CN216757290U - 一种芯片测试设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种芯片测试设备，包括供料架、收料架、校正模组、机械手模组和两个探针卡测试模组，在待测晶圆进行测试前，先经过位置角度调整，使其达到预设位置后，再输送至测试的载具上，确保与测试机构的探针对位准确，避免接触不良的情况；一个机械手模组配套两个探针卡测试模组，实现双线驱动，通过合理分配待测晶圆，控制测试机构对每个探针卡测试模组中的两个载具轮流进行测试，提高测试效率；上料和下料全自动，并根据测试结果自动对晶圆进行分类，将达到预设测试良率阈值的晶圆放置在收料架上，将低于预设测试良率阈值的晶圆放置在不良品下料架上，实现质量分区收集。

Description

一种芯片测试设备

技术领域

本实用新型属于芯片测试技术领域，尤其涉及一种芯片测试设备。

背景技术

随着技术的发展，芯片的应用已经无处不在，为智能生活和工作提供众多支持，且为了得到高可靠性的芯片，现在主要采用高级GPP芯片工艺。

在GPP芯片的生产中，测试是一个很重要的环节。目前GPP芯片的测试设备一般为半自动式测试设备，需要进行放料、移料、调整等人为干预，容易造成晶圆损坏或者污染晶圆表面，测试自动化程度低，测试质量差，稳定性低，而且通过单根测试探针进行测试，测试效率低。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种芯片测试设备，主要用于解决现有技术中对GPP芯片测试自动化程度低、测试质量差、效率低等问题。

为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种芯片测试设备，包括供料架、收料架、校正模组、机械手模组和两个探针卡测试模组；

所述供料架用于放置层叠的待测晶圆；

所述机械手模组用于控制所述晶圆在至少一个直线方向上移动；

所述校正模组用于检测所述待测晶圆的水平偏移度、并控制所述待测晶圆水平转动至预设位置；

两个所述探针卡测试模组分别设于所述校正模组的两侧，所述探针卡测试模组包括测试控制单元、测试机构和两个直线转运机构，所述直线转运机构上设有用于承接所述晶圆的载具，所述直线转运机构用于控制所述载具沿直线方向作往复移动，所述测试机构用于对所述载具上的晶圆进行测试，所述测试控制单元分别与所述测试机构、直线转运机构电连接；

所述收料架用于放置测试完的晶圆。

进一步地，所述机械手模组包括第一直线移动机构、第二直线移动机构和吸盘机构；

所述第一直线移动机构与所述第二直线移动机构连接、并驱动所述第二直线移动机构在X方向上作直线移动；

所述第二直线移动机构与所述吸盘机构连接、并驱动所述吸盘机构在Z方向上作直线移动；

所述吸盘机构用于真空吸取或放下所述晶圆。

进一步地，所述校正模组包括校正控制单元、视觉定位CCD单元和旋转平台；

所述视觉定位CCD单元固定于所述吸盘机构、并用于采集所述待测晶圆的位置信息；

所述校正控制单元内设有预设位置信息，所述校正控制单元分别与所述视觉定位CCD单元和旋转平台电连接，所述校正控制单元根据所述位置信息与预设位置信息的比对结果、向所述旋转平台发送转动指令；

所述旋转平台用于承托所述待测晶圆、并被配置为根据所述转动指令控制所述待测晶圆水平转动至预设位置。

进一步地，所述测试机构包括喷油单元和旋转涂抹单元，所述喷油单元用于在所述待测晶圆进行测试之前向所述待测晶圆喷涂防火油，所述旋转涂抹单元用于旋转涂抹所述待测晶圆上的防火油。

进一步地，每一个所述探针卡测试模组还包括打点机构，所述打点机构设于所述直线转运机构上方，所述打点机构与所述测试控制单元电连接、并用于在测试不良点位上进行油墨打点标记。

进一步地，还包括烘干机构，所述烘干机构用于烘干油墨打点标记完的所述晶圆。

进一步地，还包括不良品下料架，所述测试控制单元内设有预设测试良率阈值，所述测试控制单元根据每一个所述晶圆的实际测量良率与预设测试良率阈值的比对结果、向所述机械手模组发送提取指令，所述机械手模组根据所述提取指令带动相应的所述晶圆放置于所述不良品下料架上。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

