一种测试定位方法以及测试定位系统与流程

本发明涉及半导体测试技术领域，具体而言，涉及一种测试定位方法以及测试定位系统。

背景技术：

在半导体行业中，应用于射频或微波的器件设计尺寸偏大，存在部分产品尺寸达到7*7mm以及上，但其用于测试扎针的金属电极较小(约70*70μm及以下)。该类晶圆切割后芯片之间步距一致性较差，无法通过固定步距保障自动测试的精准度。

目前市场上常用的晶圆测试机，在晶圆切割前芯片之间步距固定，可以通过设备设置固定步距参数来完成精确测试；晶圆切割后，芯片之间步距一致性变差，需要通过视觉定位的方式完成测试，但该方式只适合尺寸偏小(1mm以内)芯片(或测试电极偏大芯片)，对于大尺寸小电极芯片，目前还没有较好的定位方法来完成精确测试。

有鉴于此，设计制造出一种适用于大尺寸小电极芯片进行测试，测试精度高的测试定位方法就显得尤为重要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种测试定位方法，能够适用于大尺寸小电极芯片，保证测试精度。

为达到上述目的，本发明是采用以下的技术方案来实现的。

一种测试定位方法，包括以下步骤：

利用第一图像传感器对载片进行定位扫描，得到载片上的待测器件的位置信息；

利用第二图像传感器对待测器件上的电极进行识别，得到电极的偏移信息；

依据位置信息将待测器件调整至探针的下方；

依据偏移信息将电极的中心调整至探针的下方。

进一步地，第一图像传感器的分辨率小于第二图像传感器的分辨率。

进一步地，利用第一图像传感器对载片进行定位扫描的步骤之前，还包括以下步骤：

将载片放置在设备承载盘上；

移动设备承载盘至第一图像传感器的下方。

进一步地，利用第一图像传感器对载片进行定位扫描的步骤之后，还包括以下步骤：

移动设备承载盘至第二图像传感器的下方。

进一步地，利用第一图像传感器对载片进行定位扫描，得到载片上的待测器件的位置信息的步骤，包括：

利用第一图像传感器扫描载片；

根据预设的待测器件视觉模板得到载片的map图；

检测相邻的待测器件之间的间距；

依据map图和间距计算待测器件的位置信息。

进一步地，利用第二图像传感器对待测器件上的电极进行识别，得到电极的偏移信息的步骤，包括：

利用第二图像传感器扫描待测器件；

根据预设的电极视觉模板识别电极并得到电极的偏移信息。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的一种测试定位方法，通过第一图像传感器对载片进行扫描，从而得到载片上的待测器件的位置信息，通过第二图像传感器对待测器件上的电极进行识别，从而得到电极的偏移信息，根据位置信息能够将待测器件调整至探针的下方，再根据偏移信息对待测器件位置进行精确偏移补偿，将待测器件上电极的中心调整至探针的下方，在测试过程中将探针与电极接触，从而完成对待测器件的测试过程。相较于现有技术，本发明提供的测试定位方法，通过不同的图像传感器对待测器件和电极分别进行定位，针对大尺寸小电极的待测器件能够保证定位精度，能够顺利地完成待测器件的测试。

本发明的另一目的在于提供一种测试定位系统，能够适用于大尺寸小电极待测器件，保证测试精度。

为达到上述目的，本发明是采用以下的技术方案来实现的。

一种测试定位系统，包括：

探针；

第一图像传感器，用于扫描载片并得到待测器件的位置信息；

第二图像传感器，用于识别待测器件上的电极并得到电极的偏移信息；

控制组件，控制组件与第一图像传感器和第二图像传感器均电连接，控制组件用于依据位置信息调整待测器件至探针的下方并依据偏移信息调整电极的中心至探针的下方。

进一步地，控制组件包括设备承载盘和控制器，设备承载盘与控制器电连接，控制器分别与第一图像传感器和第二图像传感器电连接，用于获取位置信息和偏移信息，并依据位置信息和偏移信息控制设备承载盘运动。

