CN220774289U - 晶圆检测机构及其检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种晶圆检测机构，其包括：第一方向驱动组件，第二方向驱动组件，第三方向驱动组件，检测组件以及晶圆载盘；第二方向驱动组件连接于第一方向驱动组件，晶圆载盘连接于第二方向驱动组件，检测组件连接于第三方向驱动组件。其通过第一方向驱动组件和第二方向驱动组件控制晶圆在第一方向和第二方向往复移动，由第三方向驱动组件驱动检测组件在第三方向往复移动，使其整体组合形成一三向可控移动的晶圆检测机构，相较于现有独立三轴驱动机构驱动晶圆移动而言，其结构更为简单，设备整体体积更小。本实施例还公开了一种检测设备，其采用两组检测组件分别同步对晶粒不同参数进行检测，检测效率更高。

Description

晶圆检测机构及其检测设备

技术领域

本实用新型涉及晶圆检测设备技术领域，尤其涉及一种晶圆检测机构及其检测设备。

背景技术

芯片作为现代工业信息化、数字化和智能化的基石，广泛应用于工业母机、精密仪器和消费电子等领域。芯片的加工容易受到环境扰动等影响，常常伴随着不同种类的缺陷。若芯片良率过低，将会导致原材料和资源的极大浪费，因此芯片在制造加工过程中的在线检测显得十分重要。传统的晶圆检测装置通常将探针固定，通过晶圆移动组件移动晶圆与探针接触以进行检测，由于晶圆移动组件要带动晶圆实现X、Y、Z轴三个方向的运动，导致晶圆移动组件的结构复杂，体积较大，进而导致传统的晶圆检测装置结构复杂，体积较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种晶圆检测机构及其检测设备，以解决现有检测设备结构复杂的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

第一方面，本实用新型的实施例提供了一种晶圆检测机构，其包括：第一方向驱动组件，第二方向驱动组件，第三方向驱动组件，检测组件以及晶圆载盘；所述第二方向驱动组件连接于所述第一方向驱动组件，所述晶圆载盘连接于所述第二方向驱动组件，所述检测组件连接于所述第三方向驱动组件；

所述第一方向驱动组件用于驱动所述第二方向驱动组件沿第一方向往复移动，所述第二方向驱动组件用于驱动所述晶圆载盘沿第二方向往复移动，所述第三方向驱动组件用于驱动所述检测组件沿第三方向往复移动；其中，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向任意两个方向互不平行且不共线。

其中，所述第一方向驱动组件包括：基台以及连接于所述基台上的第一方向驱动件。

其中，所述第二方向驱动组件包括：滑台以及连接于所述滑台上的第二方向驱动件，所述滑台连接于所述第一方向驱动件，所述第二方向驱动件连接于所述晶圆载盘。

其中，所述晶圆载盘包括：载盘本体，所述载盘本体具有顶部承载面，所述载盘本体内还设有抽气通道，所述抽气通道的一端延伸至所述顶部承载面。

其中，所述抽气通道延伸至所述顶部承载面的一端为若干吸附孔，若干所述吸附孔均匀分布于所述顶部承载面。

其中，所述抽气通道延伸至所述顶部承载面的一端为若干吸附孔，若干所述吸附孔呈至少两个同轴圆环分布。

其中，所述顶部承载面的中心位置还设有标识区。

其中，所述第三方向驱动组件包括：支撑臂以及连接于所述支撑臂上的第三方向驱动件，所述检测组件连接于所述第三方向驱动件。

其中，所述晶圆检测机构还包括第三方向检测组件，所述第三方向检测组件包括：第三方向驱动模组以及连接于所述第三方向驱动模组的检测模组。

第二方面，本实用新型的实施例提供了一种检测设备，其包括如上任意一项所述的晶圆检测机构，用于输送晶圆的上料机构以及用于输送所述晶圆的下料机构，所述上料机构位于所述晶圆检测机构的进料侧，所述下料机构位于所述晶圆检测机构的下料侧。

本实用新型的晶圆检测机构及其检测设备，其通过第一方向驱动组件和第二方向驱动组件控制晶圆在第一方向和第二方向往复移动，由第三方向驱动组件驱动检测组件在第三方向往复移动，使其整体组合形成三向可控移动的晶圆检测机构，相较于现有独立三轴驱动机构驱动晶圆移动而言，其结构更为简单，设备整体体积更小。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型实施例的晶圆检测设备的整体结构示意图。

