阅读说明：本技术 探针自我校正系统及其方法 (Probe self-calibration system and method thereof ) 是由 李茂杉 余昱熙 于 2019-01-17 设计创作，主要内容包括：一种探针自我校正方法,其步骤包含有：更换一探针卡,该探针卡具有至少一探针,该探针具有一针尖；采集一水平位置图像,一图像采集单元采集该探针卡的水平位置图像,该水平位置图像具有至少一针尖的图像；计算水平差异量,由一控制单元计算该水平位置图像中的该针尖的水平差异量,该控制单元具有该探针卡更换前的该探针卡的位置参数,该位置参数包含一水平位置参数及一垂直位置参数；以及补正水平测量位置,该控制单元结合该水平位置参数与该水平差异量成为补正后的水平位置参数,再由该控制单元补正该探针卡的水平测量位置。(A probe self-calibration method includes the steps of: replacing a probe card, wherein the probe card is provided with at least one probe, and the probe is provided with a probe point; acquiring a horizontal position image, wherein an image acquisition unit acquires the horizontal position image of the probe card, and the horizontal position image is provided with an image of at least one needle point; calculating the horizontal difference, and calculating the horizontal difference of the needle point in the horizontal position image by a control unit, wherein the control unit is provided with position parameters of the probe card before the probe card is replaced, and the position parameters comprise a horizontal position parameter and a vertical position parameter; and correcting the horizontal measurement position, wherein the control unit combines the horizontal position parameter and the horizontal difference to form a corrected horizontal position parameter, and then the control unit corrects the horizontal measurement position of the probe card.)

探针自我校正系统及其方法

技术领域

一种探针自我校正系统及其方法，尤指一种能够透过图像，而得出差异量，藉以补正探针卡的测量位置的系统及其方法。

背景技术

于半导体产业中，芯片、晶圆或面板于制程中需要经过多个阶段的电性检测。现有的电性检测方式，其利用具有探针卡的检测机台对承放在一载台上之面板、芯片或晶圆进行检测。

于检测时，探针卡的探针之针尖接触待测物之待测位置，并将检测结果回传给检测机台之控制单元，以使控制单元依据检测结果，进而判断待测物是否为良品或劣品。然探针卡经过一段时间使用后，探针难免会有变形或毁损的问题，所以业界的作法是直接更换探针卡。

因机械加工制造之因素，因此任二个规格相同的探针卡，于微观角度下，二者之尺寸仍是有细微差异，故新的探针卡则要以人工进行探针位置校正，以及探针与产品的位置校正。

上述的校正皆以人工进行，因此所耗费的时间成本极高，而且精准度较差。所以能提高精准度与降低时间成本的位置校正之装置或方法就有可讨论的空间。

发明内容

有鉴于此，本发明主要目的在于，提出一种探针自我校正方法及其系统，其透过所采集的图像，而得出垂直差异量或水平差异量，再将垂直差异量或水平差异量结合垂直位置参数或水平位置参数，而得出补正后的垂直位置参数或水平位置参数，进而补正探针卡的垂直测量位置或水平测量位置，并能达到降低时间成本与提升精准度的效果。

为达上述目的，本发明所提出的一种探针自我校正方法，其步骤包含有：

更换一探针卡，该探针卡具有至少一探针，该探针具有一针尖；

采集一水平位置图像，一图像采集单元采集该探针卡的水平位置图像，该水平位置图像具有至少一针尖的图像；

计算水平差异量，由一控制单元计算该水平位置图像中的该针尖的水平差异量，该控制单元具有该探针卡更换前的该探针卡的位置参数，该位置参数包含一水平位置参数及一垂直位置参数；以及

补正水平测量位置，该控制单元结合该水平位置参数与该水平差异量成为补正后的水平位置参数，再由该控制单元补正该探针卡的水平测量位置。

于一实施例，该水平位置参数包含有X轴向位置参数、Y轴向位置参数或角度位置参数；该水平差异量包含X轴向位置差异量、Y轴向位置差异量或角度位置差异量。

于一实施例，更包含有一计算垂直差异量之步骤，该控制单元控制该探针卡于垂直方向接近一称重传感器，若侦测到该称重传感器的数值有变化，则判断该探针接触到该称重传感器，该控制单元据以计算出该探针的垂直差异量。或者该控制单元控制该探针卡于垂直方向接近一基准垫，且该图像采集单元对该针尖进行图像采集，并将图像传输给该控制单元，当该控制单元侦测该针尖于水平方向有相对位移时，判断该针尖已接触基准垫，该控制单元计算此刻垂直位置相对该垂直位置参数的差值而成为一垂直差异量。