进一步地，第一图像传感器与第二图像传感器之间的距离大于设备承载盘的直径的2.5倍。

进一步地，第一图像传感器具有第一识别模块，第一识别模块内预设有待测器件视觉模板；第二图像传感器具有第二识别模块，第二识别模块内预设有电极视觉模块。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的一种测试定位系统，通过第一图像传感器对载片进行扫描，从而得到载片上的待测器件的位置信息，通过第二图像传感器对待测器件上的电极进行识别，从而得到电极的偏移信息，控制组件获取到位置信息和偏移信息后，首先根据位置信息能够将待测器件调整至探针的下方，再根据偏移信息对待测器件位置进行精确偏移补偿，将待测器件上电极的中心调整至探针的下方，在测试过程中将探针与电极接触，从而完成对待测器件的测试过程。相较于现有技术，本发明提供的一种测试定位系统，通过不同的图像传感器对待测器件和电极分别进行定位，再通过控制组件将待测器件调整至最佳位置，针对大尺寸小电极的待测器件能够保证定位精度，并能够顺利地完成待测器件的测试。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的测试定位方法的；

图2为本发明第二实施例提供的测试定位系统的示意图；

图3为本发明第二实施例提供的测试定位系统的结构框图。图标：100-测试定位系统；110-第一图像传感器；130-第二图像传感器；150-控制组件；151-设备承载盘；153-控制器；170-载台。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

正如背景技术中所言，针对大尺寸小电极的芯片，目前并没有相关器械能够实现精准测试，保证探针与芯片的精确接触。传统的晶圆测试机使用分辨率低的ccd可完成自动检测间距、扫描定位，但无法精确识别测试芯片上电极，若简单使用高分辨率的ccd则可以精确识别电极，但是由于视场太小而无法计算间距、扫描定位，对于芯片位置的确定难以实现。所以传统的晶圆测试机无法满足既可自动计算芯片步距，确定芯片位置，又可以精确识别电极的要求。

值得注意的是，本实施例中的载片为晶圆，待测器件为晶圆上的芯片，本实施例以晶圆为例对测试定位方法和测试定位系统进行说明，但本实施例所提及的测试定位方法和测试定位系统并不仅仅适用于晶圆测试，但凡是需要分别扫描大尺寸和小尺寸的场景均在本发明的保护范围之内，例如对pcb板上的阵列电阻进行测试，或者对大尺寸soc上的cpu进行测试等。本发明中的map图是指载片中每个待测器件对应具体位置的扫描图形。

需要注意的是，本实施例中所提及的大尺寸小电极芯片指的是芯片尺寸达到7mm×7mm及以上，而金属电极在70μm×70μm及以下的芯片。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

结合参见图1至图3，本实施例提供了一种测试定位方法，用于在芯片测试过程中对芯片进行定位，在本实施例中，载片为晶圆，待测器件为芯片，该测试定位方法包括以下步骤：

s1：利用第一图像传感器110对晶圆进行定位扫描，得到晶圆上的芯片的位置信息。

在本实施例中，第一图像传感器110中通过设备软件内置有关于芯片外观的芯片视觉模板，通过该芯片视觉模板对晶圆进行图形扫描，得到晶圆中每颗芯片对应具体位置的map图。具体过程如下：利用第一图像传感器110扫描晶圆，根据第一图像传感器110中预设的芯片视觉模板得到晶圆的map图，检测相邻的芯片之间的间距，最后依据map图和间距计算出芯片的位置信息。

在本实施例中，第一图像传感器110与外接的控制器153电连接，能够通过第一图像传感器110完成扫描、检测和计算的过程，并最终得到芯片的位置信息，该位置信息暂存在控制器153的内置芯片中。

值得注意的是，在利用第一图像传感器110对晶圆进行定位扫描的步骤之前，还进行了以下步骤：将晶圆放置在设备承载盘151上，移动设备承载盘151至第一图像传感器110的下方。具体地，设备承载盘151滑动设置在一载台170上并能够沿x/y轴方向进行滑动，其中x轴方向与y轴方向相垂直，设备承载盘151的具体结构和运用方式与现有的晶圆承载装置一致，在此不过多描述。

