CN116256544B - 具有偏移校正功能的晶圆测试探针台 - Google Patents
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Abstract
本发明属于晶圆测试技术领域，具体是具有偏移校正功能的晶圆测试探针台，包括晶圆测试台，晶圆测试台的顶部焊接固定有固定座和支撑柱，支撑柱的顶部焊接固定有水平板，水平板的底部安装有三向运动部件，且三向运动部件作用于测试探针，操控面板包括处理器，处理器与数据存储模块、晶圆测试坐标布设模块、探针偏移检测分析模块、环影检测分析模块以及测试影响评估模块均通信连接；本发明是通过将主承载盘、晶圆定心机构和辅助承载机构相互配以防止测试时晶圆产生位移，通过进行探针偏移分析以有助于了解测试探针偏移状况并及时校正，且通过将测试环境状况和探针偏移程度相结合并关联分析，显著提升晶圆测试结果的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及晶圆测试技术领域，具体是具有偏移校正功能的晶圆测试探针台。
背景技术
晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆，在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能之IC产品；目前在对晶圆进行测试时，大都直接将晶圆放置在测试探针台上并依靠探针对晶圆表层进行测试，测试过程中晶圆易产生位移，从而影响测试结果的准确性和测试过程的稳定进行；
而且现有晶圆测试探针台难以对测试探针测试时的位置状况进行分析，操作人员无法了解测试探针的偏移程度并及时校正，进一影响了晶圆测试结果的准确性，并且无法将测试环境状况和探针偏移程度相结合并关联分析，分析不全面，不利于使测试探针在测试时处于最佳测试状态，晶圆测试结果的准确性有待提高；
针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供具有偏移校正功能的晶圆测试探针台，解决了目前测试过程中晶圆易产生位移，且难以对测试探针测试时的位置状况进行分析，操作人员无法了解测试探针的偏移程度并及时校正，并且无法将测试环境状况和探针偏移程度相结合并关联分析，分析不全面，晶圆测试结果准确性有待提高的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
具有偏移校正功能的晶圆测试探针台，包括晶圆测试台，所述晶圆测试台的底部通过螺栓固定设置可移动底板，所述晶圆测试台的顶部焊接固定有固定座和支撑柱，且支撑柱的顶部焊接固定有水平板，所述水平板的底部安装有三向运动部件，且三向运动部件作用于测试探针，所述固定座的顶部通过晶圆承载座固定设置主承载盘，所述固定座的外围安装有晶圆定心机构和辅助承载机构，且主承载盘、晶圆定心机构和辅助承载机构相互配并对待测试晶圆进行承载定位；所述晶圆测试台的正面固定设置操控面板，所述操控面板包括处理器、数据存储模块、晶圆测试坐标布设模块、探针偏移检测分析模块、环影检测分析模块和测试影响评估模块，且处理器与数据存储模块、晶圆测试坐标布设模块、探针偏移检测分析模块、环影检测分析模块以及测试影响评估模块均通信连接；
晶圆测试坐标布设模块，用于生成晶圆测试坐标系，并确定待测试晶圆中待测试部位的标测坐标，且将标测坐标发送至处理器；探针偏移检测分析模块，用于通过探针偏移分析生成偏移判定信号P1或偏移判定信号P2，将偏移判定信号P1或偏移判定信号P2发送至处理器，且在生成偏移判定信号P1时，经处理器将综偏系数ZPi发送至测试影响评估模块；环影检测分析模块，用于对测试区域进行环影分析并生成环影判定信号T1或环影判定信号T2，将环影判定信号T1或环影判定信号T2发送至处理器，且在生成环影判定信号T1时，经处理器将环质系数HZi发送至测试影响评估模块；
测试影响评估模块，用于通过分析确定测试探针的品质等级并分配对应的评估阈值，且基于综偏系数ZPi和环质系数HZi并通过分析生成评估合格信号或评估不合格信号，将评估合格信号或评估不合格信号发送至处理器；处理器接收到偏移判定信号P2时，发出坐标校正指令至三向运动部件，三向运动部件进行测试探针的坐标偏移校正；处理器通信连接测试预警模块，处理器接收到环影判定信号T1或评估不合格信号时，发出预警指令至测试预警模块，测试预警模块发出预警以提醒对应操作人员。
