CN217903074U - 一种晶圆点测用载台运动机构及点测机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种晶圆点测用载台运动机构，包括承载待测晶圆的载台、移动板和基板；所述移动板上设置有X向运动机构，X向运动机构与载台相连，并带动载台在X向的运动；所述基板上设置有Y向运动机构，Y向运动机构与移动板相连，并带动移动板在Y向的运动；所述基板、移动板上设有相配合的用于当载台运动到检测区域发出检测信号的Y向位置传感器，或/和，所述移动板、载台上设有相配合的用于当载台运动到检测区域发出检测信号的X向位置传感器。本实用新型还提供了包括有上述晶圆点测用载台运动机构的点测机。本方案中的晶圆点测用载台运动机构能够在测试位置发出检测信号，减少信号转换，提高运动灵敏度，提高点测效率。

Description

一种晶圆点测用载台运动机构及点测机

技术领域

本实用新型属于晶圆点测设备技术领域，特别是涉及一种晶圆点测用载台运动机构及点测机。

背景技术

晶圆测试是半导体芯片生产过程中的一个重要环节，晶圆测试环节能够对器件的电性参数进行特征评估，从而在封装之前鉴别出合格的芯片，生产人员能够根据器件合格率的核算以评估生产工艺的质量水平。积分球是通常用于晶圆检测的一种光学检测元件，在检测过程中，积分球对晶圆在X、Y方向进行线扫描检测。具体的，晶圆入料后移动至检测位，然后积分球或晶圆在运动机构的带动下在确定范围内进行X/Y方向的往复循环运动，每进行一次线扫后沿Y/X向移动一定距离，这就要求运动机构达到高精度定位、高频启动，同时检测过程中积分球、其他运动机构需进行位置锁定避免影响检测结果。

现有技术中，一般通过限位传感器进行高精度定位，从而对运动机构进行开关动作、方向调节，控制过程中根据限位传感器或光栅尺发出的信号和运动过程控制进行运算之后控制器再发出动作指令，一方面定位精度低，另一方面由于对测试位置无直接反馈，测试位置的获得通过运算得到，运算精度、信息反馈及动作指令的迟滞导致在测试过程中积分球或其他运动机构动作未进行位置锁定而影响测试的过程及结果；另外运动机构在短距离内频繁启停、换向，极易损坏，使用寿命短。

实用新型内容

本实用新型提供一种晶圆点测用载台运动机构，能够在检测位置直接反馈出晶圆到达检测位置的信号，减少运算时间，反应更加灵敏，提高定位精度，从而提高测试质量及测试效率。本实用新型提供的点测机也同样具备相应优势。

本实用新型的其他目的和优点可以从本实用新型所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

为了达到上述部分或全部目的或是其他目的，本实用新型提供的晶圆点测用载台运动机构，包括承载待测晶圆的载台、移动板和基板；所述移动板上设置有X向运动机构，所述X向运动机构与所述载台相连，并带动所述载台在X向的运动；所述基板上设置有Y向运动机构，所述Y向运动机构与所述移动板相连，并带动所述移动板在Y向的运动；所述基板、移动板上设有相配合的用于当所述载台运动到检测区域发出检测信号的Y向位置传感器，或/和，所述移动板、载台上设有相配合的用于当所述载台运动到检测区域发出检测信号的X向位置传感器。

工作时，当X向位置传感器或Y向位置传感器发出信号时，说明载台上的晶圆到达线扫检测区域，在整个线扫检测过程中X向位置传感器、Y向位置传感器至少有一个或两个同时发出检测信号，在信号发出时，积分球等其他运动机构的位置被锁定，保证测试中晶圆、积分球不受到干扰，从而保证测试过程的顺利以及测试结果的稳定。由于信号是直接发出的，不需要通过运算获得，所以动作指令不会发生迟滞，提高了位置判定精度。

所述Y向位置传感器、X向位置传感器均为槽型光电传感器，包括槽型光电和感应片；所述Y向位置传感器的槽型光电设于所述基板上、感应片设于所述移动板底部，所述X向位置传感器的槽型光电设于所述移动板上、感应片设于所述载台底部，槽型光电传感器安装方便、感应过程中不需要接触、响应快、性能可靠。