图2为本实用新型实施例的晶圆检测设备检测的晶圆结构示意图。

图3为本实用新型实施例的晶圆检测设备的上料机构部分结构示意图。

图4为本实用新型实施例的晶圆检测设备的上料机构部分爆炸图。

图5为本实用新型实施例的晶圆检测设备的晶圆检测机构部分结构示意图。

图6为本实用新型实施例的晶圆检测设备的晶圆检测机构部分部分爆炸图。

图7为本实用新型实施例的晶圆检测设备的晶圆载盘部分结构示意图。

图8为本实用新型实施例的晶圆检测设备的第三方向驱动组件部分结构示意图。

图9为本实用新型实施例的晶圆检测设备的检测组件部分结构示意图。

附图标记说明：

晶圆检测设备100、晶圆200、晶粒201；

上料机构10、检测机构20、下料机构30、基座11、第一方向驱动模组12、第一方向驱动组件21、第二方向驱动组件22、晶圆载盘23、第三方向驱动组件24、检测组件25、基台211、第一方向驱动件212、滑台221、第二方向驱动件222、载盘本体231、顶部承载面232、第一环形槽233、顶出缸234、第二环形槽235、外接气源端口236、标识区237、支撑臂241、第三方向驱动件242、导轨243、固定块251、探针252、导向槽2511、第三方向检测组件26、第三方向驱动模组261、检测模组262。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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，本领域技术人员在没有作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，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

请参阅图1至图9，本实施例提供了一种晶圆检测设备100，该晶圆检测设备100用于对芯片的各种电性参数进行检测。该晶圆检测设备100包括：上料机构10、检测机构20以及下料机构30，所述上料机构10用于将待检测的晶圆200统一按设定要求定位并移送至所述检测机构20，检测机构20用于驱动待检测的晶圆200移动依次按序完成电性参数检测，所述下料机构30用于将完成检测工序后的晶圆200输出下料或转移至下一工位。

请再次参阅图2，待检测的晶圆200在上料前已经完成切割，切割后形成若干矩阵分布的晶粒201。

请再次参阅图3和图4，上料机构10和下料机构30结构相同，以上料机构10为例，其包括：基座11，连接于所述基座11上的第一方向驱动模组12，该第一方向驱动模组12用于驱动第二方向驱动组件22沿第一方向移动。该第一方向驱动模组12可以采用直线电机或丝杆模组等。

请再次参阅图5至图9，上述检测机构20包括：第一方向驱动组件21，第二方向驱动组件22，第三方向驱动组件24，检测组件25以及晶圆载盘23；所述第二方向驱动组件22连接于所述第一方向驱动组件21，所述晶圆载盘23连接于所述第二方向驱动组件22，所述检测组件25连接于所述第三方向驱动组件24；

所述第一方向驱动组件21用于驱动所述第二方向驱动组件22沿第一方向往复移动，所述第二方向驱动组件22用于驱动所述晶圆载盘23沿第二方向往复移动，所述第三方向驱动组件24用于驱动所述检测组件25沿第三方向往复移动。

需要说明的是，上述第一方向、第二方向和第三方向其中任意两个方向互不平行且不共线。本实施例中，仅以第二方向、第一方向和第三方向组成三维坐标系(也称之为空间直角坐标系)为例进行结构说明，且第二方向、第一方向和第三方向仅表示三者相对位置关系。在本实施例中，具体来说，第一方向为基台211的长度方向，第二方向为基台211的宽度方向，第三方向为基台211的高度方向。

现有晶圆检测设备一般采用三轴运动机构，控制三轴运动机构带动待检测的晶圆200逐一与检测组件25接触，检测组件25保持固定不动，从而完成多个晶粒201的检测过程。本实施例的检测机构20，第二方向驱动组件22和第一方向驱动组件21带动待检测晶圆200在第一方向和第二方向两个方向往复移动，而将检测组件25连接于第三方向驱动组件24，以实现检测组件25以及待检测晶圆200共同移动，协同完成矩阵分布的晶粒201逐一检测，该检测机构20结构更为简单，整体体积更小。

其中，所述第一方向驱动组件21包括：基台211以及连接于所述基台211上的第一方向驱动件212。所述第一方向驱动件212至少包括两组，且相互平行设置于基台211上。所述第一方向驱动件212可采用线性、精度高可控的直线电机、丝杆模组等。所述基台211用于支撑固定第一方向驱动件212，因此其可以是支撑座、支撑架等底部支撑结构。

