專利名稱：半導(dǎo)體晶片無接觸式厚度自動測量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種半導(dǎo)體晶片厚度的測量系統(tǒng)，尤其是，涉及一種半導(dǎo)體晶片 無接觸式厚度自動測量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體晶片制造過程中需要對其厚度和厚度偏差進(jìn)行測量。通常，半導(dǎo)體晶片制 造企業(yè)需要在整個(gè)工藝流程中的不同環(huán)節(jié)中特別對晶片的厚度，厚度偏差等參數(shù)進(jìn)行測量 和監(jiān)控，用以完善每一道工藝的產(chǎn)品質(zhì)量，從而保證最終出廠成品的參數(shù)指標(biāo)符合規(guī)范或 者達(dá)到客戶的要求。傳統(tǒng)的厚度測量方式是的手工方式，需要操作員手工把半導(dǎo)體晶片放置到兩個(gè)探 頭中間，啟動一個(gè)觸發(fā)信號后測量得到厚度結(jié)果。這種測量方式效率低，而且人工放置晶片 的方式比較容易磨損晶片和增加碎片率，同時(shí)這種人工方式只能測量晶片上單個(gè)位置。如 果需要測量晶片的多個(gè)位置，由于是人工定位，位置誤差也會相對比較大，難以保證測量結(jié) 果的準(zhǔn)確有效性，從而影響了最終的產(chǎn)品質(zhì)量。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種無接觸的半導(dǎo)體晶片厚度自動測試 方式，能夠?qū)崿F(xiàn)多種測試模式，并且能達(dá)到一定的精度和重復(fù)性的指標(biāo)。本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是一種半導(dǎo)體晶片無接觸式 厚度自動測試系統(tǒng)，其中，包括信號傳感模塊，其包括測試平臺，分別置于測試平臺上下兩側(cè)的兩個(gè)傳感器，以 及置于測試平臺下方的光電傳感器；信號處理運(yùn)算模塊，其與信號傳感模塊相連，包括信號處理模塊，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊， 微處理器，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動，電磁閥驅(qū)動，以太網(wǎng)接口和傳感器接口，用于對信號傳感模塊傳 送的信號進(jìn)行處理；驅(qū)動模塊，其包括吸盤，X向限位傳感器，Z向限位傳感器，復(fù)位傳感器，真空電磁 閥以及分別控制吸盤X向，Z向和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的三個(gè)步進(jìn)電機(jī)。如上述的半導(dǎo)體晶片無接觸式厚度自動測試系統(tǒng)，其中，信號傳感模塊中的兩個(gè) 傳感器均為電容式傳感器。如上述的半導(dǎo)體晶片無接觸式厚度自動測試系統(tǒng)，其中，信號傳感模塊中的光電 傳感器為反射式光電傳感器。本實(shí)用新型由于采用了上述的技術(shù)方案，可以更有效快速，準(zhǔn)確，靈活性的實(shí)現(xiàn)多 種模式下的厚度測量目的。本實(shí)用新型為無接觸工作方式，對晶片的損傷將大大降低。

圖1是本實(shí)用新型的半導(dǎo)體晶片無接觸式厚度自動測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；[0013]圖2(a)是本實(shí)用新型在中心測量模式下的掃描區(qū)域示意圖；圖2(b)是本實(shí)用新型在五點(diǎn)測量模式下的掃描區(qū)域示意圖；圖2(c)是本實(shí)用新型在掃描測量模式下的其余環(huán)的掃描區(qū)域示意圖；圖2(d)是本實(shí)用新型在中心測量模式下的中心環(huán)的掃描區(qū)域示意圖；圖3是本實(shí)用新型的半導(dǎo)體晶片無接觸式厚度自動測試系統(tǒng)的工作流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。圖1是本實(shí)用新型的半導(dǎo)體晶片無接觸式厚度自動測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。本系統(tǒng) 適用于多種厚度，尺寸的半導(dǎo)體晶片的厚度測量應(yīng)用。下面將結(jié)合附圖，進(jìn)行一系列詳細(xì)描 述，來闡明本系統(tǒng)的工作過程。本系統(tǒng)由3個(gè)子功能模塊組成信號傳感模塊，信號處理運(yùn)算模塊，驅(qū)動模塊。