專(zhuān)利名稱(chēng)：全自動(dòng)晶圓測(cè)試方法及實(shí)現(xiàn)該測(cè)試方法的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種全自動(dòng)晶圓測(cè)試方法，本發(fā) 明還公開(kāi)了實(shí)現(xiàn)該測(cè)試方法的設(shè)備。
技術(shù)背景半導(dǎo)體IC測(cè)試技術(shù)，依IC制造的不同階段，分為芯片測(cè)試與成品測(cè)試兩種。前者是以探針在產(chǎn)品仍處于晶圓制造階段時(shí)進(jìn)行的晶粒良莠測(cè)試。降低測(cè)試成本成為發(fā)展IC測(cè)試的首要目標(biāo)，對(duì)體積更小、功能更強(qiáng)的芯片的需求正推 動(dòng)IC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時(shí)也推動(dòng)著IC設(shè)計(jì)和測(cè)試的發(fā)展。對(duì)于系統(tǒng)芯片(soc) 的測(cè)試，其成本已幾乎占芯片成本的一半。未來(lái)IC測(cè)試設(shè)備制造商面臨的最大挑戰(zhàn)是如何降低測(cè)試成本。提高測(cè)試速度和測(cè)試智能化是減低成本的必要途徑。目前普遍采用的測(cè)試 機(jī)與測(cè)試方法是手動(dòng)測(cè)試或半自動(dòng)測(cè)試。手動(dòng)測(cè)試為人工放置每一個(gè)晶圓，用 光學(xué)顯微鏡對(duì)準(zhǔn)每個(gè)管芯后手動(dòng)測(cè)試。半自動(dòng)測(cè)試為人工把晶圓放置在測(cè)試臺(tái) 上，再通過(guò)光學(xué)顯微鏡掃描，手動(dòng)調(diào)整晶圓角度，第一個(gè)管芯位置等。調(diào)整好 后依次測(cè)試晶圓上的每個(gè)管芯。測(cè)試完每個(gè)晶圓后人工把晶圓放回片盒內(nèi)，再 取下一個(gè)晶圓重復(fù)上述過(guò)程。這樣人工操作大大增加了晶圓測(cè)試時(shí)間，而且更 換不同種類(lèi)的芯片測(cè)試時(shí)候?qū)π律系奶结槺仨毷謩?dòng)調(diào)整，再通過(guò)人工設(shè)置參數(shù)。 測(cè)試過(guò)程打點(diǎn)的準(zhǔn)確性也無(wú)法判斷。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種效率高、測(cè)試成本 低廉、自動(dòng)化程度高、測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確的全自動(dòng)晶圓測(cè)試方法。 本發(fā)明的另一目的是提供一種實(shí)現(xiàn)上述測(cè)試方法的設(shè)備。 按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述全自動(dòng)晶圓測(cè)試方法按如下步驟順序進(jìn)行a、 掃描片盒片盒相對(duì)晶圓探測(cè)傳感器上下移動(dòng)，晶圓探測(cè)傳感器探測(cè)到 片盒中晶圓后向控制器發(fā)送信號(hào)，控制器記錄當(dāng)前晶圓的運(yùn)動(dòng)位置和序號(hào)以及 厚度；b、 取片取片鉗伸進(jìn)片盒中待取晶圓片下面，片盒相對(duì)取片鉗下移一小距 離，晶圓脫離片盒留在取片鉗上，取片鉗上的負(fù)壓孔吸住晶圓片，取片鉗把晶 圓片送到檢測(cè)轉(zhuǎn)軸頂端設(shè)置的吸盤(pán)裝置上，取片鉗上的真空釋放晶圓片，旋轉(zhuǎn) 單元上升后晶圓離開(kāi)取片鉗并留在檢測(cè)轉(zhuǎn)軸頂端設(shè)置的吸盤(pán)裝置上準(zhǔn)備粗調(diào)整；C、粗調(diào)檢測(cè)轉(zhuǎn)軸頂端設(shè)置的吸盤(pán)裝置帶動(dòng)晶圓旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)過(guò)程中光學(xué)系 統(tǒng)感應(yīng)是否晶圓已經(jīng)進(jìn)入光學(xué)探測(cè)范圍內(nèi)，光學(xué)傳感器感應(yīng)晶圓并向控制器發(fā) 送信號(hào)，同時(shí)控制器記錄晶圓切入光學(xué)傳感器探測(cè)范圍時(shí)的運(yùn)動(dòng)位置和時(shí)間； 檢測(cè)轉(zhuǎn)軸頂端設(shè)置的吸盤(pán)裝置旋轉(zhuǎn)兩個(gè)圓周期后等待調(diào)整信號(hào)，控制器根據(jù)記 錄數(shù)據(jù)對(duì)晶圓離心坐標(biāo)和角度進(jìn)行計(jì)算，最后把計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)換成運(yùn)動(dòng)指令發(fā)送 到電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元，然后移動(dòng)取片鉗和檢測(cè)轉(zhuǎn)軸頂端設(shè)置的吸盤(pán)裝置，使得晶圓 留在取片鉗上的預(yù)訂位置并準(zhǔn)備送片；d、 送片取片鉗伸展到晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置上面，取片鉗上的真空釋放晶圓 片，晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置上的頂針上升到能把晶圓從取片鉗離開(kāi)并留在頂針上面， 取片鉗縮回原點(diǎn)，頂針下移后把晶圓留在晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置上，晶圓測(cè)試平臺(tái) 裝置上的測(cè)試臺(tái)晶圓吸盤(pán)裝置吸住晶圓片并準(zhǔn)備精確對(duì)準(zhǔn)；e、 精確對(duì)準(zhǔn)晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置移動(dòng)到安裝槽內(nèi)的光學(xué)系統(tǒng)鏡頭下面，圖 像采集裝置采集晶圓圖像，計(jì)算機(jī)對(duì)采集得到的圖像進(jìn)行建立模板，模板匹配， 把處理結(jié)果轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)參數(shù)發(fā)送給運(yùn)動(dòng)控制卡，運(yùn)動(dòng)控制卡控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)， 使得晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置動(dòng)作，對(duì)不同位置進(jìn)行圖像采集處理，直到滿足要求為 止；f、 測(cè)試橫向直線導(dǎo)軌與縱向直線導(dǎo)軌及其滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置移動(dòng)到使得晶圓 能夠與探針接觸的位置后計(jì)算機(jī)向測(cè)試儀器發(fā)送開(kāi)始測(cè)試信號(hào)，測(cè)試儀器測(cè)試 完畢后向計(jì)算機(jī)發(fā)送測(cè)試完畢和測(cè)試狀態(tài)信號(hào)，計(jì)算機(jī)獲得測(cè)試完畢信號(hào)后查 看測(cè)試狀態(tài)信號(hào)，根據(jù)狀態(tài)信號(hào)輸出測(cè)試報(bào)告并把下一個(gè)管芯與探針接觸，循 環(huán)上述過(guò)程直到整個(gè)晶圓都測(cè)試完畢為止；g、 放回晶圓晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置及其下的橫向直線導(dǎo)軌與縱向直線導(dǎo)軌及 其滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置把測(cè)試完畢的晶圓交給取片鉗，取片鉗把晶圓送到片盒內(nèi)并取 下一個(gè)待測(cè)晶圓，重復(fù)上述7個(gè)步驟，直到整個(gè)片盒內(nèi)晶圓全部被測(cè)試完畢為 止。在步驟a中片盒放置架相對(duì)晶圓探測(cè)傳感器上下移動(dòng)，移動(dòng)過(guò)程中晶圓 探測(cè)傳感器探測(cè)到片盒中的晶圓上邊緣和下邊緣后向控制器發(fā)送信號(hào)，控制器 捕獲光學(xué)探測(cè)器發(fā)送的信號(hào)的同時(shí)記錄片盒相對(duì)光學(xué)探測(cè)器的位置和序號(hào)，再 計(jì)算晶圓片的厚度，如果厚度不符合則報(bào)警。在步驟b中旋轉(zhuǎn)單元帶動(dòng)晶圓旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)過(guò)程中光電傳感器感應(yīng)晶圓片的同時(shí)控制器記錄旋轉(zhuǎn)角度和運(yùn)動(dòng)時(shí)間，控制器計(jì)算旋轉(zhuǎn)單元旋轉(zhuǎn)一個(gè)圓周期 內(nèi)光學(xué)傳感器感應(yīng)到晶圓片的時(shí)間比例和位置關(guān)系，算出晶圓種類(lèi)、晶圓中心 偏離旋轉(zhuǎn)平臺(tái)中心的坐標(biāo)、缺口方向，控制器按照計(jì)算得到的結(jié)果控制電機(jī)驅(qū) 動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)整晶圓坐標(biāo)，重復(fù)上述過(guò)程直到滿意為止。