TWI911641B - 晶圓檢測設備 - Google Patents

Abstract

一種晶圓檢測設備包含：基座、載盤、第一升降裝置及橋接組件。基座可移動於第一軸向。載盤可用於承載待測組件。第一升降裝置用於在第一軸向上使載盤相對於基座被抬升或下降，以相應地接觸或遠離待測組件。橋接組件包括：電性連接裝置及第二升降裝置。電性連接裝置具有相互電性連接的第一連接模組及第二連接模組。第二升降裝置用於在第一軸向上使電性連接裝置相對於基座被抬升或下降，以相應地使第一連接模組接觸或遠離探針卡，以及相應地使第二連接模組接觸或遠離載盤。藉此，確保測試訊號的完整性與連續性，也增進與既有設備的相容性。

Description

晶圓檢測設備

本揭露關於一種檢測設備，更特別的是關於一種用於提供待測晶圓較短之訊號傳輸路徑的晶圓檢測設備。

半導體元件的製造過程包含晶圓針測程(Wafer Probe)，其係對晶圓中的各個晶粒進行電性功能上的測試，用以在IC構裝製程之前就能確認出電性功能不良的晶粒，進而避免此等不良晶粒進入後端製程。

晶圓針測製程的步驟係將探針卡的探針接觸晶圓上作為輸入端的受測點(例如晶粒上的銲墊)，進而透過探針將測試訊號輸入至對應的晶粒，檢測電路的電性狀況，以供晶粒良莠的判斷。

晶圓檢測設備內的各部件或作動件非常繁多，然而，由探針卡輸出的測試訊號在進入待測晶粒後，為了縮短傳遞回探針卡的路徑，需要加裝新的零部件，這對於窄小之晶圓檢測設備內的空間安排來說，往往形成困難，導致需要對晶圓檢測設備內的各部件或作動件重新設計與安排，進而大幅提高了建置成本。

在本發明揭露的一些實施例中的，提供一種配置，而能藉由改裝及/或加裝的方式，讓現有設計的設備內能夠輕易地配置可用來縮短訊號傳輸路徑的裝置。

根據一些實施例，提供一種晶圓檢測設備，包含：基座、載盤、第一升降裝置及至少一橋接組件。基座可移動於一第一軸向，用於使一待測組件被抬升或下降以相應地接觸或遠離一探針卡。載盤係為導電材質且用於選擇性承載該待測組件。第一升降裝置配置於該基座上並承抵該載盤，該第一升降裝置用於在該第一軸向上使該載盤相對於該基座被抬升或下降，以相應地接觸或遠離該待測組件。橋接組件包括：電性連接裝置及第二升降裝置。電性連接裝置具有相互電性連接的一第一連接模組及一第二連接模組。第二升降裝置配置於該基座上並承抵該電性連接裝置，該第二升降裝置用於在該第一軸向上使該電性連接裝置相對於該基座被抬升或下降，以相應地使該第一連接模組接觸或遠離該探針卡，以及相應地使該第二連接模組接觸或遠離該載盤。

根據一些實施例，當該第一連接模組接觸該探針卡且該第二連接模組接觸該載盤時，可建立起該待測組件與該探針卡之間的橋接路徑。該橋接路徑即對待測晶圓與探針卡之間提供了較短的訊號傳輸路徑。

根據一些實施例，該待測組件可包括待測晶圓及用於承載該待測晶圓的載體。

根據一些實施例，該電性連接裝置於頂部可具有一階梯部。該階梯部可具有一高部及相對於該高部的一低部。該第一連接模組係配置於該高部上，該第二連接模組係配置於該低部上。其中，當該第二升降裝置使該電性連接裝置抬升至讓該第二連接模組接觸該載盤的下表面時，該第一連接模組係於該載盤的周緣凸出該載盤的上表面。

根據一些實施例，載盤可具有配置於周緣而呈現凸突出的至少一凸耳部，該凸耳部的下表面係用於提供該第二連接模組的接觸。

根據一些實施例，載盤可具有複數個呈現間隔配置的凸耳部。橋接組件的數量係對應凸耳部的數量。每一該橋接組件係對應一個該凸耳部，以於該電性連接裝置被該第二升降裝置抬升後，每一該橋接組件的該第二連接模組係與對應之該凸耳部相接觸。

根據一些實施例，各該第一連接模組可藉由朝上凸伸的複數第一端子與該探針卡底部的一導電片電性連接，各該第二連接模組可藉由朝上凸伸的複數第二端子與對應的該凸耳部的底面電性連接。

根據一些實施例，該載盤於周緣可具有複數凹口部，各該凹口部係供對應的一支撐裝置的一牙叉部伸入，該支撐裝置係固定於該基座上，於該載盤尚未接觸該待測組件時係藉由二個該支撐裝置的該等牙叉部承抵該待測組件。

