半導(dǎo)體器件生產(chǎn)中，從半導(dǎo)體單晶片到制成最終成品，須經(jīng)歷數(shù)十甚至上百道工序。為了確保產(chǎn)品性能合格、穩(wěn)定可靠，并有高的成品率，根據(jù)各種產(chǎn)品的生產(chǎn)情況,對所有工藝步驟都要有嚴(yán)格的具體要求。因而，在生產(chǎn)過程中必須建立相應(yīng)的系統(tǒng)和精 確的監(jiān)控措施，首先要從半導(dǎo)體工藝檢測著手。
晶圓是制作硅半導(dǎo)體積體電路所用的硅晶片，其原始材料是硅。高純度的多晶硅溶解后摻入硅晶體晶種，然后慢慢拉出，形成圓柱形的單晶硅。硅晶棒在經(jīng)過研磨，拋光，切片后，形成硅晶圓片，也就是晶圓。半導(dǎo)體工業(yè)對于晶圓表面缺陷檢測的要求，一般是要求高效準(zhǔn)確，能夠捕捉有效缺陷，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測。較為普遍的表面檢測技術(shù)主要可以分為兩大類：針接觸法和非接觸法，接觸法以針觸法為代表;非接觸法又可以分為原子力法和光學(xué)法。在具體使用時(shí)，又可以分為成像的和非成像的。
近日，光華微電子宣布研制成功國內(nèi)第 一臺臺商用12英寸全自動晶圓探針臺。該設(shè)備包括晶圓輸送和晶圓針測兩部分。晶圓輸送部分主要由晶圓料盒和機(jī)械手臂構(gòu)成，晶圓針測部分主要由晶圓承載臺、探卡承載臺和晶圓影像系統(tǒng)、探針影像系統(tǒng)構(gòu)成。 2015年正式立項(xiàng)后，研究團(tuán)隊(duì)突破了六項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：全自動上料機(jī)械手的設(shè)計(jì)、大行程微米級XY移動平臺精密定位控制技術(shù)、高剛度高穩(wěn)定性探針接觸Z向移動平臺精密控制技術(shù)、基于圖像識別的晶圓和探針精密測量和對準(zhǔn)技術(shù)、大數(shù)據(jù)量的信息處理和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、高平面度和高熱穩(wěn)定性的晶圓承載盤技術(shù)。
探針臺可吸附多種規(guī)格芯片，并提供多個(gè)可調(diào)測試針以及探針座，配合測量儀器可完成集成電路的電壓、電流、電阻以及電容電壓特性曲線等參數(shù)檢測。適用于對芯片進(jìn)行科研分析，抽查測試等用途。探針臺是一種輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)，測試人員把需要量測的器件放到探針臺載物臺(chuck)上，在顯微鏡配合下，X-Y移動器件，找到需要探測的位置。接下來測試人員通過旋轉(zhuǎn)探針座上的X-Y-Z的三向旋鈕，控制前部探針(射頻或直流探針)，精 準(zhǔn)扎到被測點(diǎn)，從而使其訊號線與外部測試機(jī)導(dǎo)通，通過測試機(jī)測試人員可以得到所需要的電性能參數(shù)。
主要應(yīng)用于半導(dǎo)體行業(yè)、光電行業(yè)、集成電路以及封裝的測試。探針臺從操作上來區(qū)分有：手動，半自動，全自動從功能上來區(qū)分有：溫控探針臺，真空探針臺(超低溫探針臺)，RF探針臺，LCD平板探針臺，霍爾效應(yīng)探針臺，表面電阻率探針臺。 廣泛應(yīng)用于復(fù)雜、高速器件的精密電氣測量的研發(fā)，旨在確保質(zhì)量及可靠性，并縮減研發(fā)時(shí)間和器件制造工藝的成本。
自動探針臺
自動探針測試臺在功能及組成上大同小異，即主要由x-y向工作臺，可編程承片臺、探卡/探卡支架、打點(diǎn)器、探邊器、操作手柄等組成，并配有與測試儀(TESTER)相連的通訊接口。但如果按其x-y工作臺結(jié)構(gòu)的不同可為兩大類，即：以美國EG公司為代表的平面電機(jī)型x-y工作臺(又叫磁性氣浮工作臺)自動探針測試臺和以日本及歐洲國家生產(chǎn)的采用精密滾珠絲杠副和直線導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)的x-y工作臺型自動探針測試臺。由于x-y工作臺的結(jié)構(gòu)差別很大，所以其使用維護(hù)保養(yǎng)不可一概而論，應(yīng)區(qū)別對待。
