一种扩膜后晶圆检查测试一体机及检查方法与流程

本发明涉及晶圆测试，特别涉及一种扩膜后晶圆检查测试一体机及检查方法。

背景技术：

1、在芯片制作工艺中，用于芯片上的单个晶圆是从整片大的硅片上切割而来。为保证芯片质量以及进行质量等级划分，往往需要对切割后的所有晶圆利用探针进行检测。为了检测时相邻晶圆不互相干涉，在硅片切割前，需要将待切硅片贴于蓝膜（能粘接晶圆并被拉伸的薄膜）上，切割后再进行扩膜，能够让贴于蓝膜上的晶圆均匀分散，扩大晶圆之间的排列间距。

2、然而，在储存和转运过程中，由于蓝膜非刚性体易于震动，不可避免地会出现部分晶圆姿态异常。正常情况下，晶圆平躺在蓝膜表面，异常姿态的晶圆包括但不限于处于站立或倾斜姿态的晶圆、处于层叠的晶圆以及原位置处晶圆脱落。其中，若晶圆层叠以及晶圆站立，会导致探针距离晶圆的距离缩短，而设备都是以默认距离移动的，这样会导致探针损坏。探针的成本较高，并且探针损坏后，会影响后续的晶圆测试，造成成本损失以及产能影响。

3、所以在对晶圆进行探针测试前，需要检查晶圆姿态并做相应处理。通常采用人工目视检查方法，对存在站立姿态和层叠姿态的晶圆进行移除，然后放置在测试机下进行探针测试。也存在使用设备进行识别检测的方法，不管是人工目视检查，还是设备识别检测，均要再次对晶圆进行转运，才能将晶圆放置在探针测试机，这无疑又存在晶圆姿态发生变化的风险，并且上述方案对晶圆的姿态检测效率低。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种扩膜后晶圆检查测试一体机，在同一设备上进行晶圆姿态检查和探针测试，避免不必要的晶圆转运，保护探针不受损以及测试效率高。

2、本发明还提出一种扩膜后晶圆检查方法，晶圆的姿态检查和探针测试工序同时进行，能够保护探针不受损且检测效率高。

3、根据本发明第一方面实施例的扩膜后晶圆检查测试一体机，包括：载片装置，所述载片装置用于盛装晶圆，所述载片装置具有平面内的移动行程以及旋转行程；

4、视觉识别装置，所述视觉识别装置具有朝向所述载片装置表面的视场；

5、回收装置，所述回收装置设置于所述载片装置的移动行程，所述回收装置用于吸取晶圆；

6、检测装置，所述检测装置设置于所述载片装置的移动行程，所述检测装置具有用于接触晶圆的探针。

7、根据本发明实施例的扩膜后晶圆检查测试一体机，至少具有如下有益效果：载片装置盛装晶圆，配合视觉识别装置能够对每一晶圆进行姿态检查，姿态存在异常的晶圆会被记录。载片装置具有平面内的移动行程，能够将站立的晶圆以及层叠的晶圆移至回收装置处，回收装置将这些晶圆吸取移除，避免进行探针测试时探针受损。经过姿态检查的晶圆能够在检测装置下进行探针测试，评估晶圆的质量。不需要额外的搬运晶圆便能够完成晶圆的姿态检查和探针测试，测试效率高。

8、根据本发明的一些实施例，所述载片装置包括载片台、第一驱动机构和第二驱动机构，所述载片台设置于所述第二驱动机构，所述第二驱动机构设置于所述第一驱动机构，所述第一驱动机构具有x方向和y方向的移动轴，所述第二驱动机构能够驱动所述载片台绕z方向旋转，其中x方向、y方向和z方向互相垂直。

9、根据本发明的一些实施例，所述视觉识别装置包括第一相机组和第三驱动机构，所述第三驱动机构具有z方向上的移动轴，所述第一相机组连接于所述第三驱动机构。

10、根据本发明的一些实施例，所述第一相机组设有辅助光源。

11、根据本发明的一些实施例，所述辅助光源包括点状光源机构和/或环状光源机构。

12、根据本发明的一些实施例，所述检测装置包括第四驱动机构，所述第四驱动机构具有z方向上的移动轴，多个所述探针连接于所述第四驱动机构。

13、根据本发明第二方面实施例的扩膜后晶圆检查方法，包括上述的扩膜后晶圆检查测试一体机，并通过如下步骤对晶圆进行检查测试：

14、步骤s1，将载有晶圆的器具放置在载片装置上，由视觉识别装置拍摄并反馈至载片装置进行校正，确保晶圆的排列方向与载片装置的移动方向一致；

15、步骤s2，视觉识别装置改变与载片装置之间的距离，并拍摄多张图片进行比对分析，检测晶圆的姿态；

16、步骤s3，对步骤s2中姿态符合要求的晶圆移至检测装置处并通过探针对晶圆测试，姿态不符合要求的晶圆移至回收装置处进行晶圆回收。

17、根据本发明实施例的扩膜后晶圆检查方法，至少具有如下有益效果：载片装置首先对晶圆进行校正，使得晶圆排列方向与载片装置的移动方向一致，便于后续的载片装置移动以调整晶圆和各装置之间的相对位置。视觉识别装置通过与载片装置之间的距离改变，可以拍摄多张不同焦点位置的图片，通过清晰成像部位判断是否存在站立的晶圆、层叠的晶圆以及晶圆缺失。姿态异常的晶圆优先送至回收装置处进行处理，经过姿态检查的晶圆直接送至检测装置进行探针测试，既能够确保探针不受损坏，又能够提高测试效率。