在步驟e的精確對(duì)準(zhǔn)按如下步驟順序進(jìn)行(1) 、晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置中心移動(dòng)到攝像機(jī)鏡頭下；(2) 、設(shè)置該位置為晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置橫向運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)和縱向運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的原 點(diǎn)，計(jì)算機(jī)采集圖像，建立模板；(3) 、移動(dòng)晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置到離原點(diǎn)上、下、左、右各一個(gè)晶圓管芯位 置，然后進(jìn)行采集圖像與搜索模板；(4) 、通過(guò)計(jì)算搜索到的模板圖像坐標(biāo)調(diào)整晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置角度；(5) 、采集圖像、灰度變換、圖像投影后把晶圓的兩行管芯之間街區(qū)和兩 列之間街區(qū)的交叉點(diǎn)移動(dòng)到運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的原點(diǎn)；(6) 、設(shè)置新的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的原點(diǎn)，采集圖像，建立新的模板；(7) 、把相對(duì)與晶圓圓心的上、下、左、右四個(gè)晶圓的邊緣移動(dòng)到鏡頭下 面進(jìn)行采集圖像，然后進(jìn)行搜索模板、邊緣檢測(cè)、確定邊緣坐標(biāo)；(8) 、重復(fù)上述過(guò)程直到調(diào)整好晶圓的水平角度和垂直角度并確定晶圓圓 心的坐標(biāo)位置和管芯相對(duì)晶圓圓心的坐標(biāo)。在步驟f的測(cè)試按如下步驟順序進(jìn)行(1) 、晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置帶動(dòng)晶圓移動(dòng)到探針下面；(2) 、晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置上升，使得探針與晶圓管芯接觸；(3) 、向測(cè)試儀發(fā)送開(kāi)始測(cè)試信號(hào)；(4) 、等待測(cè)試儀的測(cè)試結(jié)束信號(hào)和狀態(tài)信號(hào)；(5) 、査詢狀態(tài)信號(hào)，如果測(cè)試通過(guò)轉(zhuǎn)到第(6)步，否則對(duì)晶圓管芯作標(biāo)記；(6) 、晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置下移并移動(dòng)下一個(gè)晶圓管芯到探針下面，使探針 與晶圓管芯接觸；(7) 、如果探針超出晶圓邊緣，換下一行晶圓到探針下面；(8) 、重復(fù)上述過(guò)程直到整個(gè)晶圓上的管芯都被測(cè)試完畢為止。 實(shí)現(xiàn)上述測(cè)試方法的設(shè)備它包括在機(jī)架上設(shè)置的置片及數(shù)片裝置，在置片及數(shù)片裝置一側(cè)的機(jī)架上設(shè)有晶圓傳輸裝置，在晶圓傳輸裝置一側(cè)設(shè)有與其配 合的晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置，機(jī)架上設(shè)置片盒放置架，在片盒放置架上設(shè)置片盒及 晶圓探測(cè)傳感器，在靠近晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置的機(jī)架上設(shè)有光學(xué)傳感器安裝盤(pán)， 其內(nèi)可安裝光學(xué)傳感器，該光學(xué)傳感器通過(guò)圖像釆集裝置與圖像處理裝置相接， 所述晶圓傳輸裝置包括在旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)置的轉(zhuǎn)盤(pán)，轉(zhuǎn)盤(pán)上設(shè)有支架，在支架上橫 向架設(shè)若干根滑軌，在滑軌上滑動(dòng)連接取片鉗，在取片鉗下方設(shè)有升降板及其 升降驅(qū)動(dòng)裝置，升降板和固定設(shè)置的導(dǎo)桿滑動(dòng)連接，在升降板上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有檢 測(cè)轉(zhuǎn)軸，檢測(cè)轉(zhuǎn)軸的頂端部設(shè)有吸盤(pán)裝置，檢測(cè)轉(zhuǎn)軸與其轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置相連； 所述晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置包括在底架上設(shè)置的橫向直線導(dǎo)軌，橫向直線導(dǎo)軌上設(shè)有與其滑動(dòng)連接的底板，在支架上設(shè)有底板的滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，在底板上設(shè)有與 橫向直線導(dǎo)軌垂直的縱向直線導(dǎo)軌，縱向直線導(dǎo)軌上滑動(dòng)連接有支承板及其滑 動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，支承板上設(shè)有晶圓吸附及卸落裝置，在晶圓吸附及卸落裝置的上 方鉸接有探針架，在晶圓吸附及卸落裝置一側(cè)的支架上設(shè)有光學(xué)定位識(shí)別裝置 的安裝槽。晶圓傳輸裝置中的吸盤(pán)裝置上表面設(shè)有若干負(fù)壓氣槽，在負(fù)壓氣槽內(nèi)設(shè)有 與負(fù)壓氣槽連通的負(fù)壓氣孔，在旋轉(zhuǎn)軸底端部設(shè)有負(fù)壓氣管接頭，所述的負(fù)壓 氣管接頭與負(fù)壓氣孔連通，所述負(fù)壓氣槽為吸盤(pán)裝置上表面開(kāi)設(shè)的同心圓槽體， 晶圓傳輸裝置中的取片鉗在滑軌設(shè)有若干個(gè)，它們呈層疊狀設(shè)置在同一豎直平 面內(nèi)，取片鉗的下端固定設(shè)有與滑軌滑動(dòng)連接的滑塊，在滑塊的側(cè)邊設(shè)有伸出 的夾片，所述的夾片裝夾在驅(qū)動(dòng)帶上，在取片鉗后端部設(shè)有負(fù)壓接頭，在取片 鉗的鉗體部位開(kāi)設(shè)有與負(fù)壓接頭連通的負(fù)壓孔，升降板的升降驅(qū)動(dòng)裝置為設(shè)置 在轉(zhuǎn)盤(pán)與支架之間的絲桿，在絲桿的兩側(cè)各設(shè)一根導(dǎo)桿。晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置中的晶圓吸附及卸落裝置包括機(jī)架的縱向方向設(shè)置的管 狀內(nèi)套頂端設(shè)置的晶圓吸盤(pán)裝置，所述的內(nèi)套與升降裝置與旋轉(zhuǎn)裝置相連，該 晶圓吸盤(pán)裝置包括在負(fù)壓吸盤(pán)與隔熱盤(pán)之間設(shè)置的加熱器，在負(fù)壓吸盤(pán)上表面 設(shè)有若干負(fù)壓氣槽，在負(fù)壓吸盤(pán)內(nèi)設(shè)有與負(fù)壓氣槽連通的負(fù)壓氣孔，在負(fù)壓吸 盤(pán)上設(shè)有負(fù)壓氣管接頭，所述的負(fù)壓氣管接頭與負(fù)壓氣孔連通，在負(fù)壓吸盤(pán)上 設(shè)有貫穿負(fù)壓吸盤(pán)、加熱器與隔熱盤(pán)的卸料孔，卸料孔內(nèi)設(shè)有頂針以及頂針升 降控制裝置，晶圓吸附及卸落裝置中的負(fù)壓氣槽為負(fù)壓吸盤(pán)上表面開(kāi)設(shè)的同心 圓槽體，在負(fù)壓吸盤(pán)與加熱器之間設(shè)有熱緩沖盤(pán)，內(nèi)套底端處外壁設(shè)有滾珠滑 套，滾珠滑套外壁套有夾套，所述的夾套設(shè)于固定設(shè)置的外套內(nèi)并與外套轉(zhuǎn)動(dòng) 連接，縱向絲杠頂在內(nèi)套底端與其驅(qū)動(dòng)裝置相連，內(nèi)套上設(shè)有橫向伸出的搖桿， 搖桿的另一端與旋轉(zhuǎn)裝置相連，在晶圓吸附及卸落裝置中的晶圓吸盤(pán)裝置下方 設(shè)有聯(lián)接盤(pán)，聯(lián)接盤(pán)的下面固定設(shè)置有頂針上板和頂針下板，頂針上板和頂針 下板之間滑動(dòng)連接頂針中板，在頂針中板的上平面安裝固定有頂針板，頂針中 板通過(guò)頂針絲杠，該頂針絲杠與其驅(qū)動(dòng)裝置相連，在晶圓吸附及卸落裝置中的 頂針上板上設(shè)有頂針安裝板，在頂針安裝板上固定設(shè)有插入卸料孔內(nèi)的頂針， 在頂針安裝板與負(fù)壓吸盤(pán)之間的頂針外套接有復(fù)位彈簧。在晶圓吸附及卸落裝置中的加熱器與隔熱盤(pán)之間設(shè)有蓋板，晶圓吸盤(pán)裝置 在負(fù)壓吸盤(pán)的下表面設(shè)有向隔熱盤(pán)伸出的下凸環(huán)，相應(yīng)地在隔熱盤(pán)上表面設(shè)有 向負(fù)壓吸盤(pán)伸出的上凸環(huán)，下凸環(huán)的下端面與上凸環(huán)上端面接觸并將熱加熱器、 緩沖盤(pán)與蓋板包容其內(nèi)。置片及數(shù)片裝置在絲桿上固定設(shè)置的置片平臺(tái)，在置片平臺(tái)上設(shè)有片盒， 且所述置片及數(shù)片裝置共有兩組，它們分別設(shè)置在晶圓傳輸裝置的兩側(cè)且相對(duì)設(shè)置，在底架的底端處設(shè)有減振墊。本發(fā)明的方法效率高、測(cè)試成本低廉、自動(dòng)化程度高、測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確。


