一種清針片及其清針方法
2023-06-05 07:47:06 2
一種清針片及其清針方法
【專利摘要】本發明涉及半導體集成電路測試領域，特別涉及一種清針片及其清針方法。所述清針砂紙的不同區域上設有尺寸相同的至少兩個明暗對比圖案層，所述明暗對比圖案層正中均印有明暗對比圖案，其中一個明暗對比圖案層設置在所述清針砂紙的中心區域；所述明暗對比圖案用作自動針測機的相機的聚焦對象，以便所述自動針測機計算得到所述清針片的厚度值。本發明提出的清針片結構設計，可減少人員操作步驟，提升設備利用率和測試效率；同時通過自動計算清針片的厚度調節晶圓承載臺高度，大大降低了探針卡損壞的風險。
【專利說明】一種清針片及其清針方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體集成電路測試領域，特別涉及一種清針片及其清針方法。
【背景技術】
[0002]晶圓針測(ChipProbing，CP)是半導體晶片製程中非常重要的一環，CP測試的目的在於針對晶片作電性功能上的測試(Test)，使晶片在進入構裝前先行過濾出電性功能不良的晶片，以避免對不良品增加製造成本。大規模晶圓CP測試中，需要頻繁使用清針片對探針卡進行清潔維護，以防止探針卡與晶圓接觸不良。如圖1所示，現有的清針片3是由空白矽片上粘貼同等尺寸的清針砂紙組成，將清針片放置在自動針測機中，並設定清針片厚度值，當需要清針時，自動針測機自動載入清針片3，以設定的清針片厚度值來調整晶圓承載臺4的高度，使清針片3和探針卡針尖2輕微接觸來達到清潔探針卡I的目的。目前，晶圓針測中經常需要頻繁更換探針卡和清針片，不同材質的探針卡所使用清針片的型號不同，而型號不相同的清針片厚度差異很大，這就要求更換清針片時，需要在自動針測機的參數中重新修正清針片的厚度值。當輸入錯誤或未重新修正自動針測機設定的清針片厚度值時，將可能導致晶圓承載臺上升高度過大，使探針卡針尖受到的壓力過大，造成探針卡針尖損壞，如圖2所示。而一片8寸晶圓和一塊有一百根左右的錸鎢針探針卡成本都很高，因此潛在中增加了成本和風險，需要採取措施減少CP中對探針卡及其晶圓的損壞。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是提供一種清針片和清針方法，利用自動針測機自動識別清針片的厚度，從而了降低清針片使用的風險。
[0004]本發明解決上述技術問題的技術方案如下:一種清針片，包括空白矽片和粘貼在所述空白矽片上的清針砂紙，其特徵在於:所述清針砂紙的不同區域上設有尺寸相同的至少兩個明暗對比圖案層，所述明暗對比圖案層正中均印有明暗對比圖案，其中一個明暗對比圖案層設置在所述清針砂紙的中心區域；所述明暗對比圖案用作自動針測機的相機的聚焦對象，以便所述自動針測機計算得到所述清針片的厚度值。
[0005]在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。
[0006]進一步的，所述空白娃片為圓形空白娃片，所述清針砂紙和所述空白娃片的尺寸相同。
[0007]進一步的，所述任一明暗對比圖案層上的明暗對比圖案均為白底黑色圖案或者黑底白色圖案。本發明技術方案要求的明暗對比圖案，只要求相機能識別、聚焦即可，因此可以採用淺顏色、深顏色等顏色，優選的採用白底黑色圖案或者黑底白色圖案，對比度最佳，相機聚焦成像最清晰，測量結果也最準確。
