CN110967609B - 一种监测系统及监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种监测系统及监测方法，应用于晶圆测试设备的测试结果监测技术领域，所述监测系统至少包括：信号采集模块，用于采集待测试晶圆的测试开始信号和测试结束信号；信号处理模块，与所述信号采集模块相连，并接收所述测试开始信号和所述测试结束信号，获取确定所述待测试晶圆的测试时间，获得所述测试时间与预设测试阈值的比较结果，并根据比较结果输出驱动信号；报警模块，用于与所述信号处理模块相连，接收所述驱动信号，并根据所述驱动信号驱动所述报警模块；供电模块，用于为所述信号采集模块、所述信号处理模块和所述报警模块供电。应用本发明，提高晶圆测试的不良品处理效率。

Description

一种监测系统及监测方法

技术领域

本发明涉及晶圆测试设备的测试结果监测技术领域，特别是涉及一种监测系统及监测方法。

背景技术

晶圆测试是对晶片上的每个晶粒进行针测，在监测头装上探针，与晶粒上的接点接触，测试其电气特性。在晶圆制造完成之后，晶圆测试是一步非常重要的测试。在测试过程中，每一个芯片的电性能力和电路机能都被检测到。晶圆测试也就是芯片测试或晶圆电测。

在晶圆电测中，当进行异常扫描时，即便测试结果失败，测试设备显示测试结果为失败，但是测试人员未发现的情况下，测试设备仍然会一直进行待测试晶圆的运行扫描，而测试异常的不良品也会随着生产线的运行进行传输。

因此，现有技术中，靠人为进行测试设备中测试结果的观察会导致测试效率的降低，无法及时进行测试不良品的处理。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种监测系统及监测方法，用于解决现有技术中靠人为进行测试设备中测试结果的观察会导致测试效率的降低，无法及时进行测试不良品的处理问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种监测系统，所述监测系统至少包括：

信号采集模块，用于采集待测试晶圆的测试开始信号和测试结束信号；

信号处理模块，与所述信号采集模块相连，并接收所述测试开始信号和所述测试结束信号，获取确定所述待测试晶圆的测试时间，获得所述测试时间与预设测试阈值的比较结果，并根据比较结果输出驱动信号；

报警模块，用于与所述信号处理模块相连，接收所述驱动信号，并根据所述驱动信号驱动所述报警模块；

供电模块，用于为所述信号采集模块、所述信号处理模块和所述报警模块供电。

本发明的一种实现方式中，所述信号处理模块，包括：

计数单元，用于与所述信号采集模块相连，对所述待测试晶圆的测试开始信号和测试结束信号进行计数处理；

计时单元，用于在接收所述测试开始信号以后进行计时，接收所述测试结束信号计时结束，获得计时结果；

逻辑比较单元，用于将预设测试阈值与所述计时单元的计时结果进行比较，在所述预设测试阈值大于所述计时结果，驱动所述报警模块报警。

本发明的一种实现方式中，所述信号采集模块，包括：第一电阻、第二电阻、光耦；

所述光耦的输入端通过所述第一电阻与第一工作电压相连；

所述光耦的输出端通过所述第二电阻与第二工作电压相连，并连接至所述信号处理模块。

本发明的一种实现方式中，所述信号采集模块设置于测试设备的门限位置，并将所述测试设备的门限关状态作为所述测试开始信号，将所述测试设备的门限开状态作为所述测试结束信号。

本发明的一种实现方式中，所述报警模块为PLC控制器，所述PLC控制器的输入端与所述信号处理模块相连，所述PLC控制器的输出端与所述测试设备相连，其中，所述信号处理模块为单片机。

本发明的一种实现方式中，所述报警模块为声光报警器，包括：第三电阻、第四电阻、二极管、三极管、发光二极管、扬声器；

所述信号处理模块的数据输出端通过所述第三电阻与所述二极管的阴极相连，所述二极管的阳极与所述三极管的基极相连，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极与所述发光二极管阴极相连，所述发光二极管阳极通过第四电阻与所述工作电压相连，所述扬声器连接在所述三极管的集电极、所述工作电压之间。

本发明的一种实现方式中，还包括：显示模块，所述显示模块与所述信号处理模块相连。

本发明的一种实现方式中，所述显示模块为触摸液晶屏，通过RS-485通信芯片与所述信号处理模块相连，其中，所述信号处理模块为单片机，所述RS-485通信芯片的型号为： MAX485；