18、根据本发明的一些实施例，还包括步骤s4，姿态不符合要求的晶圆被回收装置回收后，视觉识别装置重新对该位置处进行检测，若存在晶圆且姿态符合要求，继续移至检测装置处并通过探针对晶圆测试。

19、根据本发明的一些实施例，在步骤s2中，晶圆排列的方向具有行方向和列方向，载片装置沿晶圆排列的行方向步进式移动将晶圆移至视觉识别装置处进行姿态检查，完成整行晶圆姿态检查后，载片装置反向沿晶圆排列的行方向步进式移动，将下一行晶圆移至视觉识别装置处进行姿态检查。

20、根据本发明的一些实施例，在步骤s2中，还对晶圆进行划分形成多个排列的检测区域，每一检测区域均具有相同行数和列数的晶圆，视觉识别装置能够对同一检测区域内的所有晶圆进行姿态检查，载片装置沿检测区域的行方向步进式移动，视觉识别装置同时对该检测区域行的一个检测区域以及间隔检测区域行的一个检测区域所有的晶圆进行姿态检查。

21、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种扩膜后晶圆检查测试一体机，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的扩膜后晶圆检查测试一体机，其特征在于：所述载片装置（100）包括载片台（110）、第一驱动机构（120）和第二驱动机构，所述载片台（110）设置于所述第二驱动机构，所述第二驱动机构设置于所述第一驱动机构（120），所述第一驱动机构（120）具有x方向和y方向的移动轴，所述第二驱动机构能够驱动所述载片台（110）绕z方向旋转，其中x方向、y方向和z方向互相垂直。

3.根据权利要求2所述的扩膜后晶圆检查测试一体机，其特征在于：所述视觉识别装置（200）包括第一相机组（210）和第三驱动机构，所述第三驱动机构具有z方向上的移动轴，所述第一相机组（210）连接于所述第三驱动机构。

4.根据权利要求3所述的扩膜后晶圆检查测试一体机，其特征在于：所述第一相机组（210）设有辅助光源。

5.根据权利要求4所述的扩膜后晶圆检查测试一体机，其特征在于：所述辅助光源包括点状光源机构（221）和/或环状光源机构（222）。

6.根据权利要求2所述的扩膜后晶圆检查测试一体机，其特征在于：所述检测装置（400）包括第四驱动机构（420），所述第四驱动机构（420）具有z方向上的移动轴，多个所述探针（410）连接于所述第四驱动机构（420）。

7.一种扩膜后晶圆检查方法，其特征在于，包括权利要求1至6中任一项所述的扩膜后晶圆检查测试一体机，并通过如下步骤对晶圆进行检查测试：

8.根据权利要求7所述的扩膜后晶圆检查方法，其特征在于，还包括步骤s4，姿态不符合要求的晶圆被回收装置（300）回收后，视觉识别装置（200）重新对进行过晶圆回收处理的位置处进行检测，若存在晶圆且姿态符合要求，继续移至检测装置（400）处并通过探针（410）对晶圆测试。

9.根据权利要求7所述的扩膜后晶圆检查方法，其特征在于，在步骤s2中，晶圆排列的方向具有行方向和列方向，载片装置（100）沿晶圆排列的行方向步进式移动将晶圆移至视觉识别装置（200）处进行姿态检查，完成整行晶圆姿态检查后，载片装置（100）反向沿晶圆排列的行方向步进式移动，将下一行晶圆移至视觉识别装置（200）处进行姿态检查。

10.根据权利要求9所述的扩膜后晶圆检查方法，其特征在于，在步骤s2中，还对晶圆进行划分形成多个排列的检测区域，每一检测区域均具有相同行数和列数的晶圆，视觉识别装置（200）能够对同一检测区域内的所有晶圆进行姿态检查，载片装置（100）沿检测区域的行方向步进式移动，视觉识别装置（200）同时对该检测区域行的一个检测区域以及间隔检测区域行的一个检测区域所有的晶圆进行姿态检查。

技术总结
本发明公开了一种扩膜后晶圆检查测试一体机及检查方法，涉及晶圆测试技术领域，包括载片装置、视觉识别装置、回收装置和检测装置。载片装置用于盛装晶圆，载片装置具有平面内的移动行程以及旋转行程；视觉识别装置具有朝向载片装置表面的视场；回收装置设置于载片装置的移动行程，回收装置用于吸取晶圆；检测装置设置于载片装置的移动行程，检测装置具有用于接触晶圆的探针。本发明的扩膜后晶圆检查测试一体机及检查方法，在同一设备上进行晶圆姿态检查和探针测试，避免不必要的晶圆转运，保护探针不受损以及测试效率高。

技术研发人员：吴贵阳
受保护的技术使用者：矽电半导体设备（深圳）股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8