專利名稱：測試基片上電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于測試基片上電路的方法和裝置。
背景技術(shù)：
電路通常制造在半導(dǎo)體晶片上。然后用鋸子將晶片切成單個(gè)的芯片(die)，每個(gè)芯片上都有各自的電路。然后，這些芯片被固定到其它基片上，該基片提供結(jié)構(gòu)支撐和與其它器件的電連接。
通常要求在制造的各個(gè)階段和出售這些電路前測試這類電路。一種用于測試這樣的一個(gè)電路的裝置通常包括多個(gè)彈性觸點(diǎn)，其將端子和電路連接起來。電子信號通過電測試儀(electric tester)和電路間的觸點(diǎn)和端子中繼，以便測試電路的功能的完整性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種測試基片上電路的方法。例如，將一基片放置在傳遞卡盤(transfer chuck)上，移動測試卡盤(test chuck)的表面至與基片接觸，所述基片被固定到所述測試卡盤上，相對所述傳遞卡盤，移動所述測試卡盤，以便所述基片從所述傳遞卡盤移開，移動所述基片上的端子與觸點(diǎn)接觸，以便通過所述端子和所述觸點(diǎn)將所述電路與電測試儀(electric tester)電連接，中繼通過所述電測試儀和所述電路之間的所述端子和所述觸點(diǎn)的信號，斷開(disengage)所述端子與所述觸點(diǎn)的接觸，并且將所述基片從所述測試卡盤上移開。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，當(dāng)基片還在所述傳遞卡盤上，記錄所述基片的表面圖像，同時(shí)移開所述傳遞卡盤。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方式，以單次通過(single pass)的方式，記錄基片表面的圖像。
根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的一個(gè)方式，多個(gè)基片同時(shí)被所述測試卡盤夾持，并且可以同時(shí)被掃描，以及可以同時(shí)被加熱或冷卻。
本發(fā)明也提供相應(yīng)的裝置。


通過例子和附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，用于測試基片上電路的裝置的立體圖；圖2是類似于圖1的視圖，其中頂板(top plate)被移走；圖3是該裝置的傳遞卡盤一部分的端視圖；圖4是說明裝載第一個(gè)基片的傳遞卡盤的平面圖；圖5是類似于圖4的視圖，其中傳遞卡盤被移動，且更多的基片被裝載到傳遞卡盤上；圖6是裝載有基片的傳遞卡盤的端視圖，進(jìn)一步顯示一個(gè)熱調(diào)節(jié)卡盤；圖7是類似于圖6的視圖，其中熱調(diào)節(jié)卡盤被移動，以便提升基片，且通過熱調(diào)節(jié)卡盤提供空氣以加熱基片；圖7A是圖7的一部分的放大視圖；圖8是類似于立體圖2的立體圖，其中傳遞卡盤被從熱調(diào)節(jié)卡盤上移開，且基片和測試卡盤對準(zhǔn)；圖9顯示傳遞卡盤和測試卡盤的端視圖；圖10是類似于圖9的視圖，其中測試卡盤被升高，以便提升基片，并且應(yīng)用真空以將基片固定在測試卡盤上；圖11顯示測試卡盤如何從傳遞卡盤上移開基片的立體圖；圖12顯示用于捕獲每個(gè)基片上表面的二維圖像的裝置的組件；圖13是類似于圖12的視圖，其顯示在圖像被捕獲并且基片與觸點(diǎn)對準(zhǔn)后，測試卡盤的位置；圖14顯示用所述裝置測試的基片的示例的平面視圖；圖15是芯片和基片上端子的放大的視圖；圖16顯示測試卡盤的移動以再次將基片插入傳遞卡盤的立體圖；圖17顯示用基片移動裝置將基片在傳遞卡盤上定位之后，但在從傳遞卡盤上移開之前的立體圖；圖18是類似于圖17的視圖，其中一個(gè)基片從卡盤上移開而另一個(gè)基片被定位在傳遞卡盤上。
具體實(shí)施例方式
