CN207367923U - 晶圆测试装置 - Google Patents

Abstract

一种晶圆测试装置，包含：吸盘，用于承载晶圆；子吸盘，设置于吸盘上方；旋转轴，旋转轴连接所述吸盘与所述子吸盘，旋转轴带动所述子吸盘在水平面上旋转。本实用新型的晶圆测试装置能够提升测试效率。

Description

晶圆测试装置

技术领域

本实用新型涉及样品测试领域，尤其是涉及一种晶圆测试装置。

背景技术

在半导体的制造过程中，在晶圆切割成封装芯片之前，需对晶圆中的芯片进行电学性能测试，并将晶圆中不合格的芯片进行标记，然后于后段的封装制程之前将这些标记的芯片舍弃。该测试环节至关重要，其可以确认芯片的性能以对芯片进行筛选，从而降低封装成本。为确保芯片功能和成品率的有效测试，要求测试设备的测试精度始终在要求的规格范围以内，从而需对生产过程中所用的测试仪器进行定期的校准。

其中，探针测试设备是于半导体领域中，对晶圆上的器件进行特性分析而使用的测试的设备。该设备测试晶圆时，既需要对晶圆的X方向做测试，也需要对晶圆的Y方向做测试，目前普遍采用的测试设备中，一般先进行X方向晶圆的对准、测试，然后手动将晶圆方向调整为Y方向，再次对准、测试。测试完每片晶圆后人工把晶圆放回晶圆片盒内，再取出下一个晶圆重复上述测试过程。如此人工操作大大增加了晶圆测试的时间，势必也增加了测试成本。

因此我们需要设计一种新的晶圆测试装置，来提高晶圆测试的效率。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种晶圆测试装置，能够节省晶圆测试时间，提升晶圆测试效率。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种晶圆测试装置，包含：吸盘，用于承载晶圆；子吸盘，设置于吸盘上方；旋转轴，旋转轴连接所述吸盘与所述子吸盘，旋转轴带动所述子吸盘在水平面上旋转。

可选的，所述旋转轴的旋转角度大于或等于90度。

可选的，所述子吸盘上表面设置有负压装置。

可选的，所述子吸盘的负压装置包含负压气孔和负压气槽。

可选的，晶圆测试装置还包含：升降台，所述升降台设置于所述吸盘下方，能沿垂直于吸盘的方向运动。

可选的，所述升降台包含外壁及内壁，所述外壁及所述内壁呈两层套筒结构。

可选的，所述升降台还包含过渡壁，所述过渡壁位于所述外壁和所述内壁之间。

可选的，晶圆测试装置还包含：电机，所述电机连接所述旋转轴，带动所述旋转轴旋转。

可选的，晶圆测试装置还包含：对位装置，所述对位装置至少包含一光学相机，用于对准晶圆上的标记。

可选的，晶圆上的标记是一个凹口。

与现有技术相比，本实用新型实施例的技术方案具有以下有益效果：

通过在吸盘上设置可旋转的子吸盘，使得晶圆测试完X方向后，可自动旋转到Y方向进行测试，节省了测试时间，提高测试效率。同时，由于子吸盘体积较小且与旋转轴直接连接，旋转更加灵活，可控性更好。

附图说明

图1是一种晶圆测试装置结构示意图；

图2是本实用新型一实施例晶圆测试装置结构示意图；

图3是本实用新型一实施例晶圆测试用晶圆示意图；

图4是本实用新型一实施例晶圆测试装置结构示意图；

图5是本实用新型一实施例子吸盘结构示意图；

图6是本实用新型一实施例晶圆测试装置结构示意图；

具体实施方式

下面将结合示意图对本实用新型的晶圆测试结构进行更详细的描述，其中表示了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型，而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。

如前文所述，传统晶圆测试装置存在诸多问题，为解决所述技术问题，本实用新型提供一种晶圆测试装置，包含：吸盘，用于承载晶圆；子吸盘，设置于所述吸盘上方；旋转轴，所述旋转轴连接所述子吸盘，所述旋转轴能在水平面上旋转。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