需要说明的是，在第一图像传感器110依据芯片视觉模板对晶圆进行扫描时，通过视觉模板比对可以去除外观存在明显差异的芯片，在进行位置标记后将标记信息传递至控制器153，可使得在后续测试过程中跳过该残损芯片，避免了不必要的测试，提高了测试效率。

s2：利用第二图像传感器130对芯片上的电极进行识别，得到电极的偏移信息。

具体而言，第二图像传感器130通过设备软件内置有关于电极外观的电极视觉模板，通过该电极视觉模板对芯片进行扫描，确认芯片上电极的位置并与电极视觉模板进行比对，从而得到电极的偏移信息，利用偏移信息能够在扎针时能够对探针位置进行精确补偿。具体过程如下：利用第二图像传感器130扫描芯片，根据第二图像传感器130中预设的电极视觉模板识别电极，并通过电极的实际图像与电极视觉模板之间的比对计算得到电极的偏移信息。

在本实施例中，第二图像传感器130与外接的控制器153电连接，能够通过第二图像传感器130完成采集图像、比对和计算的过程，并最终得到电极的偏移信息，该偏移信息暂存在控制器153的内置芯片中。

值得注意的是，在利用第一图像传感器110对晶圆进行定位扫描的步骤之后，还进行了以下步骤：移动设备承载盘151至第二图像传感器130的下方。具体地，在外接的控制器153获得芯片的位置信息后，移动设备承载盘151至第二图像传感器130的下方，方便第二图像传感器130对芯片进行识别。

需要说明的是，本实施例中所提及的电极，均是测试电极，具体地，均指的是芯片上的金属电极，外部测试装置通过探针与金属电极的接触，能够对芯片的电气性能进行测试。

s3：依据位置信息将芯片调整至探针的下方。

s4：依据偏移信息将电极的中心调整至探针的下方。

在本实施例中，探针保持固定，设备承载盘151能够在x/y方向上进行运动，从而能够调整探针与芯片、探针与电极之间的相对位置，从而实现芯片的定位。

需要说明的是，本实施例中控制器153与承载晶圆的设备承载盘151电连接，且控制器153依据暂存的位置信息和偏移信息控制设备承载盘151运动。具体地，控制器153根据目标芯片的位置信息将目标芯片移动至探针的下方，完成初步定位，之后控制器153再根据目标芯片上电极的偏移信息，将电极的中心移动至探针的下方，从而使得探针能够直接伸到电极的中心，保证测试的精度。

还需要说明的是，本实施例中第一图像传感器110的分辨率小于第二图像传感器130的分辨率。具体地，第一图像传感器110为低分辨率的ccd相机，且第一图像传感器110的视场包括多个芯片，用于对芯片进行初步定位。第二图像传感器130为高分辨率的ccd相机，且第二图像传感器130的视场包括单个芯片并能够识别到单个芯片上的金属电极，用于对芯片进行精度补偿。

ccd相机是基于ccd的成像装置，ccd(chargecoupleddevice)是电荷藕合器件。它使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存，因而可以轻而易举地把数据传输给计算机，并借助于计算机的处理手段，根据需要和想像来修改图像。

综上所述，本发明提供的测试定位方法，晶圆放置在设备承载台170上后，将设备承载台170移动至低分辨率的第一图像传感器110的下方，通过第一图像传感器110扫描晶圆，并根据芯片视觉模板得到芯片的位置信息，扫描结束后将设备承载盘151移动至高分辨率的第二图像传感器130的下方，并依据电极视觉模板搜寻电极并得到电极偏移信息，依据位置信息调整目标芯片与探针的相对位置，使得探针调整至目标芯片处，再依据偏移信息对弹性进行定位补偿，将探针调整至电极的中心，并后续完成测试。后续每次测试时均需要通过第二图像传感器130对芯片上的电极进行识别，从而将探针调整至电极的中心。