圖1和圖2說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，用于測試基片上電路的裝置20。該裝置20包括支撐框架架(support frame)22，和直接或間接地安裝到支撐框架架22上的基片饋送裝置(feeding apparatus)24，傳遞卡盤26，熱調(diào)節(jié)裝置(thermal conditioning apparauts)28，壓盤(platen)30，測試卡盤32，頂板34，探針基片(probe substrate)36，觸點(diǎn)38(以夸大的細(xì)節(jié)顯示)，電測試儀40，和基片移動裝置(removalapparatus)42。
基片饋送裝置24包括饋送夾頭(feed cartridge)46和傳送系統(tǒng)(conveyor system)48，該傳送系統(tǒng)位于鄰近饋送頭46處。多個(gè)基片位于饋送夾頭46中。然后基片一個(gè)接一個(gè)地被放到傳送系統(tǒng)48上。傳送系統(tǒng)48將這些基片從饋送夾頭46傳遞到傳遞卡盤26。
圖3和4以更詳細(xì)的方式說明傳遞卡盤26。傳遞卡盤26上形成有六個(gè)狹槽50A-F。每個(gè)狹槽，例如，狹槽50B有兩組相對的支撐件52A和52B，它們之間分別有間隙54。
基片56A從傳送系統(tǒng)48被饋送到狹槽50A?；?6A下放到狹槽50A的支撐件52A和52B上。然后，基片56A的下表面(lower surface)被暴露于間隙54。
如圖5所示，傳遞卡盤26在方向58上相對支撐框架可移動。傳遞卡盤26先移動，以便傳送系統(tǒng)48和狹槽50B對準(zhǔn)。另一個(gè)基片56B然后被裝載進(jìn)狹槽50B。然后移動傳遞卡盤26，以便狹槽50C與傳送系統(tǒng)48對準(zhǔn)。然后，將另一個(gè)基片56C在狹槽中定位。傳送系統(tǒng)48未用基片填充狹槽50D-F。
然后，傳遞卡盤26后移到如圖4所示的位置。如圖6所示，基片56A-C在此被定位到熱調(diào)節(jié)裝置28的熱調(diào)節(jié)卡盤60上。熱調(diào)節(jié)卡盤60有一個(gè)上側(cè)邊，其具有三個(gè)高表面(high surface)62和兩個(gè)低表面(low surface)64，這些高低表面相互交替。每個(gè)高表面62分別位于基片56A-C中的一個(gè)的下面。一個(gè)空氣排出開口(air outlet opening)66形成于熱調(diào)節(jié)卡盤60的下表面(lower surface)?？諝馕￠_口(airsuction opening)68從空氣排出開口66導(dǎo)向外部，且在表面62具有空氣進(jìn)入點(diǎn)(air entry point)。雖然圖6中沒有示出，應(yīng)該理解每個(gè)表面62有多個(gè)空氣吸取開口68，這些開口互相間隔開進(jìn)入紙平面內(nèi)(into thepaper)。
熱調(diào)節(jié)裝置還包括電阻性元件(resistive elements)69A和冷卻通道69B，其位于熱調(diào)節(jié)卡盤60中。
在方向74上，將空氣從空氣吸取開口66中泵出，以便在空氣吸取開口68和基片56A-C的下表面間產(chǎn)生真空。真空使基片56A-C固定在表面62上。
熱調(diào)節(jié)卡盤60可相對支撐框架架22在豎直的方向上移動。如圖7所示，熱調(diào)節(jié)卡盤60這樣的移動將表面62移進(jìn)間隙54中，以便每個(gè)表面62分別接觸基片56A-C的各自的下表面。熱調(diào)節(jié)卡盤60在方向70上的進(jìn)一步的移動從支撐件52A和52B上提升基片56A-C?；?6A-C還被側(cè)壁72從側(cè)面支撐，該側(cè)壁72從支撐件52A和52B向上伸展。
