晶圆测试设备和方法技术

本发明专利技术提供了一种晶圆测试设备，包括载晶盘，用于承载晶圆，所述晶圆包括多个集成电路；探针卡，具有朝向所述载晶盘的探针阵列；可移动的第一图像捕获装置，朝向所述探针卡，用于检测所述探针阵列中的至少部分探针在第一参考坐标系中的坐标；以及控制器，电性耦接所述第一图像捕获装置，用于根据所述坐标计算所述探针卡在第一参考面内的偏移、在所述第一参考面内的偏转和/或相对于所述第一参考面的倾角，所述第一参考面由所述第一参考坐标系的两个坐标轴界定。个坐标轴界定。个坐标轴界定。

【技术实现步骤摘要】
晶圆测试设备和方法


[0001]本专利技术主要涉及集成电路测试领域，尤其涉及一种晶圆测试设备和方法。

技术介绍

[0002]在集成电路制造过程中，通常需要将集成电路固定于测试机台上，并逐个对集成电路器件进行光学、电学等性能测试。常见的用于普通生产工艺集成电路的传统自动测试设备(ATE)，在测试过程中通常只需要让集成电路在载台上旋转。
[0003]微电子机械系统(Micro-Electro-Mechanical-System，MEMS)器件是包括执行电力和机械功能的小型机械器件，该机械器件使用与制作集成电路所使用的工艺相似的光刻工艺制作而成。有些MEMS器件是能够检测运动的传感器，比如加速计，或者是能够检测角速度的传感器，比如陀螺仪。由于MEMS惯性传感器尺寸小至数毫米，单颗测试难度加大，因此会将包括许多MEMS惯性传感器的未切割晶圆，或者切割后贴附在胶膜上的已切割晶圆整体进行测试。包括MEMS惯性传感器的晶圆在测试过程需要经历多个维度的旋转。常见的自动测试设备无法满足MEMS惯性传感器的测试要求。基于常见的自动测试设备所做的改进，引入了旋转台。然而，当晶圆需要随旋转台旋转时，会产生器件定位精确度等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种晶圆测试设备和方法，用于处理包含MEMS惯性传感器的晶圆。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种晶圆测试设备，包括载晶盘，用于承载晶圆，所述晶圆包括多个集成电路；探针卡，具有朝向所述载晶盘的探针阵列；可移动的第一图像捕获装置，朝向所述探针卡，用于检测所述探针阵列中的至少部分探针在第一参考坐标系中的坐标；以及控制器，电性耦接所述第一图像捕获装置，用于根据所述坐标计算所述探针卡在第一参考面内的偏移、在所述第一参考面内的偏转和/或相对于所述第一参考面的倾角，所述第一参考面由所述第一参考坐标系的两个坐标轴界定。
[0006]在本专利技术的一实施例中，晶圆测试设备还包括第二图像捕获装置，朝向所述载晶盘设置，用于检测所述晶圆的轴线相对于第二参考坐标系的第一坐标轴的偏转；驱动机构，连接所述载晶盘，用于驱动所述载晶盘旋转；所述控制器还耦接所述第二图像捕获装置和所述驱动机构，用于控制所述驱动机构驱动所述载晶盘旋转，以校正所述偏转，所述第二参考坐标系与所述第一参考坐标系之间满足平移变换。
[0007]在本专利技术的一实施例中，还包括具有多个平移自由度的移动台，所述载晶盘和所述第一图像捕获装置设于所述移动台上，
[0008]所述控制器电性耦接所述移动台，且还用于控制所述移动台带动所述第一图像捕获装置移动。
[0009]在本专利技术的一实施例中，所述第二图像捕获装置还用于检测所述载晶盘相对于第二参考面的倾角，所述控制器还用于调整所述移动台的水平度，以校正所述载晶盘相对于
第二参考面的倾角，所述第二参考面由所述第二参考坐标系的两个坐标轴界定。
[0010]在本专利技术的一实施例中，所述第一参考面和第二参考面平行于水平面，所述第一坐标轴为所述设备的翻转轴。
[0011]在本专利技术的一实施例中，所述控制器还用于建立所述第一图像捕获装置和所述探针卡的坐标对应关系；和/或所述控制器还用于建立所述第二图像捕获装置和所述载晶盘之间的坐标对应关系。
[0012]在本专利技术的一实施例中，所述控制器还用于计算所述至少部分探针在垂直于所述载晶盘的方向上的平均坐标，以确定所述晶圆移动到所述探针阵列的距离。
[0013]在本专利技术的一实施例中，所述控制器还用于计算所述探针阵列中的各探针在垂直于所述载晶盘的方向上的坐标的最大差值，并比较所述最大差值与一阈值，当所述最大差值大于所述阈值时，产生报警信号。
[0014]在本专利技术的一实施例中，所述晶圆为未切割的晶圆或贴附在胶膜上的已切割晶圆。
[0015]本专利技术还提供一种晶圆测试方法，用于晶圆测试设备，所述晶圆测试设备包括载晶盘和探针卡，所述载晶盘用于承载包括多个集成电路的晶圆，所述探针卡具有朝向所述载晶盘的探针阵列，所述方法包括以下步骤：检测所述探针阵列中的至少部分探针在第一参考坐标系中的坐标；根据所述坐标计算所述探针卡在第一参考面内的偏移、在所述第一参考面内的偏转和/或相对于所述第一参考面的倾角。
[0016]在本专利技术的一实施例中，晶圆测试方法还包括保持所述载晶盘平行于所述第一参考面的状态下，校正所述偏移、偏转和/或倾角。
[0017]在本专利技术的一实施例中，晶圆测试方法还包括检测所述晶圆的轴线相对于第二参考坐标系的第一坐标轴的偏转；驱动所述载晶盘旋转，以校正所述偏转；其中所述第二参考坐标系与所述第一参考坐标系之间满足平移变换。