所述信号处理模块的数据发送端与所述RS-485通信芯片的第一引脚相连，所述信号处理模块的数据接收端与所述RS-485通信芯片第二引脚的输出端相连；

所述RS-485通信芯片的第三引脚与所述显示模块的第一读写引脚相连，

所述RS-485通信芯片的第四引脚与所述显示模块的第二读写引脚相连。

本发明的一种实现方式中，所述信号处理模块还包括重启电路，所述重启电路包括：第五电阻、第一电容、第二电容、第三电容、晶振；

所述第五电阻的第一端、所述第一电容的第一端、所述第二电容的第一端相连并接地，所述第一电容的第二端与所述信号处理模块的第一晶振引脚相连、所述第二电容的第二端与所述信号处理模块的第二晶振引脚相连，且所述第一电容的第二端与所述第二电容的第二端之间连接有所述晶振；

所述信号处理模块的重启引脚与所述第五电阻的第二端相连、所述第三电容的第一端相连，所述第三电容的第二端与工作电压相连。

另外，为解决现有技术问题，本发明实施例还提供了一种监测方法，所述方法包括：

采集待测试晶圆的测试开始信号和测试结束信号；

根据所述测试开始信号和所述测试结束信号，确定所述待测试晶圆的测试时间；

判断所述测试时间是否大于预先设置的预设测试阈值；

如果是，确定所述待测试晶圆的测试结果为正常；否则，启动报警。

如上所述，在本发明的一种监测系统及监测方法中，通过信号采集模块采集待测试晶圆的测试开始信号和测试结束信号，并通过信号处理模块，与信号采集模块相连，并接收测试开始信号和测试结束信号，通过测试开始信号和测试结束信号所对应的时间差确定为待测试晶圆的测试时间；通过测试时间与预设测试阈值的比较结果在测试异常的情况下驱动报警模块进行报警，避免了测试异常的情况下人员难以发现而导致测试不良品流入下一道工序的问题。因此，提高晶圆测试的效率。

附图说明

图1显示为本发明的监测系统的结构示意图；

图2显示为本发明的监测系统中信号处理模块的一种结构示意图；

图3显示为本发明的监测系统中的信号采集模块的一种实现电路图；

图4显示为本发明的监测系统中的信号采集模块的一种实现电路图；

图5显示为本发明的监测系统中的报警模块的一种实现电路图；

图6显示为本发明的监测系统的一种实现结构示意图；

图7显示为本发明的监测系统的另一种实现结构示意图；

图8显示为本发明的监测系统中的显示模块的一种实现电路图；

图9显示为本发明的监测系统中的重启电路的一种实现电路图；

图10显示为本发明的一种监测方法的流程示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图10。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应落在本发明所揭示的技术内容涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1所示，一种监测系统，监测系统至少包括：

信号采集模块1，用于采集待测试晶圆的测试开始信号和测试结束信号；

信号处理模块2，与所述信号采集模块1相连，并接收所述测试开始信号和所述测试结束信号，获取确定所述待测试晶圆的测试时间，获得所述测试时间与预设测试阈值的比较结果，并根据比较结果输出驱动信号；

报警模块3，用于与所述信号处理模块2相连，接收所述驱动信号，并根据所述驱动信号驱动所述报警模块3；

供电模块4，用于为信号采集模块1、信号处理模块2和报警模块3供电。

需要说明的是，在对晶圆进行测试的时候，亮场与暗场运行时间固定，例如，亮场单片运行时间在第一时间(例如5～10分钟)以上，暗场单片运行时间在第二时间(例如3～5分钟)以上，其中第一时间是长于第二时间。如出现扫描异常时，晶圆在测试机台Chamber里面停留时间3min以内就会保存测试结果并从测试机台中退出。基于此，可以通过每一片晶圆在测试机台中的测试时间去确定其测试结果。

本发明的实施例中，信号采集模块1采集到待测试晶圆的测试开始信号和测试结束信号，发送至信号处理模块2，信号处理模块2从接收到测试的测试开始信号以后就进行计时，直至接收到测试结束信号获得一个完整的测试时间。由上述暗场和亮场的测试时间是基本固定的可以得知，通过比较测试时间和预设测试阈值，如果测试时间小于预设测试阈值，则表明当前待测试晶圆的测试时间过短为不良品，输出驱动信号能够驱动报警模块3进行报警。例如输出的驱动报警信号为高电平则驱动报警模块3发出报警，否则，输出驱动信号为低电平，不能驱动报警模块3发出报警。