进一步的，晶圆测试坐标布设模块的运行过程具体如下：
以主承载盘的圆心作为原点建立关于晶圆测试区域的二维坐标系并标记为晶圆测试坐标系，获取到待测试晶圆的上表面图像，基于待测试晶圆的上表面图像确定待测试部位，将待测试部位标记为测试对象i，i＝{1,2，…，k}，k表示待测试晶圆中待测试部位数目且k为大于1的正整数；基于晶圆测试坐标系确定测试对象i的二维坐标并标记为标测坐标Bi，Bi＝(Xi，Yi)，将测试对象i的标测坐标(Xi，Yi)发送至处理器。
进一步的，探针偏移检测分析模块的探针偏移分析过程具体如下：
在测试探针进入测试对象i的上方并准备进行测试时，获取到测试探针6在晶圆测试坐标系中的二维坐标并标记为实测坐标Si，Si＝(xi，yi)；将实测坐标Si中的X轴坐标与对应标测坐标Bi中的X轴坐标进行差值计算以获取到横移量HLi，将实测坐标Si中的Y轴坐标与对应标测坐标Bi中的Y轴坐标进行差值计算以获取到纵移量ZLi；
通过数据存储模块调取预设横移阈值和预设纵移阈值，将横移量HLi和纵移量ZLi与预设横移阈值和预设纵移阈值分别进行比较，若横移量HLi和纵移量ZLi中存在一项大于等于对应阈值，判定测试探针过度偏移并生成偏移判定信号P2；
若横移量HLi和纵移量ZLi均小于对应阈值，将横移量HLi和纵移量ZLi进行赋权求和计算获取到综偏系数ZPi；通过数据存储模块调取综偏阈值，将综偏系数ZPi和综偏阈值进行比较，若综偏系数ZPi≥综偏阈值，判定测试探针过度偏移并生成偏移判定信号P2，否则生成偏移判定信号P1。
进一步的，环影检测分析模块的环影分析过程具体如下：
通过分析获取到测试区域的实时环境信息，实时环境信息包括环粒衡量值、环温衡量值和环湿衡量值，通过数据存储模块调取环粒衡量阈值、环温衡量阈值和环湿衡量阈值，将环粒衡量值、环温衡量值和环湿衡量值与环粒衡量阈值、环温衡量阈值和环湿衡量阈值分别进行比较；
若环粒衡量值、环温衡量值和环湿衡量值中存在一项大于等于对应阈值，则判定环境质量差并生成环影判定信号T2，若环粒衡量值、环温衡量值和环湿衡量值均小于对应阈值，将环粒衡量值、环温衡量值和环湿衡量值进行赋权求和计算获取到环质系数HZi；
通过数据存储模块调取环质系数阈值，环质系数HZi与环质系数阈值进行比较，若环质系数HZi≥环质系数阈值，则判定环境质量差并生成环影判定信号T2，否则生成环影判定信号T1。
进一步的，测试影响评估模块的影响评估过程具体如下：
通过将测试探针进行品质分析获取到测试探针的品质等级，将测试探针标记为一等探针、二等探针或三等探针，基于测试探针的品质等级向测试探针分配对应的评估阈值，一等探针、二等探针、三等探针所对应的评估阈值分别为一级评估阈值、二级评估阈值、三级评估阈值，将测试探针所对应的评估阈值存储入数据存储模块；且一级评估阈值＞二级评估阈值＞三级评估阈值；
获取到综偏系数ZPi和环质系数HZi，将综偏系数ZPi和环质系数HZi进行数值计算获取到评估因子PGi；通过数据存储模块调取测试探针所对应的评估阈值，若评估因子PGi大于等于对应的评估阈值，生成评估不合格信号并将评估不合格信号发送至处理器，若评估因子PGi小于对应的评估阈值，生成评估合格信号并将评估合格信号发送至处理器。
进一步的，环粒衡量值表示测试环境内粉尘粒子浓度大小的数据量值，环温衡量值表示测试环境当前温度相较于适宜温度偏离程度大小的数据量值，环湿衡量值表示测试环境当前湿度相较于适宜湿度偏离程度大小的数据量值；
环温衡量值的分析获取方法如下：获取到当前时刻温度，通过数据存储模块调取适宜温度范围，将当前时刻温度与适宜温度范围的中值进行差值计算，将两者差值取绝对值获取到环温衡量值；
环湿衡量值的分析获取方法如下：获取到当前时刻湿度，通过数据存储模块调取适宜湿度范围，将当前时刻湿度与适宜湿度范围的中值进行差值计算，将两者差值取绝对值获取到环湿衡量值。
进一步的，品质分析的具体分析过程如下：
获取到测试探针的生产间时值和运行次和值，生产间时值表示测试探针当前日期距其生产日期的间隔时长大小的数据量值，运行时和值表示测试探针自投入使用起测试次数大小的数据量值；
通过数据存储模块调取预设生产间时阈值和运行次和阈值，将生产间时值和运行次和值与预设生产间时阈值和运行次和阈值分别进行比较，若生产间时值和运行次和值中存在一项大于等于对应阈值，则将测试探针标记为三等探针；