圖1為本發(fā)明方法釆用的晶圓自動(dòng)測(cè)試設(shè)備實(shí)施例結(jié)構(gòu)框圖。圖2是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明測(cè)試方法的設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明測(cè)試方法的設(shè)備中的晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖3中的晶圓吸附及卸落裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖3中的晶圓吸盤(pán)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明測(cè)試方法的設(shè)備中的晶圓傳輸裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖7是圖6中的轉(zhuǎn)盤(pán)、檢測(cè)轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明測(cè)試方法的設(shè)備中的置片及數(shù)片裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。所述全自動(dòng)晶圓測(cè)試方法包括片盒放置架7，用于承載晶圓片盒103;晶 圓探測(cè)傳感器IO，用于記錄盒中晶圓位置和數(shù)量；取片鉗205，用于搬運(yùn)晶圓； 檢測(cè)轉(zhuǎn)軸208頂端設(shè)置的吸盤(pán)裝置209，用于旋轉(zhuǎn)晶圓；光學(xué)傳感器安裝盤(pán)ll， 用于放置檢測(cè)晶圓的離心度的光學(xué)傳感器；光學(xué)系統(tǒng)，用于產(chǎn)生晶圓的不同倍 數(shù)的成像；圖像采集裝置，用于獲得晶圓圖像；計(jì)算機(jī)，用于處理圖像數(shù)據(jù)和 運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)；與計(jì)算機(jī)連接的運(yùn)動(dòng)控制卡，用于控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī) 構(gòu)，用于獲得運(yùn)動(dòng)指令并驅(qū)動(dòng)電機(jī)。如圖1，主機(jī)與測(cè)試儀連接，同時(shí)與運(yùn)動(dòng)控制器和圖像采集卡通訊，運(yùn)動(dòng)控 制卡負(fù)責(zé)控制探針臺(tái)和物流系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)；測(cè)試儀器與探針卡連接，探針卡上安 裝探針；探針臺(tái)前后或上下移動(dòng)使得探針臺(tái)上的晶圓與探針接觸；圖像采集裝 置獲取探針臺(tái)上的晶圓圖像后傳送到主機(jī)，主機(jī)處理圖像數(shù)據(jù)后向控制器發(fā)送 運(yùn)動(dòng)命令。步驟一如圖1、 2、 3所示本發(fā)明全自動(dòng)晶圓測(cè)試裝置中片盒放置架7上 放置片盒103，在無(wú)片盒情況下此片盒放置架7上升到取片盒位置，在測(cè)試過(guò)程 或上下片過(guò)程中此片盒放置架7帶片盒103上下平穩(wěn)移動(dòng)。在片盒放置架7上 的感應(yīng)片盒傳感器10通知控制器片盒狀態(tài)。如果有新的片盒放置，控制器通過(guò) 感應(yīng)傳感器得知，并控制片盒夾緊裝置8夾緊片盒103。片盒103被夾緊后控制 器使得片盒放置架1帶動(dòng)片盒103上下移動(dòng)。此時(shí)片盒103兩邊安裝的晶圓探 測(cè)傳感器9對(duì)片盒中的晶圓位置進(jìn)行定位和厚度檢測(cè)，同時(shí)確定片盒內(nèi)晶圓數(shù)步驟二如圖6所示本發(fā)明中全自動(dòng)晶圓測(cè)試裝置中的取片鉗205伸進(jìn)片 盒中的待測(cè)晶圓片下面，片盒放置架向下移動(dòng)一小距離，這時(shí)晶圓留在取片鉗205上，取片鉗205上的負(fù)壓孔217吸住晶圓片后取片鉗205把晶圓放置在檢測(cè) 轉(zhuǎn)軸208頂端設(shè)置的吸盤(pán)裝置209上?？刂破骺刂齐姍C(jī)驅(qū)機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)盤(pán)202旋轉(zhuǎn)， 安裝在上面的光傳感器檢測(cè)晶圓的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，控制器實(shí)時(shí)記錄光學(xué)傳感器狀態(tài) 和運(yùn)動(dòng)位置，并計(jì)算晶圓離心度和缺口位置，按照計(jì)算結(jié)果調(diào)整晶圓片位置； 歩驟三調(diào)整完成后轉(zhuǎn)盤(pán)202帶動(dòng)取片鉗205和吸盤(pán)裝置209 —起轉(zhuǎn)動(dòng)， 取片鉗205再把晶圓放置到晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置3的測(cè)試臺(tái)晶圓吸盤(pán)裝置329上， 晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置3上安裝的頂針230負(fù)責(zé)與取片鉗205交接待測(cè)晶圓和已測(cè) 晶圓，晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置3接到晶圓后移動(dòng)到光學(xué)系統(tǒng)下面進(jìn)行光學(xué)放大和圖 像采集；光學(xué)系統(tǒng)有高放大倍數(shù)和低放大倍數(shù)工作方式，主機(jī)軟件控制使用哪 一種工作方式；步驟四移動(dòng)到光學(xué)系統(tǒng)下面的晶圓圖像被高倍放大并通過(guò)攝像頭和采集 卡傳送到計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)首先設(shè)置臺(tái)盤(pán)位置為零位，然后采集圖像并建立模板， 移動(dòng)臺(tái)盤(pán)向左一個(gè)管芯位置，采集圖像后搜索模板，得到模板位置并記錄，同 樣把臺(tái)盤(pán)移動(dòng)到零位的上下左右各一個(gè)管芯位置，并釆集圖像和搜索模板，再 根據(jù)模板匹配結(jié)果調(diào)整臺(tái)盤(pán)角度；在零位附近采集圖像后投影，根據(jù)結(jié)果與預(yù) 先設(shè)定的參數(shù)比較并根據(jù)投影結(jié)果移動(dòng)臺(tái)盤(pán)到晶圓街區(qū)十字路口位置；十字路 口處采集圖像建立模板，再上下左右依次移動(dòng)臺(tái)盤(pán)，每次移動(dòng)距離為一個(gè)管芯 位置，移動(dòng)過(guò)程中采集圖像并搜索模板直到搜索不到模板為止并標(biāo)記為邊緣；步驟五光學(xué)系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)完畢后控制器控制測(cè)試臺(tái)盤(pán)移動(dòng)到探針下面，控制 器控制臺(tái)盤(pán)上升到芯片引腳和探針接觸位置，再由主機(jī)軟件向測(cè)試儀發(fā)送開(kāi)始 測(cè)試信號(hào)，測(cè)試儀測(cè)試完畢后向主機(jī)軟件發(fā)送測(cè)試結(jié)果和測(cè)試結(jié)朿信號(hào)。主機(jī) 軟件對(duì)不同的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)處理。處理方式按照用戶設(shè)置而定。主機(jī)軟件 在主界面上不同方式顯示測(cè)試狀態(tài)，例如字符，圖形等，同時(shí)主機(jī)軟件實(shí)時(shí)保 存測(cè)試狀態(tài)和導(dǎo)出測(cè)試狀態(tài)圖形。主機(jī)軟件還要按照用戶設(shè)置和測(cè)試結(jié)果對(duì)打 點(diǎn)器進(jìn)行控制。此時(shí)控制器已經(jīng)把下一個(gè)待測(cè)芯片移動(dòng)到探針下面。重復(fù)上述 過(guò)程直到晶圓上的所有芯片全部被測(cè)完畢為止。