如圖7A所示，每個(gè)基片56在其下表面有一個(gè)或多個(gè)芯片108。表面62在兩個(gè)凸緣(ledge)80間有凹槽(recess)78。當(dāng)表面62向上升時(shí)，芯片108適配該凹槽78。凸緣80在芯片108附近且在支撐件52A和52B之間與基片56接觸。
基片56A-C然后被加熱或冷卻?？赏ㄟ^施加電壓加熱基片，以便電流通過電阻性元件69A。電阻性元件加熱熱調(diào)節(jié)卡盤60，然后該卡盤加熱基片56A-C?？商鎿Q地，流過通道69B的一種冷卻液體可以冷卻熱調(diào)節(jié)卡盤60和基片56A-C。這樣，基片56A-C可以被加熱或冷卻到-55℃到150℃之間任何選擇的溫度。由于芯片108(圖7A)在凹槽78中，在凹槽78周圍的材料輔助保持芯片108的溫度于所需的水平，特別是在基片56的邊緣附近。
大約需要1分鐘加熱或冷卻基片56A-C，隨后空氣流被關(guān)閉。熱調(diào)節(jié)卡盤60然后在與方向70相反的方向上移動，以便基片56A-C下落到支撐件52A和52B上。熱調(diào)節(jié)卡盤60進(jìn)一步向下移動，以便表面62定位在間隙54的下方。
如圖8所示，傳遞卡盤56在方向78上移動，以便基片56A-C離開熱調(diào)節(jié)卡盤60。測試卡盤可在壓盤30上在水平x-方向、y-方向和垂直z-方向上移動。測試卡盤32首先和基片56A-C對準(zhǔn)，然后在方向30上移動，并且處于傳遞卡盤26的下方。測試卡盤32通常包括一個(gè)壓力器(forcer)，其位于壓盤30的上方，這是本領(lǐng)域所公知的。
圖9顯示測試卡盤32，其位于傳遞卡盤26的下方。測試卡盤32有一個(gè)上側(cè)邊，其具有三個(gè)較高的表面84和兩個(gè)較低的表面86，較低的表面在較高的表面之間。每個(gè)較高的表面84分別直接位于一個(gè)間隙54的下方。一個(gè)空氣排出開口88在測試卡盤32外形成?？諝馀懦鐾ǖ?0形成于表面84中，且連接到空氣排出開口88。
測試卡盤32可在垂直z-方向的方向92上移動。如圖10所示，測試卡盤32這樣的運(yùn)動移動表面84，使其通過間隙54，以便表面84接觸基片56A-C下表面(lower surface)。測試卡盤32在z-方向92上的進(jìn)一步移動提升基片56A-C，使它們離開支撐件52A和52B。
然后在空氣排出開口88內(nèi)產(chǎn)生真空，該空氣排出開口88在每個(gè)空氣排出開口90內(nèi)產(chǎn)生真空。在空氣排出開口90內(nèi)產(chǎn)生的真空將基片56A-C向下吸到表面84。這樣，基片56A-C就被固定到測試卡盤32上。
測試卡盤32包括一個(gè)下部(lower portion)32A和一個(gè)上部(upperprotion)32B。該下部32A可相對支撐框架架移動。該上部32B可脫離地固定在下部32A上，并且因此由下部“攜帶”。上部32B有凸起的和凹下部分84和86。上部32B可脫離下部32A，以允許和另一個(gè)具有凸起的和凹下的部分的上部32B相互交換，其在尺寸上適合容放比基片56APC更大或更小的寬度的其它基片。間隙54也可調(diào)整以與選擇的上部32B上的凸起部分的寬度匹配。
如圖11所示，測試卡盤32在水平y(tǒng)-方向96上移動。這樣的運(yùn)動將基片56A-C從狹槽50A-C中移出。
如圖12所示，該裝置也包括圖像記錄儀，其形式為行掃描儀(linescanner)98，其被靜止固定在支撐框架22上。該行掃描儀98有透鏡100。該透鏡100聚焦于由圖12中的點(diǎn)102表示的一條線上，并且延伸到紙中。如在方向96上測量的，該由點(diǎn)102表示的線在位置104左側(cè)約2厘米處，在該處，基片56離開傳遞卡盤26。如在方向96上測量的，這些基片56之一約為20厘米長?；?6的整個(gè)下表面位于測試卡盤32對應(yīng)的上表面上。