若生产间时值和运行次和值均小于对应阈值，则将生产间时值和运行次和值进行数值计算获取到针质系数，通过数据存储模块调取预设针质阈值，将针质系数与预设针质阈值进行比较，若针质系数≥预设针质阈值，则将测试探针标记为二等探针，若针质系数＜预设针质阈值，则将测试探针标记为一等探针。
进一步的，所述晶圆承载座内通过电机座固定设置驱动电机，且驱动电机的输出端安装有第一锥齿轮，所述晶圆承载座的外周面通过轴承转动设置多组水平螺杆，且晶圆承载座的外周面固定设置多组水平导杆，所述水平螺杆的一端安装有第二锥齿轮，且第一锥齿轮与各组第二锥齿轮啮合传动连接；所述晶圆定心机构包括定心侧边块和调位螺套，所述定心侧边块围绕主承载盘呈环形阵列分布，所述定心侧边块的内侧与待测试晶圆的外周面接触，所述定心侧边块的底部固定设置竖向杆，所述竖向杆与对应调位螺套的顶部固定连接，所述调位螺套与对应水平螺杆螺纹连接并与对应水平导杆滑动连接，且辅助承载机构与对应竖向杆相连。
进一步的，辅助承载机构包括与竖向杆固定连接安装杆，所述安装杆的另一端与辅助杆的底端固定连接，且辅助杆的顶端固定安装有边缘辅助承载盘，所述晶圆承载座内开设有中心腔，且晶圆承载座上固定设置与中心腔相通并带有阀门的抽气管和通气管；所述主承载盘、边缘辅助承载盘和辅助杆均为内空结构，所述中心腔通过伸缩软管与辅助杆相通，所述主承载盘通过管道与中心腔相通，所述边缘辅助承载盘与对应辅助杆相通，且主承载盘和边缘辅助承载盘的顶部均安装有负压吸附层，所述负压吸附层上均匀开设有吸附孔。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过晶圆定心机构对晶圆进行夹持定心，主承载盘和辅助承载机构对晶圆进行承载和吸附固定，在实现对待测试晶圆定位的同时还实现了晶圆的有效固定，主承载盘、晶圆定心机构和辅助承载机构相互配使测试过程晶圆保持平稳，防止测试过程中晶圆产生位移，有助于保证测试结果的准确性和测试过程的稳定进行；
2、本发明中，通过晶圆测试坐标布设模块生成晶圆测试坐标系并确定待测试晶圆中待测试部位的标测坐标，探针偏移检测分析模块基于标测坐标和实测坐标并通过探针偏移分析以有助于了解测试探针的偏移状况并及时进行校正，有助于提升晶圆测试结果的准确性；通过环影检测分析模块对测试区域进行环影分析以实现对测试环境状况的监控，测试影响评估模块将测试环境状况和探针偏移程度相结合并关联分析，分析更加全面，有助于使测试探针在测试时处于最佳测试状态，晶圆测试结果的准确性得以进一步提升。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明；
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明中固定座的结构示意图；
图3为本发明中操控面板的系统框图；
图4为本发明中处理器的控制框图；
图5为本发明中晶圆承载座的结构示意图；
图6为本发明中第一锥齿轮和第二锥齿轮的传动示意图(俯视)；
图7为本发明中主承载盘、定心侧边块和边缘辅助承载盘的结构示意图(仰视)；
图8为本发明中主承载盘的俯视图。
附图标记：1、晶圆测试台；2、固定座；3、支撑柱；4、水平板；5、三向运动部件；6、测试探针；7、可移动底板；8、操控面板；9、主承载盘；10、晶圆承载座；11、竖向杆；12、定心侧边块；13、调位螺套；14、水平螺杆；15、水平导杆；16、边缘辅助承载盘；17、辅助杆；18、安装杆；19、伸缩软管；20、中心腔；21、抽气管；22、通气管；23、驱动电机；24、第一锥齿轮；25、第二锥齿轮；26、负压吸附层。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例一：
如图1-4所示，本发明提出的具有偏移校正功能的晶圆测试探针台，包括晶圆测试台1，晶圆测试台1的底部通过螺栓固定设置可移动底板7，可移动底板7的底部安装有多组滚轮，晶圆测试台1的顶部焊接固定有固定座2和支撑柱3，且支撑柱3的顶部焊接固定有水平板4，水平板4的底部安装有三向运动部件5，且三向运动部件5作用于测试探针6以使测试探针6进行X向、Y向和Z向运动，实现对测试探针6所处位置的调节，固定座2的顶部通过晶圆承载座10固定设置主承载盘9，固定座2的外围安装有晶圆定心机构和辅助承载机构，且主承载盘9、晶圆定心机构和辅助承载机构相互配并对待测试晶圆进行承载定位；
