TWI730510B - 全區域影像測試方法與架構 - Google Patents

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Abstract

一種全區域影像測試架構，是用於對具有多個待測元件之12吋晶圓，使用一探針測試裝置，探針測試裝置由多個測試單元所構成，測試單元數目為64個且呈對稱分佈，分佈數目依序為6、8、9、9、9、9、8、6個，每個測試單元設有一光源單元及一影像擷取卡。在執行測試方法時，其步驟包括由移動平台承載著晶圓移動，晶圓全區域被定義64個測試區，多個測試區呈對稱分佈且分佈數目依序為6、8、9、9、9、9、8、6個，每個測試區內具有多個待測元件；使用探針測試裝置，測試探針裝置分佈著64個測試單元，每個測試單元位置對應測試區，每個測試單元包括一組探針頭，探針頭位置對應於待測元件；移動平台帶動晶圓移動，在探針測試裝置下降且使探針頭與位置相對應的待測元件接觸，測試探針裝置下降次數與測試區內的待測元件數目相同，藉此減少下降探壓次數，提升測試效率，縮短測試時間。

Description

全區域影像測試方法與架構
本發明為一種探針測試裝置之技術領域，尤其指一種應用於12吋晶圓且對全區域影像感測元件進行測試的方法與架構。
在積體電路測試領域中，使用探針卡(probe card)裝置在一探測機台，探針卡在每一組探針頭((probe head)表面設有探針，用電性接觸一待測元件(DUT，device under test)，以作為電性傳輸界面。隨著晶圓尺寸加大，多點探測(multi-site probing)之探針卡已非常普遍，能在一次探壓(touch down)的動作中，同時電性導接多個待測元件(DUT)。
在積體電路測試作業中，提高檢查效率作業，就能縮短測試時間，增加測試廠的獲利。隨著晶圓尺寸已達12吋，待測元件數目多達上千個，最有效率的測試方式為One Touch Down/Multi-Dut，一次性探針覆蓋12吋晶圓上待測元件且進行測試。
對於由影像感測元件所構成的晶圓，因須模擬實際作業環境，探針卡必須安裝光源、影像擷取卡、鏡頭組件，探針卡雖然仍具備有多點探測(multi-site probing)，但相鄰兩個探測位置距離大於晶圓上相鄰兩待測元件(DUT)的距離。加上光源尺寸受限，習用探針卡的多點探測一般採用方型或長方陣列排列，且無法涵蓋整個12吋晶圓。因此探針卡在進行晶圓測試時，須先在小區域的測試區完成區內待測元件數目的測試，之後再大範圍的移動，讓測試作業 涵蓋整個晶圓。因此習用方式對影像感測元件測試的探壓(touch down)總次數較多，如何將多點探測(multi-siteprobing)的位置作更有效率的分佈，以執行更高效率的檢查，減少探壓的次數，即為本發明研究的課題。
本發明主要目的係提供一種全區域影像測試方法和架構，應用於12吋晶圓的測試，主要將探針卡的多點探測(multi-site probing)採用64個且分佈區域涵蓋12吋晶圓，移動平台再根據每個區域內待測元件的數目及位置移動晶圓，讓每次探壓(touch down)皆能與待測元件接觸測試，藉此減少探壓的總次數，提升檢查效率。
為達上述之目的，本發明全區域影像測試方法，用於對具有多個待測元件之12吋晶圓進行測試，步驟包括：由移動平台承載著該晶圓移動，該晶圓全區域被定義64個測試區，多個該測試區呈對稱分佈且分佈數目依序為6、8、9、9、9、9、8、6個，每個測試區內具有多個該待測元件；使用一探針測試裝置，該測試探針裝置分佈著64個測試單元，每個測試單元位置對應該測試區，每個該測試單元包括一組探針頭，該探針頭位置對應於該待測元件；該移動平台帶動該晶圓移動，在該探針測試裝置下降且使該探針頭與位置相對應的該待測元件接觸，該測試探針裝置下降次數與該測試區內的該待測元件數目相同。
再者，本發明一種全區域影像測試架構，使用一探針測試裝置，該探針測試裝置由多個測試單元所構成，其特徵在於：該測試單元數目為64個且呈對稱分佈，分佈數目依序為6、8、9、9、9、9、8、6個，每個測試單元包括一光源單元及一影像擷取卡。
在本發明的較佳實施例中，每個測試單元由下而上依序包括探針頭、探針介面板、彈簧插針塔、影像介面板，該影像介面板上則插置該影像擷取卡及固定著該光源。
在本發明的較佳實施例中，該彈簧插針塔設置於固定層中，該固定層固定於該探針介面板與該影像介面板之間。
在本發明的較佳實施例中，該影像介面板上設有加強層，以增加整體的強度。
以下配合圖式及元件符號對本發明之實施方式做更詳細的說明，俾使熟習該項技藝者在研讀本說明書後能據以實施。
1:探針測試裝置
10:測試單元
11:探針頭
111:探針
12:探針介面板
13:彈簧插針塔
14:影像介面板
15:固定層
151:窗口
16:鏡頭
17:光源
18:影像擷取卡
19:加強層
20:晶圓
21:測試區
22:待測元件
30:移動平台
圖1為本發明全區域影像測試架構的示意圖；圖2為本發明全區域影像測試架構的局部放大圖；圖3為本發明全區域影像測試架構的俯視圖；圖4為本發明全區域影像測試方法的流程圖；圖5為本發明全區域影像測試方法的運作時測試點與晶圓分佈對照圖。
如圖1所示，本發明全區域影像測試架構是用於檢測形成於一晶圓20上的複數個積體電路，晶圓20設置於移動平台30上，且能受移動平台30帶動而適時移動。
如圖1及圖2所示，本發明全區域影像測試架構是使用一探針測試裝置1。該探針測試裝置1由許多個測試單元10所構成，每個測試單元10包括探針頭11、探針介面板12、彈簧插針塔13(Pogo Tower)、影像介面板14。該探針頭11具有多個探針111，由探針111與晶圓20上的待測元件接觸。該探針頭11固定於該探針介面板12，該彈簧插針塔13固定於該探針介面板12與影像介面板14之間，作為電性傳輸之用。該彈簧插針塔13能分佈於固定層15中，由該固定層15維持其位置及兩介面板之間的強度，該固定層15可為金屬板或精密陶瓷或強度較硬的材料所構成。該固定層15分佈著許多窗口151。該窗口151內可安裝鏡頭16或作為光源通過的路徑，以模擬實際的測試環境。
如圖3所示，本發明的設計是設有64個測試單元10，多個該測試單元10呈對稱分佈且分佈數目依序為6、8、9、9、9、9、8、6個。每個測試單元10設有獨立的光源17及安裝一影像擷取卡18。該光源17與影像擷取卡18是固定於該影像介面板14上。該影像擷取卡18為可插拔式，可以針對受測的影像感測元件不同而更換。該光源17為LED燈源，提供運作時所需之光源。本發明針對每個測試區域提供個別獨立運作的光源17，因此能針對每個區域調整亮度至最佳狀態，另外該光源17尺寸小且製作上也較為容易。再者該影像介面板14上可設有加強層19，該加強層19可為金屬板或精密陶瓷或強度較硬的材料所構成，以增加整體的強度。
請參閱圖4及圖5，分別本發明全區域影像測試方法的流程圖與運作時測試點與晶圓的分佈圖。本發明全區域影像測試方法，用於對具有多個待測元件之12吋晶圓進行測試，步驟包括： 步驟401：由移動平台30承載著該晶圓20移動，該晶圓20全區域被定義出64個測試區21，多個該測試區21呈對稱分佈且分佈數目依序為6、8、9、9、9、9、8、6個，每個測試區21內具有多個該待測元件22； 步驟402：使用一探針測試裝置1，該測試探針裝置1分佈著64個測試單元10，每個該測試單元10位置對應該測試區21，每個該測試單元10包括一組探針頭11，該探針頭11位置對應於該待測元件22； 步驟403：該移動平台30帶動該晶圓20移動，在該探針測試裝置1下降且使該探針頭11與位置相對應的該待測元件22接觸，該測試探針裝置1下降次數與該測試區21內的該待測元件22數目相同。
針對不同的影像感測元件大小不同，每一個測試區內的待測元件數目並不相同。如圖5所示，在本實施例中每個測試區具7*7=49個測試點。換言之，使用本發明以64個測試單元10全區域的分佈方式，其執行探壓(touch down)的總次數僅需49次，較習用採長方型或方型陣列的測試點分佈方式，本發明能大幅降低探壓的次數，以執行更高效率的檢查，增加獲利。
以上所述者僅為用以解釋本發明之較佳實施例，並非企圖據以對本發明做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之發明精神下所作有關本發明之任何修飾或變更，皆仍應包括在本發明意圖保護之範疇。
1:探針測試裝置
10:測試單元
17:光源
18:影像擷取卡