在待测晶圆进行测试前，先经过位置角度调整，使其达到预设位置后，再输送至测试的载具上，确保与测试机构的探针对位准确，避免接触不良的情况；

一个机械手模组配套两个探针卡测试模组，实现双线驱动，通过合理分配待测晶圆，控制测试机构对每个探针卡测试模组中的两个载具轮流进行测试，提高测试效率；

上料和下料全自动，并根据测试结果自动对晶圆进行分类，将达到预设测试良率阈值的晶圆放置在收料架上，将低于预设测试良率阈值的晶圆放置在不良品下料架上，实现质量分区收集；

待测晶圆先经过防火油喷涂，再进行测试，防止测试时打火误测；对晶圆中测试不合格的不良品进行油墨打点标记，方便后续分拣识别；油墨打点标记后再进行烘干处理，防止油墨扩散污染晶圆其余区域。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

附图说明

利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本实用新型的一种芯片测试设备在一个视角下的整体结构示意图。

图2是图1中A部的局部结构放大示意图。

图3是本实用新型的一种芯片测试设备在另一个视角下的整体结构示意图。

图4是图3中B部的局部结构放大示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

参照图1至图4，在本实施例中公开了一种芯片测试设备，包括供料架1、收料架2、校正模组3、机械手模组4和两个探针卡测试模组5；

供料架1用于放置层叠的待测晶圆10，由于晶圆10是一片一片的，在供料架1上叠放着多片晶圆10，特别地，供料架1还设有供料传感器，供料传感器用于检测供料架1是否有晶圆10，并与机械手模组4电性连接；

机械手模组4用于控制晶圆10在至少一个直线方向上移动，则可以在X方向、Y方向和Z方向中的任意一个或多个方向上移动；

校正模组3用于检测待测晶圆10的水平偏移度、并控制待测晶圆10水平转动至预设位置，详细地，在待测晶圆10进行测试前，先经过位置角度调整，使其达到预设位置后，再由机械手模组4重新吸取并输送至测试的载具53上，确保与测试机构51的探针对位准确，避免接触不良的情况；

为了实现双线驱动，两个探针卡测试模组5分别设于校正模组3的两侧，机械手模组4能在校正模组3和两个探针卡测试模组5之间移动，以实现晶圆 10的移动；

每个探针卡测试模组5包括测试控制单元、测试机构51和两个直线转运机构52，直线转运机构52上设有用于承接晶圆10的载具53，直线转运机构52 用于控制载具53沿直线方向作往复移动，一般来说，载具53移动的方向是Y 方向，测试机构51用于对载具53上的晶圆10进行测试，测试控制单元分别与测试机构51、直线转运机构52电连接，实现了双探卡四通道测试，每个测试通道都可以单独完成完整连贯工序；

收料架2用于放置测试完的晶圆10。

需要说明的是，从布置角度，供料架1和收料架2分别设于校正模组3的两侧，再往两侧则是两个探针卡测试模组5，以上供料架1、收料架2、校正模组3、机械手模组4和两个探针卡测试模组5均固定在一个基座上，供料架1、收料架2和校正模组3呈横向布置，探针卡测试模组5呈纵向布置，形成一个冂字形结构；

其中，当校正模组3调整好第一片晶圆10的角度位置后，先往左边的探针卡测试模组5的其中一个直线转运机构52上的载具53上放置第一片晶圆10，此时对应的直线转运机构52可移动载具53至测试机构51下方，利用测试机构 51进行测试；再进行第二片晶圆10的角度位置校正，校正好后，往右边的探针卡测试模组5的其中一个直线转运机构52上的载具53上放置第二片晶圆10，此时对应的直线转运机构52可移动载具53至测试机构51下方，利用测试机构 51进行测试；接着，进行第三片晶圆10的角度位置校正，校正好后，向左边的另外一个闲置的载具53上放置第三片晶圆10；同理再向右边的另外一个闲置的载具53上放置第四片晶圆10；当左边的第一片晶圆10完成测试后，将其取出，并再在其对应载具53上放置晶圆10，此时左边的探针卡测试模组5对另一个载具53上的第三片晶圆10进行测试，如此交替轮流检测，保证两个探针卡测试模组5均能高效双线测试，测试效率高，设备利用率高。