據此，在載盤、第一升降裝置與橋接組件的搭配下，除了可直接配置在既有的基座上且可隨基座一同移動外，還能讓橋接組件與載盤之間形成可獨立運作而不相互牽制的配置關係，確保了測試訊號的完整性與連續性，也大幅提高了與既有設備的相容性。

為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後：

於本發明揭露的內容中，所描述之用語「一」或「一個」來描述單元、部件、結構、裝置、模組、系統、部位或區域等。此舉只是為了方便說明，並且對本發明之範疇提供一般性的意義。因此，除非很明顯地另指他意，否則此種描述應理解為包括一個或至少一個，且單數也同時包括複數。

於本發明揭露的內容中，所描述之用語「包含、包括、具有」或其他任何類似用語意係非僅限於本文所列出的此等要件而已，而是可包括未明確列出但卻是所述單元、部件、結構、裝置、模組、系統、部位或區域通常固有的其他要件。

於本發明揭露的內容中，所描述之「第一」或「第二」等類似序數之詞語，係用以區分或指關聯於相同或類似的元件或結構、部位或區域，且不必然隱含此等元件、結構、部位或區域在空間上的順序。應了解的是，在某些情況或配置下，序數詞語係可交換使用而不影響本發明之實施。

請參照圖1及圖2，圖1為根據一些實施例之晶圓檢測設備的側面斷面視圖，圖2為圖1實施例之基座上移後的示意圖。晶圓檢測設備包含：基座100、載盤200(chuck)、第一升降裝置300及至少一橋接組件400。

基座100在晶圓檢測設備內通常被配置為具有多個軸向的運動能力，這會隨著晶圓檢測設備為了提供對晶圓的檢測方式而配置。舉例來說：基座100可能在第一軸向(Z軸)、第二軸向(X軸，圖未示，可參照圖4)、第三軸向(Y軸，圖未示，可參照圖4)的方向上具有移動能力，以及至少在一軸上具有轉動能力。

以本實施例來說，基座100在第一軸向(Z軸)上提供移動能力，用以讓載盤200與探針卡500之間可具有一定程度的移動關係，。通常是藉由基座100的被驅動而讓承載有待測組件600的載盤200靠近，令待測組件600的待測晶圓610的受測點可靠近探針卡500，以供針測步驟的進行。例如：基座100讓待測組件600被抬升或下降，以相應地接觸探針卡500的底部或遠離探針卡500。然而，藉由探針卡500的移動以靠近待測組件600、或是載盤200與探針卡500二者皆被移動等來進行針測步驟，皆可適用於本發明揭露的實施例中。

載盤200用於承載待測組件600，載盤200為具備導電性能的導電材質，其可包含：金屬材質或非金屬但具備導電性能的材質。載盤200提供了橋接組件400可藉由接觸載盤200而與載盤200上的待測組件600建立電性連接的關係。橋接組件400包括：電性連接裝置410及第二升降裝置420。電性連接裝置410則具有用來與探針卡500底部接觸的第一連接模組411及用來與載盤200接觸的第二連接模組412。

舉例來說，當配置在基座100上的第二升降裝置420運作時，在第一軸向Z上可使電性連接裝置410相對於基座100被抬升或下降，以相應地使第一連接模組411靠近或遠離探針卡500的底部，以及相應地使第二連接模組412靠近或遠離載盤200的底部。

如圖1及圖2所示，電性連接裝置410於頂部具有一階梯部，該階梯部具有一高部及相對於高部的一低部。第一連接模組411配置於高部上，第二連接模組412配置於低部上。其中，當第二升降裝置420使電性連接裝置410抬升至讓第二連接模組412接觸載盤200的下表面時，第一連接模組411係位於載盤200的周緣並呈現凸出載盤200之上表面的狀態。

如圖2所示，當基座100上移後，可讓第一連接模組411與探針卡500建立電性連接，以及可讓第二連接模組412與載盤200的底部建立電性連接。其中，在電性連接裝置410中，例如藉由導線或其他方式使第一連接模組411電性連接第二連接模組412，據此，載盤200至探針卡500中間的短路徑被建立，形成待測組件600與探針卡500之間的一個橋接路徑。此橋接路徑即對待測晶圓610與探針卡500之間提供了較短的訊號傳輸路徑。