步驟六晶圓上的所有芯片測(cè)試完畢后，如果需要對(duì)打點(diǎn)情況進(jìn)行檢測(cè)， 則晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置3移動(dòng)到光學(xué)系統(tǒng)下面進(jìn)行打點(diǎn)情況自動(dòng)識(shí)別和與測(cè)試結(jié) 果對(duì)比。否則晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置3移動(dòng)到送片位置與取片鉗205進(jìn)行交接。傳 送單元從探針臺(tái)獲得晶圓后把晶圓送到吸盤(pán)裝置209上進(jìn)行角度調(diào)整。最后把 晶圓送回原來(lái)所在位置。步驟七重復(fù)循環(huán)上述過(guò)程直到片盒內(nèi)所有晶圓都被測(cè)試完畢為止。如圖2所示所述全自動(dòng)晶圓測(cè)試方法的設(shè)備可適用于各規(guī)格(如4寸、5 寸、6寸和8寸)晶圓的測(cè)試，它包含圖4中全自動(dòng)置片及數(shù)片裝置1、晶圓傳 輸裝置2與晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置3。判斷晶圓的好壞，并打上標(biāo)識(shí)，使得晶圓測(cè)試的操作結(jié)果符合晶圓片的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。首先將圖10中片盒103放置在全自動(dòng)置片 及數(shù)片裝置1上，由絲桿101上下的移動(dòng)帶動(dòng)置片平臺(tái)102以及片盒103 —起 移動(dòng)，通過(guò)光纖傳感器來(lái)確定片盒103中的晶圓的數(shù)量和位置。再通過(guò)光纖傳 感器和絲桿使片盒103中的晶圓準(zhǔn)確的停留在圖7中晶圓傳輸裝置2取晶圓的 位置上。在現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)中為了可以進(jìn)一步的提高測(cè)試效率可以像圖2中一樣安 裝兩個(gè)全自動(dòng)置片及數(shù)片裝置l，利用晶圓傳輸裝置2的可旋轉(zhuǎn)性，進(jìn)一步提高 了測(cè)試效率。圖2所示晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置3包括在底架302上設(shè)置的橫向直線導(dǎo)軌305， 橫向直線導(dǎo)軌305上設(shè)有與其滑動(dòng)連接的底板309，在支架304上設(shè)有底板309 的滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，在底板309上設(shè)有與橫向直線導(dǎo)軌305垂直的縱向直線導(dǎo)軌 312，縱向直線導(dǎo)軌312上滑動(dòng)連接有支承板314及其滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，支承板314 上設(shè)有晶圓吸附及卸落裝置6，在晶圓吸附及卸落裝置6的上方鉸接有探針架 301，在探針架301上設(shè)置有探針卡12，在晶圓吸附及卸落裝置6 —側(cè)的支架 304上設(shè)有光學(xué)定位識(shí)別裝置的安裝槽303。晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置3的工作過(guò)程如下-在水平面內(nèi)的支承板614上方布置了一個(gè)縱向的外套610、夾套609、內(nèi)套 601三層式的套筒結(jié)構(gòu)，外套610作為基礎(chǔ)支撐固定不動(dòng)，夾套609起中間過(guò)渡 作用，夾套609與外套610由深溝球軸承608聯(lián)接，夾套609相對(duì)于外套610 只能轉(zhuǎn)動(dòng)；夾套609與內(nèi)套601由滾珠滑套615過(guò)渡聯(lián)接，同時(shí)夾套609與內(nèi) 套601在徑向上垂直均布有三組導(dǎo)桿624直線軸承623，這樣便使得內(nèi)套601和 夾套609能一起轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)只能做相對(duì)的豎直方向的上下滑動(dòng)。內(nèi)套601的上 下滑動(dòng)是靠電機(jī)611通過(guò)驅(qū)動(dòng)帶613驅(qū)動(dòng)絲杠617傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，絲杠617通過(guò) 絲杠座、深溝球軸承618和六角螺母619被垂直安裝固定在夾套609上。利用 絲杠傳動(dòng)產(chǎn)生的直線運(yùn)動(dòng)具有較好的平穩(wěn)性和精確性，這有利于晶圓測(cè)試需求。 此傳動(dòng)利用滾珠滑套615和三組導(dǎo)桿624直線軸承623作為導(dǎo)向，大大地提高 了運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和精確性，同時(shí)也有效地縮小了部件在徑向上的整體尺寸。測(cè)試臺(tái)晶圓吸盤(pán)裝置629為一圓盤(pán)體，由多層組裝而成，該裝置通過(guò)聯(lián)接 盤(pán)628過(guò)渡被一起安裝固定在內(nèi)套601的上端面，聯(lián)接盤(pán)628采用氧化鋁陶瓷 制成，其材料屬性能將測(cè)試臺(tái)晶圓吸盤(pán)裝置629產(chǎn)生的溫度有效地同其他零部 件隔開(kāi)。在聯(lián)接盤(pán)628的下面安裝固定有頂針上板603、頂針中板604和頂針下 板607，頂針上板603和頂針下板607相對(duì)于聯(lián)接盤(pán)628固定不動(dòng)，頂針中板 604的上平面安裝固定有頂針板627，頂針中板604通過(guò)頂針絲杠605的驅(qū)動(dòng)帶 動(dòng)頂針板627在頂針上板603和頂針下板607之間一起做上下升降。當(dāng)頂針板 627上升時(shí)能將導(dǎo)桿633上頂，由于頂針630、頂針安裝板632和導(dǎo)桿633三者 安裝成一體，故頂針630也被向上頂出；當(dāng)頂針板627下降時(shí)，在復(fù)位彈簧631 的作用下頂針630下降。綜上所述，測(cè)試臺(tái)晶圓吸盤(pán)裝置629和頂針部件作為一個(gè)整體被安裝在內(nèi)套601上端面，這樣便能通過(guò)縱向絲杠617傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)了晶圓片的縱向升降。通 過(guò)搖桿控制機(jī)構(gòu)322控制搖桿621來(lái)實(shí)現(xiàn)晶圓片的水平方向偏角糾正及補(bǔ)償。 頂針裝置能隨縱向軸升降并能相對(duì)獨(dú)立地完成動(dòng)作。為較好地將薄片狀的晶圓固定，考慮到固定的牢固及均勻等因素，本發(fā)明 采取真空吸附的方式，即將用以吸附晶圓的負(fù)壓吸盤(pán)635表面加工出例如十個(gè) 同心的圓形負(fù)壓氣槽638，每個(gè)負(fù)壓氣槽638均有一個(gè)負(fù)壓氣孔639，另外還可 把這十個(gè)負(fù)壓氣槽638分成三組，每組有單獨(dú)的氣路供氣，由負(fù)壓氣管接頭640 聯(lián)接負(fù)壓氣孔639同外部氣管連接，這樣就形成了由三個(gè)氣路控制的真空吸附 系統(tǒng)。該系統(tǒng)吸附牢固且均勻平穩(wěn)，在測(cè)試過(guò)程中，可根據(jù)晶圓片規(guī)格尺寸的 不同對(duì)此三個(gè)氣路分別進(jìn)行開(kāi)關(guān)和氣壓控制。為便于測(cè)試的定位,在負(fù)壓吸盤(pán)635 的中心制有識(shí)別標(biāo)記?；诰A在上片及卸載時(shí)頂針升降的需要，在負(fù)壓吸盤(pán) 635上加工有卸料孔641。為滿足晶圓測(cè)試時(shí)的溫度要求，它采取電加熱的方式，該加熱動(dòng)作由加熱 器637完成，在加熱器的引出線上安裝溫控開(kāi)關(guān)，并在負(fù)壓吸盤(pán)635內(nèi)裝入溫 度傳感器對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)控，以實(shí)現(xiàn)在溫度過(guò)高或過(guò)低時(shí)得以開(kāi)關(guān)控制，使得晶 圓測(cè)試能在預(yù)期的溫度環(huán)境中完成。加熱器蓋板645可將加熱器637壓蓋安裝固定在負(fù)壓吸盤(pán)635上，加熱器 蓋板645上有接地線引出，確保測(cè)試時(shí)的安全性。同時(shí)考慮到晶圓測(cè)試對(duì)溫度 的穩(wěn)定性的要求，本發(fā)明的裝置中涉入了熱緩沖盤(pán)642和隔熱盤(pán)636，熱緩沖盤(pán) 642和隔熱盤(pán)636是由一種熱固性塑料DMC制成，其吸熱慢且放熱慢的材料屬 性具有較好的將溫度儲(chǔ)存的功能，同時(shí)在和外部零部件安裝時(shí)也起到了較好的 隔熱作用。