由于相對長度和距離，特別是由于基片56比位置102和104之間的距離長，當(dāng)其還在傳遞卡盤26上，并且開始離開傳遞卡盤26時(shí)，透鏡100開始聚焦于基片56的上表面。透鏡100以相似的方式同時(shí)聚焦于基片56A-C的整個(gè)上表面。每個(gè)基片100的上表面的一維圖像沿著由位置102代表的線獲取，并且由行掃描儀98提供至圖像捕獲儀(image capture device)，如數(shù)碼相機(jī)的存儲器?；?6在方向96的運(yùn)動將由位置102代表的線移動跨過基片56的上表面，以便基片56的上表面的二維區(qū)域被掃描。計(jì)算機(jī)知道測試卡盤32在方向96上移動的速度，這樣，每個(gè)基片56的上表面的二維圖像即由計(jì)算機(jī)的邏輯部件提供。
然后，測試卡盤32進(jìn)一步在方向96上移動，直到一個(gè)基片56被定位在觸點(diǎn)38下方。應(yīng)該指出基片56一致地移動并只通過透鏡100一次。測試卡盤32不是這樣，例如，其在方向96上前后移動并在方向96相對的方向上通過透鏡100。由于以單次通過(single pass)形式通過透鏡100，因此，產(chǎn)生一個(gè)非常粗糙，但足夠的基片56上表面的單次圖像(single image)，但是再次掃描基片56的上表面，不會浪費(fèi)時(shí)間。該圖像足夠精確到近似12微米，這比傳統(tǒng)的用于元件或主板和設(shè)計(jì)用于其它目的的操作器精確最少一個(gè)數(shù)量級。(其它應(yīng)用可要求多次通過(multiple passes)。例如晶片上的觸點(diǎn)可能太小而不能用單次通過的形式精確掃描。也可以進(jìn)行多次掃描，每次后續(xù)掃描可更精確地定位晶片上的觸點(diǎn)。)測試卡盤32可在x，y，和z-方向上移動，以便每個(gè)觸點(diǎn)38分別與基片56中一個(gè)的各組端子接觸，接下來，測試卡盤32在x，y，和z-方向上移動，以便每個(gè)觸點(diǎn)38與另一個(gè)基片上的各端子接觸，然后，再與第三個(gè)基片上的各端子接觸。觸點(diǎn)38都電連接到測試儀40，以便在測試儀40和這些端子間提供測試信號。
圖14和15說明一個(gè)基片，例如更具體地，說明基片56A?；?6A包括一個(gè)柔性片104，多個(gè)剛性襯底106，和多個(gè)電子芯片108。剛性襯底106被固定在柔性片104上。多個(gè)芯片108被固定在各自的一個(gè)剛性襯底106的后表面上并從其上突出出來。電路在每個(gè)芯片108的前表面形成。多個(gè)端子110位于每個(gè)芯片108上，并連接到在各自的芯片108中形成的電路。
如圖13所示的觸點(diǎn)38與端子110接觸。電子信號通過觸點(diǎn)38在圖1所示的電測試儀40和進(jìn)出在芯片108上形成的電路的端子之間傳輸。通過來回中繼信號，芯片108內(nèi)的電路可用電測試儀40測試。一旦電路被測試，測試卡盤32向下垂直移動，以便斷開端子110和觸點(diǎn)36的接觸。測試卡盤32然后在x和y-方向移動，以將另一個(gè)芯片108的端子與這些觸點(diǎn)對準(zhǔn)，然后測試卡盤32垂直向上移動，以便其它芯片108的端子與觸點(diǎn)38連接。也可以一次測試更多的芯片108。
一旦所有芯片108中的電路都被測試，測試卡盤32即在x-方向上移動，以便每個(gè)基片56A-C分別與各自狹槽50D-F對準(zhǔn)。如圖16所示，測試卡盤32然后在方向108上移動，以便基片56A-C分別被定位于狹槽50D-F中。然后，釋放測試卡盤上的真空，以便基片56A-C從測試卡盤32上釋放。測試卡盤32然后下落，以便基片56A-C下落到狹槽50D-F的支撐件上。
如圖17和圖18所示，基片移動裝置(removal apparatus)42包括伸縮工具(retracting tool)110，傳送系統(tǒng)112，和移動盒(removal cassette)114、伸縮工具110先被用于將基片56A移到傳送系統(tǒng)112。傳送系統(tǒng)然后將基片移進(jìn)移動盒114。當(dāng)基片56A移進(jìn)移動盒114中時(shí)，另一個(gè)基片56D移進(jìn)狹槽50A。
