智慧應用 影音
台灣國際商業機器股份有限公司
20210825_ Research產業趨勢論壇

凌華高速度、高精度探針方案 助半導體廠提升檢測效率

  • 台北訊

凌華基於長年累積的經驗與功能、研發成為「自動化產品軟體開發套件」(APS SDK),亦可在探針測試應用派上用場,協助半導體客戶大幅加快運動控制程式的開發與部署速度。

近期因全球汽車用晶片缺貨,使臺灣半導體產業躍為全球矚目焦點。深究臺灣半導體晶片之所以奇貨可居,得力於令各界信賴的高品質,背後需靠眾多嚴格驗證程序來支撐;在積體電路封裝前的電性量測,便是至關重要的驗證項目之一,欲完成此項驗證,須藉助工程探針台系統,再搭配多種測試儀器、自動測試設備及專用的工程驗證系統。

談到電性量測的難處,在於矽晶圓量測信號的輸入,無法透過肉眼直視,只能透過模擬,因此探針台如何依據探針與矽晶圓接觸過程產生的類比信號,做出即時回應、指引探針接續執行下一步動作(如稍微停頓、或水平橫移等等),還能確保探針頭精準有效地碰觸矽晶圓,無疑是重大挑戰,先決條件即是到良好的運動控制。

探針台如何依據探針與矽晶圓接觸過程產生的類比信號,做出即時回應、指引探針接續執行下一步動作,還能確保探針頭精準有效地碰觸矽晶圓,無疑是重大挑戰,先決條件即是到良好的運動控制。

考量及此,多年來凌華科技一路伴隨半導體製程演進,發展一系列兼具高精度、高速度優勢的Probe測試解決方案,且既可模擬、也能控制,使晶圓製造廠或IC封裝廠等客戶無需額外添購相關功能伺服控制器,可直接展開探針測試作業。

藉由閉環運動控制  提高誤差補償效率

凌華智能機械產品中心技術主任林靖邦表示,凌華長年與測試設備廠、半導體廠緊密合作,深諳探針測試過程可能出現的挑戰,因而不斷精進Probe測試方案,至今已蘊含眾多的亮點技術。

除了如上所述,已將模擬輸入控制功能整合於運動控制卡之外,更能完全對應到對應瞬間命令控制,避免探針出現不正常動作;他進一步解釋,矽晶圓往往並非工整的平面,因此需要不停調整探針上下位置,避免因過度接觸而損傷矽晶圓或探針頭。

而凌華智能機械產品中心產品經理王瑞麟接著補充說,無論探針在定位前或定位後,皆需執行各種運動控制,不間斷地進行上下移動、水平移位,或移動至下一點;得力於凌華在運動控制技術的深厚底蘊,可以高效率滿足這些多變需求。

此外每片矽晶圓都有上百上千個待測點位,個個都要測試到,故為了爭取測試時效,探針必須不斷快速移動,到達定位的瞬間容易出現共振、抖動,只要未完成整定就無法進行量測。

為縮減等待整定的時間差,凌華發展快速整定技術,讓探針在待測工作台(承載矽晶圓之用)的Z軸還未穩定前即可移動,藉此提高整定速度、達到共振抑制效果,確保探針一到位就不再振動、立即執行測試任務。

林靖邦指出,除此之外,凌華Probe測試方案支援「閉環運動控制」,不停滾動計算命令步數與實際步數的誤差均值,在發出下一道命令時,即可直接結合命令步數與誤差步數(如原本命令為移動5mm、誤差均值為0.01mm,便直接將後續命令調整為5.01mm),利用同一個動作直接進行誤差補償,就算未能100%完成補償,也能縮小誤差距離,有利於提高測試速度。

其餘的技術特色,還包含「多軸線性及弧角補償混合使用」,及「流程中斷保護機制」。關於前項使用場景,主要是為了因應晶圓載台可能交錯進行X軸、Y軸或Z軸的移動,行進路徑混搭著直線與曲線,針對此類複雜狀況,凌華Probe測試方案照樣能一段接著一段做路線偵測、誤差補償,不管每一段是直線還是弧線即可,切換過程不需停頓、沒有斷點。

至於流程中斷保護,通常適用於突然跳電、斷電的場景,會把中斷前的瞬間狀態記錄下來,等到復電後就接續執行,不需浪費時間回到原點、從頭再來過。

另值得一提,凌華基於長年累積的經驗與功能、研發成為「自動化產品軟體開發套件」(APS SDK),亦可在探針測試應用派上用場,協助半導體客戶大幅加快運動控制程式的開發與部署速度。

總括而論,今後凌華會持續跟隨Mini LED或MicroiLED背光技術,2.5D或3D封裝技術,乃至2奈米或1奈米製程工藝等演進趨勢,繼續精益求精,推出執行速度更快、依舊維持高精度的Probe測試方案,滿足客戶的期望。