKGSLT裝置28及WLSLT裝置10，因此，使用者，係亦可利用任一裝置而不用知道PKGSLT裝置28及WLSLT裝置10的不同，進而可更提升使用者的便利性。

而且，在本實施形態中，將依循PKGSLT裝置28所特有之命令規約的命令變換成依循WLSLT裝置10所特有之命令規約的命令之機能，係藉由將命令變換程式載入測試程式引擎27的方式而實現。亦即，為了實現變換命令的機能，而無需準備新硬體，可防止WLSLT裝置10中之無用成本的發生或構成的複雜化。

以上，雖使用上述實施形態說明了關於本發明，但本發明並不限定於上述實施形態者。

例如，上述的測試程式引擎27，雖係實現將依循PKGSLT裝置28所特有之命令規約的命令變換成依循WLSLT裝置10所特有之命令規約的命令之機能，但亦可藉由變更命令變換程式的方式，實現例如將依循其他供應商的WLSLT裝置所特有之命令規約的命令變換成依循WLSLT裝置10所特有之命令規約的命令之機能。藉此，由於可藉由相同的使用者控制器來控制其他供應商之WLSLT裝置及WLSLT裝置10，因此，使用者，係亦可利用任一裝置而不用知道PKGSLT裝置之供應商的不同。

又，卡側檢測電路19或箱側檢測電路21，雖係重現了母板之電路構成的一部分，但卡側檢測電路19或箱側檢測電路21所重現的電路構成，係不限於母板之電路構成。亦即，卡側檢測電路19或箱側檢測電路21所重現的電路構成，係只要為安裝有半導體元件的電路構成即可。又，半導體元件亦沒有特別限定其構成，例如在卡側檢測電路19所重現之電路構成為擴充卡之電路構成的情況下，半導體元件，係亦可為MPU(Main Processing Unit)；在卡側檢測電路19或箱側檢測電路21所重現之電路構成如上述般為母板之電路構成的情況下，半導體元件，係亦可為DRAM、APU(Accelerated Processing Unit)或GPU(Graphics Processing Unit)；在卡側檢測電路19或箱側檢測電路21所重現之電路構成為電視之電路構成的情況下，半導體元件，係亦可為RF調諧器。

又，本發明之目的，係亦可藉由將記錄了實現上述之實施形態之機能的軟體之程式碼的記憶媒體供給至控制部26，由該控制部26的CPU讀取並執行被儲存於記憶媒體之程式碼的方式而達成。

在該情況下，從記憶媒體所讀取的程式碼本身會實現上述之實施形態的機能，程式碼及記憶有該程式碼的記憶媒體，係構成本發明。

又，作為用於供給程式碼的記憶媒體，係只要為例如RAM、NVRAM、軟碟(註冊商標)、硬碟、光磁碟、CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD(DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)等的光碟、磁帶、非揮發性的記憶卡、其他ROM等的可記憶上述程式碼者即可。抑或，上述程式碼，係亦可藉由從連接於網際網路、商用網路、或區域網路等之未圖示的其他電腦或資料庫等進行下載的方式，被供給至控制部26。

又，藉由執行CPU所讀取到之程式碼的方式，不僅實現上述實施形態的機能，亦包含有在CPU上運作的OS(作業系統)等基於該程式碼的指示而進行實際處理的一部分或全部，藉由該處理實現上述之實施形態之機能的情況。

而且，亦包含有如下述之情況：在從記憶媒體所讀取到的程式碼被寫入至連接於控制部26的機能擴充卡或機能擴充單元所具備的記憶體後，根據該程式碼的指示，使其機能擴充卡或機能擴充單元所具備的CPU等進行實際處理的一部分或全部，藉由該處理實現上述之實施形態的機能。

上述程式碼的形態，係亦可由物件程式碼、藉由直譯器所執行的程式碼、被供給至OS之腳本資料(script data)等的形態所構成。

10‧‧‧WLSLT裝置

22‧‧‧測試板

27‧‧‧測試程式引擎

29‧‧‧使用者控制器

33‧‧‧測試站點

34‧‧‧DUT

W‧‧‧晶圓

Claims

一種基板檢測裝置，係使用用以控制封裝檢測裝置的控制器而不用將形成於基板之半導體元件從該基板切出進行檢測，該封裝檢測裝置，係檢測作為完成品的半導體元件即封裝，該基板檢測裝置，其特徵係，具有：變換部，將前述控制器發送之依循前述封裝檢測裝置所特有之命令規約的命令變換成依循前述基板檢測裝置所特有之命令規約的命令。
如申請專利範圍第1項之基板檢測裝置，其中，具有執行程式的程式引擎，藉由將程式載入前述程式引擎的方式，實現前述變換部，該程式，係將依循前述封裝檢測裝置所特有之命令規約的各種命令變換成依循前述基板檢測裝置所特有之命令規約的命令。
如申請專利範圍第2項之基板檢測裝置，其中，前述程式引擎，係具有前述基板檢測裝置之控制機能，及執行測試程式的測試程式執行機能。
如申請專利範圍第2或3項之基板檢測裝置，其中，前述程式引擎，係具有「在實施前述半導體元件的檢查之前，執行用以確認是否可實施檢查之測試程式」的功能。