图1是一种晶圆测试装置结构示意图，吸盘10用于承载晶圆，吸盘10上方设置有探针20，晶圆测试时，放置在探针10上，探针10支撑、固定晶圆，从而进行测试。晶圆测试时，既需要测试X方向，也需要测试Y方向，所述X方向与所述Y方向是相互垂直的方向，例如X方向是水平方向，Y方向是垂直方向。由于图1所示的吸盘10只能在对位的时候小角度旋转，需要先测试X方向，再手动旋转被测试晶圆，再次对位到Y方向，接着才能进行Y方向的测试。这样测试效率比较低。

请参考图2及图3，图2和图3是本实用新型一实施例晶圆测试装置结构示意图，本实用新型中，吸盘102上方设置有子吸盘101，所述子吸盘101与旋转轴109相连接，连接方式可以采用任何一种方式，例如机械连接，也可以将旋转轴109与子吸盘101设置为一体结构。旋转轴109连接吸盘与子吸盘101，旋转轴109带动子吸盘101在水平面上旋转。晶圆放置在子吸盘101上进行测试。

旋转轴109与电机104相连接，能够在电机104的带动下发生旋转，可选地，旋转轴109旋转角度大于或等于90度。本实施例中，被测试晶圆放置在子吸盘101上方，可以随着旋转轴109的旋转而旋转，因此在实际测试中，完成测试晶圆X方向后，旋转轴旋转90度，继续对Y方向晶圆进行测试，免去了第二次加载测试样品及对位的时间，提高工作效率。此外，子吸盘设置在吸盘上，体积较小，且与旋转轴直接连接，旋转更加灵活，可控性更好。

可选地，吸盘102表面涂覆有涂层108，涂层108对吸盘起保护作用，可选地，涂层可以是高分子材料或氧化物。

具体地，对X方向、Y方向的晶圆进行测试时，先将晶圆固定在子吸盘101上，晶圆上设置有标记，标记可以是凹口，根据凹口角度对晶圆进行预对位，再使用光学相机对晶圆进行高低倍对焦，也就是精确对位，具体地，吸盘102可以通过旋转微小的θ角微调实现对晶圆的精确定位，从而定位好晶圆的X方向及零点测试点第一个衬垫(PAD)(即零点测试点)的位置，根据测试仪器发出的坐标指令和预设置好的测试程序，吸盘102发生精确的位置移动，从而将X方向的测试点测试完。启动子吸盘102上的旋转电机，在定位好X方向及零点测试点的第一个PAD的位置的基础上做顺时针或逆时针90°旋转，从而定位好Y方向及Y方向零点PAD位置，根据测试仪发出的坐标指令和预设置好的程序，吸盘102发生精确的位置移动，从而将Y方向的测试点测试完。测试完成后将吸盘102及子吸盘101恢复到初始位置，用机械臂将取下被测试晶圆，加载上第二片晶圆，以此类推，将所有晶圆的测试完成。

例如，如图3所示，测试X方向时的测试点坐标为(10,100)，X方向晶圆测试完成后，子吸盘101进行顺时针旋转90度，得到的坐标是(100,10)，(100,10)就作为Y方向测试的起始测试点，继续进行测试。由于本实用新型中，子吸盘101可以旋转大于或等于90度，并且能够在完成测试X方向后，自动对位到Y方向，节省了第二次对位、装载样品的时间，节省了工作时间、提升了工作效率。

当然，本实用新型的子吸盘101不仅能旋转90度，还可以旋转任意角度，这样可以测试晶圆任意方向上的测试点，而无需再次对位。

可选地，子吸盘上表面设置有负压装置，被测晶圆可以通过真空吸附力固定在子吸盘101上。可选地，负压装置可以是在子吸盘101上设置的负压气孔110，负压气孔的数量例如可以是3个。负压装置也可以是在子吸盘101上设置的负压气槽1013，如图4所示。负压气孔110和负压气槽1013下方连结空心的导气杆1012，在将测试晶圆放置在子吸盘101上后，启动负压装置，通过导气杆1012的导通，利用负压气孔和负压气槽抽走子吸盘101表面气体，使子吸盘101表面形成负压，放置在子吸盘101上的晶圆被吸附在子吸盘101上，从而达到固定作用。可选地，负压气孔和负压气槽可以相互联通。