信號傳感模塊由圖1中的測試平臺11，分別置于測試平臺11上下兩側(cè)的電容式 傳感器1和電容式傳感器5，置于測試平臺11下方的反射式光電傳感器7組成。測試平臺 11用于放置待測半導(dǎo)體晶片12。電容式傳感器1用來感測電容式傳感器1離開半導(dǎo)體晶 片12上表面的距離D1，電容式傳感器5用來感測電容式傳感器5離開半導(dǎo)體晶片12下表 面的距離D2。由于測量前傳感器1，5都是固定的，之間的距離是D，所以測量的半導(dǎo)體晶片 12 的厚度 d = D-(D1+D2)。信號處理運(yùn)算模塊由圖1中的信號處理模塊26，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊25，微處理器20，步 進(jìn)電機(jī)驅(qū)動21，電磁閥驅(qū)動22，以太網(wǎng)接口 23組成。信號處理模塊26將從信號傳感模塊 輸入來的模擬信號進(jìn)行了通道選通，信號濾波等處理，然后送至模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊25，模數(shù)轉(zhuǎn)換 模塊25將生成的信號數(shù)字量送至微處理器20，然后經(jīng)過一系列運(yùn)算后，得到了與厚度對應(yīng) 的電壓值。最后通過以太網(wǎng)接口 23將厚度電壓數(shù)據(jù)發(fā)送到主控電腦。驅(qū)動模塊由圖1中的步進(jìn)電機(jī)2，步進(jìn)電機(jī)3，步進(jìn)電機(jī)4，吸盤6，限位傳感器8，限 位傳感器9，復(fù)位傳感器13，真空電磁閥10組成。步進(jìn)電機(jī)2控制吸盤6Z軸(上下)方向 的運(yùn)動。步進(jìn)電機(jī)3控制吸盤6X軸(左右)方向的運(yùn)動。步進(jìn)電機(jī)4控制吸盤6旋轉(zhuǎn)方 向的運(yùn)動。限位傳感器8用來限制步進(jìn)電機(jī)3左右移動的范圍，起到保護(hù)作用。限位傳感 器9用來限制步進(jìn)電機(jī)2上下移動的范圍，起到保護(hù)作用。復(fù)位傳感器13用來定位吸盤6 旋轉(zhuǎn)的方向。真空電磁閥10控制真空的打開和關(guān)閉。上面介紹了各模塊的組成和功能，在實(shí)際工作過程中各模塊往往都是互相穿插著 來工作的，下面來介紹下整個(gè)厚度測試系統(tǒng)的工作流程，流程圖見圖3。步驟80，半導(dǎo)體晶片12到達(dá)測試平臺11，反射式光電傳感器7感測到有半導(dǎo)體晶 片12，并通過傳感器接口 24傳送到系統(tǒng)，整個(gè)厚度測試模塊開始工作；步驟81，在步進(jìn)電機(jī)2的控制下，吸盤6先上升，打開電磁閥10，吸住半導(dǎo)體晶片 12，繼續(xù)上升到測試所需高度；步驟82，判斷當(dāng)前工作模式，如果是中心測試模式則執(zhí)行步驟83。步驟84，若不是中心測試模式，而是五點(diǎn)測試模式則執(zhí)行步驟85，86，87 ；步驟88，若不是五點(diǎn)測試模式，而是掃描模式則執(zhí)行步驟89，90，91，92 ；步驟83，電容式傳感器1和電容式傳感器5分別感測半導(dǎo)體晶片12上表面和下表面的電壓(電壓與二者相對于半導(dǎo)體晶片的距離相對應(yīng))，測量的范圍如圖2(a)里的十字 部分，然后將測量電壓輸入給信號處理模塊26，通過通道選通，模擬信號濾波等處理，再輸 入給模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊25，最后輸入到微處理器20 ；步驟85，同步驟83;步驟86，微處理器20給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動21指令，然后驅(qū)動控制步進(jìn)電機(jī)4，旋轉(zhuǎn)半 導(dǎo)體晶片12，同時(shí)測量厚度電壓，測量的范圍如圖2(b)里的十字部分，同步驟83 ；步驟87，微處理器20給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動21指令，控制步進(jìn)電機(jī)2，3，4，使吸盤6和 晶片12回到初始位置；