全自動(dòng)各規(guī)格晶圓測(cè)試及判別裝置，它包括在機(jī)架4上設(shè)置的置片及數(shù)片 裝置1，在置片及數(shù)片裝置1 一側(cè)的機(jī)架4上設(shè)有晶圓傳輸裝置2，在晶圓傳輸 裝置2 —側(cè)設(shè)有與其配合的晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置3，圖6、圖7所述晶圓傳輸裝置 2包括在旋轉(zhuǎn)軸201上設(shè)置的轉(zhuǎn)盤(pán)202，轉(zhuǎn)盤(pán)202上設(shè)有支架203，在支架203 上橫向架設(shè)若干根滑軌204，在滑軌204上滑動(dòng)連接取片鉗205，在取片鉗205 下方設(shè)有升降板206及其升降驅(qū)動(dòng)裝置，升降板206和固定設(shè)置的導(dǎo)桿207滑 動(dòng)連接，在升降板206上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有檢測(cè)轉(zhuǎn)軸208，檢測(cè)轉(zhuǎn)軸208的頂端部設(shè)有 吸盤(pán)裝置209，檢測(cè)轉(zhuǎn)軸208與其轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置相連。晶圓傳輸裝置2中的吸盤(pán)裝置209上表面設(shè)有若干負(fù)壓氣槽210，在負(fù)壓氣 槽210內(nèi)設(shè)有與負(fù)壓氣槽210連通的負(fù)壓氣孔211 ，在旋轉(zhuǎn)軸201底端部設(shè)有負(fù) 壓氣管接頭212，所述的負(fù)壓氣管接頭212與負(fù)壓氣孔211連通，所述負(fù)壓氣槽 210為吸盤(pán)裝置209上表面開(kāi)設(shè)的同心圓槽體。晶圓傳輸裝置2中的取片鉗205 在滑軌204設(shè)有若干個(gè)，它們呈層疊狀設(shè)置在同一豎直平面內(nèi)，取片鉗205的 下端固定設(shè)有與滑軌204滑動(dòng)連接的滑塊213，在滑塊213的側(cè)邊設(shè)有伸出的夾 片214，所述的夾片214裝夾在驅(qū)動(dòng)帶215上，在取片鉗205后端部設(shè)有負(fù)壓接頭216，在取片鉗205的鉗體部位開(kāi)設(shè)有與負(fù)壓接頭216連通的負(fù)壓孔217，升 降板206的升降驅(qū)動(dòng)裝置為設(shè)置在轉(zhuǎn)盤(pán)202與支架203之間的絲桿218，在絲桿 218的兩側(cè)各設(shè)一根導(dǎo)桿207。該晶圓傳輸裝置2的工作過(guò)程如下參見(jiàn)圖6所示，取片鉗205通過(guò)滑塊213和滑軌204滑動(dòng)連接，滑塊213 通過(guò)其側(cè)面設(shè)置的夾片214裝夾在驅(qū)動(dòng)帶215上，驅(qū)動(dòng)帶215驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連。 取片鉗205通過(guò)其后端的負(fù)壓接頭216以及在取片鉗205的鉗體部位開(kāi)設(shè)的負(fù) 壓孔217把晶圓從片盒取下后吸附在取片鉗205上，從片盒取下晶圓回到預(yù)對(duì) 準(zhǔn)裝置位置，預(yù)對(duì)準(zhǔn)裝置由檢測(cè)轉(zhuǎn)軸208和驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連，檢測(cè)轉(zhuǎn)軸208固定 在升降板206上，升降板206和導(dǎo)桿207通過(guò)滑塊滑動(dòng)連接，升降板206設(shè)有 絲杠218及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。當(dāng)晶圓在預(yù)對(duì)準(zhǔn)裝置位置時(shí)，絲杠218及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 帶動(dòng)升降板206、檢測(cè)轉(zhuǎn)軸208上升結(jié)合真空控制裝置使晶圓吸附在檢測(cè)轉(zhuǎn)軸 208上脫離取片鉗205，結(jié)合光學(xué)識(shí)別定位系統(tǒng)由檢測(cè)轉(zhuǎn)軸208帶動(dòng)晶圓旋轉(zhuǎn)再 結(jié)合取片伸縮裝置201使晶圓和取片鉗205達(dá)到指定的位置，然后絲杠218及 其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)升降板206、檢測(cè)轉(zhuǎn)軸208下降結(jié)合真空控制裝置使晶圓脫離預(yù) 對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)轉(zhuǎn)軸208使晶圓吸附到取片鉗205上。取片伸縮裝置201和預(yù)對(duì)準(zhǔn)裝 置分別固定在轉(zhuǎn)盤(pán)202上，轉(zhuǎn)盤(pán)202通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸201和驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，轉(zhuǎn)盤(pán)202 帶動(dòng)取片伸縮裝置、預(yù)對(duì)準(zhǔn)裝置由取片平臺(tái)位置水平旋轉(zhuǎn)到檢測(cè)平臺(tái)。再由伸 縮臂206帶動(dòng)取片臂204結(jié)合真空控制裝置把晶圓放到測(cè)試平臺(tái)上。取片完成后，取片鉗205恢復(fù)到原位由轉(zhuǎn)盤(pán)202旋轉(zhuǎn)回到片盒位置重復(fù)剛 才的取片過(guò)程。當(dāng)晶圓檢測(cè)完畢后由取片鉗205結(jié)合真空控制裝置，從檢測(cè)平 臺(tái)上把晶圓取走，同時(shí)取片鉗205已經(jīng)取好片結(jié)合真空控制裝置把取好的晶圓 放到檢測(cè)平臺(tái)上。取片鉗205回到片盒位置通過(guò)預(yù)對(duì)準(zhǔn)裝置結(jié)合光學(xué)識(shí)別定位 系統(tǒng)重復(fù)預(yù)對(duì)準(zhǔn)過(guò)程使晶圓和取片鉗205達(dá)到指定位置。預(yù)對(duì)準(zhǔn)完成，由取片 鉗205結(jié)合真空控制裝置把晶圓放回片盒原處，同時(shí)取片鉗205取下片盒的另 一片晶圓重復(fù)剛才的過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)晶圓的全自動(dòng)的取片和放片的傳輸過(guò)程。 在取片和放片的過(guò)程中需要結(jié)合真空控制裝置對(duì)晶圓吸附還是放開(kāi)。晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置3中的晶圓吸附及卸落裝置6包括機(jī)架的縱向方向設(shè)置 的管狀內(nèi)套601頂端設(shè)置的晶圓吸盤(pán)裝置629，所述的內(nèi)套601與升降裝置與旋 轉(zhuǎn)裝置相連，該晶圓吸盤(pán)裝置629包括在負(fù)壓吸盤(pán)635與隔熱盤(pán)636之間設(shè)置 的加熱器637，在負(fù)壓吸盤(pán)635上表面設(shè)有若干負(fù)壓氣槽638，在負(fù)壓吸盤(pán)635 內(nèi)設(shè)有與負(fù)壓氣槽638連通的負(fù)壓氣孔639，在負(fù)壓吸盤(pán)635上設(shè)有負(fù)壓氣管接 頭640，所述的負(fù)壓氣管接頭640與負(fù)壓氣孔639連通，在負(fù)壓吸盤(pán)635上設(shè)有 貫穿負(fù)壓吸盤(pán)635、加熱器637與隔熱盤(pán)636的卸料孔641，卸料孔641內(nèi)設(shè)有 頂針630以及頂針升降控制裝置。15晶圓吸附及卸落裝置6中的負(fù)壓氣槽638為負(fù)壓吸盤(pán)635上表面開(kāi)設(shè)的同 心圓槽體，在負(fù)壓吸盤(pán)635與加熱器637之間設(shè)有熱緩沖盤(pán)642，內(nèi)套601底端 處外壁設(shè)有滾珠滑套615，滾珠滑套615外壁套有夾套609，所述的夾套609設(shè) 于固定設(shè)置的外套610內(nèi)并與外套610轉(zhuǎn)動(dòng)連接，縱向絲杠617頂在內(nèi)套601 底端與其驅(qū)動(dòng)裝置相連，內(nèi)套601上設(shè)有橫向伸出的搖桿621，搖桿621的另一 端與旋轉(zhuǎn)裝置相連。在晶圓吸附及卸落裝置6中的晶圓吸盤(pán)裝置629下方設(shè)有 聯(lián)接盤(pán)628，聯(lián)接盤(pán)628的下面固定設(shè)置有頂針上板603和頂針下板607，頂針 上板603和頂針下板607之間滑動(dòng)連接頂針中板604，在頂針中板604的上平面 安裝固定有頂針板627，頂針中板604通過(guò)頂針絲杠605，該頂針絲杠605與其 驅(qū)動(dòng)裝置相連。在晶圓吸附及卸落裝置6中的頂針上板603上設(shè)有頂針安裝板 632，在頂針安裝板632上固定設(shè)有插入卸料孔641內(nèi)的頂針630，在頂針安裝 板632與負(fù)壓吸盤(pán)635之間的頂針630外套接有復(fù)位彈簧631。