晶圆测试台1的正面固定设置操控面板8，晶圆测试台1的顶部安装有测试预警模块，操控面板8包括处理器，处理器与数据存储模块、晶圆测试坐标布设模块、探针偏移检测分析模块、环影检测分析模块以及测试影响评估模块均通信连接；晶圆测试坐标布设模块生成晶圆测试坐标系，并确定待测试晶圆中待测试部位的标测坐标，晶圆测试坐标布设模块的运行过程具体如下：
以主承载盘9的圆心作为原点建立关于晶圆测试区域的二维坐标系并标记为晶圆测试坐标系，获取到待测试晶圆的上表面图像，基于待测试晶圆的上表面图像确定待测试部位，将待测试部位标记为测试对象i，i＝{1,2，…，k}，k表示待测试晶圆中待测试部位数目且k为大于1的正整数；基于晶圆测试坐标系确定测试对象i的二维坐标并标记为标测坐标Bi，Bi＝(Xi，Yi)，将测试对象i的标测坐标(Xi，Yi)发送至处理器。
探针偏移检测分析模块通过探针偏移分析生成偏移判定信号P1或偏移判定信号P2，探针偏移分析过程具体如下：
步骤S1、在测试探针6进入测试对象i的上方并准备进行测试时，获取到测试探针6在晶圆测试坐标系中的二维坐标并标记为实测坐标Si，Si＝(xi，yi)；
步骤S2、将实测坐标Si中的X轴坐标与对应标测坐标Bi中的X轴坐标进行差值计算以获取到横移量HLi，横移量HLi反映了测试探针6当次的横轴位置偏移状况，将实测坐标Si中的Y轴坐标与对应标测坐标Bi中的Y轴坐标进行差值计算以获取到纵移量ZLi，纵移量ZLi反映了测试探针6当次的纵轴位置偏移状况；
步骤S3、通过数据存储模块调取预设横移阈值和预设纵移阈值，将横移量HLi和纵移量ZLi与预设横移阈值和预设纵移阈值分别进行比较，若横移量HLi和纵移量ZLi中存在一项大于等于对应阈值，判定测试探针6过度偏移并生成偏移判定信号P2；
若横移量HLi和纵移量ZLi均小于对应阈值，通过综偏分析公式将横移量HLi和纵移量ZLi进行赋权求和计算获取到综偏系数ZPi；其中，ap1、ap2为预设比例系数，且ap1、ap2的取值均大于零；
需要说明的是，综偏系数ZPi表示测试探针6当次操作的位置偏移程度，综偏系数ZPi的数值越大，表明测试探针6的偏移程度越大，测试结果精准性越差，综偏系数ZPi的数值越小，表明测试探针6的偏移程度越小，对测试结果精准性的影响越小；
步骤S4、通过数据存储模块调取综偏阈值，将综偏系数ZPi和综偏阈值进行比较，若综偏系数ZPi≥综偏阈值，判定测试探针6过度偏移并生成偏移判定信号P2，否则生成偏移判定信号P1。
探针偏移检测分析模块将偏移判定信号P1或偏移判定信号P2发送至处理器，处理器接收到偏移判定信号P2时，发出坐标校正指令至三向运动部件5，三向运动部件5进行测试探针6的坐标偏移校正；在生成偏移判定信号P1时，经处理器将综偏系数ZPi发送至测试影响评估模块，以待进行后续的综合影响分析，有利于进一步提升测试结果的准确性。
环影检测分析模块对测试区域进行环影分析并生成环影判定信号T1或环影判定信号T2，将环影判定信号T1或环影判定信号T2发送至处理器，且在生成环影判定信号T1时，经处理器将环质系数HZi发送至测试影响评估模块；环影检测分析模块的环影分析过程具体如下：
步骤G1、通过分析获取到测试区域的实时环境信息，实时环境信息包括环粒衡量值、环温衡量值和环湿衡量值，环粒衡量值LZ表示测试环境内粉尘粒子浓度大小的数据量值，将环粒衡量值、环温衡量值和环湿衡量值分别标记为LZ、WZ、SZ；
环温衡量值WZ的分析获取方法如下：获取到当前时刻温度，通过数据存储模块调取适宜温度范围，将当前时刻温度与适宜温度范围的中值进行差值计算，将两者差值取绝对值获取到环温衡量值WZ，环温衡量值WZ是用于表示测试环境当前温度相较于适宜温度偏离程度大小的数据量值；
环湿衡量值SZ的分析获取方法如下：获取到当前时刻湿度，通过数据存储模块调取适宜湿度范围，将当前时刻湿度与适宜湿度范围的中值进行差值计算，将两者差值取绝对值获取到环湿衡量值SZ，环湿衡量值SZ是用于表示测试环境当前湿度相较于适宜湿度偏离程度大小的数据量值；
步骤G2、通过数据存储模块调取环粒衡量阈值LZ、环温衡量阈值WZ和环湿衡量阈值SZ，将环粒衡量阈值LZ、环温衡量阈值WZ和环湿衡量阈值SZ与环粒衡量阈值、环温衡量阈值和环湿衡量阈值分别进行比较；
步骤G3、若环粒衡量阈值LZ、环温衡量阈值WZ和环湿衡量阈值SZ中存在一项大于等于对应阈值，则判定环境质量差并生成环影判定信号T2，若环粒衡量阈值LZ、环温衡量阈值WZ和环湿衡量阈值SZ均小于对应阈值，通过环质分析公式将环粒衡量值、环温衡量值和环湿衡量值进行赋权求和计算，通过计算后获取到环质系数HZi；