进一步的，如图6所示，所述第二方向驱动组件22包括：滑台221以及连接于所述滑台221上的第二方向驱动件222，所述滑台221连接于所述第一方向驱动件212，所述第二方向驱动件222连接于所述晶圆载盘23。该第二方向驱动组件22通过滑台221与第一方向驱动组件21的连接，受控在第一方向往复移动。所述第二方向驱动件222至少包括两组，且相互平行设置于滑台221上。所述第二方向驱动件222可采用线性、精度高可控的直线电机、丝杆模组等。

请再次参阅图7，所述晶圆载盘23包括：载盘本体231，所述载盘本体231具有顶部承载面232，所述载盘本体231内还设有抽气通道(图中未示出)，所述抽气通道的一端延伸至所述顶部承载面232，另一端延伸至载盘本体231的侧部或底部，并外接抽气装置。晶圆200通过抽气在顶部承载面232形成负压，从而实现对晶圆200的稳定固定，使其在转移过程中不发生移位。

在其中一实施例中，所述抽气通道延伸至所述顶部承载面232的一端为若干吸附孔，若干所述吸附孔均匀分布于所述顶部承载面232。均匀分布的吸附孔可对晶圆200的底部产生均匀吸附力。

在另一实施例中，所述抽气通道延伸至所述顶部承载面232的一端为若干吸附孔，若干所述吸附孔呈至少两个同轴圆环分布。圆形分布的吸附孔也可以提高对晶圆200吸附的稳定性和均衡性。

在本实施例中，载盘本体213的顶部承载面232上设有同轴分布的第一环形槽233和第二环形槽235，吸附孔均匀设置于所述第一环形槽233和第二环形槽235的槽底。抽气通道的外接气源端口236设置于载盘本体231的侧壁。

其中，所述顶部承载面232的中心位置还设有标识区237。该标识区237用于在晶圆200放置于晶圆载盘23上时，对晶圆200放置角度进行定位对位，由于晶圆载盘23受控在第二方向和第一方向移动，而检测组件25受控在第三方向移动，因此初始将晶圆200放置于晶圆载盘23时需要高精度定位对准，防止在检测时，检测组件25的探针无法准确与晶粒201的测试端子或引脚接触。具体的，该标识区237上还设有十字标识线等标识，该十字标示线与第一方向和第二方向分别平行。

所述顶部承载面232上还设有顶出缸234，该顶出缸234用于在下料时将晶圆200与晶圆载盘23顶开分离，便于下料，顶出缸234为气缸或电缸。可以理解的是，该顶出缸234也可以采用吹气结构替代，也即在下料时，外部抽气装置反向送气，从而实现晶圆200与晶圆载盘23分离。

请再次参阅图8，所述第三方向驱动组件24包括：支撑臂241以及连接于所述支撑臂241上的第三方向驱动件242，所述检测组件25连接于所述第三方向驱动件242。所述支撑臂241的底部固定连接于基台211上。该第三方向驱动件242也可采用线性、精度高可控的直线电机、丝杆模组等。

检测组件25包括：固定块251以及连接于所述固定块251上的探针252，在对晶粒201检测时，第三方向驱动组件24驱动检测组件25沿第三方向移动，直至探针252与晶粒201的对应触点抵接电连接。

请再次参阅图8和图9，在本实施例中，为了提高检测组件25往复移动时的稳定性，所述第三方向驱动件242上还设有竖向导轨243，对应的，固定块251上设有导向槽2511，导轨243与导向槽2511滑动导向配接。

需要说明的是：若在不考虑上料、检测以及下料各工序的操作时长相互影响的情况下，所述第一方向驱动组件21的行程可以设计的较长，此时上料、检测和下料均可以在同一第一方向驱动组件21的驱动下完成，也即无需设置上料机构10和下料机构30。

在本实施例中，鉴于晶圆200上料、检测和下料耗时均不相同，为了提高整体检测效率，本实施例的晶圆检测设备100设置了相对检测机构20独立设置的上料机构10和下料机构30，以实现晶圆200上料、检测和下料分步同时进行，从而节约时间，提高检测效率。

请再次参阅图1、图5和图6，在本实施例中，所述晶圆检测设备100还包括第三方向检测组件26，所述第三方向检测组件26包括：第三方向驱动模组261以及连接于所述第三方向驱动模组261的检测模组262。其中，该第三方向驱动模组261结构与上述第三方向驱动组件24相同，检测模组262与上述检测组件25结构相同，区别在于，检测模组262和检测组件25用于检测晶圆200的不同参数。设置两组检测组件，可以在同一设备上完成多参数同步检测，进一步提高检测效率。可以理解的是，在另一实施例中，根据需要可以设置更多组检测组件，用于同步检测不同电性参数。