[0018]在本专利技术的一实施例中，晶圆测试方法还包括检测所述载晶盘相对于第二参考面的倾角；以及校正所述载晶盘相对于第二参考面的倾角。
[0019]在本专利技术的一实施例中，所述第一参考面和第二参考面平行于水平面，所述第一坐标轴为所述设备的翻转轴。
[0020]在本专利技术的一实施例中，晶圆测试方法还包括计算所述至少部分探针在垂直于所述载晶盘的方向上的平均坐标，以确定所述晶圆移动到所述探针阵列的距离；以及移动所述晶圆，使所述晶圆上的触点接触所述探针阵列。
[0021]在本专利技术的一实施例中，晶圆测试方法还包括计算所述探针阵列中的各探针在垂直于所述载晶盘的方向上的坐标的最大差值；比较所述最大差值与一阈值，当所述最大差值大于所述阈值时，产生报警信号。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的晶圆测试设备和方法，可以在测试前检测探针卡的坐标并计算探针卡的偏移、偏转或倾角。这样，测试者可以调整探针卡以校正偏移、偏转或倾角，或者发现探针卡的偏移、偏转或倾角太大而无法满足测试要求。这一校正不依赖于载晶盘的运动，从而使得载晶盘可以保持理想姿态及角度。在晶圆测试的旋转过程中，姿态、角度及位置正确的探针卡能实现高精度对位，从而实现对包含MEMS惯性传感器的晶圆的测试要求。
附图说明
[0023]包括附图是为提供对本申请进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本申请的实施例，并与本说明书一起起到解释本专利技术原理的作用。附图中：
[0024]图1是本申请一实施例的晶圆测试设备的示意图。
[0025]图2是本申请一实施例的晶圆测试设备翻转运行的示意图。
[0026]图3是本申请一实施例的晶圆测试设备翻转和旋转同时运行的示意图。
[0027]图4是本申请一实施例的晶圆测试设备的载晶盘上的晶圆在水平面内的偏转的校正的示意图。
[0028]图5是本申请一实施例的晶圆测试设备的探针卡和探针阵列的水平坐标校正示意图。
[0029]图6是本申请一实施例的晶圆测试设备的探针卡和探针阵列的竖直坐标校正示意图。
[0030]图7是本申请一实施例的晶圆测试设备的探针卡的校正俯视方向示意图。
具体实施方式
[0031]为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案，下面将对实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶圆测试设备，包括：载晶盘，用于承载晶圆，所述晶圆包括多个集成电路；探针卡，具有朝向所述载晶盘的探针阵列；可移动的第一图像捕获装置，朝向所述探针卡，用于检测所述探针阵列中的至少部分探针在第一参考坐标系中的坐标；以及控制器，电性耦接所述第一图像捕获装置，用于根据所述坐标计算所述探针卡在第一参考面内的偏移、在所述第一参考面内的偏转和/或相对于所述第一参考面的倾角，所述第一参考面由所述第一参考坐标系的两个坐标轴界定。2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：第二图像捕获装置，朝向所述载晶盘设置，用于检测所述晶圆的轴线相对于第二参考坐标系的第一坐标轴的偏转；驱动机构，连接所述载晶盘，用于驱动所述载晶盘旋转；所述控制器还耦接所述第二图像捕获装置和所述驱动机构，用于控制所述驱动机构驱动所述载晶盘旋转，以校正所述偏转，所述第二参考坐标系与所述第一参考坐标系之间满足平移变换。3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，还包括具有多个平移自由度的移动台，所述载晶盘和所述第一图像捕获装置设于所述移动台上，所述控制器电性耦接所述移动台，且还用于控制所述移动台带动所述第一图像捕获装置移动。4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述第二图像捕获装置还用于检测所述载晶盘相对于第二参考面的倾角，所述控制器还用于调整所述移动台的水平度，以校正所述载晶盘相对于第二参考面的倾角，所述第二参考面由所述第二参考坐标系的两个坐标轴界定。5.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述第一参考面和第二参考面平行于水平面，所述第一坐标轴为所述设备的翻转轴。6.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述控制器还用于建立所述第一图像捕获装置和所述探针卡的坐标对应关系；和/或所述控制器还用于建立所述第二图像捕获装置和所述载晶盘之间的坐标对应关系。7.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制器还用于计算所述至少部分探针在垂直于所述载晶盘的方向上的平均坐标，以确定所述晶圆移动到...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡文森，郭明宏，陈文鋕，庄坤彬，罗威，
申请(专利权)人：迈柯博科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：