其中，tr1、tr2、tr3为预设比例系数，tr1、tr2、tr3的取值均大于零且tr1＞tr2＞tr3；需要说明的是，环质系数HZi的数值大小与环粒衡量阈值LZ、环温衡量阈值WZ和环湿衡量阈值SZ均呈正比关系，环质系数HZi的数值越大，表明当前测试环境相较于预设适宜测试环境的偏离程度越大，对测试结果精准性带来的不利影响越大；
步骤G4、通过数据存储模块调取环质系数阈值，环质系数HZi与环质系数阈值进行比较，若环质系数HZi≥环质系数阈值，则判定环境质量差并生成环影判定信号T2，否则生成环影判定信号T1。
测试影响评估模块通过分析确定测试探针6的品质等级并分配对应的评估阈值，且基于综偏系数ZPi和环质系数HZi并通过分析生成评估合格信号或评估不合格信号，将评估合格信号或评估不合格信号发送至处理器；影响评估过程具体如下：
步骤H1、通过将测试探针6进行品质分析获取到测试探针6的品质等级，将测试探针6标记为一等探针、二等探针或三等探针，品质分析的具体分析过程如下：
步骤H11、获取到测试探针6的生产间时值JS和运行次和值CH，其中，生产间时值JS表示测试探针6当前日期距其生产日期的间隔时长大小的数据量值，运行时和值CH表示测试探针6自投入使用起测试次数大小的数据量值；
步骤H12、通过数据存储模块调取预设生产间时阈值和运行次和阈值，将生产间时值JS和运行次和值CH与预设生产间时阈值和运行次和阈值分别进行比较，若生产间时值JS和运行次和值CH中存在一项大于等于对应阈值，则将测试探针6标记为三等探针；
步骤H13、若生产间时值JS和运行次和值CH均小于对应阈值，则通过针质分析公式将生产间时值JS和运行次和值CH进行数值计算获取到针质系数TZ；其中，gh1、gh2为预设比例系数，gh1、gh2的取值均大于零且gh1＞gh2；
需要说明的是，针质系数TZ的数值大小与生产间时值JS和运行次和值CH均呈正比关系，生产间时值JS的数值越大、运行次和值CH的数值越大，则针质系数TZ的数值越大，表明对应测试探针6的质量越差，反之，则表明对应测试探针6的质量越好；
步骤H14、通过数据存储模块调取预设针质阈值，将针质系数与预设针质阈值进行比较，若针质系数TZ≥预设针质阈值，则将测试探针6标记为二等探针，若针质系数TZ＜预设针质阈值，则将测试探针6标记为一等探针；一级探针的质量比二级探针的质量好，二级探针的质量比三级探针的质量好；
步骤H2、基于测试探针6的品质等级向测试探针6分配对应的评估阈值，一等探针、二等探针、三等探针所对应的评估阈值分别为一级评估阈值、二级评估阈值、三级评估阈值，将测试探针6所对应的评估阈值存储入数据存储模块；且一级评估阈值＞二级评估阈值＞三级评估阈值；通过对不同品质等级的测试探针6分配所对应的评估阈值，有助于提升评估分析结果的精准性；
步骤H3、获取到综偏系数ZPi和环质系数HZi，通过评估分析公式PGi＝b1*ZPi+b2*HZi将综偏系数ZPi和环质系数HZi进行数值计算获取到评估因子PGi；其中，b1、b2为预设比例系数，b1＞b2＞0；
需要说明的是，评估因子PGi的数值大小与综偏系数ZPi和环质系数HZi均呈正比关系，综偏系数ZPi越大、环质系数HZi越大，则评估因子PGi的数值越大，表明测试探针6当前状态进行测试的测试结果准确度越低，反之，则表明测试探针6当前状态进行测试的测试结果准确度越高；
步骤H4、通过数据存储模块调取测试探针6所对应的评估阈值，若评估因子PGi大于等于对应的评估阈值，生成评估不合格信号并将评估不合格信号发送至处理器，若评估因子PGi小于对应的评估阈值，生成评估合格信号并将评估合格信号发送至处理器；通过将位置偏移分析和环境影响分析相关联并综合分析，分析更为全面，有助于使测试探针6保持最佳测试状态。
处理器通信连接测试预警模块，处理器接收到环影判定信号T1或评估不合格信号时，发出预警指令至测试预警模块，测试预警模块发出预警以提醒对应操作人员，操作人员可根据需要对测试环境进行调节，或对测试探针6进行偏移校正，进一步保证了晶圆测试结果的准确性。上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。
实施例二：