在晶圓吸附及卸 落裝置6中的加熱器637與隔熱盤(pán)637之間設(shè)有蓋板645，晶圓吸盤(pán)裝置629在 負(fù)壓吸盤(pán)635的下表面設(shè)有向隔熱盤(pán)636伸出的下凸環(huán)643，相應(yīng)地在隔熱盤(pán) 636上表面設(shè)有向負(fù)壓吸盤(pán)635伸出的上凸環(huán)644，下凸環(huán)643的下端面與上凸 環(huán)644上端面接觸并將熱加熱器637、緩沖盤(pán)642與蓋板645包容其內(nèi)。晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置3中的晶圓吸附及卸落裝置6的工作過(guò)程如下 在縱向軸的支承板614上方布置了一個(gè)外套610、夾套609、內(nèi)套601三層式 的套筒結(jié)構(gòu)，外套610作為基礎(chǔ)支撐固定不動(dòng)，夾套609起中間過(guò)渡作用，夾套 609與外套610由深溝球軸承608聯(lián)接，夾套609相對(duì)于外套610只能轉(zhuǎn)動(dòng)；夾套609 與內(nèi)套601由滾珠滑套615過(guò)渡聯(lián)接，同時(shí)夾套609與內(nèi)套601在徑向上垂直均布 有三組導(dǎo)桿624直線軸承623，這樣便使得內(nèi)套601和夾套609能一起轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí) 只能做相對(duì)的Z向上下滑動(dòng)。內(nèi)套1的上下滑動(dòng)是靠Z軸電機(jī)611通過(guò)驅(qū)動(dòng)帶613 驅(qū)動(dòng)Z軸絲杠617傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。在內(nèi)套1的腰部安裝有一個(gè)可引至外套610外部的搖桿621，在其同側(cè)安裝有 搖桿控制機(jī)構(gòu)622，該機(jī)構(gòu)利用絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)原理產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)，搖桿621同e軸 控制機(jī)構(gòu)622配合連接，搖桿控制機(jī)構(gòu)622能夾持住搖桿621做一定角度范圍內(nèi)的 水平面圓周方向旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而使得夾套609、內(nèi)套601和測(cè)試臺(tái)晶圓吸盤(pán)裝置629— 起轉(zhuǎn)動(dòng)。在聯(lián)接盤(pán)628的下面安裝固定有頂針上板603、頂針中板604和頂針下板 607，頂針上板603和頂針下板607相對(duì)于聯(lián)接盤(pán)628固定不動(dòng)，頂針中板604 的上平面安裝固定有頂針板627，頂針中板604通過(guò)頂針絲杠605的驅(qū)動(dòng)帶動(dòng)頂 針板627在頂針上板603和頂針下板607之間一起做上下升降。當(dāng)頂針板627 上升時(shí)能將導(dǎo)桿633上頂，由于頂針630、頂針安裝板632和導(dǎo)桿633三者安裝 成一體，故頂針630也被向上頂出；當(dāng)頂針板627下降時(shí)，在復(fù)位彈簧631的作用下頂針630下降。在水平面內(nèi)的支承板614上方布置了一個(gè)縱向的外套610、夾套609、內(nèi)套 601三層式的套筒結(jié)構(gòu)，外套610作為基礎(chǔ)支撐固定不動(dòng)，中套609起中間過(guò)渡 作用，夾套609與外套610由深溝球軸承608聯(lián)接，夾套609相對(duì)于外套610 只能轉(zhuǎn)動(dòng)；夾套609與內(nèi)套601由滾珠滑套615過(guò)渡聯(lián)接，同時(shí)夾套609與內(nèi) 套601在徑向上垂直均布有三組導(dǎo)桿624直線軸承623，這樣便使得內(nèi)套601和 夾套609能一起轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)只能做相對(duì)的上下滑動(dòng)。內(nèi)套601的上下滑動(dòng)是靠 電機(jī)611通過(guò)驅(qū)動(dòng)帶613驅(qū)動(dòng)縱向絲杠617傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，縱向絲杠617通過(guò)絲 杠座、深溝球軸承618和六角螺母619被垂直安裝固定在夾套609上。利用絲 杠傳動(dòng)產(chǎn)生的直線運(yùn)動(dòng)具有較好的平穩(wěn)性和精確性，這有利于晶圓測(cè)試需求。 此傳動(dòng)利用滾珠滑套615和三組導(dǎo)桿624直線軸承623作為導(dǎo)向，大大地提高 了運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和精確性，同時(shí)也有效地縮小了部件在徑向上的整體尺寸。測(cè)試臺(tái)晶圓吸盤(pán)裝置629為一圓盤(pán)體，由多層組裝而成，該裝置通過(guò)聯(lián)接 盤(pán)628過(guò)渡被一起安裝固定在內(nèi)套601的上端面，聯(lián)接盤(pán)628采用氧化鋁陶瓷 制成，其材料屬性能將測(cè)試臺(tái)晶圓吸盤(pán)裝置629產(chǎn)生的溫度有效地同其他零部 件隔開(kāi)。在聯(lián)接盤(pán)628的下面安裝固定有頂針上板603、頂針中板604和頂針下 板607，頂針上板603和頂針下板607相對(duì)于聯(lián)接盤(pán)628固定不動(dòng)，頂針中板 604的上平面安裝固定有頂針板627，頂針中板604通過(guò)頂針絲杠605的驅(qū)動(dòng)帶 動(dòng)頂針板627在頂針上板603和頂針下板607之間一起做上下升降。當(dāng)頂針板 627上升時(shí)能將導(dǎo)桿633上頂，由于頂針630、頂針安裝板632和導(dǎo)桿633三者 安裝成一體，故頂針630也被向上頂出；當(dāng)頂針板627下降時(shí)，在復(fù)位彈簧631 的作用下頂針630下降。綜上所述，測(cè)試臺(tái)晶圓吸盤(pán)裝置629和頂針部件作為一個(gè)整體被安裝在內(nèi) 套601上端面，這樣便能通過(guò)縱向絲杠617傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)了晶圓片的縱向升降。通 過(guò)搖桿控制機(jī)構(gòu)622控制搖桿621來(lái)實(shí)現(xiàn)晶圓片的水平方向偏角糾正及補(bǔ)償。 頂針裝置能隨縱向軸升降并能相對(duì)獨(dú)立地完成動(dòng)作。置片及數(shù)片裝置1在絲桿101上固定設(shè)置的置片平臺(tái)102，在置片平臺(tái)102 上設(shè)有片盒103，且所述置片及數(shù)片裝置1共有兩組，它們分別設(shè)置在晶圓傳輸 裝置2的兩側(cè)且相對(duì)設(shè)置。在支架304的底端處設(shè)有減振墊310。
權(quán)利要求
1、一種全自動(dòng)晶圓測(cè)試方法，其特征是該方法包按如下步驟順序進(jìn)行a、掃描片盒片盒相對(duì)晶圓探測(cè)傳感器上下移動(dòng)，晶圓探測(cè)傳感器探測(cè)到片盒中晶圓后向控制器發(fā)送信號(hào)，控制器記錄當(dāng)前晶圓的運(yùn)動(dòng)位置和序號(hào)以及厚度；b、取片取片鉗伸進(jìn)片盒中待取晶圓片下面，片盒相對(duì)取片鉗下移一小距離，晶圓脫離片盒留在取片鉗上，取片鉗上的負(fù)壓孔吸住晶圓片，取片鉗把晶圓片送到檢測(cè)轉(zhuǎn)軸頂端設(shè)置的吸盤(pán)裝置上，取片鉗上的真空釋放晶圓片，旋轉(zhuǎn)單元上升后晶圓離開(kāi)取片鉗并留在檢測(cè)轉(zhuǎn)軸頂端設(shè)置的吸盤(pán)裝置上準(zhǔn)備粗調(diào)整；c、粗調(diào)檢測(cè)轉(zhuǎn)軸頂端設(shè)置的吸盤(pán)裝置帶動(dòng)晶圓旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)過(guò)程中光學(xué)系統(tǒng)感應(yīng)是否晶圓已經(jīng)進(jìn)入光學(xué)探測(cè)范圍內(nèi)，光學(xué)傳感器感應(yīng)晶圓并向控制器發(fā)送信號(hào)，同時(shí)控制器記錄晶圓切入光學(xué)傳感器探測(cè)范圍時(shí)的運(yùn)動(dòng)位置和時(shí)間；檢測(cè)轉(zhuǎn)軸頂端設(shè)置的吸盤(pán)裝置旋轉(zhuǎn)兩個(gè)圓周期后等待調(diào)整信號(hào)，控制器根據(jù)記錄數(shù)據(jù)對(duì)晶圓離心坐標(biāo)和角度進(jìn)行計(jì)算，最后把計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)換成運(yùn)動(dòng)指令發(fā)送到電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元，然后移動(dòng)取片鉗和檢測(cè)轉(zhuǎn)軸頂端設(shè)置的吸盤(pán)裝置，使得晶圓留在取片鉗上的預(yù)訂位置并準(zhǔn)備送片；d、送片取片鉗伸展到晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