所述基板上设有用于发出Y向限位开关信号的Y向极限传感器、Y向光栅尺；所述Y向光栅尺的感应长度大于所述Y向极限传感器的感应长度范围，其中Y向极限传感器限定了载台在Y向上的运动范围，为了避免Y向极限传感器的信号反馈及指令迟滞，根据Y向光栅尺的检测数据及时补偿运动控制迟滞引起的运动误差，防止误差累积影响测试结果。

所述移动板设有用于发出X向限位开关信号的X向极限传感器、X向光栅尺，所述X向光栅尺的感应长度大于所述X向极限传感器的感应长度范围，同样的，X向极限传感器限定了载台在X向上的运动范围，为了避免X向极限传感器的信号反馈及指令迟滞，根据X向光栅尺的检测数据及时补偿运动控制迟滞引起的运动误差，防止误差累积影响测试结果。

所述Y向运动机构和X向运动机构均为直线电机。直线电机适用于高频启停，且能达到高精度定位。

所述基板上位于所述Y向运动机构的两侧设有Y向导轨，所述Y向导轨上的滑块连接所述移动板，在Y向运动中起到导向作用。

所述移动板上位于所述X向运动机构两侧设有X向导轨，所述X向导轨上的滑块连接所述载台，在X向运动中起到导向作用。

所述基板上设有用于积分球穿过的第一通孔，所述移动板上设有用于积分球穿过的第二通孔，积分球朝上穿过第一通孔、第二通孔对晶圆进行检测，整体结构更加紧凑。

所述载台上设有防护罩，所述防护罩上设有用于电路连接线、毛刷穿过的避让孔，载台上一般会有很多信号线、气管等，防护罩可以作为遮挡，防止裸露在外相互缠结，载台上位于避让孔的位置还有毛刷，高度大于防护罩高度，可以穿出避让孔。

一种点测机，包括上述晶圆点测用载台运动机构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果主要包括：

1.本实用新型提供的晶圆点测用载台运动机构，通过设置Y向位置传感器和/或X向位置传感器，直接反馈晶圆到达检测区域信号，响应速度快，控制精度高，可靠性好，有利于控制器保证测试过程中积分球等其他运动机构的锁定及稳定，从而保证测试质量及测试效率；

2.本实用新型提供的晶圆点测用载台运动机构，在X、Y运动方向上均同时设置了极限传感器和光栅尺，且使光栅尺的感应长度大于极限传感器的感应长度范围，便于根据光栅尺的检测数据及时补偿运动控制迟滞引起的运动误差，防止误差累积影响测试结果，保证运动机构具有良好的动态品质。

为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的晶圆点测用载台运动机构的结构示意图；

图2为图1中基板及Y向运动机构的结构示意图；

图3为图1中移动板及X向运动机构的结构示意图；

图4为图1所示的晶圆点测用载台运动机构的左视图；

图5为图1所示的晶圆点测用载台运动机构在另一视角下的结构示意图。

附图标记：1-载台，11-防护罩，110-避让孔，2-基板，21-第一通孔，3-Y向运动机构，31-Y向导轨，32-Y向光栅尺，321-读数头，33-Y向极限传感器，34-Y向位置传感器，4-移动板，41-第二通孔，5-X向运动机构，51-X向导轨，52-X向极限传感器，6-Y向拖链安装板，7-X向拖链安装板。

具体实施方式

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的一优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本实用新型。

如图1所示的本实施例的晶圆点测用载台运动机构，包括承载待测晶圆的载台1、移动板4和基板2；移动板4上设置有X向运动机构5，X向运动机构5与载台1相连，并带动载台1在X向的运动；基板2上设置有Y向运动机构3， Y向运动机构3与移动板4相连，并带动移动板4在Y向的运动。在本实施例中，载台1上设有吸附结构，待测晶圆通过吸附结构稳定安装于载台1上。

在基板2的一侧设有安装Y向拖链的Y向拖链安装板6，拖链一端连接Y向拖链安装板6，另一端连接移动板4，Y向拖链在Y向往复运动过程中对内部连接线、气管起到保护作用。在移动板4的一侧设有用于安装X向拖链的X向拖链安装板7，X向拖链在X向往复运动过程中对内部连接线、气管起到保护作用。Y向拖链安装板6、X向拖链安装板7在不影响使用强度的情况下设有多个减重孔。