[0008]進一步的，所述明暗對比圖案層的材質均和所述清針砂紙的材質相同。
[0009]進一步的，所述明暗對比圖案層的厚度與所述清針砂紙的厚度差值均小於lOum。
[0010]進一步的,所述任一明暗對比圖案的尺寸範圍為30um*30um?100um*100um。
[0011]進一步的，所述清針砂紙為圓形，所述清針砂紙的圓心處設有第一明暗對比圖案；所述清針砂紙的其他區域至少還設有一個明暗對比圖案組，所述明暗對比圖案組包括至少一個第二明暗對比圖案，所述第二明暗對比圖案設置在所述清針砂紙沿水平方向的直徑或/和沿垂直方向的直徑上；所述第一明暗對比圖案和所述第二明暗對比圖案的尺寸均相同；當所述明暗對比圖案組包括至少兩個第二明暗對比圖案時，所述任意兩個第二明暗對比圖案距離所述清針砂紙圓心處的距離相等。
[0012]進一步的，所述清針砂紙為圓形，所述清針砂紙的圓心處設有第一明暗對比圖案；所述清針砂紙上還設有一組第二明暗對比圖案，所述第二明暗對比圖案為四個，分別設置在清針砂紙沿水平方向的直徑和沿垂直方向的直徑上，且四個第二明暗對比圖案距離所述清針砂紙圓心的距離相等；所述第一明暗對比圖案和所述第二明暗對比圖案的尺寸均相同。
[0013]一種清針方法，所述清針方法利用所述的清針片，包括以下步驟:
[0014]步驟1，在自動針測機中放置清針片；
[0015]步驟2，利用自動針測機的相機與所述清針砂紙上的所述明暗對比圖案分別進行對焦，通過焦距計算出焦點和相機的距離，從而得到清針片的厚度值，並自動在所述自動針測機中設定所述厚度值；
[0016]步驟3，清針時，自動針測機自載入清針片，並根據所述步驟2設定的清針片的厚度值調整晶圓承載臺的高度，使清針片和探針卡針尖輕微接觸，完成對所述探針卡的清洗。
[0017]進一步的，所述步驟2具體為:
[0018]步驟201，將清針片的中心區域移動到自動針測機相機的正下方；
[0019]步驟202，在低倍鏡頭下，所述相機自動在中心區域內搜索所述第一明暗對比圖案；
[0020]步驟203，所述自動針測機自動切換為高倍鏡頭，在高倍鏡頭下，所述相機自動對所述第一明暗對比圖案進行聚焦，當所述第一明暗對比圖案清晰度最高時，通過此時的焦距計算出所述第一明暗對比圖案與所述相機的垂直距離；
[0021]步驟204，通過移動晶圓承載臺，依次將清針片上的明暗對比圖案組的所述第二明暗對比圖案移動到所述自動針測機相機的正下方，重複步驟202和203，計算出各個第二明暗對比圖案與所述相機的垂直距離，並結合所述第一明暗對比圖案和所述相機的垂直距離，計算出清針片與所述相機的垂直距離的平均值S2 ；
[0022]步驟205，計算清針片的厚度值H，所述厚度值H的計算公式為:H = S1-S2,所述S1為晶圓承載臺與所述相機的垂直距離。
[0023]本發明的有益效果是:本發明提出的清針片結構設計，可減少人員操作步驟，提升設備利用率和測試效率；同時通過自動計算清針片的厚度調節晶圓承載臺高度，大大降低了探針卡損壞的風險。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1為本發明現有的清針效果不意圖；
[0025]圖2為清針片厚度設定錯誤時清針效果示意圖；
[0026]圖3為本發明實施例1的清針片結構示意圖；
[0027]圖4為本發明清針片上明暗對比圖案的示意圖；
[0028]圖5為本發明實施例2的清針片結構示意圖；