如图2和图5-7所示，本实施例与实施例1的区别在于，晶圆承载座10内通过电机座固定设置驱动电机23，且驱动电机23的输出端安装有输出轴，输出轴远离驱动电机23的一端固定安装有第一锥齿轮24，晶圆承载座10的外周面通过轴承转动设置多组水平螺杆14，且晶圆承载座10的外周面固定设置多组水平导杆15，水平导杆15与水平螺杆14一一对应，水平螺杆14的一端安装有第二锥齿轮25；使用过程中，在将待测试晶圆放置在主承载盘9上时，启动驱动电机23，驱动电机23使第一锥齿轮24进行旋转，第一锥齿轮24与各组第二锥齿轮25啮合连接以带动各组第二锥齿轮25进行转动，从而使各组水平螺杆14随之进行旋转，通过单电机驱动实现多组水平螺杆14的旋转，不仅降低了设备成本，还实现了各组水平螺杆14的同步运转，有助于晶圆的定位操作；
晶圆定心机构的数目为多组并围绕主承载盘9呈环形阵列分布，晶圆定心机构包括定心侧边块12和调位螺套13，定心侧边块12的内侧与待测试晶圆的外周面接触，定心侧边块12的底部固定设置竖向杆11，竖向杆11与对应调位螺套13的顶部固定连接，调位螺套13与对应水平螺杆14螺纹连接并与对应水平导杆15滑动连接，当水平螺杆14进行旋转时，调位螺套13在水平螺杆14的作用下而沿着水平导杆15进行运动，各组定心侧边块12不断并拢并最终夹持住待测试晶圆；
通过将晶圆定心机构实现对待测试晶圆的定位，待测试晶圆的圆心与主承载盘9的圆心处于同一条竖直线上，且晶圆定心机构与主承载盘9相互配合，两者的协调配合显著提升了对晶圆的承载固定效果，保证了测试过程中待测试晶圆的平稳，提升了测试结果的准确性，优选的，定心侧边块12的内侧安装有压力感应器，通过压力感应器感应到与定心侧边块12与晶圆外周面之间的压力，从而方便了解夹持定位状况。
实施例三：
如图2所示，本实施例与实施例1、实施例2的区别在于，辅助承载机构包括与竖向杆11固定连接安装杆18，安装杆18远离对应竖向杆11的另一端与辅助杆17的底端固定连接，且辅助杆17的顶端固定安装有边缘辅助承载盘16，边缘辅助承载盘16对待测试晶圆的底部边缘处进行辅助承载，保证了待测试晶圆的平稳，有助于测试探针6测试过程的稳定，主承载盘9、晶圆定心机构和多组边缘辅助承载盘16相配合以进一步提升承载效果和测试结果的准确性。
实施例四：
如图2和图7-8所示，本实施例与实施例1、实施例2、实施例3的区别在于，晶圆承载座10内开设有中心腔20，且晶圆承载座10上固定设置抽气管21和通气管22，抽气管21和通气管22分别与中心腔20相通，且抽气管21和通气管22上均安装有阀门；主承载盘9、边缘辅助承载盘16和辅助杆17均为内空结构，中心腔20通过伸缩软管19与辅助杆17相通，主承载盘9通过管道与中心腔20相通，边缘辅助承载盘16与对应辅助杆17相通，且主承载盘9和边缘辅助承载盘16的顶部均安装有负压吸附层26，负压吸附层26上均匀开设有吸附孔；优选的，连通主承载盘9和中心腔20的管道上安装有阀门，各组伸缩软管19上均安装有阀门；
当完成待测试晶圆的定位操作后，通过抽气管21将中心腔20内抽成负压状态，从而通过管道使主承载盘9内呈负压状态，以及通过各组伸缩软管19使各组边缘辅助承载盘16内呈负压状态，主承载盘9和边缘辅助承载盘16上端面的负压吸附层26由于负压作用而吸附住待测试晶圆的底部，通过多位置承载并配合吸附作用有效锁定待测试晶圆的位置，防止测试过程中晶圆产生位移；在晶圆测试完成后，打开通气管22上的阀门，中心腔20内恢复至常压状态，负压吸附层26不再吸附住晶圆，方便后续晶圆的取出。
本发明的工作原理：使用时，主承载盘9、晶圆定心机构和辅助承载机构相互配，晶圆定心机构对晶圆进行夹持定心，主承载盘9和辅助承载机构对晶圆进行承载和吸附固定，在实现对待测试晶圆定位的同时还实现了晶圆的有效固定，测试过程晶圆保持平稳，防止测试过程中晶圆产生位移，有助于保证测试结果的准确性和测试过程的稳定进行；通过晶圆测试坐标布设模块生成晶圆测试坐标系，并确定待测试晶圆中待测试部位的标测坐标，探针偏移检测分析模块通过探针偏移分析，以有助于了解测试探针6的偏移状况并及时进行校正，有助于提升晶圆测试结果的准确性；通过环影检测分析模块对测试区域进行环影分析以实现对测试环境状况的监控，测试影响评估模块将测试环境状况和探针偏移程度相结合并关联分析，分析全面，有助于使测试探针6在测试时处于最佳测试状态，晶圆测试结果的准确性得以进一步提升。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (5)