傳遞卡盤26然后在圖5中所示的方向58上移動，以便在另外的基片被定位到狹槽50B和50C中時(shí)，移去基片56B和56C。
雖然參照

了某些示例性的實(shí)施例，應(yīng)該理解這樣的實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的說明，而非用于限制本發(fā)明，而且，本發(fā)明不僅限于所顯示和所述描述的具體結(jié)構(gòu)和裝置，因?yàn)樗鶎兕I(lǐng)域的技術(shù)人員可對本發(fā)明做出修改。
權(quán)利要求
1.測試基片上電路的方法，其包括將所述基片定位在測試卡盤中；移動測試卡盤的表面至與所述基片接觸，所述基片由所述傳遞卡盤夾持；固定所述基片至所述測試卡盤；在移開所述傳遞卡盤前，記錄所述基片的表面圖像；相對所述傳遞卡盤，移動所述測試卡盤，以使所述基片從所述傳遞卡盤移開；移動所述基片上的端子至與觸點(diǎn)接觸，以通過端子和所述觸點(diǎn)，將所述電路與電測試儀電連接；中繼通過所述電測試儀和所述電路之間的所述端子和所述觸點(diǎn)的信號；將所述端子與所述觸點(diǎn)斷開接觸；以及從所述測試卡盤移開所述基片。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，當(dāng)所述基片從所述傳遞卡盤移開時(shí)，記錄所述圖像。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述圖像由圖像記錄儀記錄，所述圖像記錄儀相對于所述傳遞卡盤安裝在固定位置。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，在所述基片從所述傳遞卡盤移開的方向上，所述測試卡盤的所述表面比從所述基片離開所述傳遞卡盤的位置到所述圖像記錄在所述基片上聚焦的位置之間的距離長。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述測試卡盤的所述表面與所述基片的下表面接觸，并且所述圖像記錄儀位于所述基片的上表面的上方。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，當(dāng)所述圖像被記錄時(shí)，多個(gè)獨(dú)立的基片的表面圖像被同時(shí)記錄。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，當(dāng)所述基片從所述傳遞卡盤移開時(shí)，所述圖像被記錄。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述圖像由圖像記錄儀記錄，所述圖像記錄儀相對于所述傳遞卡盤安裝在固定位置。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括加熱或冷卻所述基片。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述基片在被置于所述傳遞卡盤上之后，但在記錄所述圖像之前，被加熱或冷卻。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述基片由熱調(diào)節(jié)卡盤加熱，所述基片定位在所述熱調(diào)節(jié)卡盤上。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述傳遞卡盤在加熱或冷卻所述基片后水平移動，以將所述基片從所述熱調(diào)節(jié)卡盤移開。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述熱調(diào)節(jié)卡盤的表面在被加熱或冷卻前，移向所述基片，并且在所述基片被加熱或冷卻后，從所述基片移開。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述基片位于所述熱調(diào)節(jié)卡盤的凹槽內(nèi)。