[0029]圖6為本發明實施例3的清針片結構示意圖。
[0030]附圖中,各標號所代表的部件列表如下:
[0031 ] 1、探針卡，2、探針卡尖，3、清針片，4、晶圓承載臺，5、清針砂紙，6、第一明暗對比圖案，7、第二明暗對比圖案，7.1?7.8、第二明暗對比圖案。
【具體實施方式】
[0032]以下結合附圖對本發明的原理和特徵進行描述，所舉實例只用於解釋本發明，並非用於限定本發明的範圍。
[0033]圖3為實施例1的清針片結構示意圖，所述清針片包括圓形的空白矽片和粘貼在圓形空白矽片上的清針砂紙5，所述清針砂紙5和所述空白矽片的尺寸相同。本實施例的清針砂紙5的圓心位置設有第一明暗對比圖案6，除第一明暗對比圖案6外，本實施例的清針砂紙5上還包括一個第二明暗對比圖案7，第一明暗對比圖案6和第二明暗對比圖案7的尺寸相同，且都採用黑底白色圖案的設計，白色圖案為十字圖案，在其他實施例中，所述明暗對比圖案還可以採用白底黑色圖案，如圖4所示。優選的，本實施例中，所述明暗對比圖案所在的明暗對比圖案層均和所述清針砂紙的材質相同；所述明暗對比圖案層的厚度與所述清針砂紙的厚度差值均小於1um ;所述任一明暗對比圖案的尺寸範圍為30um*30um?10um*10um之間的任意值。
[0034]利用本實施例的清針片進行清針包括以下步驟:
[0035]步驟301，在自動針測機中放置清針片，將清針片的中心區域移動到自動針測機相機的正下方；
[0036]步驟302，在低倍鏡頭下，所述相機自動在中心區域內搜索所述明暗對比圖案6 ;
[0037]步驟303，所述自動針測機自動切換為高倍鏡頭，在高倍鏡頭下，所述相機自動對第一明暗對比圖案6進行聚焦，當所述第一明暗對比圖案6清晰度最高時，通過此時的焦距計算出所述第一明暗對比圖案6與所述相機的垂直距離Sai ；
[0038]步驟304，通過移動晶圓承載臺，將清針片上的所述第二明暗對比圖案7移動到所述自動針測機相機的正下方，重複步驟302和303，計算出第二明暗對比圖案7與所述相機的垂直距離Sa2，從而得到清針片與所述相機的垂直距離的平均值S2 = (SA1+SA2)/2 ；
[0039]步驟305，計算清針片的厚度值H，並自動在所述自動針測機中設定所述厚度值；所述厚度值H的計算公式為:H = S1-S2，所述S1為晶圓承載臺與所述相機的垂直距離；
[0040]步驟306，清針時，自動針測機自載入清針片，並根據所述步驟305設定的清針片的厚度值H調整晶圓承載臺的高度，使清針片和探針卡針尖輕微接觸，完成對所述探針卡的清洗。
[0041]圖5為本實施例2的清針片結構示意圖，所述清針片包括圓形的空白矽片和粘貼在圓形空白矽片上的清針砂紙5，所述清針砂紙5和所述空白矽片的尺寸相同。本實施例的清針砂紙5的圓心位置設有第一明暗對比圖案6，除第一明暗對比圖案6外，本實施例的清針砂紙5上還包括一個明暗對比圖案組，所述明暗對比圖案組包括第二明暗對比圖案7.1、第二明暗對比圖案7.2、第二明暗對比圖案7.3、第二明暗對比圖案7.4四個第二明暗對比圖案，所述四個第二明暗對比圖案分別設置在清針砂紙5沿水平方向的直徑和沿垂直方向的直徑上，且四個第二明暗對比圖案離所述清針砂紙5圓心的距離均為L ;所述第一明暗對比圖案6和所述第二明暗對比圖案的尺寸均相同。
[0042]利用本實施例的清針片進行清針包括以下步驟:
