TW201810478A

TW201810478A - 基板檢測裝置

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Publication number: TW201810478A
Application number: TW106119837A
Authority: TW
Inventors: 杉山克昌; 三井淳夫; 小菅豊; 成川健一; 森田慎吾
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: 2018-03-16
Also published as: WO2018003269A1; JP2018006406A

Abstract

提供一種基板檢測裝置，其可防止與開發測試程式相關之對使用者帶來不便的情況。

進行晶圓級系統級測試的針測機(10)，係具備有：測試程式之開發環境(34)，具有使用者用以編輯測試程式的使用者介面部(27)，與進行測試程式之編譯、執行及除錯的測試程式引擎(28)。

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。

近年來，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IC測試器，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，並使來自半導體元件之訊號傳達至IC測試器而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(例如，參閱專利文獻1。)。

IC測試器，雖係基於所傳達的訊號，判定半導體元件之電性特性或機能的良劣，但由於IC測試器之電路構成，係與安裝有經封裝化之半導體元件(以下，僅稱為「封裝」。)的電路構成例如母板或機能擴充卡的電路構成不同，因此，無法在已安裝了IC測試器的狀態下，判定電性特性或機能的良劣，作為結果，存在有如下述之問題：在IC測試器中，係在將封裝安裝於母板等的情況下，發現有未檢測到之半導體元件的故障。特別是，近年來，由於伴隨著半導體元件之複雜化、高速化，導致IC測試器中之測試圖案龐大化，並且要求對測試時序進行微妙之控制，因此，上述的問題變得日益顯著。

因此，為了高度地保證半導體元件的品質，而提出如下述之技術：設置檢測電路(該檢測電路，係重現對探針卡安裝有封裝的電路構成例如母板的電路構成)以代替IC測試器，在重現了使用該探針卡來將封裝安裝於母板之環境的狀態下(以下，稱為「安裝環境」。)，不用將半導體元件從晶圓切出而檢測半導體元件的電性特性(例如，參閱專利文獻2。)。另外，將在像這樣的安裝環境下所進行之半導體元件的檢測稱作為晶圓級系統級測試。

然而，在晶圓級系統級測試中，雖然假定封裝之安裝之母板等的種類多樣化，而且封裝的種類亦多樣化，但由於針對母板與封裝的每個組合，檢測內容並不同，因此，必需編輯多數個記述有對應檢測內容之測試流程的測試程式。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開平7-297242號公報

[專利文獻2]日本特開2015-84398號公報

然而，通常針測機並未具備有測試程式之開發環境，因此，使用者或供應商必需另外構建該使用者所特有之測試程式的開發環境即測試控制器。而且，在使用者於測試控制器編輯測試程式之際，必需在該測試程式中，從零開始記述針測機之各構成要素的動作。又，雖亦考慮對供應商委託各個測試程式的開發，但在該情況下，會產生與成本或交期相關之問題。亦即，在進行晶圓級系統級測試的針測機中，係存在有與測試程式的開發相關之使用者的使用方便性不佳之問題。

本發明的目的，係在於提供一種基板檢測裝置，其可防止與開發測試程式相關之對使用者帶來不便的情況。

為了達成上述目的，本發明之基板檢測裝置，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，該基板檢測裝置，其特徵係，具備有：開發環境，可開發記述有對應前述半導體元件的檢測內容之測試流程的測試程式。

根據本發明，由於基板檢測裝置具備有可開發測試程式的開發環境，因此，由於可不需作成使用者所特有之測試程式的開發環境即測試控制器，而且，使用者不需對供應商委託各個測試程式的開發，故可防止與測試程式的開發相關之對使用者帶來不便的情況。

W‧‧‧晶圓

10‧‧‧針測機

26‧‧‧控制部

27‧‧‧使用者介面部

28‧‧‧測試程式引擎

34‧‧‧開發環境

45‧‧‧API

[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針測機之構成的立體圖。

[圖2]用以概略地說明圖1之針測機之構成的正視圖。

[圖3]概略地表示圖1之針測機所具備之探針卡之構成的正視圖。

[圖4]表示以往之針測機及測試控制器之關係的方塊圖。

[圖5]概略地表示作為本發明之實施形態之基板檢測裝置之針測機之構成的方塊圖。

[圖6]用以詳細地說明說明圖5中之開發環境之構成的方塊圖。

以下，參閱圖面，說明關於本發明之實施形態。

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針測機之構成的立體圖，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，針測機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之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。在針測機10中，係可藉由更換形成有卡側檢測電路19之探針卡15或測試箱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。在針測機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，藉此，針測機10，係可進行晶圓級系統級測試。