结合图1和图2所示，Y向运动机构3为直线电机，其定子安装于基板2上，动子连接移动板4，位于所述定子两侧均设有Y向导轨31，在Y向运动过程中起到导向作用，Y向导轨31上滑动连接滑块，所述滑块连接移动板4。在本实施例中，由于移动板4在Y方向上宽度较大，Y向导轨31的滑块数量为2个，在其他实施例中滑块的数量可以根据移动板4的长度以及滑块的长度按需设置。

结合图1和图3所示，X向运动机构5为直线电机，其定子安装于移动板4上，动子连接载台1，位于所述定子两侧均设有X向导轨51，在X向运动过程中起到导向作用，X向导轨51上滑动连接滑块，所述滑块连接载台1。

如上所述，在本实施例中Y向运动机构3、X向运动机构5均为直线电机，在线扫过程中能够适应高频启停，定位精度高。在其他实施例中，也可以使用其他已知的直线运动机构。

如图2所示，在基板2上设有用于积分球穿过的第一通孔21。如图3所示，在移动板4上设有用于积分球穿过的第二通孔41。测试时积分球从下向上运动依次穿过第一通孔21、第二通孔41，朝上对晶圆进行检测。在本实施例中，第一通孔21呈方形，第二通孔41呈圆形，在检测时积分球需穿过第二通孔41，安装积分球的支架呈方形，需穿过第一通孔21，同时第一通孔21、第二通孔41的尺寸需满足线扫测试过程中的移动尺寸。在另外的实施例中，第一通孔21、第二通孔41也可以是其他形状。在移动板4上位于第二通孔41外部设有一些减重孔，实际中根据移动板4的强度及空间按需设置。

结合图2和图4所示，基板2、移动板4上设有相配合的发出Y向限位开关信号的Y向极限传感器33以及用于当载台1运动到检测区域发出检测信号的Y向位置传感器34。在本实施例中，Y向极限传感器33、Y向位置传感器34为槽型光电传感器，包括槽型光电和感应片，槽型光电安装于基板2上，为了安装方便，与Y向极限传感器33相配合的感应片连接于Y向导轨31的滑块上，与Y向位置传感器34相配合的感应片连接于移动板4底部。其中极限传感器33包括原点传感器和位于原点传感器两侧的极限位置传感器，限定了Y向运动的极限位置。在两端的极限位置之间，有一段位置为线扫描检测位置，Y向位置传感器34位于这个位置上，在整个Y向线扫检测过程中Y向位置传感器34均反馈在检测位信号。

如图5所示，基板2的一侧设有Y向光栅尺32，对应的，移动板4或Y向导轨31的滑块上设有与Y向光栅尺32相配合的读数头321，在本实施例中，为了安装方便读数头321安装于Y向导轨31的滑块上。Y向光栅尺21的感应长度大于Y向极限传感器33的感应长度范围，即Y向光栅尺21在Y方向上延伸至Y向极限传感器33外部，由于信号、动作指令的迟滞移动板4可能运动至Y向极限传感器33外部，此时可根据Y向光栅尺32的检测数据及时补偿运动误差，防止误差累积。

同理，结合图1和图3所示，移动板4、载台1上设有相配合的发出X向限位开关信号的X向极限传感器52以及用于当所述载台1运动到检测区域发出检测信号的X向位置传感器（图中未示出），在本实施例中，X向极限传感器52、X向位置传感器为槽型光电传感器，槽型光电安装于移动板4上，感应片设于载台1底部。在移动板4的一侧设有X向光栅尺（图中未示出），载台1上设有与X向光栅尺相配合的读数头。X向光栅尺的感应长度大于X向极限传感器52的感应长度范围，即X向光栅尺在X方向上延伸至X向极限传感器52外部。

工作时，Y向极限传感器33、X向极限传感器52限定了载台1在Y向、X向的运动极限，Y向光栅尺21、X向光栅尺有利于对运动误差的及时补偿。当Y向位置传感器34或X向位置传感器发出信号时，说明积分球开始对晶圆进行线扫测试，此时对积分球和其他运动机构进行状态锁定，保证积分球位置稳定，防止其他运动机构干涉晶圆的线扫运动。由于在检测位置直接由Y向位置传感器34、X向位置传感器进行到检测位的信号反馈，不需要通过其他极限位置传感器以及X向、Y向运动过程来计算载台1的具体位置，因此位置反馈更直接，响应速度更快，控制精度高，可靠性好，保证测试过程中积分球等其他运动机构的锁定及稳定，从而保证测试质量及测试效率。