第二实施例

结合参见图2和图3，本实施例提供了一种测试定位系统100，其能够采用第一实施例提供的测试定位方法在测试时对晶圆上的芯片进行定位，保证测试精度。测试定位系统100包括：探针(图未示)、第一图像传感器110、第二图像传感器130以及控制组件150，其中探针固定设置在晶圆的上方；第一图像传感器110用于扫描晶圆并得到芯片的位置信息；第二图像传感器130用于识别芯片上的电极并得到电极的偏移信息；控制组件150与第一图像传感器110和第二图像传感器130均电连接，控制组件150用于依据位置信息调整芯片至探针的下方并依据偏移信息调整电极的中心至探针的下方。

需要说明的是，本实施例中第一图像传感器110的分辨率小于第二图像传感器130的分辨率。具体地，第一图像传感器110为低分辨率的ccd相机，且第一图像传感器110的视场包括多个芯片，用于对芯片进行初步定位。第二图像传感器130为高分辨率的ccd相机，且第二图像传感器130的视场包括单个芯片并能够识别到单个芯片上的金属电极，用于对芯片进行精度补偿。

控制组件150包括设备承载盘151和控制器153，设备承载盘151与控制器153电连接，控制器153分别与第一图像传感器110和第二图像传感器130电连接，用于获取位置信息和偏移信息，并依据位置信息和偏移信息控制设备承载盘151运动。具体地，设备承载盘151设置在载台170上，控制器153设置在载台170外侧并与设备承载盘151电连接。第一图像传感器110完成扫描、检测和计算的过程，并最终得到芯片的位置信息，该位置信息暂存在控制器153的内置芯片中。第二图像传感器130完成采集图像、比对和计算的过程，并最终得到电极的偏移信息，该偏移信息暂存在控制器153的内置芯片中。控制器153依据位置信息移动设备承载盘151，将目标芯片移动至探针的下方，之后控制器153再依据偏移信息将目标芯片上电极的中心调整至探针的下方，方便后续进行测试。

需要说明的是，设备承载盘151滑动设置在载台170上，并能够在相对载台170的x/y方向上进行运动，从而能够调整探针与芯片、探针与电极之间的相对位置，进而实现芯片的定位。

在本实施例中，第一图像传感器110与第二图像传感器130间隔设置，且第一图像传感器110与第二图像传感器130之间的距离大于设备承载盘151的直径的2.5倍，优选地，第一图像传感器110与第二图像传感器130之间的距离为设备承载盘151的直径3倍，能够防止行程及检测时出现干扰。同时设备承载盘151的行程需要覆盖第一图像传感器110和第二图像传感器130，方便通过两个图像传感器进行采集图像的操作。

在本实施例中，第一图像传感器110和第二图像传感器130的光源控制相互独立，方便第一图像传感器110和第二图像传感器130不同的亮度设置。

在本实施例中，第一图像传感器110具有第一识别模块，第一识别模块内预设有芯片视觉模板；第二图像传感器130具有第二识别模块，第二识别模块内预设有电极视觉模块。具体地，第一识别模块与第二识别模块通过设备的软件程序分别录入芯片视觉模板和电极视觉模板，在实际使用过程中，第一图像传感器110依据芯片视觉模板能够扫描得到晶圆的map图，第二图像传感器130依据电极视觉模板能够识别电极并得到电极的偏移信息。

本发明提供的一种测试定位系统100，通过第一图像传感器110对晶圆进行扫描，从而得到晶圆上的芯片的位置信息，通过第二图像传感器130对芯片上的电极进行识别，从而得到电极的偏移信息，控制组件150获取到位置信息和偏移信息后，首先根据位置信息能够将芯片调整至探针的下方，再根据偏移信息对芯片位置进行精确偏移补偿，将芯片上电极的中心调整至探针的下方，在测试过程中将探针与电极接触，从而完成对芯片的测试过程。相较于现有技术，本发明提供的一种测试定位系统100，通过不同的图像传感器对芯片和电极分别进行定位，再通过控制组件150将芯片调整至最佳位置，针对大尺寸小电极的芯片能够保证定位精度，并能够顺利地完成芯片的测试。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。