第一升降裝置300配置於基座100上，並用來承抵載盤200。第一升降裝置300用於在第一軸向Z上使載盤200相對於基座100來說，可被抬升或下降，以相應地靠近或遠離待測組件600。其中，當第一升降裝置300在基座100上伸長，進而抬升載盤200並使其接觸待測組件600的底面後，完成第一階段定位，接著再透過第二升降裝置420在基座100上伸長，進而抬升電性連接裝置410並使第二連接模組412接觸載盤200的底面後，完成第二階段定位，至此完成測試程序的前置步驟。接著讓基座100進行在第一軸向Z上進行運作，固定在基座100上的第一升降裝置300及第二升降裝置420會一同被抬升，進而讓待測組件600被抬升並接觸探針卡500的探測部510(如圖2所示)，此時，第一連接模組411同時接觸到探針卡500底面的導電片520，完成待測組件600與探針卡500之間之較短的訊號傳輸路徑。後續藉由基座100的控制，讓待測組件600上之待測晶圓610的各個晶粒被逐一地與探針卡500底部的探測部510接觸以進行針測步驟。

第一升降裝置300及第二升降裝置420，舉例來說可為一種氣動移動機構，可形成伸長或壓縮的使用態樣，其他可達到軸向上之移動效果的裝置皆可適用。

請參照圖3，為圖1實施例之基座下移且橋接組件亦下移的示意圖。就另一方面來說，當完成待測組件600上之待測晶圓610的針測步驟後，基座100會先向下移動以使待測組件600遠離探針卡500，接著，第二升降裝置420進行壓縮以讓第一連接模組411遠離探針卡500及載盤200並讓第一連接模組411的頂面低於載盤200的底面，同時，第二連接模組412亦遠離載盤200，形成如圖3所示的狀態。如此，橋接組件400即可不干預其他之機械部件對待測組件600的取放。在一些實施例中，在後續動作控制上，第一升降裝置300可壓縮而讓載盤200在第一軸向Z上進行下降動作，騰出其他之機械部件對待測組件600進行取放時所需的空間。

請同時參照圖1至圖3，如前所述，探針卡500包含探測部510、導電片520及基板530。在檢測程序中之對位及移動步驟完成後，探測部510可與待測晶圓610上選定之受測晶粒接觸(探測部510例如為探針)，以供測試訊號得以被傳輸至受測晶粒中。探測部510在圖1及圖2中僅示例單一探針，然並非以此為限。探測部510可被固定於基板530上。

基板530通常被配置成在頂面具有各種電子元件及在基板的頂面與內部布局有相關的線路，至於基板530的底面則具有絕緣層，導電片520通常附加在絕緣層的下方，進而在探針卡500底部形成用於供橋接組件400電性連接的接觸面。其中，導電片520可被配置在探測部510的周邊。配置在基板530底面的導電片520可藉由基板530上及/或內部布置的線路電性連接探針卡500上的電子元件，以讓接收到的測試訊號傳輸至對應的功能模組，供一些電性分析步驟的進行。

請參照圖4及圖5，圖4為根據一些實施例之晶圓檢測設備的部分裝置的立體示意圖，圖5為圖4實施例之橋接組件的立體示意圖。在圖4中，係尚未將待測組件600置放在支撐裝置700或載盤200上以便於視得各個結構在空間上的配置關係。

基座100上固定有兩個支撐裝置700，各個支撐裝置700具有一對豎立柱710及被豎立柱710支承的牙叉部720。牙叉部720的前端用來承抵待測組件600以供其他之機械部件對待測組件600進行拾取或置放。其中，待測組件600包括待測晶圓610及用於承載待測晶圓610的載體620(carrier)，載體620例如為具備導電性能的導電材質(包含金屬材質或非金屬但具備導電性能的材質)，並可呈現為一薄片。

載盤200於周緣具有複數凹口部210。各凹口部210係供對應的支撐裝置700的牙叉部720的前端伸入。具體來說，當載盤200被抬升以讓載盤200的上表面接觸待測組件600之載體620的下表面以形成電性連接時，載盤200的各個凹口部210剛好容置對應的牙叉部720的前端，據此，當載盤200下降後，待測組件600仍可被支撐裝置700承抵著。

在一些實施例中，載盤200具有配置於周緣而呈現凸出的至少一凸耳部220。凸耳部220的下表面用來提供給第二連接模組412接觸用，以形成電性連接。

在圖4及圖5的實施例中，載盤200具有4個呈現間隔配置的凸耳部220。橋接組件400的數量對應該等凸耳部220的數量，亦為4個。每一個橋接組件400對應至一個凸耳部220。當電性連接裝置410被第二升降裝置420抬升後，每一個橋接組件400的第二連接模組412即可與對應的凸耳部220的底面相接觸。

在一些實施例中，各個第一連接模組411可藉由朝上凸伸的複數第一端子與探針卡500(圖4未示)底部的導電片520(圖4未示)電性連接。各個第二連接模組412可藉由朝上凸伸的複數第二端子與對應的凸耳部220的底面電性連接。如圖4所示例的實施例，第一連接模組411及第二連接模組412是以彈簧探針(Pogo Pin)來做為示例。