[0043]步驟401，在自動針測機中放置清針片，將清針片的中心區域移動到自動針測機相機的正下方；
[0044]步驟402，在低倍鏡頭下，所述相機自動在中心區域內搜索所述明暗對比圖案6 ;
[0045]步驟403，所述自動針測機自動切換為高倍鏡頭，在高倍鏡頭下，所述相機自動對第一明暗對比圖案6進行聚焦，當所述第一明暗對比圖案6清晰度最高時，通過此時的焦距計算出所述第一明暗對比圖案6與所述相機的垂直距離Sai ；
[0046]步驟404，通過移動晶圓承載臺，依次將清針片上的所述第二明暗對比圖案7.1?7.4移動到所述自動針測機相機的正下方，重複步驟402和403，計算出第二明暗對比圖案7.1?7.4與所述相機的垂直距離SA2、SA3、SA4、SA5，從而得到清針片與所述相機的垂直距離的平均值 S2 = (SA1+SA2+SA3+SA4+SA5)/5 ；
[0047]步驟405，計算清針片的厚度值H，並自動在所述自動針測機中設定所述厚度值；所述厚度值H的計算公式為:H = S1-S2，所述S1為晶圓承載臺與所述相機的垂直距離；
[0048]步驟406，清針時，自動針測機自載入清針片，並根據所述步驟405設定的清針片的厚度值H調整晶圓承載臺的高度，使清針片和探針卡針尖輕微接觸，完成對所述探針卡的清洗。
[0049]採用本實施例的清針片設計，既可以兼顧晶圓承載臺高度計算結果的準確性，又可以兼顧測試效率，探針卡清洗效果較好。
[0050]圖6為本發明實施例3的清針片結構示意圖，所述清針片包括圓形的空白矽片和粘貼在圓形空白矽片上的清針砂紙5，所述清針砂紙5和所述空白矽片的尺寸相同。本實施例的清針砂紙5的圓心位置設有第一明暗對比圖案6。除第一明暗對比圖案6外，本實施例的清針砂紙5上還包括兩個明暗對比圖案組，所述一組明暗對比圖案組包括第二明暗對比圖案7.1、第二明暗對比圖案7.2、第二明暗對比圖案7.3、第二明暗對比圖案7.4 ;另一組明暗對比圖案組包括第二明暗對比圖案7.5、第二明暗對比圖案7.6、第二明暗對比圖案7.7、第二明暗對比圖案7.8 ;所述八個第二明暗對比圖案分別設置在清針砂紙5沿水平方向的直徑和沿垂直方向的直徑上，且第一組四個第二明暗對比圖案7.1?7.4離所述清針砂紙5圓心的距離均為L1，另一組四個第二明暗對比圖案7.5?7.8離所述清針砂紙5圓心的距離均為L2 ;所述第一明暗對比圖案6和所述第二明暗對比圖案7.1?7.8的尺寸均相同。
[0051]利用本實施例的清針片進行清針包括以下步驟:
[0052]步驟501，在自動針測機中放置清針片，將清針片的中心區域移動到自動針測機相機的正下方；
[0053]步驟502，在低倍鏡頭下，所述相機自動在中心區域內搜索所述明暗對比圖案6 ;
[0054]步驟503，所述自動針測機自動切換為高倍鏡頭，在高倍鏡頭下，所述相機自動對第一明暗對比圖案6進行聚焦，當所述第一明暗對比圖案6清晰度最高時，通過此時的焦距計算出所述第一明暗對比圖案6與所述相機的垂直距離Sai ；
[0055]步驟504，通過移動晶圓承載臺，依次將清針片上的所述第二明暗對比圖案7.1?7.4移動到所述自動針測機相機的正下方，重複步驟502和503，計算出第二明暗對比圖案7.1?7.4與所述相機的垂直距離SA2、SA3、SA4、SA5，清針片與所述相機的垂直距離為S2，= (SA1+SA2+SA3+SA4+SA5)/5 ;繼續依次將清針片上的所述第二明暗對比圖案7.5?