子吸盘同时起固定、支撑作用，相当于图1的探针20的作用，省略了图1中的探针结构，结构更加简单。

如图5所示，本实用新型的晶圆测试装置还包含电机103，电机103连接所述旋转轴109，给旋转轴109提供动力，带动所述旋转轴109旋转。此外，电机还可以连接吸盘102，给吸盘102提供动力，使得吸盘102在对位过程中，可以小角度旋转。可选地，本实施例中所说的连接为机械连接。

可选地，本实用新型还包含升降台104，升降台位于所述吸盘102下方，升降台104可以沿垂直于吸盘102平面的方向(Z方向)上下移动，起到上下升降的作用，可以用于调整吸盘102及子吸盘101的垂直位置。可选地，升降台104包含外壁及内壁，外壁和内壁呈两层套筒结构，外壁与内壁能够相对运动，例如外壁不动，作为支撑壁，内壁上下移动，也可以内壁与外壁同时运动。

此外，外壁和内壁之间还可以包含过渡壁，呈三层式套筒结构，例如，外壁可以作为基础支撑固定不动，过渡壁在中间起过渡作用，过渡壁与外壁由深沟球轴承连结，过渡壁相对于外壁只能转动，而过渡壁与内壁可以由滚珠滑套过渡连结，内壁与过渡壁能一起转动的同时只能做相对的Z方向的运动。可选地，内壁、过渡壁、外壁相互之间也可以采用螺纹连接，通过调节螺纹的啮合，从而调节升降台104的高度。

请参考图5及图6，本实用新型还包含对位装置105，对位装置105中包含至少一个光学相机，对位装置首先根据晶圆上的凹口进行预对位，大致确定X方向或者Y方向的方向，然后利用光学相机对固定在子吸盘101上的被测晶圆进行精确定位，定位到被测晶圆的测试起始点的Pad处。

可选地，本实用新型还包含置物台107，用于放置待测的晶圆，例如，可以将待测晶圆放在晶圆盒中，放在置物台上。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种晶圆测试装置，其特征在于，包含：吸盘，用于承载晶圆；子吸盘，设置于所述吸盘上方；旋转轴，所述旋转轴连接所述吸盘与所述子吸盘，所述旋转轴带动所述子吸盘在水平面上旋转。

2.如权利要求1所述的晶圆测试装置，其特征在于，所述旋转轴的旋转角度大于或等于90度。

3.如权利要求1所述的晶圆测试装置，其特征在于，所述子吸盘上表面设置有负压装置。

4.如权利要求3所述的晶圆测试装置，其特征在于，所述子吸盘的负压装置包含负压气孔或负压气槽。

5.如权利要求1所述的晶圆测试装置，其特征在于，还包含：升降台，所述升降台设置于所述吸盘下方，能沿垂直于吸盘的方向运动。

6.如权利要求5所述的晶圆测试装置，其特征在于，所述升降台包含外壁及内壁，所述外壁及所述内壁呈两层套筒结构。

7.如权利要求6所述的晶圆测试装置，其特征在于，所述升降台还包含过渡壁，所述过渡壁位于所述外壁和所述内壁之间。

8.如权利要求1所述的晶圆测试装置，其特征在于，还包含：电机，所述电机连接所述旋转轴，带动所述旋转轴旋转。

9.如权利要求1所述的晶圆测试装置，其特征在于，还包含：对位装置，所述对位装置至少包含一光学相机，用于对准晶圆上的标记。

10.如权利要求9所述的晶圆测试装置，其特征在于，所述晶圆上的标记是一个凹口。