本发明复提出一种探针自我校正系统，其应用于至少一探针卡，该探针自我校正系统包含有：

一载台；

一控制单元；

一移动单元，其设于该载台，该移动单元电性连接该控制单元，且受控于该控制单元而可移载该探针卡；以及

一图像采集单元，其电性连接该控制单元，并采集该探针卡的探针的图像。

综合上述，本发明的本发明的探针自我校正系统及其方法，其利用图像采集单元采集探针卡的探针的针尖之图像，控制单元依据该图像，而得出水平差异量与垂直差异量，再藉由水平差异量或垂直差异量，以补正水平位置参数或垂直位置参数。藉以无须使用产品作为基准片，以进行位置校正。同时，亦可无须人工进行探针位置校正。所以本发明能够达到提高精准度与降低时间成本的优点。

附图说明

图1是本发明的一种探针自我校正系统之示意图。

图2是一基准标记之示意图。

图3是本发明的一种探针自我校正方法之流程图。

附图标记的说明：10-载台；100-称重传感器或基准垫；11-控制单元；12-移动单元；13-图像采集单元；130-基准标记；14-探针卡；140-探针；141-针尖；S1～S6-步骤。

具体实施方式

请配合参考图1所示，本发明是一种探针自我校正系统，其包含有一载台10、一控制单元11、一移动单元12与至少一图像采集单元13。

载台10具有一称重传感器或基准垫100。载台10可用以承载一待测件，待测件可为一芯片、一晶圆或一面板。

移动单元12设置于载台10。移动单元12电性连接控制单元11。移动单元12供至少一探针卡14设置。探针卡14具有至少一探针140。各探针140具有至少一针尖141。控制单元11可控制移动单元12动作进而移载探针卡14。

图像采集单元13电性连接控制单元11，并位于移动单元12的上方、一侧或下方的位置，该位置是依据实际需求而调整。请配合参考图2所示，图像采集单元13尚包括有一基准标记130，于采集图像时可将基准标记130同时纳入图像中。基准标记130可为一十字线或一基准标点。

上述的载台10、移动单元12、探针卡14、探针卡14上之针尖141、图像采集单元13的各部件相互之间的位置关系(位置参数)于初始设定完成后即储存于控制单元11，因而移动单元12可移载探针卡14于空间中相对载台10运动，亦即探针卡14可相对载台10作平移或旋转。

请配合参考图3所示，本发明是一种探针自我校正方法，其步骤包含有：

步骤S1，更换一探针卡。将原位于移动单元12，并经过一段使用时间的探针卡14取下，并更换一新的探针卡14。探针卡14具有至少一探针140。各探针140具有至少一针尖141。

由于载台10、移动单元12及图像采集单元13的部件未有变动，而其相互的位置关系仍保持不变；但，因更换另一探针卡14，使得更换后探针卡14与移动单元12的位置关系产生变动而需要校正。

若更进一步说明是上述的载台10、移动单元12及图像采集单元13的各部件之间的相互位置关系，若在更换探针卡14的过程中有因人为所致之变动，此时可利用控制单元11透过一初始化之作业而再重新找回载台10、移动单元12及图像采集单元13的相互位置关系。

步骤S2，采集一水平位置图像。位于移动单元12上方、一侧或下方的图像采集单元13是采集探针卡14的探针140的水平位置图像。水平位置图像包含有至少一针尖141的图像。图像采集单元13将水平位置图像传送给控制单元11。请配合参考图2所示，水平位置图像包含有一基准标记130，水平差异量为水平位置图像中针尖141与基准标记130的位置差异量。基准标记130可为一十字线或一基准标点。

举例而言，控制单元11依更换前的探针卡14所对应的位置参数来控制移动单元12移载更换后的探针卡14至已知位置关系之一参考点，此时由图像采集单元13所采集之图像即如图2所示，基准标记130是更换前探针卡14的探针140的针尖141所预期应该出现的位置，然而在更换后的探针卡14的探针140的针尖141位置与基准标记130已有明显的差异量。