在針測機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，在針測機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。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，針測機10，係具備有：控制部26，控制該針測機10之各構成要素的動作；及使用者介面部27(編輯部)。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28。使用者介面部27，係由顯示面板例如觸控面板或鍵盤等所構成，使用者，係在介面部27中輸入各種資訊或指示。

圖4，係表示以往之針測機及測試控制器之關係的方塊圖。另外，以往的針測機29，雖係內建配置有例如測試板30與探針卡(未圖示)的測試站點31，但在圖4 中，係為了方便說明，而分開描繪針測機29與測試站點31。

在圖4中，針測機29，係被連接於使測試控制器32。使用者，係在測試控制器32中，編輯記述有對應半導體元件的檢測內容之測試流程的測試程式，針測機29，係因應所編輯的測試程式，執行形成於晶圓W之各半導體元件的檢測。又，測試板30，係直接連接於測試控制器32，測試控制器32，係直接控制測試板30。

然而，一般而言，不用預先準備測試控制器32，利用針測機29的使用者或該針測機29的供應商必需使用軟體或硬體，構建測試控制器32。亦即，由於測試控制器32，係因應使用者而新作成，因此，為使用者所特有，測試控制器32不用預先提供半導體元件之電性特性的檢測所需之機能。因此，使用者，係必需在測試程式中，從零開始記述用以實現該機能之針測機29之各構成要素的動作。亦即，在以往的針測機中，係測試控制器32之構建或測試程式之編輯需要花費使用者的勞力和時間，從而對使用者帶來不便。在本實施形態中，係對應於此，針測機29具備有測試程式之開發環境。

圖5，係概略地表示作為本發明之實施形態之基板檢測裝置之針測機之構成的方塊圖。另外，針測機10，雖係內建配置有例如測試板22與探針卡15的測試站點33，但在圖5中，係為了方便說明，而分開描繪針測機10與測試站點33。

在圖5中，針測機10，係具備有使用者介面部27及測試程式引擎28。在使用者介面部27中，使用者，係使用觸控面板或鍵盤等來編輯測試程式。使用者介面部27，係具備有例如C語言程式設計環境或整合開發環境即ECLIPSE編譯器(IBM製)，使用者，係利用該些環境來編輯測試程式。又，使用者介面部27，係將檢測之進行狀況或除錯的結果顯示於觸控面板等。測試程式引擎28，係執行在使用者介面部27中所編輯的測試程式，並控制針測機10之各構成要素的動作而執行形成於晶圓W之各半導體元件的檢測。又，測試程式引擎28，係在測試程式的執行之際，編譯該測試程式。而且，測試程式引擎28，係提供後述的除錯機能。亦即，由於使用者，係可藉由利用使用者介面部27及測試程式引擎28的方式，進行測試程式的編輯、編譯、執行及除錯(換言之，開發)，因此，使用者介面部27及測試程式引擎28，係構成測試程式的開發環境34。

圖6，係用以詳細地說明說明圖5中之開發環境之構成的方塊圖。

在圖6中，測試程式引擎28，係提供用以實現半導體元件的檢測所需之各種機能的應用程式。具體而言，係提供有測試執行時間管理應用程式35、操作GUI(Graphic User Interface)應用程式36、除錯GUI應用程式37、診斷應用程式38、警報應用程式39、MES(Manufacturing Execution System)控制應用程式40、針測機控制應用程式41、資料記錄應用程式42、測試場命令應用程式43及模組控制應用程式44等。該些應用程式，係藉由將對應各應用程式之程式載入測試程式引擎28的方式而實現。另外，操作GUI應用程式36及除錯GUI應用程式37，係亦可被統整。

在測試程式引擎28中，作為藉由上述之各應用程式35~44而實現的機能，係例如對應有：針測機控制機能、測試順序控制機能或結果保存機能。

針測機控制機能，係使藉由執行測試程式而實現的檢測與針測機10中的探針動作(各探針18所致之半導體元件之往電極焊墊或焊錫凸塊的接觸動作等)同步。測試順序控制機能，係進行測試程式的選擇、測試程式的執行或停止、測試程式流程控制。在測試程式的選擇中，係因應半導體元件之種類或除錯之目的，自複數個測試程式選擇適當的測試程式。在測試程式的執行或停止中，係任意決定測試程式的執行時序或停止時序。在測試程式流程控制中，係因應測試程式之執行時的條件，選擇執行或不執行構成測試程式的各測試部分。另外，測試部分，係檢測中的小實施項目。結果保存機能，係保存以「PASS」或「FAIL」所表示之檢測結果，和以「BIN/CAT」所表示之檢測結果的類別。