1.具有偏移校正功能的晶圆测试探针台，包括晶圆测试台(1)，晶圆测试台(1)的底部通过螺栓固定设置可移动底板(7)，所述晶圆测试台(1)的顶部焊接固定有固定座(2)和支撑柱(3)，且支撑柱(3)的顶部焊接固定有水平板(4)，其特征在于，所述水平板(4)的底部安装有三向运动部件(5)，且三向运动部件(5)作用于测试探针(6)，所述固定座(2)的顶部通过晶圆承载座(10)固定设置主承载盘(9)，所述固定座(2)的外围安装有晶圆定心机构和辅助承载机构，且主承载盘(9)、晶圆定心机构和辅助承载机构相互配并对待测试晶圆进行承载定位；所述晶圆测试台(1)的正面固定设置操控面板(8)，所述操控面板(8)包括处理器、数据存储模块、晶圆测试坐标布设模块、探针偏移检测分析模块、环影检测分析模块和测试影响评估模块，且处理器与数据存储模块、晶圆测试坐标布设模块、探针偏移检测分析模块、环影检测分析模块以及测试影响评估模块均通信连接；
晶圆测试坐标布设模块，用于生成晶圆测试坐标系，并确定待测试晶圆中待测试部位的标测坐标，且将标测坐标发送至处理器；探针偏移检测分析模块，用于通过探针偏移分析生成偏移判定信号P1或偏移判定信号P2，将偏移判定信号P1或偏移判定信号P2发送至处理器，且在生成偏移判定信号P1时，经处理器将综偏系数ZPi发送至测试影响评估模块；环影检测分析模块，用于对测试区域进行环影分析并生成环影判定信号T1或环影判定信号T2，将环影判定信号T1或环影判定信号T2发送至处理器，且在生成环影判定信号T1时，经处理器将环质系数HZi发送至测试影响评估模块；
测试影响评估模块，用于通过分析确定测试探针(6)的品质等级并分配对应的评估阈值，且基于综偏系数ZPi和环质系数HZi并通过分析生成评估合格信号或评估不合格信号，将评估合格信号或评估不合格信号发送至处理器；处理器接收到偏移判定信号P2时，发出坐标校正指令至三向运动部件(5)，三向运动部件(5)进行测试探针(6)的坐标偏移校正；处理器通信连接测试预警模块，处理器接收到环影判定信号T1或评估不合格信号时，发出预警指令至测试预警模块，测试预警模块发出预警以提醒对应操作人员；
晶圆测试坐标布设模块的运行过程具体如下：
以主承载盘(9)的圆心作为原点建立关于晶圆测试区域的二维坐标系并标记为晶圆测试坐标系，获取到待测试晶圆的上表面图像，基于待测试晶圆的上表面图像确定待测试部位，将待测试部位标记为测试对象i，i＝{1,2，…，k}，k表示待测试晶圆中待测试部位数目且k为大于1的正整数；基于晶圆测试坐标系确定测试对象i的二维坐标并标记为标测坐标Bi，Bi＝(Xi，Yi)，将测试对象i的标测坐标(Xi，Yi)发送至处理器；
探针偏移检测分析模块的探针偏移分析过程具体如下：
在测试探针(6)进入测试对象i的上方并准备进行测试时，获取到测试探针(6)在晶圆测试坐标系中的二维坐标并标记为实测坐标Si，Si＝(xi，yi)；将实测坐标Si中的X轴坐标与对应标测坐标Bi中的X轴坐标进行差值计算以获取到横移量HLi，将实测坐标Si中的Y轴坐标与对应标测坐标Bi中的Y轴坐标进行差值计算以获取到纵移量ZLi；
通过数据存储模块调取预设横移阈值和预设纵移阈值，将横移量HLi和纵移量ZLi与预设横移阈值和预设纵移阈值分别进行比较，若横移量HLi和纵移量ZLi中存在一项大于等于对应阈值，判定测试探针(6)过度偏移并生成偏移判定信号P2；
若横移量HLi和纵移量ZLi均小于对应阈值，将横移量HLi和纵移量ZLi进行赋权求和计算获取到综偏系数ZPi；通过数据存储模块调取综偏阈值，将综偏系数ZPi和综偏阈值进行比较，若综偏系数ZPi≥综偏阈值，判定测试探针(6)过度偏移并生成偏移判定信号P2，否则生成偏移判定信号P1；
环影检测分析模块的环影分析过程具体如下：
通过分析获取到测试区域的实时环境信息，实时环境信息包括环粒衡量值、环温衡量值和环湿衡量值，通过数据存储模块调取环粒衡量阈值、环温衡量阈值和环湿衡量阈值，将环粒衡量值、环温衡量值和环湿衡量值与环粒衡量阈值、环温衡量阈值和环湿衡量阈值分别进行比较；
若环粒衡量值、环温衡量值和环湿衡量值中存在一项大于等于对应阈值，则判定环境质量差并生成环影判定信号T2，若环粒衡量值、环温衡量值和环湿衡量值均小于对应阈值，将环粒衡量值、环温衡量值和环湿衡量值进行赋权求和计算获取到环质系数HZi；
通过数据存储模块调取环质系数阈值，环质系数HZi与环质系数阈值进行比较，若环质系数HZi≥环质系数阈值，则判定环境质量差并生成环影判定信号T2，否则生成环影判定信号T1；
