CN109659244A - 一种晶圆测试温度调节的装置和方法 - Google Patents

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刘宁
苏中
李擎
刘洪�
梅迪
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Abstract

本发明公开了一种晶圆测试温度调节的装置和方法，通过利用温度监测单元实时监测晶圆温度情况，数据处理单元根据温度监测结果，控制分块加热单元和冷却单元，通过分块加热单元改变各加热块的加热情况，实现对晶圆局部区域的温度调整，从而解决了晶圆进行高低温测试时温度分布不均匀问题，提高了晶圆测试准确度。

Description

一种晶圆测试温度调节的装置和方法
技术领域
本发明涉及集成电路测试设备技术领域，尤其是涉及一种晶圆测试温度调节的装置和方法。
背景技术
集成电路测试设备技术领域属于新一代信息技术产业的核心产业，具有极其重要的战略地位。集成电路芯片由晶圆经切割封装后得到，晶圆质量的优劣直接影响着集成电路芯片的性能优劣。晶圆测试是给晶圆各晶粒上的焊盘引脚进行通电检测，完成电参数测试和逻辑功能测试。探针台是实现探针与焊盘可靠接触的重要设备，在晶圆测试中起到不可或缺的作用。
为保证集成电路制品在高低温的恶劣环境下可以正常工作，需要在探针台将晶圆加热或冷却后的高低温环境下，对晶圆进行电参数测试和逻辑功能测试。晶圆在高低温环境下测试的准确性很大程度上取决于晶圆温度是否分布均匀。如果晶圆的温度分布不均匀，就会发生误判的不良现象，影响测试结果的准确性。
现有技术中，载片台上置有加热层和冷却层对晶圆进行加热或冷却，其中，加热层通过整片加热器实现，冷却层由冷机提供低温介质，通过控制供给低温介质的供给量实现。冷机向冷却层供给低温介质时，由于供给的低温介质温度通常低于冷却层当前低温介质温度，因此冷却层中离低温介质输入口较近位置的温度要低于离低温介质输入口较远位置的温度，而且由于加热片是整片加热，无法改善冷却层温度分布不均匀的情况，因此难以将晶圆均匀维持在期望的温度。随着晶圆尺寸的大型化，保证晶圆温度分布均匀变得更加重要和更加困难。因此，解决晶圆测试温度分布不均匀的问题，就成为本领域技术人员亟待解决的课题。
发明内容
鉴于上述现状，本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种晶圆测试温度调节的装置和方法，以解决晶圆在高低温测试环境下晶圆温度分布不均匀的问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种晶圆测试温度调节的装置，包括：
温度监测单元，用于对晶圆进行实时温度监测，由多个温度传感器组成，并将温度监测数据发送至数据处理单元；
分块加热单元，用于对晶圆进行加热，由多个加热块组成，加热块与温度监测单元中温度传感器的数量和分布保持一致，各加热块的加热情况独立可调；
冷却单元，用于对晶圆进行冷却，由冷机、低温介质供给流路、低温介质供给控制阀、低温介质流路、低温介质回流控制阀和低温介质回流路组成；其中，冷机负责供给低温介质；由冷机供给的低温介质经低温介质供给流路到达低温介质供给控制阀；低温介质供给控制阀控制低温介质供给流路中的低温介质向低温介质流路流动；低温介质在低温介质流路中流动，吸收晶圆的热，实现对晶圆进行冷却；低温介质回流控制阀控制低温介质流路中的低温介质向低温介质回流路流动；低温介质回流路连接至冷机，负责将低温介质向冷机回流；
数据处理单元，将接收到的温度监测数据转换成晶圆温度分布，并与测试所需温度进行对比，判断晶圆温度是否分布均匀且等于测试所需温度，根据判断结果对冷却单元和分块加热单元进行控制，使晶圆温度分布均匀且等于测试所需温度。