置上面，取片鉗上的真空釋放晶圓片，晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置上的頂針上升到能把晶圓從取片鉗離開(kāi)并留在頂針上面，取片鉗縮回原點(diǎn)，頂針下移后把晶圓留在晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置上，晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置上的測(cè)試臺(tái)晶圓吸盤(pán)裝置吸住晶圓片并準(zhǔn)備精確對(duì)準(zhǔn)；e、精確對(duì)準(zhǔn)晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置移動(dòng)到安裝槽內(nèi)的光學(xué)系統(tǒng)鏡頭下面，圖像采集裝置采集晶圓圖像，計(jì)算機(jī)對(duì)采集得到的圖像進(jìn)行建立模板，模板匹配，把處理結(jié)果轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)參數(shù)發(fā)送給運(yùn)動(dòng)控制卡，運(yùn)動(dòng)控制卡控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使得晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置動(dòng)作，對(duì)不同位置進(jìn)行圖像采集處理，直到滿足要求為止；f、測(cè)試橫向直線導(dǎo)軌與縱向直線導(dǎo)軌及其滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置移動(dòng)到使得晶圓能夠與探針接觸的位置后計(jì)算機(jī)向測(cè)試儀器發(fā)送開(kāi)始測(cè)試信號(hào)，測(cè)試儀器測(cè)試完畢后向計(jì)算機(jī)發(fā)送測(cè)試完畢和測(cè)試狀態(tài)信號(hào)，計(jì)算機(jī)獲得測(cè)試完畢信號(hào)后查看測(cè)試狀態(tài)信號(hào)，根據(jù)狀態(tài)信號(hào)輸出測(cè)試報(bào)告并把下一個(gè)管芯與探針接觸，循環(huán)上述過(guò)程直到整個(gè)晶圓都測(cè)試完畢為止；g、放回晶圓晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置及其下的橫向直線導(dǎo)軌與縱向直線導(dǎo)軌及其滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置把測(cè)試完畢的晶圓交給取片鉗，取片鉗把晶圓送到片盒內(nèi)并取下一個(gè)待測(cè)晶圓，重復(fù)上述7個(gè)步驟，直到整個(gè)片盒內(nèi)晶圓全部被測(cè)試完畢為止。
2、 如權(quán)利要求l所述的全自動(dòng)晶圓測(cè)試方法，其特征是在步驟a中片 盒放置架相對(duì)晶圓探測(cè)傳感器上下移動(dòng)，移動(dòng)過(guò)程中晶圓探測(cè)傳感器探測(cè)到 片盒中的晶圓上邊緣和下邊緣后向控制器發(fā)送信號(hào)，控制器捕獲光學(xué)探測(cè)器 發(fā)送的信號(hào)的同時(shí)記錄片盒相對(duì)光學(xué)探測(cè)器的位置和序號(hào)，再計(jì)算晶圓片的 厚度，如果厚度不符合則報(bào)警。
3、 如權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)晶圓測(cè)試方法，其特征是在步驟b中檢 測(cè)轉(zhuǎn)軸的頂端部的吸盤(pán)裝置帶動(dòng)晶圓旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)過(guò)程中光電傳感器感應(yīng)晶圓 片的同時(shí)控制器記錄旋轉(zhuǎn)角度和運(yùn)動(dòng)時(shí)間，控制器計(jì)算旋轉(zhuǎn)單元旋轉(zhuǎn)一個(gè)圓 周期內(nèi)光學(xué)傳感器感應(yīng)到晶圓片的時(shí)間比例和位置關(guān)系，算出晶圓種類(lèi)、晶 圓中心偏離旋轉(zhuǎn)平臺(tái)中心的坐標(biāo)、缺口方向，控制器按照計(jì)算得到的結(jié)果控 制電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)整晶圓坐標(biāo)，重復(fù)上述過(guò)程直到晶圓圓心與檢測(cè)轉(zhuǎn)軸的中 心重疊并缺口方向達(dá)到預(yù)先設(shè)定的角度為止。
4、 如權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)晶圓測(cè)試方法，其特征是在步驟e的精確對(duì)準(zhǔn)按如下步驟順序進(jìn)行(1) 、晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置中心移動(dòng)到攝像機(jī)鏡頭下；(2) 、設(shè)置該位置為晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置橫向運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)和縱向運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的 原點(diǎn)，計(jì)算機(jī)采集圖像，建立模板；(3) 、移動(dòng)晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置到離原點(diǎn)上、下、左、右各一個(gè)晶圓管芯 位置，然后進(jìn)行采集圖像與搜索模板；(4) 、通過(guò)計(jì)算搜索到的模板圖像坐標(biāo)調(diào)整晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置角度；(5) 、采集圖像、灰度變換、圖像投影后把晶圓的兩行管芯之間街區(qū)和 兩列之間街區(qū)的交叉點(diǎn)移動(dòng)到運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的原點(diǎn)；(6) 、設(shè)置新的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的原點(diǎn)，采集圖像，建立新的模板；(7) 、把相對(duì)與晶圓圓心的上、下、左、右四個(gè)晶圓的邊緣移動(dòng)到鏡頭 下面進(jìn)行采集圖像，然后進(jìn)行搜索模板、邊緣檢測(cè)、確定邊緣坐標(biāo)；(8) 、重復(fù)上述過(guò)程直到調(diào)整好晶圓的水平角度和垂直角度并確定晶圓 圓心的坐標(biāo)位置和管芯相對(duì)晶圓圓心的坐標(biāo)。
5、 如權(quán)利要求l所述的全自動(dòng)晶圓測(cè)試方法，其特征是在步驟f的測(cè)試 按如下步驟順序進(jìn)行(1) 、晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置帶動(dòng)晶圓移動(dòng)到探針下面；(2) 、晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置上升，使得探針與晶圓管芯接觸；(3) 、向測(cè)試儀發(fā)送開(kāi)始測(cè)試信號(hào)；(4) 、等待測(cè)試儀的測(cè)試結(jié)束信號(hào)和狀態(tài)信號(hào)；(5) 、査詢狀態(tài)信號(hào)，如果測(cè)試通過(guò)轉(zhuǎn)到第(6)步，否則對(duì)晶圓管芯作標(biāo)記；(6) 、晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置下移并移動(dòng)下一個(gè)晶圓管芯到探針下面，使探 針與晶圓管芯接觸；(7) 、如果探針超出晶圓邊緣，換下一行晶圓到探針下面；(8) 、重復(fù)上述過(guò)程直到整個(gè)晶圓上的管芯都被測(cè)試完畢為止。