在本实施例中，机械手模组4包括第一直线移动机构41、第二直线移动机构42和吸盘机构43；

第一直线移动机构41与第二直线移动机构42连接、并驱动第二直线移动机构42在X方向上作直线移动，即水平横向移动；

第二直线移动机构42与吸盘机构43连接、并驱动吸盘机构43在Z方向上作直线移动，即垂向移动；

吸盘机构43用于真空吸取或放下晶圆10。

通过第一直线移动机构41、第二直线移动机构42的配合，能实现晶圆10 在供料架1、收料架2、校正模组3和直线转运机构52之间的移动，且真空吸附对晶圆10的损伤小，能实现无损移料，且控制精度高。

在本实施例中，校正模组3包括校正控制单元、视觉定位CCD单元31和旋转平台32；

视觉定位CCD单元31固定于吸盘机构43、并用于采集待测晶圆10的位置信息；

校正控制单元内设有预设位置信息，校正控制单元分别与视觉定位CCD单元31和旋转平台32电连接，校正控制单元根据位置信息与预设位置信息的比对结果、向旋转平台32发送转动指令；

旋转平台32用于承托待测晶圆10、并被配置为根据转动指令控制待测晶圆 10水平转动至预设位置。

需要说明的是，当吸盘机构43将晶圆10放置在旋转平台32上时，旋转平台32利用真空吸附固定晶圆10，视觉定位CCD单元31对晶圆10拍照，采集晶圆10的位置信息，结合晶圆10上的基准点特征，检测晶圆10的水平偏移度，并将此位置信息发送至校正控制单元，校正控制单元判定计算晶圆10原始XY 位置和角度，将其与预设位置信息比对，根据比对结果，通过软件计算补偿转动角度，控制旋转平台32转动，将晶圆10调整到准确的角度和XY位置，并且还可利用视觉定位CCD单元31再次拍照确认，复判校正是否正确，并保存此时晶圆10的基座位置，将校正后的位置信息传输至机械手模组4，以使机械手模组4再次吸取时能吸取正确位置。

作为一种实施方式，在机械手模组4吸取晶圆10并放置在直线转运机构52 的载具53上时，直线转运机构52控制晶圆10移动至测试机构51下方，测试机构51还包括喷油单元和旋转涂抹单元，喷油单元用于在待测晶圆10进行测试之前向待测晶圆10喷涂防火油，其中喷油单元通过真空抽取防火油，利用雾化装置将雾化后的防火油均匀喷涂在待测晶圆10表面；旋转涂抹单元用于旋转涂抹待测晶圆10上的防火油，将待测晶圆10上的防火油涂抹均匀，防止有部分高压晶圆10在测试时出现打火误测。

作为一种实施方式，每一个探针卡测试模组5还包括打点机构6，打点机构 6设于直线转运机构52上方，打点机构6与测试控制单元电连接、并用于在测试不良点位上进行油墨打点标记，更具体地，当晶圆10在测试机构51中完成测试后，同一片晶圆10上会出现测试合格的良品晶粒和测试不合格的不良品晶粒，测试控制单元记录好测试不良点位的信息，并将此信息传输至打点机构6，通过移动在每一个不良点位上进行油墨打点标记，方便后续分拣识别；另外地，还包括烘干机构7，烘干机构7设有陶瓷发热单元，陶瓷发热单元用于烘干油墨打点标记完的晶圆10，陶瓷发热单元采取恒温控制的方式，油墨打点标记后的晶圆10放置在陶瓷发热单元上烘烤设定的时间，完成烘干处理，防止油墨扩散污染晶圆10其余区域。

在实施例中，还包括不良品下料架8，测试控制单元内设有预设测试良率阈值，测试控制单元根据每一个晶圆10的实际测量良率与预设测试良率阈值的比对结果、向机械手模组4发送提取指令，机械手模组4根据提取指令带动相应的晶圆10放置于不良品下料架8上，即如果在一片晶圆10中，不良品过多，已经低于预设测试良率阈值，则停止测试，直接将此晶圆10运送至不良品下料架8，无需经过油墨打点标记，而对于实际测量良率大于预设测试良率阈值的晶圆10，则将其运送至收料架2，方便后续质量分拣。

需要说明的是，不良品下料架8和烘干机构7均包括直线驱动模组，直线驱动模组分别用于控制不良品下料架8和烘干机构7在Y向移动，使得机械手模组4能在X向上的单向移动既能实现晶圆的移料，减小机械手模组4的结构复杂程度。

综上，相对于现有技术，上述实施例提供一种芯片测试设备，在待测晶圆 10进行测试前，全自动扫描定位晶圆10，先经过位置角度调整，使其达到预设位置后，再输送至测试的载具53上，确保与测试机构51的探针对位准确，避免接触不良的情况；