一种晶圆测试温度调节的方法，使用上述的晶圆测试温度调节的装置，包括以下步骤：
S1：由操作人员将晶圆放置在晶圆测试温度调节的装置上。
S2：通过温度监测单元监测晶圆温度，获取温度监测数据。
S3：温度监测单元将温度监测数据发送至数据处理单元。
S4：数据处理单元接收到温度监测数据后，转换成晶圆温度分布，并与测试所需温度进行对比，判断晶圆温度是否分布均匀且等于测试所需温度。当晶圆温度分布均匀且高于测试所需温度时，则执行步骤S5；当晶圆温度分布均匀且等于测试所需温度时，则执行步骤S7；当晶圆温度分布均匀且低于测试所需温度时，则执行步骤S6；当晶圆温度分布不均匀且晶圆温度分布中的最高温度高于测试所需温度时，则执行步骤S5；当晶圆温度分布不均匀且晶圆温度分布中的最高温度等于测试所需温度时，则执行步骤S6；当晶圆温度分布不均匀且晶圆温度分布中的最高温度低于测试所需温度时，则执行步骤S6。
S5：数据处理单元控制冷却单元中的低温介质供给控制阀和低温介质回流控制阀，使晶圆温度分布中的最高温度为测试所需温度，执行步骤S6。
S6：数据处理单元控制分块加热单元的各加热块的加热情况，使经过加热后的晶圆温度分布均匀且等于测试所需温度，执行步骤S7。
S7：探针对晶圆进行测试。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提出了一种晶圆测试温度调节的装置和方法，通过利用分块加热单元和数据处理单元实时监测晶圆温度，并根据温度监测结果，控制分块加热单元和冷却单元，通过分块加热单元改变各加热块的加热情况，实现对晶圆局部区域的温度调整，从而解决了晶圆进行高低温测试时温度分布不均匀问题，提高了晶圆测试准确度。
附图说明
图1是本发明实施例的一种晶圆测试温度调节的装置组成框图；
图2是本发明实施例的分块加热单元示意图；
图3是本发明实施例的一种晶圆测试温度调节的方法的工作原理流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例，对本发明进行说明。
本发明公开了一种晶圆测试温度调节的装置，包括：
温度监测单元，用于对晶圆进行实时温度监测，由多个温度传感器组成，并将温度监测数据发送至数据处理单元；
分块加热单元，用于对晶圆进行加热，由多个加热块组成，加热块与温度监测单元中温度传感器的数量和分布保持一致，各加热块的加热情况独立可调；
冷却单元，用于对晶圆进行冷却，由冷机、低温介质供给流路、低温介质供给控制阀、低温介质流路、低温介质回流控制阀和低温介质回流路组成；其中，冷机负责供给低温介质；由冷机供给的低温介质经低温介质供给流路到达低温介质供给控制阀；低温介质供给控制阀控制低温介质供给流路中的低温介质向低温介质流路流动；低温介质在低温介质流路中流动，吸收晶圆的热，实现对晶圆进行冷却；低温介质回流控制阀控制低温介质流路中的低温介质向低温介质回流路流动；低温介质回流路连接至冷机，负责将低温介质向冷机回流；
数据处理单元，将接收到的温度监测数据转换成晶圆温度分布，并与测试所需温度进行对比，判断晶圆温度是否分布均匀且等于测试所需温度，数据处理单元根据判断结果对冷却单元和分块加热单元进行控制，使晶圆温度分布均匀且等于测试所需温度。
本发明的一种晶圆测试温度调节的方法，可使用上述的晶圆测试温度调节的装置，包括以下步骤：
S1：由操作人员将晶圆放置在晶圆测试温度调节的装置上。
S2：通过温度监测单元监测晶圆温度，获取温度监测数据。
S3：温度监测单元将温度监测数据发送至数据处理单元。
S4：数据处理单元接收到温度监测数据后，转换成晶圆温度分布，并与测试所需温度进行对比，判断晶圆温度是否分布均匀且等于测试所需温度。当晶圆温度分布均匀且高于测试所需温度时，则执行步骤S5；当晶圆温度分布均匀且等于测试所需温度时，则执行步骤S7；当晶圆温度分布均匀且低于测试所需温度时，则执行步骤S6；当晶圆温度分布不均匀且晶圆温度分布中的最高温度高于测试所需温度时，则执行步骤S5；当晶圆温度分布不均匀且晶圆温度分布中的最高温度等于测试所需温度时，则执行步骤S6；当晶圆温度分布不均匀且晶圆温度分布中的最高温度低于测试所需温度时，则执行步骤S6。