因此，应用本发明实施例提供的一种监测系统，通过信号采集模块采集待测试晶圆的测试开始信号和测试结束信号，并通过信号处理模块，与信号采集模块相连，并接收测试开始信号和测试结束信号，通过测试开始信号和测试结束信号所对应的时间差确定为待测试晶圆的测试时间；通过比较测试时间与预设测试阈值的比较结果在测试异常的情况下驱动报警模块进行报警，避免了测试异常的情况下人员难以发现而导致测试不良品流入下一道工序的问题。因此，提高晶圆测试的效率。

如图2所示，本发明的一种实现方式中，信号处理模块2，包括：

计数单元21，用于与信号采集模块1相连，对待测试晶圆的测试开始信号和测试结束信号进行计数处理。

可以理解的是，晶圆的测试过程是连续不断的，通过计数单元21可以获得待测试晶圆的个数，便于进行数据统计。针对计数单元21的一次计数中，可以采用测试开始信号为一个计数触发信号，同样，也可以采用测试结束信号为一个计数触发信号，本发明在此不做具体限定。

计时单元22，用于在接收测试开始信号以后进行计时，接收测试结束信号计时结束，获得计时结果。

在收到一个测试开始信号后作为触发，启动计时单元22进行计时，在一次计数中，当收到测试结束信号此次计时结束，即获得该次的待测试晶圆的计时结果，因而，计时结果是测试结束信号和测试开始信号的时间差值，作为测试时间。

逻辑比较单元23，用于将预设测试阈值与计时单元的计时结果进行比较，在预设测试阈值大于计时结果，驱动报警模块3报警。

可以理解的是，当待测试晶圆的测试时间小于预设测试阈值时，表明此次测试时间过短，待测试晶圆测试结果失败，逻辑比较单元23可以输出高电平至报警模块3，驱动报警模块3 进行报警，从而提醒测试人员此次测试失败。

本发明的实施例，通过监测系统和待测试机台的结果，提供一种简单有效的测试报警方案，提高待测试晶圆的测试监控效率，避免不良品未经发现流入下一工序。

一种实现方式中，信号采集模块1设置于测试设备的门限位置，并将所述测试设备的门限关状态作为测试开始信号，将所述测试设备的门限开状态作为所述测试结束信号。通过测试设备相邻的一次关门和一次开门作为一次待测试晶圆的测试开始和测试结束，从而形成待测试晶圆的测试时间，因此，信号采集模块1的信号采集简单且有效。

基于上述实施例，本发明采用光耦进行感测测试设备门限的状态。如图3所示，本发明的一种实现方式中，信号采集模块1，包括：第一电阻R1、第二电阻R2、光耦U2；光耦U2的输入端通过第一电阻R1与第一工作电压VCC1相连；光耦U2的输出端通过第二电阻R2 与第二工作电压VCC2相连，并连接至信号处理模块2。

可以理解的是，光耦合器(opticalcoupler equipment，简称OCEP)亦称光电隔离器或光电耦合器，简称光耦。它是以光为媒介来传输电信号的器件，通常把发光器红外线发光二极管LED与受光器光敏半导体管封装在同一管壳内。当输入端加电信号时发光器发出光线，受光器接受光线之后就产生光电流，从输出端流出，从而实现了“电—光—电”转换。因此，当测试设备的门限为关闭的时候光耦所处的环境为暗，当测试设备的门限为开启的时候光耦所处的环境为亮，因此，光耦所处的环境的光线会造成其输出信号的差异。

其中，第一电阻R1、第二电阻R2分别连接工作电压，其第一工作电压VCC1、第二工作电压VCC2可以为相同的电压值，本发明在此不做具体限定。如图4所示，光耦U2的输出与信号处理模块2的中断口P3.2进行连接，通过中断口P3.2将光耦的输出值发送至信号处理模块2。

本图3所示的实施例，通过光耦获得测试设备的门限状态，当门限关状态，光耦U2输出值作为测试开始信号；当门限开状态，光耦U2输出值作为测试结束信号，电路的硬件实现简单有效。

如图5所示，为了进一步提醒测试人员测试结果的异常，报警模块3为声光报警器，包括：第三电阻R7、第四电阻R8、二极管VD1、三极管VT2、发光二极管LED1、扬声器IC2；信号处理模块的数据输出端通过第三电阻R7与二极管VD1的阴极相连，二极管VD1的阳极与三极管VT2的基极相连，三极管VT2的发射极接地，三极管VT2的集电极与发光二极管 LED1阴极相连，发光二极管LED1阳极通过第四电阻R8与工作电压相连，扬声器IC2连接在三极管VT2的集电极、工作电压之间。