15.一種測試基片上電路的方法，其包括將所述基片定位在傳遞卡盤中；移動測試卡盤的上表面至與所述基片的下表面接觸，所述基片由所述傳遞卡盤夾持；固定所述基片至所述測試卡盤；相對所述傳遞卡盤，在水平方向上，移動所述測試卡盤，以使所述基片從所述傳遞卡盤移開；通過圖像記錄儀，記錄所述基片上表面的圖像，所述圖像記錄儀相對于所述傳遞卡盤，在所述基片的上方，安裝在固定位置，所述測試卡盤的所述上表面比從所述基片離開所述傳遞卡盤的位置到所述圖像記錄儀在所述基片上聚焦的位置之間的距離長，以使在所述基片從所述傳遞卡盤移開時(shí)，記錄所述圖像；移動所述基片上的端子至與觸點(diǎn)接觸，以通過端子和所述觸點(diǎn)將所述電路與電測試儀電連接；中繼通過所述電測試儀與所述電路間的所述端子和所述觸點(diǎn)的信號；將所述端子從所述觸點(diǎn)上斷開接觸；以及從所述測試卡盤上移開所述基片。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，當(dāng)圖像被記錄時(shí)，多個(gè)獨(dú)立的基片的表面圖像被同時(shí)記錄。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括加熱或冷卻所述基片。
18.一種用于測試基片上電路的裝置，其包括支撐框架；用來夾持所述基片的傳遞卡盤；測試卡盤，其位于所述框架上，并且可相對于所述傳遞卡盤移動，以使所述測試卡盤的表面移動至與所述基片接觸，所述基片可固定到所述測試卡盤上，所述測試卡盤可相對于所述傳遞卡盤移動，以使所述基片從所述傳遞卡盤移開；圖像記錄儀，其在所述基片從所述傳遞卡盤移開時(shí)，位于所述基片的上面的位置，以在所述基片從所述傳遞卡盤移開時(shí)，記錄所述基片的表面圖像；以及多個(gè)固定到所述支撐框架的觸點(diǎn)，所述測試卡盤和所述觸點(diǎn)可彼此相對移動，以便所述觸點(diǎn)接觸所述基片上的端子；以及電測試儀，其連接到所述觸點(diǎn)，以便信號能夠通過在所述電測試儀和所述電路間的所述端子和所述觸點(diǎn)中繼。
19.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中，當(dāng)所述基片從所述傳遞卡盤移開時(shí)，所述基片位于所述測試卡盤的所述表面和所述圖像記錄儀之間。
20.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中，在所述基片從所述傳遞卡盤移開的方向上，所述測試卡盤的所述表面比從所述基片離開所述傳遞卡盤的位置到所述圖像記錄在所述基片上聚焦的位置之間的距離長。
21.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中所述測試卡盤的所述表面接觸所述基片的下表面，并且所述圖像記錄儀位于所述基片上表面的上方。
22.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中所述傳遞卡盤有多個(gè)狹槽，每個(gè)狹槽可以容納一個(gè)獨(dú)立的基片，并且所述測試卡盤具有多個(gè)能夠同時(shí)接觸所述基片的表面。
全文摘要
本發(fā)明提供一種測試基片上的電路的方法。一般而言，基片位于傳遞卡盤(26)上，測試卡盤(32)的表面移動至與基片接觸，該基片被固定到測試卡盤(32)上，測試卡盤(32)相對傳遞卡盤(26)移動，以便基片從傳遞卡盤(26)移開，基片上端子移動與觸點(diǎn)接觸，以通過端子和觸點(diǎn)，將電路與電測試儀電連接，信號通過電測試儀和電路間的端子和觸點(diǎn)中繼，端子與觸點(diǎn)斷開，并且基片被從測試卡盤(32)上移走。
文檔編號G01R31/28GK1575421SQ02820892
公開日2005年2月2日 申請日期2002年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月22日
發(fā)明者T·J·博伊爾, W·E·里克特, L·T·約翰遜, L·A·湯姆 申請人:伊來克格拉斯有限公司