S5：数据处理单元控制冷却单元中的低温介质供给控制阀和低温介质回流控制阀，使晶圆温度分布中的最高温度为测试所需温度，执行步骤S6。
S6：数据处理单元控制分块加热单元的各加热块的加热情况，使经过加热后的晶圆温度分布均匀且等于测试所需温度，执行步骤S7。
S7：探针对晶圆进行测试。
综上所述，本发明通过利用分块加热单元和数据处理单元实时监测晶圆温度，并根据温度监测结果，控制分块加热单元和冷却单元，通过分块加热单元改变各加热块的加热情况，实现对晶圆局部区域的温度调整，从而解决了晶圆进行高低温测试时温度分布不均匀问题，提高了晶圆测试准确度。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种晶圆测试温度调节的装置，其特征在于，包括：
温度监测单元，用于对晶圆进行实时温度监测，由多个温度传感器组成，并将温度监测数据发送至数据处理单元；
分块加热单元，用于对晶圆进行加热，由多个加热块组成，所述的加热块与所述的温度传感器的数量和分布保持一致，所述的加热块的加热情况独立可调；
冷却单元，用于对晶圆进行冷却，由冷机、低温介质供给流路、低温介质供给控制阀、低温介质流路、低温介质回流控制阀和低温介质回流路组成；
数据处理单元，将接收到的温度监测数据转换成晶圆温度分布，并与测试所需温度进行对比，判断晶圆温度是否分布均匀且等于测试所需温度，根据判断结果对所述的冷却单元和所述的分块加热单元进行控制，使晶圆温度分布均匀且等于测试所需温度。
2.根据权利要求1所述的晶圆测试温度调节的装置，其特征在于，所述的冷机负责供给低温介质；由所述的冷机供给的低温介质经所述的低温介质供给流路到达所述的低温介质供给控制阀；所述的低温介质供给控制阀控制所述的低温介质供给流路中的低温介质向所述的低温介质流路流动；低温介质在所述的低温介质流路中流动，吸收晶圆的热，实现对晶圆进行冷却；所述的低温介质回流控制阀控制所述的低温介质流路中的低温介质向所述的低温介质回流路流动；所述的低温介质回流路连接至所述的冷机，负责将低温介质向所述的冷机回流。
3.一种晶圆测试温度调节的方法，使用权利要求1～2任意一项所述的晶圆测试温度调节的装置，其特征在于，包括以下步骤：
S1：由操作人员将晶圆放置在晶圆测试温度调节的装置上；
S2：通过温度监测单元监测晶圆温度，获取温度监测数据；
S3：温度监测单元将温度监测数据发送至数据处理单元；
S4：数据处理单元接收到温度监测数据后，转换成晶圆温度分布，并与测试所需温度进行对比，判断晶圆温度是否分布均匀且等于测试所需温度；当晶圆温度分布均匀且高于测试所需温度时，则执行步骤S5；当晶圆温度分布均匀且等于测试所需温度时，则执行步骤S7；当晶圆温度分布均匀且低于测试所需温度时，则执行步骤S6；当晶圆温度分布不均匀且晶圆温度分布中的最高温度高于测试所需温度时，则执行步骤S5；当晶圆温度分布不均匀且晶圆温度分布中的最高温度等于测试所需温度时，则执行步骤S6；当晶圆温度分布不均匀且晶圆温度分布中的最高温度低于测试所需温度时，则执行步骤S6；
S5：数据处理单元控制冷却单元中的低温介质供给控制阀和低温介质回流控制阀，使晶圆温度分布中的最高温度为测试所需温度，执行步骤S6；
S6：数据处理单元控制分块加热单元的各加热块的加热情况，使经过加热后的晶圆温度分布均匀且等于测试所需温度，执行步骤S7；
S7：探针对晶圆进行测试。
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