平面電機(jī)x-y步進(jìn)工作臺
平面電機(jī)由定子和動子組成，它和傳統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)相比其特殊性就是將定子展開，定子是基礎(chǔ)平臺， 動子和定子間有一層氣墊，動子浮于氣墊上，而可編程承片臺則安裝在動子之上。這種結(jié)構(gòu)的x-y工作臺，由于動子和定子間無相對摩擦故無磨損，使用壽命長。
而定子在加工過程中生產(chǎn)廠家根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求如分辨力等，用機(jī)加工的方法在一平面的鐵制鑄件上加工出若干個(gè)線槽，線槽間的距離即稱為平面電機(jī)的齒距，而定子則按不同的細(xì)分控制方式，按編制好的運(yùn)行程序借助于平面定子和動子之間的氣墊才能實(shí)現(xiàn)步進(jìn)運(yùn)動。
滾珠絲杠副和導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)x-y工作臺
相對于平面電機(jī)工作臺，絲杠導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)的工作臺結(jié)構(gòu)組成較復(fù)雜，工作臺由上層(x向)及下層(y向)兩部分組成。工作臺由兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)分別驅(qū)動x、y向精密滾珠絲杠副帶動工作臺運(yùn)動，導(dǎo)向部分采用精密直線滾動導(dǎo)軌。由于運(yùn)動部分全部采用滾動功能部件，所以具有傳動效率高、摩擦力矩小，使用壽命長等特點(diǎn)。這種結(jié)構(gòu)的工作臺應(yīng)放置在溫度23±3 ℃，濕度≤70%，無有害氣體的環(huán)境中，滾珠絲杠、直線導(dǎo)軌應(yīng)定期加精密儀表油，但不可過多，值得指出的是，這種結(jié)構(gòu)的工作臺在裝配過程中，從直線導(dǎo)軌的直線性，上下層工作臺之間的垂直度以及工作臺的重復(fù)性。
手動探針臺
廣泛應(yīng)用于，科研單位研發(fā)測試、院校教學(xué)操作、企業(yè)實(shí)驗(yàn)室芯片失效分析等領(lǐng)域。一般使用于研發(fā)測試階段 ，批量不是很大的情況，大批量的重復(fù)測試推薦使用探卡。
主要功能：搭配外接測試測半導(dǎo)體參數(shù)測試儀、示波器、網(wǎng)分等測試源表，量測半導(dǎo)體器件IV CV脈沖/動態(tài)IV等參數(shù)。
用途：以往如果需要測試電子元器件或系統(tǒng)的基本電性能(如電流、電壓、阻抗等)或工作狀態(tài)，測試人員一般會采用表筆去點(diǎn)測。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，對于精密微小(納米級)的微電子器件，表筆點(diǎn)到被測位置就顯得無能為力了。于是一種高精度探針座應(yīng)運(yùn)而生,利用高精度微探針將被測原件的內(nèi)部訊號引導(dǎo)出來，便于其電性測試設(shè)備(不屬于本機(jī)器)對此測試、分析。
探針臺執(zhí)行機(jī)構(gòu)由探針座和探針桿兩部分組成.在探針座有X-Y-Z三向調(diào)節(jié)旋鈕，控制固定在針座上的探針桿做三向移動，移動范圍12mm，移動精度可以達(dá)到0.7微米。這樣可以把探針很好的點(diǎn)到待測點(diǎn)上(說明探針是耗材，一般客戶自己準(zhǔn)備)，探針探測到的信號可以通過探針桿上的電纜傳輸?shù)脚c其連接的測試機(jī)上，從而得到電性能的參數(shù)。對于重復(fù)測試同種器件，多個(gè)點(diǎn)位的推薦使用探針臺安裝探卡進(jìn)行測試。
449717568
0