需要说明的是，当信号处理模块2的端口P1.2与报警模块相连的引脚的输出结果为高电平时，二极管VD1和三极管VT2的发射极导通，从而通过12V工作电压驱动LED1的发光和扬声器IC2的发声，反之，则无法驱动LED1的发光和扬声器IC2的发声，其中，第四电阻R8为发光二极管LED1的分压电阻，第三电阻R7为三极管VT2的基极驱动电阻。

图5所示的实施例，通过声光报警可以进一步提醒测试人员观察测试结果，那么当测试人员不在岗位的时候，测试的不良品在报警无效的情况下依然会流入下一道工序。基于此，本发明提供一种实施例，报警模块3为PLC控制器，PLC控制器的输入端与信号处理模块相连，PLC控制器的输出端与测试设备相连，其中，信号处理模块为单片机。

如图6所示，PLC控制器5的驱动信号接收端接收信号处理模块2发送的驱动信号，PLC 控制器5与测试设备6相连，控制测试设备6的运行，具体的，PLC控制器5的正极和负极，分别连接到控制测试设备6上，当PLC控制器5接收到有效的报警信号时，例如，接收高电平信号，可以切断测试设备6的电源，通过PLC控制器5驱动电源的断开和连接为现有技术，本发明在此不对具体连接进行赘述。

或者，PLC控制器5还可以与测试设备6的控制端相连，PLC控制器5与测试设备6的运行控制信号相连，例如，暂停控制信号，以实现在报警模块3启动的情况下测试设备6暂停运行，便于进行检查和不良品取出。通过PLC控制器控制测试设备6为常规电气控制方式，本发明在此不做赘述，但是本发明通过PLC控制器5控制测试设备6能够实现不良品的流出控制则体现出与现有技术的区别。

如图7所示，本发明的一种实现方式中，还包括：显示模块7，显示模块7与信号处理模块2相连。通过显示模块7显示当前的测试结果，提高人机交互的操作性。

具体的，如图8所示，显示模块7为触摸液晶屏，通过RS-485通信芯片U3与信号处理模块2相连，RS-485通信芯片U3的型号为：MAX485。其中，信号处理模块2为单片机。信号处理模块2的数据发送端P3.1/TXD与RS-485通信芯片U3的第一引脚T1IN相连，信号处理模块2的数据接收端P3.0/RXD与RS-485通信芯片第二引脚R1OUT的输出端相连； RS-485通信芯片U3的第三引脚T1OUT与显示模块7的第一读写引脚RS相连，RS-485通信芯片U3的第四引脚R1IN与显示模块7的第二读写引脚RW相连，电容C5、电容C6、电容C7为MAX485的外接电路芯片，其连接方式为常规连接，本发明在此不做具体赘述。

具体的，信号处理模块2可以使用51单片机搭建，人机交换电路使用支持RS-485通信的触摸液晶屏为核心搭建，电路简单实现方便，且可以通过单片机接受触摸屏设定的测试时间，与测试时间相比对。

如图9所示，信号处理模块2还包括重启电路，重启电路包括：第五电阻R3、第一电容 C1、第二电容C2、第三电容C3、晶振X1；第五电阻R3的第一端、第一电容C1的第一端、第二电容C2的第一端相连并接地，第一电容C1的第二端与信号处理模块2的第一晶振引脚XTAL1相连、第二电容C2的第二端与信号处理模块2的第二晶振引脚XTAL2相连，且第一电容C1的第二端与第二电容C2的第二端之间连接有晶振X1；信号处理模块的重启RST引脚与第五电阻R3的第二端相连、第三电容C3的第一端相连，第三电容C3的第二端与工作电压相连。通过第三电容C3第二端的工作电压的大小实现对信号处理模块2的重启，能够有效防止整个监测系统在长时间工作状态下的卡机问题，便于监测系统的快速恢复。

如图10所示，本发明提供了一种监测方法的流程示意图，包括如下步骤：

S101，采集待测试晶圆的测试开始信号和测试结束信号。

S102，根据所述测试开始信号和所述测试结束信号，确定所述待测试晶圆的测试时间。

S103，判断所述测试时间是否大于预先设置的预设测试阈值，如果是，执行S104。

S104，确定所述待测试晶圆的测试结果为正常；否则执行S105。

S105，启动报警。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种监测系统，其特征在于，所述监测系统至少包括：