步驟89，同步驟83;步驟90，微處理器20給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動21指令，然后驅(qū)動控制步進(jìn)電機(jī)2，3，4，同 時(shí)旋轉(zhuǎn)半導(dǎo)體晶片12，上下左右同時(shí)移動吸盤6，并且同時(shí)測量厚度電壓，測量的范圍如圖 2(c)里的陰影部分，同步驟83;步驟91，微處理器20給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動21指令，然后驅(qū)動控制步進(jìn)電機(jī)2，3，4，同 時(shí)旋轉(zhuǎn)半導(dǎo)體晶片12，上下左右同時(shí)移動吸盤6，并且同時(shí)測量厚度電壓，測量的范圍如圖 2(d)里的陰影部分，同步驟83;步驟92，同步驟87;步驟93，微處理器20通過以太網(wǎng)接口 23把所有的厚度電壓數(shù)據(jù)發(fā)送到主控模塊， 供主控模塊處理；步驟94，在步進(jìn)電機(jī)2的控制下，吸盤6先下降，同時(shí)關(guān)閉電磁閥10，釋放晶片12， 把晶片12放置在測試平臺11 ；步驟95，步進(jìn)電機(jī)2，4，結(jié)合限位傳感器9和復(fù)位傳感器13，進(jìn)行復(fù)位，準(zhǔn)備下一片 晶片的測試。以上對本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但本實(shí)用新型并不限制于以上 描述的具體實(shí)施例，其只是作為范例。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對該半導(dǎo)體晶片無接 觸式厚度自動測量系統(tǒng)進(jìn)行的等同修改和替代也都在本實(shí)用新型的范疇之中。因此，在不 脫離本實(shí)用新型的精神和范圍下所作出的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的范圍 內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種半導(dǎo)體晶片無接觸式厚度自動測試系統(tǒng)，其特征在于，包括信號傳感模塊，其包括測試平臺，分別置于測試平臺上下兩側(cè)的兩個(gè)傳感器，以及置 于測試平臺下方的光電傳感器；信號處理運(yùn)算模塊，其與信號傳感模塊相連，包括信號處理模塊，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，微處 理器，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動，電磁閥驅(qū)動，以太網(wǎng)接口和傳感器接口，用于對信號傳感模塊傳送的 信號進(jìn)行處理；驅(qū)動模塊，其包括吸盤，X向限位傳感器，Z向限位傳感器，復(fù)位傳感器，真空電磁閥以 及分別控制吸盤X向，Z向和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的三個(gè)步進(jìn)電機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶片無接觸式厚度自動測試系統(tǒng)，其特征在于，信號傳 感模塊中的兩個(gè)傳感器均為電容式傳感器。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶片無接觸式厚度自動測試系統(tǒng)，其特征在于，信號傳 感模塊中的光電傳感器為反射式光電傳感器。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種半導(dǎo)體晶片無接觸式厚度自動測試系統(tǒng)，包括信號傳感模塊，其包括測試平臺，分別置于測試平臺上下兩側(cè)的兩個(gè)傳感器，以及置于測試平臺下方的光電傳感器；信號處理運(yùn)算模塊，包括信號處理模塊，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，微處理器，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動，電磁閥驅(qū)動，以太網(wǎng)接口和傳感器接口，用于對信號傳感模塊傳送的信號進(jìn)行處理；驅(qū)動模塊，其包括吸盤，X向限位傳感器，Z向限位傳感器，復(fù)位傳感器，真空電磁閥以及分別控制吸盤X向，Z向和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的三個(gè)步進(jìn)電機(jī)。本實(shí)用新型的半導(dǎo)體晶片無接觸式厚度自動測試系統(tǒng)，可以更有效快速，準(zhǔn)確，靈活性的實(shí)現(xiàn)多種模式下的厚度測量，且為無接觸工作方式，對晶片的損傷將大大降低。
文檔編號G01B7/06GK201858959SQ20102054697
公開日2011年6月8日 申請日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者朱洪偉, 李福榮, 陳罡 申請人:上海星納電子科技有限公司