以下，请再次结合附图，简述本实施例的晶圆检测设备100的工作过程：

以检测组件25为电压检测，检测模组262为电阻值检测为例。

晶圆200放置于晶圆载盘23定位后由上料机构10输送至检测机构20处，在检测机构20处完成检测后，晶圆载盘21再次被送往下料机构30，由下料机构30完成下料。其中，晶圆载盘23在上料机构10、检测机构20和下料机构30上转移时，是跟随第一方向驱动组件21和第二方向驱动组件22一起整体同步移动的。

具体的，在检测机构20处进行检测时，晶圆载盘23受控在第一方向平面内以“Z”字形运动，每次运动使一个晶粒201位于检测组件25正下方，第三方向驱动组件24带动检测组件25下落，接触当前下方晶粒201的正负极或者三极管的多个接触测量点，实现晶粒201电性能的测量。另一第三方向检测组件26同步进行上述检测动作。

单个晶粒201测量完后，第三方向驱动组件24带动检测组件25上升至安全高度，晶圆载盘23受控在第一方向平面内继续以“Z”字形运动，使下一片晶粒201运动至检测组件25下方，进行下一片晶粒201的检测。与此同时，检测模组262也同步完成对另一晶粒201的其他参数检测。

重复上述检测过程，直至所有晶粒201均完成检测。

检测结束后，将每一片晶粒201，由不同检测组件检测得到的信息在上位机进行合并，并记录为该晶粒201的综合电特性信息，以供后续封装工艺进行识别。

本实施例的晶圆检测机构20及其检测设备100，其通过第一方向驱动组件21和第二方向驱动组件22控制晶圆200在第一方向和第二方向往复移动，由第三方向驱动组件24驱动检测组件25在第三方向往复移动，使其整体组合形成三方向可控移动的晶圆检测机构，相较于现有独立三轴驱动机构驱动晶圆200移动而言，其结构更为简单，设备整体体积更小。

上述仅以实施例来进一步说明本实用新型的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本实用新型的实施方式仅限于此，任何依本实用新型所做的技术延伸或再创造，均受本实用新型的保护。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种晶圆检测机构，其特征在于，包括：第一方向驱动组件、第二方向驱动组件、第三方向驱动组件、检测组件以及晶圆载盘；所述第二方向驱动组件连接于所述第一方向驱动组件，所述晶圆载盘连接于所述第二方向驱动组件，所述检测组件连接于所述第三方向驱动组件；

所述第一方向驱动组件用于驱动所述第二方向驱动组件沿第一方向往复移动，所述第二方向驱动组件用于驱动所述晶圆载盘沿第二方向往复移动，所述第三方向驱动组件用于驱动所述检测组件沿第三方向往复移动；其中，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向任意两个方向互不平行且不共线。

2.根据权利要求1所述的晶圆检测机构，其特征在于，所述第一方向驱动组件包括：基台以及连接于所述基台上的第一方向驱动件。

3.根据权利要求2所述的晶圆检测机构，其特征在于，所述第二方向驱动组件包括：滑台以及连接于所述滑台上的第二方向驱动件，所述滑台连接于所述第一方向驱动件，所述第二方向驱动件连接于所述晶圆载盘。

4.根据权利要求1所述的晶圆检测机构，其特征在于，所述晶圆载盘包括：载盘本体，所述载盘本体具有顶部承载面，所述载盘本体内还设有抽气通道，所述抽气通道的一端延伸至所述顶部承载面。

5.根据权利要求4所述的晶圆检测机构，其特征在于，所述抽气通道延伸至所述顶部承载面的一端为若干吸附孔，若干所述吸附孔均匀分布于所述顶部承载面。

6.根据权利要求4所述的晶圆检测机构，其特征在于，所述抽气通道延伸至所述顶部承载面的一端为若干吸附孔，若干所述吸附孔呈至少两个个同轴圆环分布。

7.根据权利要求4所述的晶圆检测机构，其特征在于，所述顶部承载面的中心位置还设有标识区。

8.根据权利要求1所述的晶圆检测机构，其特征在于，所述第三方向驱动组件包括：支撑臂以及连接于所述支撑臂上的第三方向驱动件，所述检测组件连接于所述第三方向驱动件。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的晶圆检测机构，其特征在于，所述晶圆检测机构还包括第三方向检测组件，所述第三方向检测组件包括：第三方向驱动模组以及连接于所述第三方向驱动模组上的检测模组。

10.一种检测设备，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的晶圆检测机构、用于输送晶圆的上料机构以及用于输送所述晶圆的下料机构，所述上料机构位于所述晶圆检测机构的进料侧，所述下料机构位于所述晶圆检测机构的下料侧。