信号采集模块，用于采集待测试晶圆的测试开始信号和测试结束信号；

信号处理模块，与所述信号采集模块相连，并接收所述测试开始信号和所述测试结束信号，获取确定所述待测试晶圆的测试时间，获得所述测试时间与预设测试阈值的比较结果，并根据比较结果输出驱动信号；

报警模块，用于与所述信号处理模块相连，接收所述驱动信号，并根据所述驱动信号驱动所述报警模块；

供电模块，用于为所述信号采集模块、所述信号处理模块和所述报警模块供电；

其中，所述信号处理模块，包括：

计数单元，用于与所述信号采集模块相连，对所述待测试晶圆的测试开始信号和测试结束信号进行计数处理；

计时单元，用于在接收所述测试开始信号以后进行计时，接收所述测试结束信号计时结束，获得计时结果；

逻辑比较单元，用于将所述预设测试阈值与所述计时单元的计时结果进行比较，在所述预设测试阈值大于所述计时结果，驱动所述报警模块报警。

2.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述信号采集模块设置于测试设备的门限位置，并将所述测试设备的门限关状态作为所述测试开始信号，将所述测试设备的门限开状态作为所述测试结束信号。

3.根据权利要求2所述的监测系统，其特征在于，所述信号采集模块，包括：第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、光耦(U2)；

所述光耦(U2)的输入端通过所述第一电阻(R1)与第一工作电压相连；

所述光耦(U2)的输出端通过所述第二电阻(R2)与第二工作电压相连，并连接至所述信号处理模块。

4.根据权利要求2所述的监测系统，其特征在于，所述报警模块为PLC控制器，所述PLC控制器的输入端与所述信号处理模块相连，所述PLC控制器的输出端与所述测试设备相连，其中，所述信号处理模块为单片机。

5.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述报警模块为声光报警器，包括：第三电阻(R7)、第四电阻(R8)、二极管(VD1)、三极管(VT2)、发光二极管(LED1)、扬声器(IC2)；

所述信号处理模块的数据输出端通过所述第三电阻(R7)与所述二极管(VD1)的阴极相连，所述二极管(VD1)的阳极与所述三极管(VT2)的基极相连，所述三极管(VT2)的发射极接地，所述三极管(VT2)的集电极与所述发光二极管(LED1)阴极相连，所述发光二极管(LED1)阳极通过第四电阻(R8)与工作电压相连，所述扬声器(IC2)连接在所述三极管(VT2)的集电极、工作电压之间。

6.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，还包括：显示模块，所述显示模块与所述信号处理模块相连。

7.根据权利要求6所述的监测系统，其特征在于，所述显示模块为触摸液晶屏，通过RS-485通信芯片(U3)与所述信号处理模块相连，其中，所述信号处理模块为单片机，所述RS-485通信芯片(U3)的型号为：MAX485；

所述信号处理模块的数据发送端(TXD)与所述RS-485通信芯片(U3)的第一引脚(T1IN)相连；

所述信号处理模块的数据接收端(RXD)与所述RS-485通信芯片(U3)第二引脚(R1OUT)的输出端相连；

所述RS-485通信芯片(U3)的第三引脚(T1OUT)与所述显示模块的第一读写引脚相连；所述RS-485通信芯片(U3)的第四引脚(R1IN)与所述显示模块的第二读写引脚相连。

8.根据权利要求7所述的监测系统，其特征在于，所述信号处理模块还包括重启电路，所述重启电路包括：第五电阻(R3)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、晶振(X1)；

所述第五电阻(R3)的第一端、所述第一电容(C1)的第一端、所述第二电容(C2)的第一端相连并接地，所述第一电容(C1)的第二端与所述信号处理模块的第一晶振引脚(XTAL1)相连、所述第二电容(C2)的第二端与所述信号处理模块的第二晶振引脚(XTAL2)相连，且所述第一电容(C1)的第二端与所述第二电容(C2)的第二端之间连接有所述晶振(X1)；

所述信号处理模块的重启引脚(RST)与所述第五电阻(R3)的第二端相连、所述第三电容(C3)的第一端相连，所述第三电容(C3)的第二端与工作电压相连。

9.一种监测方法，基于权利要求1所述的一种监测系统，其特征在于，所述方法包括：

采集待测试晶圆的测试开始信号和测试结束信号；

根据所述测试开始信号和所述测试结束信号，确定所述待测试晶圆的测试时间；

判断所述测试时间是否大于预先设置的预设测试阈值；

如果是，确定所述待测试晶圆的测试结果为正常；否则，启动报警。

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