6、 實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求l-5所述全自動(dòng)晶圓測(cè)試方法的設(shè)備，包括在機(jī)架(4) 上設(shè)置的置片及數(shù)片裝置(1)，其特征是在置片及數(shù)片裝置(1) 一側(cè)的機(jī) 架(4)上設(shè)有晶圓傳輸裝置(2)，在晶圓傳輸裝置(2) —側(cè)設(shè)有與其配合 的晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置(3)，機(jī)架(4)上設(shè)置片盒放置架(7)，在片盒放置架(7)上設(shè)置片盒(103)及晶圓探測(cè)傳感器(10)，在靠近晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置 (3)的機(jī)架(4)上設(shè)有光學(xué)傳感器安裝盤(pán)(11)，其內(nèi)可安裝光學(xué)傳感器， 該光學(xué)傳感器通過(guò)圖像采集裝置與圖像處理裝置相接，所述晶圓傳輸裝置(2) 包括在旋轉(zhuǎn)軸(201)上設(shè)置的轉(zhuǎn)盤(pán)(202)，轉(zhuǎn)盤(pán)(202)上設(shè)有支架(203)， 在支架(203)上橫向架設(shè)若干根滑軌(204)，在滑軌(204)上滑動(dòng)連接取 片鉗(205)，在取片鉗(205)下方設(shè)有升降板(206)及其升降驅(qū)動(dòng)裝置， 升降板(206)和固定設(shè)置的導(dǎo)桿(207)滑動(dòng)連接，在升降板(206)上轉(zhuǎn)動(dòng) 連接有檢測(cè)轉(zhuǎn)軸(208)，檢測(cè)轉(zhuǎn)軸(208)的頂端部設(shè)有吸盤(pán)裝置(209)，檢 測(cè)轉(zhuǎn)軸(208)與其轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置相連；所述晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置(3)包括在 底架(302)上設(shè)置的橫向直線導(dǎo)軌(305)，橫向直線導(dǎo)軌(305)上設(shè)有與 其滑動(dòng)連接的底板(309)，在支架(304)上設(shè)有底板(309)的滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝 置，在底板(309)上設(shè)有與橫向直線導(dǎo)軌(305)垂直的縱向直線導(dǎo)軌(312)， 縱向直線導(dǎo)軌(312)上滑動(dòng)連接有支承板(314)及其滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，支承 板(314)上設(shè)有晶圓吸附及卸落裝置(6),在晶圓吸附及卸落裝置(6)的 上方鉸接有探針架(301)，在晶圓吸附及卸落裝置(6) —側(cè)的支架(304) 上設(shè)有光學(xué)定位識(shí)別裝置的安裝槽(303)。
7、 如權(quán)利要求6所述的全自動(dòng)各規(guī)格晶圓測(cè)試及判別裝置，其特征是 晶圓傳輸裝置(2)中的吸盤(pán)裝置(209)上表面設(shè)有若干負(fù)壓氣槽(210)， 在負(fù)壓氣槽(210)內(nèi)設(shè)有與負(fù)壓氣槽(210)連通的負(fù)壓氣孔(211)，在旋 轉(zhuǎn)軸(201)底端部設(shè)有負(fù)壓氣管接頭(212)，所述的負(fù)壓氣管接頭(212) 與負(fù)壓氣孔(211)連通，所述負(fù)壓氣槽(210)為吸盤(pán)裝置(209)上表面開(kāi) 設(shè)的同心圓槽體，晶圓傳輸裝置(2)中的取片鉗(205)在滑軌(204)設(shè)有 若干個(gè)，它們呈層疊狀設(shè)置在同一豎直平面內(nèi)，取片鉗(205)的下端固定設(shè) 有與滑軌(204)滑動(dòng)連接的滑塊(213)，在滑塊(213)的側(cè)邊設(shè)有伸出的 夾片(21。所述的夾片(214)裝夾在驅(qū)動(dòng)帶(215)上，在取片鉗(205)后端部設(shè)有負(fù)壓接頭(216)，在取片鉗(205)的鉗體部位開(kāi)設(shè)有與負(fù)壓接頭 (216)連通的負(fù)壓孔(217)，升降板(206)的升降驅(qū)動(dòng)裝置為設(shè)置在轉(zhuǎn)盤(pán) (202)與支架(203)之間的絲桿(218)，在絲桿(218)的兩側(cè)各設(shè)一根導(dǎo)桿(207)。
8、 如權(quán)利要求6所述的全自動(dòng)各規(guī)格晶圓測(cè)試及判別裝置，其特征是 晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置(3)中的晶圓吸附及卸落裝置(6)包括機(jī)架的縱向方向 設(shè)置的管狀內(nèi)套(601)頂端設(shè)置的晶圓吸盤(pán)裝置(629)，所述的內(nèi)套(601) 與升降裝置與旋轉(zhuǎn)裝置相連，該晶圓吸盤(pán)裝置(629)包括在負(fù)壓吸盤(pán)(635) 與隔熱盤(pán)(636)之間設(shè)置的加熱器(637)，在負(fù)壓吸盤(pán)(635)上表面設(shè)有 若干負(fù)壓氣槽(638)，在負(fù)壓吸盤(pán)(635)內(nèi)設(shè)有與負(fù)壓氣槽(638)連通的 負(fù)壓氣孔(639),在負(fù)壓吸盤(pán)(635)上設(shè)有負(fù)壓氣管接頭(640)，所述的負(fù) 壓氣管接頭(640)與負(fù)壓氣孔(639)連通，在負(fù)壓吸盤(pán)(635)上設(shè)有貫穿 負(fù)壓吸盤(pán)(635)、加熱器(637)與隔熱盤(pán)(636)的卸料孔(641)，卸料孔(641)內(nèi)設(shè)有頂針(630)以及頂針升降控制裝置，晶圓吸附及卸落裝置(6) 中的負(fù)壓氣槽(638)為負(fù)壓吸盤(pán)(635)上表面開(kāi)設(shè)的同心圓槽體，在負(fù)Ji 吸盤(pán)(635)與加熱器(637)之間設(shè)有熱緩沖盤(pán)(642)，內(nèi)套(601)底端處 外壁設(shè)有滾珠滑套(615)，滾珠滑套(615)外壁套有夾套(609)，所述的夾 套(609)設(shè)于固定設(shè)置的外套(610)內(nèi)并與外套(610)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，縱向絲 杠(617)頂在內(nèi)套(601)底端與其驅(qū)動(dòng)裝置相連，內(nèi)套(601)上設(shè)有橫向 伸出的搖桿(621)，搖桿(621)的另一端與旋轉(zhuǎn)裝置相連，在晶圓吸附及卸 落裝置(6)中的晶圓吸盤(pán)裝置(629)下方設(shè)有聯(lián)接盤(pán)(628)，聯(lián)接盤(pán)(628) 的下面固定設(shè)置有頂針上板(603)和頂針下板(607)，頂針上板(603)和 頂針下板(607)之間滑動(dòng)連接頂針中板(604)，在頂針中板(604)的上平 面安裝固定有頂針板(627)，頂針中板(604)通過(guò)頂針絲杠(605)，該頂針 絲杠(605)與其驅(qū)動(dòng)裝置相連，在晶圓吸附及卸落裝置(6)中的頂針上板(603)上設(shè)有頂針安裝板(632)，在頂針安裝板(632)上固定設(shè)有插入卸 料孔(641)內(nèi)的頂針(630)，在頂針安裝板(632)與負(fù)壓吸盤(pán)(635)之間 的頂針(630)外套接有復(fù)位彈簧(631)。
9、 如權(quán)利要求8所述的全自動(dòng)各規(guī)格晶圓測(cè)試及判別裝置，其特征是 在晶圓吸附及卸落裝置(6)中的加熱器(636)與隔熱盤(pán)(637)之間設(shè)有蓋 板(645)，晶圓吸盤(pán)裝置(629)在負(fù)壓吸盤(pán)(635)的下表面設(shè)有向隔熱盤(pán)(636)伸出的下凸環(huán)(643)，相應(yīng)地在隔熱盤(pán)(636)上表面設(shè)有向負(fù)壓吸 盤(pán)(635)伸出的上凸環(huán)(644)，下凸環(huán)(643)的下端面與上凸環(huán)(644)上 端面接觸并將熱加熱器(637)、緩沖盤(pán)(642)與蓋板(645)包容其內(nèi)。
10、 如權(quán)利要求6所述的全自動(dòng)各規(guī)格晶圓測(cè)試及判別裝置，其特征是:5置片及數(shù)片裝置(1)在絲桿(101)上固定設(shè)置的置片平臺(tái)(102)，在置片平臺(tái)(102)上設(shè)有片盒(103)，且所述置片及數(shù)片裝置(1)共有兩組，它們分 別設(shè)置在晶圓傳輸裝置(2)的兩側(cè)且相對(duì)設(shè)置，在底架(302)的底端處設(shè) 有減振墊(310)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種全自動(dòng)晶圓測(cè)試方法及實(shí)現(xiàn)該測(cè)試方法的設(shè)備，該方法包含掃描片盒、取片、粗調(diào)、送片、精確對(duì)準(zhǔn)、測(cè)試與放回晶圓各步驟，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)晶圓測(cè)試方法的設(shè)備，它包括在機(jī)架上設(shè)置的置片及數(shù)片裝置，在置片及數(shù)片裝置一側(cè)的機(jī)架上設(shè)有晶圓傳輸裝置，在晶圓傳輸裝置一側(cè)設(shè)有與其配合的晶圓測(cè)試平臺(tái)裝置，本發(fā)明的方法效率高、測(cè)試成本低廉、自動(dòng)化程度高、測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)G01R31/28GK101261306SQ20081002365
公開(kāi)日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2008年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月14日
發(fā)明者驊 周, 巴雅日?qǐng)D, 戴京東, 陳仲宇 申請(qǐng)人:無(wú)錫市易控系統(tǒng)工程有限公司