另外，本发明不限制先更换探针卡14后再控制其移动至参考点，且上述的参考点是一个已知各部件位置关系之预定位置，于参考点的位置上，控制单元11已知载台10、移动单元12、图像采集单元13的相互位置关系。

又，本发明可在控制单元11已知载台10、移动单元12、图像采集单元13及更换前探针卡14等部件相互的位置关系下，进行探针卡14的更换；亦即，在图2中所示的基准标记130是原本更换前探针卡14上的探针140的针尖141所应该出现位置。

步骤S3，计算水平差异量。控制单元计11算水平位置图像中之至少一针尖141的水平差异量，控制单元11具有探针卡14更换前，探针卡14上的探针140的位置参数，而控制单元11是依据前述位置参数而控制移动单元12移载探针卡14于空间中相对载台10运动。

上述的位置参数包含一水平位置参数及一垂直位置参数。该水平位置参数包含有X轴向位置参数、Y轴向位置参数或角度位置参数；该水平差异量包含X轴向位置差异量、Y轴向位置差异量或角度位置差异量。

步骤S4，补正水平测量位置。控制单元11结合水平位置参数与水平差异量成为补正后的水平位置参数，控制单元11以补正后的水平位置参数控制移动单元12，以使移动单元12补正探针卡14的水平测量位置，亦即，控制单元11将对应更换前探针141的水平位置参数结合经步骤S3所计算出的水平差异量，而补正成为更换后探针141的水平位置参数。

若更进一步说明，控制单元11便可使用补正后的水平位置参数并透过移动单元12而移载探针卡14进行移动，此时，若再藉由图像采集单元13进行采集图像，则经位置补正后的针尖141将会与基准标记130重叠。

步骤S5，计算垂直差异量。若称重传感器或基准垫100为一称重传感器。控制单元11控制移动单元12垂直位移，以使探针卡14于垂直方向接近一称重传感器(Load Cell)，若侦测到该称重传感器的数值有变化，则控制单元11判断探针141接触到该称重传感器，控制单元11依据移动单元12移载探针卡14于垂直方向的移动距离，与在更换探针卡14前的垂直位置参数进行计算，以计算出更换探针140前后的垂直差异量。称重传感器是电性连接控制单元11。

或者，若称重传感器或基准垫100为一基准垫。控制单元11控制移动单元12，以使探针卡14于垂直方向接近一基准垫，并且图像采集单元13对针尖141进行图像采集，并将图像传输给控制单元11，当控制单元11依据该图像，而侦测针尖141于水平方向有相对位移时，判断针尖141已接触基准垫，控制单元11依据移动单元12移载探针卡14于垂直方向的移动距离，与在更换探针卡14前的垂直位置参数进行计算，以计算出更换探针140前后的垂直差异量。

于另一实施中，经步骤S5之后，更换后的探针卡14上的探针141已与设于图像采集单元13的基准标记130重叠，而当移动单元12垂直移载探针卡14，使得探针140触及基准垫100时，此时探针140因接触力而有弹性变形，致使针尖141不再与基准标记130重叠，如此控制单元11便可判断探针140已接触基准垫，此时控制单元11依据移动单元12移载该探针卡14于垂直方向的移动距离，与在更换探针卡14前的垂直位置参数进行计算，以计算出更换探针140前后的垂直差异量。

步骤S6，补正垂直测量位置。控制单元11结合垂直位置参数与垂直差异量成为补正后的垂直位置参数，控制单元11将垂直位置参数提供给移动单元12，以使移动单元12补正探针卡14的垂直测量位置，亦即，该控制单元11可依补正后的垂直位置参数透过移动单元12而移载探针卡14进行移动，因而控制单元11便可控制移动单元12来移载更换后的探针卡14相对载台10相对运动。

综合上述，本发明的探针自我校正系统及其方法，其利用图像采集单元13采集探针卡14的探针140的针尖141之图像，控制单元11依据该图像，而得出因更换探针卡14所导致更换前后之针尖141的水平差异量与垂直差异量，再藉由水平差异量或垂直差异量，以补正水平位置参数或垂直位置参数。藉以无须使用产品作为基准片，以进行位置校正。同时，亦可无须人工进行探针位置校正。所以本发明能够达到提高精准度与降低时间成本的优点。