綜合上述，透過第一升降裝置及橋接組件的配置與安排，載盤至探針卡中間的短路徑被藉由橋接組件建立，形成待測組件與探針卡之間的一個橋接路徑，進而提供了較短的訊號傳輸路徑，此外，透過第一升降裝置與第二升降裝置的配置，更可使得載盤與電性連接裝置能被妥適地安排在晶圓檢測設備內，形成可獨立運作而不相互牽制的配置關係，確保了測試訊號的完整性與連續性，也大幅提高了與既有設備的相容性。

本發明在上文中已以一些實施例進行揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。

100:基座 200:載盤 210:凹口部 220:凸耳部 300:第一升降裝置 400:橋接組件 410:電性連接裝置 411:第一連接模組 412:第二連接模組 420:第二升降裝置 500:探針卡 510:探測部 520:導電片 530:基板 600:待測組件 610:待測晶圓 620:載體 700:支撐裝置 710:豎立柱 720:牙叉部 Z:第一軸向 X:第二軸向 Y:第三軸向

[圖1]為根據一些實施例之晶圓檢測設備的側面斷面視圖。 [圖2]為圖1實施例之基座上移後的示意圖。 [圖3]為圖1實施例之基座下移且橋接組件亦下移的示意圖。 [圖4]為根據一些實施例之晶圓檢測設備的部分裝置的立體示意圖。 [圖5]為圖4實施例之橋接組件的立體示意圖。

100:基座

200:載盤

300:第一升降裝置

400:橋接組件

410:電性連接裝置

411:第一連接模組

412:第二連接模組

420:第二升降裝置

500:探針卡

510:探測部

520:導電片

530:基板

600:待測組件

610:待測晶圓

620:載體

Z:第一軸向

Claims (10)

1. 一種晶圓檢測設備，包含： 一基座，係可移動於一第一軸向，用於使一待測組件被抬升或下降以相應地接觸或遠離一探針卡； 一載盤，係為導電材質且用於選擇性承載該待測組件； 一第一升降裝置，係配置於該基座上並承抵該載盤，該第一升降裝置用於在該第一軸向上使該載盤相對於該基座被抬升或下降；及 至少一橋接組件，該橋接組件係包括： 一電性連接裝置，係具有相互電性連接的一第一連接模組及一第二連接模組；及 一第二升降裝置，係配置於該基座上並承抵該電性連接裝置，該第二升降裝置用於在該第一軸向上使該電性連接裝置相對於該基座被抬升或下降，以相應地使該第一連接模組接觸或遠離該探針卡，以及相應地使該第二連接模組接觸或遠離該載盤。
2. 如請求項1所述之晶圓檢測設備，其中於該第一連接模組接觸該探針卡且該第二連接模組接觸該載盤時，建立起該待測組件與該探針卡之間的一橋接路徑。
3. 如請求項1所述之晶圓檢測設備，其中該待測組件包括一待測晶圓及用於承載該待測晶圓的一載體。
4. 如請求項3所述之晶圓檢測設備，其中該載體係為導電材質的一薄片。
5. 如請求項1所述之晶圓檢測設備，其中該電性連接裝置於頂部係具有一階梯部，該階梯部具有一高部及相對於該高部的一低部，該第一連接模組係配置於該高部上，該第二連接模組係配置於該低部上，於該第二升降裝置使該電性連接裝置抬升至讓該第二連接模組接觸該載盤的下表面時，該第一連接模組係於該載盤的周緣凸出該載盤的上表面。
6. 如請求項1至5中任一項所述之晶圓檢測設備，其中該載盤係具有配置於周緣而呈現凸出的至少一凸耳部，該凸耳部的下表面係用於提供該第二連接模組的接觸。
7. 如請求項6所述之晶圓檢測設備，其中該載盤係具有複數個呈現間隔配置的該凸耳部，該橋接組件的數量係對應該等凸耳部的數量，每一該橋接組件係對應一個該凸耳部，以於該電性連接裝置被該第二升降裝置抬升後，每一該橋接組件的該第二連接模組係與對應之該凸耳部相接觸。
8. 如請求項7所述之晶圓檢測設備，其中各該第一連接模組係藉由朝上凸伸的複數第一端子與該探針卡底部的一導電片電性連接，各該第二連接模組係藉由朝上凸伸的複數第二端子與對應的該凸耳部的底面電性連接。
9. 如請求項8所述之晶圓檢測設備，其中各該第一端子及各該第二端子係為彈簧探針。
10. 如請求項6所述之晶圓檢測設備，其中該載盤於周緣係具有複數凹口部，各該凹口部係供對應的一支撐裝置的一牙叉部伸入，該支撐裝置係固定於該基座上，於該載盤尚未接觸該待測組件時係藉由二個該支撐裝置的該等牙叉部承抵該待測組件，使該第一升降裝置令該載盤相對於該基座被抬升或下降時，係相應地使該載盤接觸或遠離該待測組件。