环粒衡量值表示测试环境内粉尘粒子浓度大小的数据量值，环温衡量值表示测试环境当前温度相较于适宜温度偏离程度大小的数据量值，环湿衡量值表示测试环境当前湿度相较于适宜湿度偏离程度大小的数据量值；
环温衡量值的分析获取方法如下：获取到当前时刻温度，通过数据存储模块调取适宜温度范围，将当前时刻温度与适宜温度范围的中值进行差值计算，将两者差值取绝对值获取到环温衡量值；
环湿衡量值的分析获取方法如下：获取到当前时刻湿度，通过数据存储模块调取适宜湿度范围，将当前时刻湿度与适宜湿度范围的中值进行差值计算，将两者差值取绝对值获取到环湿衡量值。
2.根据权利要求1所述的具有偏移校正功能的晶圆测试探针台，其特征在于，测试影响评估模块的影响评估过程具体如下：
通过将测试探针(6)进行品质分析获取到测试探针(6)的品质等级，将测试探针(6)标记为一等探针、二等探针或三等探针，基于测试探针(6)的品质等级向测试探针(6)分配对应的评估阈值，一等探针、二等探针、三等探针所对应的评估阈值分别为一级评估阈值、二级评估阈值、三级评估阈值，将测试探针(6)所对应的评估阈值存储入数据存储模块；且一级评估阈值＞二级评估阈值＞三级评估阈值；
获取到综偏系数ZPi和环质系数HZi，将综偏系数ZPi和环质系数HZi进行数值计算获取到评估因子PGi；通过数据存储模块调取测试探针(6)所对应的评估阈值，若评估因子PGi大于等于对应的评估阈值，生成评估不合格信号并将评估不合格信号发送至处理器，若评估因子PGi小于对应的评估阈值，生成评估合格信号并将评估合格信号发送至处理器。
3.根据权利要求2所述的具有偏移校正功能的晶圆测试探针台，其特征在于，品质分析的具体分析过程如下：
获取到测试探针(6)的生产间时值和运行次和值，生产间时值表示测试探针(6)当前日期距其生产日期的间隔时长大小的数据量值，运行时和值表示测试探针(6)自投入使用起测试次数大小的数据量值；
通过数据存储模块调取预设生产间时阈值和运行次和阈值，将生产间时值和运行次和值与预设生产间时阈值和运行次和阈值分别进行比较，若生产间时值和运行次和值中存在一项大于等于对应阈值，则将测试探针(6)标记为三等探针；
若生产间时值和运行次和值均小于对应阈值，则将生产间时值和运行次和值进行数值计算获取到针质系数，通过数据存储模块调取预设针质阈值，将针质系数与预设针质阈值进行比较，若针质系数≥预设针质阈值，则将测试探针(6)标记为二等探针，若针质系数＜预设针质阈值，则将测试探针(6)标记为一等探针。
4.根据权利要求1所述的具有偏移校正功能的晶圆测试探针台，其特征在于，所述晶圆承载座(10)内通过电机座固定设置驱动电机(23)，且驱动电机(23)的输出端安装有第一锥齿轮(24)，所述晶圆承载座(10)的外周面通过轴承转动设置多组水平螺杆(14)，且晶圆承载座(10)的外周面固定设置多组水平导杆(15)，所述水平螺杆(14)的一端安装有第二锥齿轮(25)，且第一锥齿轮(24)与各组第二锥齿轮(25)啮合传动连接；
晶圆定心机构包括定心侧边块(12)和调位螺套(13)，所述定心侧边块(12)围绕主承载盘(9)呈环形阵列分布，所述定心侧边块(12)的内侧与待测试晶圆的外周面接触，所述定心侧边块(12)的底部固定设置竖向杆(11)，所述竖向杆(11)与对应调位螺套(13)的顶部固定连接，所述调位螺套(13)与对应水平螺杆(14)螺纹连接并与对应水平导杆(15)滑动连接，且辅助承载机构与对应竖向杆(11)相连。
5.根据权利要求4所述的具有偏移校正功能的晶圆测试探针台，其特征在于，辅助承载机构包括与竖向杆(11)固定连接的安装杆(18)，所述安装杆(18)的另一端与辅助杆(17)的底端固定连接，且辅助杆(17)的顶端固定安装有边缘辅助承载盘(16)，所述晶圆承载座(10)内开设有中心腔(20)，且晶圆承载座(10)上固定设置与中心腔(20)相通并带有阀门的抽气管(21)和通气管(22)；
所述主承载盘(9)、边缘辅助承载盘(16)和辅助杆(17)均为内空结构，所述中心腔(20)通过伸缩软管(19)与辅助杆(17)相通，所述主承载盘(9)通过管道与中心腔(20)相通，所述边缘辅助承载盘(16)与对应辅助杆(17)相通，且主承载盘(9)和边缘辅助承载盘(16)的顶部均安装有负压吸附层(26)，负压吸附层(26)上均匀开设有吸附孔。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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