一个机械手模组4配套两个探针卡测试模组5，实现双线驱动，通过合理分配待测晶圆10，控制测试机构51对每个探针卡测试模组5中的两个载具53轮流进行测试，提高测试效率；

上料和下料全自动，并根据测试结果自动对晶圆10进行分类，将达到预设测试良率阈值的晶圆10放置在收料架2上，将低于预设测试良率阈值的晶圆10 放置在不良品下料架8上，实现质量分区收集，自动分类储存；

待测晶圆10先经过防火油喷涂，再进行测试，防止测试时打火误测；对晶圆10中测试不合格的不良品进行油墨打点标记，方便后续分拣识别；油墨打点标记后再进行烘干处理，防止油墨扩散污染晶圆10其余区域；

测试设备实现全自动化，操作员只需要在供料架1放入层叠的晶圆10，测试设备自动实现取料测试工作，测试完成后自动分类放入对应区域，良品放入收料架2，不良品自动收集到不良品下料架8，成品与不良品下料区全部按设定值放满后，测试设备自动提示操作员取走存料托盘，避免员工作业中因不小心或其他不确定因素损坏产品。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种芯片测试设备，其特征在于，包括供料架、收料架、校正模组、机械手模组和两个探针卡测试模组；

所述供料架用于放置层叠的待测晶圆；

所述机械手模组用于控制所述晶圆在至少一个直线方向上移动；

所述校正模组用于检测所述待测晶圆的水平偏移度、并控制所述待测晶圆水平转动至预设位置；

两个所述探针卡测试模组分别设于所述校正模组的两侧，所述探针卡测试模组包括测试控制单元、测试机构和两个直线转运机构，所述直线转运机构上设有用于承接所述晶圆的载具，所述直线转运机构用于控制所述载具沿直线方向作往复移动，所述测试机构用于对所述载具上的晶圆进行测试，所述测试控制单元分别与所述测试机构、直线转运机构电连接；

所述收料架用于放置测试完的晶圆。

2.根据权利要求1所述的一种芯片测试设备，其特征在于，所述机械手模组包括第一直线移动机构、第二直线移动机构和吸盘机构；

所述第一直线移动机构与所述第二直线移动机构连接、并驱动所述第二直线移动机构在X方向上作直线移动；

所述第二直线移动机构与所述吸盘机构连接、并驱动所述吸盘机构在Z方向上作直线移动；

所述吸盘机构用于真空吸取或放下所述晶圆。

3.根据权利要求2所述的一种芯片测试设备，其特征在于，所述校正模组包括校正控制单元、视觉定位CCD单元和旋转平台；

所述视觉定位CCD单元固定于所述吸盘机构、并用于采集所述待测晶圆的位置信息；

所述校正控制单元内设有预设位置信息，所述校正控制单元分别与所述视觉定位CCD单元和旋转平台电连接，所述校正控制单元根据所述位置信息与预设位置信息的比对结果、向所述旋转平台发送转动指令；

所述旋转平台用于承托所述待测晶圆、并被配置为根据所述转动指令控制所述待测晶圆水平转动至预设位置。

4.根据权利要求3所述的一种芯片测试设备，其特征在于，所述测试机构包括喷油单元和旋转涂抹单元，所述喷油单元用于在所述待测晶圆进行测试之前向所述待测晶圆喷涂防火油，所述旋转涂抹单元用于旋转涂抹所述待测晶圆上的防火油。

5.根据权利要求4所述的一种芯片测试设备，其特征在于，每一个所述探针卡测试模组还包括打点机构，所述打点机构设于所述直线转运机构上方，所述打点机构与所述测试控制单元电连接、并用于在测试不良点位上进行油墨打点标记。

6.根据权利要求5所述的一种芯片测试设备，其特征在于，还包括烘干机构，所述烘干机构用于烘干油墨打点标记完的所述晶圆。

7.根据权利要求6所述的一种芯片测试设备，其特征在于，还包括不良品下料架，所述测试控制单元内设有预设测试良率阈值，所述测试控制单元根据每一个所述晶圆的实际测量良率与预设测试良率阈值的比对结果、向所述机械手模组发送提取指令，所述机械手模组根据所述提取指令带动相应的所述晶圆放置于所述不良品下料架上。

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