如上所述，在本实施例中，同时设置了Y向位置传感器34、X向位置传感器，当其中之一发出信号时即对积分球和其他运动机构进行状态锁定，在其他实施例中，可以根据检测需要仅设置Y向位置传感器34或X向位置传感器。例如当仅对晶圆上某一Y向直线区域进行检测时，载台1仅需进行一次Y向扫描，此时仅设置Y向位置传感器34即可。另外，槽型光电传感器也可以替换为其他类型的传感器。

结合图1和图5所示，载台1上设有防护罩11，防护罩11上设有用于电路连接线、毛刷穿过的避让孔110。在载台1上有一些电子传输线、气管等，防护罩11将这些电子传输线、气管等遮挡在内部，防止裸露在外相互缠结影响使用寿命，同时在载台1上还有毛刷，毛刷高度较高可以穿过避让孔110。

本实用新型还提供一种点测机，包括上述的晶圆点测用载台运动机构，相应的具有晶圆点测用载台运动机构具备的有益效果。

以上对本实用新型所提供的晶圆点测用载台运动机构进行了详细介绍，本文仅应用具体个例对本实用新型的结构及工作原理进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种晶圆点测用载台运动机构，包括承载待测晶圆的载台（1）、移动板（4）和基板（2）；所述移动板（4）上设置有X向运动机构（5），所述X向运动机构（5）与所述载台（1）相连，并带动所述载台（1）在X向的运动；所述基板（2）上设置有Y向运动机构（3），所述Y向运动机构（3）与所述移动板（4）相连，并带动所述移动板（4）在Y向的运动；其特征在于，所述基板（2）、移动板（4）上设有相配合的用于当所述载台（1）运动到检测区域发出检测信号的Y向位置传感器（34），或/和，所述移动板（4）、载台（1）上设有相配合的用于当所述载台（1）运动到检测区域发出检测信号的X向位置传感器。

2.根据权利要求1所述的晶圆点测用载台运动机构，其特征在于，所述Y向位置传感器（34）、X向位置传感器均为槽型光电传感器，包括槽型光电和感应片；所述Y向位置传感器（34）的槽型光电设于所述基板（2）上、感应片设于所述移动板（4）底部；所述X向位置传感器（34）的槽型光电设于所述移动板（4）上、感应片设于所述载台（1）底部。

3.根据权利要求1所述的晶圆点测用载台运动机构，其特征在于，所述基板（2）上设有用于发出Y向限位开关信号的Y向极限传感器（33）、Y向光栅尺（32）；所述Y向光栅尺（32）的感应长度大于所述Y向极限传感器（33）的感应长度范围。

4.根据权利要求1所述的晶圆点测用载台运动机构，其特征在于，所述移动板（4）设有用于发出X向限位开关信号的X向极限传感器（52）、X向光栅尺，所述X向光栅尺的感应长度大于所述X向极限传感器（52）的感应长度范围。

5.根据权利要求1所述的晶圆点测用载台运动机构，其特征在于，所述Y向运动机构（3）和X向运动机构（5）均为直线电机。

6.根据权利要求1所述的晶圆点测用载台运动机构，其特征在于，所述基板（2）上位于所述Y向运动机构（3）的两侧设有Y向导轨（31），所述Y向导轨（31）上的滑块连接所述移动板（4）。

7.根据权利要求1所述的晶圆点测用载台运动机构，其特征在于，所述移动板（4）上位于所述X向运动机构（5）两侧设有X向导轨（51），所述X向导轨（51）上的滑块连接所述载台（1）。

8.根据权利要求1所述的晶圆点测用载台运动机构，其特征在于，所述基板（2）上设有用于积分球穿过的第一通孔（21），所述移动板（4）上设有用于积分球穿过的第二通孔（41）。

9.根据权利要求1所述的晶圆点测用载台运动机构，其特征在于，所述载台（1）上设有防护罩（11），所述防护罩（11）上设有用于电路连接线、毛刷穿过的避让孔（110）。

10.一种点测机，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的晶圆点测用载台运动机构。

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