Claims (7)

  1. 一種全區域影像測試方法，用於對具有多個待測元件之12吋晶圓進行測試，步驟包括：由移動平台承載著該晶圓移動，該晶圓全區域被定義出64個測試區，多個該測試區呈對稱分佈且分佈數目依序為6、8、9、9、9、9、8、6個，每個該測試區內具有多個該待測元件；使用一探針測試裝置，該測試探針裝置分佈著64個測試單元，每個該測試單元位置對應該測試區，每個該測試單元包括一組探針頭，該探針頭位置對應於該待測元件；該移動平台帶動該晶圓移動，在該探針測試裝置下降且使該探針頭與位置相對應的該待測元件接觸，該測試探針裝置下降次數與該測試區內的該待測元件數目相同。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之全區域影像測試方法，其中每個該測試單元設有一光源單元、一影像擷取卡，提供個別獨立的光源。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之全區域影像測試方法，其中每個該測試單元由下而上依序包括探針頭、探針介面板、彈簧插針塔、影像介面板，該影像介面板上則插置該影像擷取卡及固定著該光源。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之全區域影像測試方法，其中該彈簧插針塔設置於固定層中，該固定層固定於該探針介面板與該影像介面板之間。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之全區域影像測試方法，其中該影像介面板上設有加強層，以增加整體的強度。
  6. 一種全區域影像測試架構，用於對具有多個待測元件之12吋晶圓，使用一探針測試裝置，該探針測試裝置由多個測試單元所構成，其特徵在於：該測試單元數目為64個且呈對稱分佈，分佈數目依序為6、8、9、9、9、9、8、6個，每個該測試單元設有一光源單元及一影像擷取卡，每個該測試單元由下而上依序還包括探針頭、探針介面板、彈簧插針塔、影像介面板，該影像介面板上則插置該影像擷取卡及固定著該光源，該彈簧插針塔設置於固定層中，該固定層固定於該探針介面板與該影像介面板之間。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之全區域影像測試架構，其中該影像介面板上設有加強層，以增加整體的強度。
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