又，在測試程式引擎28中，係藉由上述的各應用程式35~44，提供有PIN映射機能、多DUT(Device Under Test)映射機能、執行時間記錄機能、資料記錄機能。

PIN映射機能，係進行半導體元件的檢測中之對各探針18之測試資源的分配，亦即因應檢測內容所使用之各探針18的決定。多DUT映射機能，係決定被形成於晶圓W的複數個半導體元件中之成為檢測對象之半導體元件的位置。執行時間記錄機能，係記錄、管理半導體元件之檢測的執行時間。資料記錄機能，係收集、輸出半導體元件的檢測中之資料日誌。

而且，在測試程式引擎28中，係藉由上述的各應用程式35~44，提供有測試程式之除錯機能、GUI機能、診斷機能、警報檢測機能或模組控制機能。除錯機能，雖係進行測試程式之除錯，但開發環境34，係亦可具備有例如除錯控制台(debug console)。在該情況下，使用者，係可在測試程式的除錯之際，進行除錯列印(debug print)。另外，除錯機能，係亦可被提供在遠程連接了針測機10的其他機器中。GUI機能，係受理使用者所致之手動操作。診斷機能，係進行針測機10中之內部配線的檢查等。警報檢測機能，係監視針測機10的各構成要素，例如風扇或電源有無發生異常。另外，藉由使用者可任意追加監視對象。模組控制機能，係在測試程式中，可利用DIO(Data Input Output)模組、繼電器模組或存取模組等。

又，在開發環境34中，係在使用者介面部27及測試程式引擎28之間介設有API(Application Program Interface)45，API45，係以在測試程式中可利用上述之各種機能的方式，提供至使用者介面部27。

根據本實施形態，由於針測機10具備有測試程式的開發環境34，因此，由於可不需作成使用者所特有之測試程式的開發環境即測試控制器，而且，使用者不需對供應商委託各個測試程式的開發，故可防止與測試程式的開發相關之對使用者帶來不便的情況。

又，在開發環境34中，由於測試程式引擎28，係提供用以實現半導體元件的檢測所需之各種機能的應用程式，且介設於使用使用者介面部27及測試程式引擎28之間的API45，係以在測試程式中可利用上述各種機能的方式，提供至使用者介面27，因此，在測試程式中，僅進行利用各種機能的記述便可利用各種機能。亦即，使用者，係為了實現各種機能，而必需在測試程式中，從零開始記述針測機之各構成要素的動作。其結果，可簡化測試程式之記述，使用者，係可輕易地進行測試程式之編輯。

而且，由於在開發環境34中，係藉由將對應該應用程式之程式載入測試程式引擎28的方式，實現各應用程式，因此，不需為了實現各應用程式而準備特有的硬體，從而可防止針測機10中之無用成本的發生或構成的複雜化。

又，由於在開發環境34中，前述測試程式被予以編譯，因此，可在執行測試程式時，不需將該測試程式移至其他裝置而進行編譯。而且，由於在開發環境34 中，係前述測試程式被予以除錯，因此，可在針測機10中，立即修正測試程式的錯誤。藉此，可更提升測試程式之開發效率。

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。

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、NV-RAM、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，藉由執行控制器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‧‧‧針測機

22‧‧‧測試板

27‧‧‧使用者介面部

28‧‧‧測試程式引擎

33‧‧‧測試站點

34‧‧‧開發環境

W‧‧‧晶圓

Claims

一種基板檢測裝置，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，該基板檢測裝置，其特徵係，具備有：開發環境，可開發記述有對應前述半導體元件的檢測內容之測試流程的測試程式。
如申請專利範圍第1項之基板檢測裝置，其中，前述開發環境，係具有可執行前述測試程式的程式引擎。
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，係提供前述半導體元件之檢測所需的各種機能。
如申請專利範圍第3項之基板檢測裝置，其中，前述各種機能，係藉由將對應前述各種機能之程式導入前述程式引擎的方式而實現。
如申請專利範圍第3或4項之基板檢測裝置，其中，前述開發環境，係具有可編輯前述測試程式的編輯部，在前述測試程式中，係藉由API(Application Program Interface)來利用前述各種機能。
如申請專利範圍第3或4項之基板檢測裝置，其中，在前述開發環境中，前述測試程式被予以編譯。
如申請專利範圍第3或4項之基板檢測裝置，其中，在前述開發環境中，前述測試程式被予以除錯。