7.8移動到所述自動針測機相機的正下方，重複步驟502和503，計算出第二明暗對比圖案7.5?7.8與所述相機的垂直距離SA6、SA7、SA8、SA9,清針片與所述相機的垂直距離為S2」 = (SA1+SA6+SA7+SA8+SA9)/5 ;從而得到清針片與所述相機的垂直距離的平均值S2 =(S2，+S2")/2 ；
[0056]步驟505，計算清針片的厚度值H，並自動在所述自動針測機中設定所述厚度值；所述厚度值H的計算公式為:H = S1-S2，所述S1為晶圓承載臺與所述相機的垂直距離；
[0057]步驟506，清針時，自動針測機自載入清針片，並根據所述步驟505設定的清針片的厚度值H調整晶圓承載臺的高度，使清針片和探針卡針尖輕微接觸，完成對所述探針卡的清洗。
[0058]本發明提出的清針片結構設計，可減少人員操作步驟，提升設備利用率和測試效率；同時通過自動計算清針片的厚度調節晶圓承載臺高度，大大降低了探針卡損壞的風險。
[0059]以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種清針片，包括空白矽片和粘貼在所述空白矽片上的清針砂紙(5)，其特徵在於:所述清針砂紙(5)的不同區域上設有尺寸相同的至少兩個明暗對比圖案層，所述明暗對比圖案層正中均印有明暗對比圖案，其中一個明暗對比圖案層設置在所述清針砂紙的中心區域；所述明暗對比圖案用作自動針測機的相機的聚焦對象，以便所述自動針測機計算得到所述清針片的厚度值。
2.根據權利要求1所述的清針片，其特徵在於:所述空白矽片為圓形空白矽片，所述清針砂紙(5)和所述空白矽片的尺寸相同。
3.根據權利要求1所述的清針片，其特徵在於:所述任一明暗對比圖案層上的明暗對比圖案均為白底黑色圖案或者黑底白色圖案。
4.根據權利要求1所述的清針片，其特徵在於:所述明暗對比圖案層的材質均和所述清針砂紙的材質相同。
5.根據權利要求1所述的清針片，其特徵在於:所述明暗對比圖案層的厚度與所述清針砂紙的厚度差值均小於lOum。
6.根據權利要求1所述的清針片，其特徵在於:所述任一明暗對比圖案的尺寸範圍為30um*30um ?100um*100um。
7.根據權利要求1?6任一所述的清針片，其特徵在於:所述清針砂紙(5)的圓心處設有第一明暗對比圖案(6);所述清針砂紙(5)的其他區域至少還設有一個明暗對比圖案組，所述明暗對比圖案組包括至少一個第二明暗對比圖案(7)，所述第二明暗對比圖案(7)設置在所述清針砂紙沿水平方向的直徑或/和沿垂直方向的直徑上；所述第一明暗對比圖案(6)和所述第二明暗對比圖案(7)的尺寸均相同；當所述明暗對比圖案組包括至少兩個第二明暗對比圖案(7)時，所述任意兩個第二明暗對比圖案(7)距離所述清針砂紙(5)圓心處的距離相等。
8.根據權利要求7所述的清針片，其特徵在於:所述清針砂紙的圓心處設有第一明暗對比圖案￠);所述清針砂紙(5)上還設有一組第二明暗對比圖案，所述第二明暗對比圖案為四個，分別設置在清針砂紙沿水平方向的直徑和沿垂直方向的直徑上，且四個第二明暗對比圖案距離所述清針砂紙(5)圓心的距離相等；所述第一明暗對比圖案(6)和所述第二明暗對比圖案的尺寸均相同。
9.一種清針方法，所述清針方法利用權利要求1?8任一所述的清針片，包括以下步驟: 步驟1，在自動針測機中放置清針片； 步驟2，利用自動針測機的相機與所述清針砂紙上的所述明暗對比圖案分別進行對焦，通過焦距計算出焦點和相機的距離，從而得到清針片的厚度值，並自動在所述自動針測機中設定所述厚度值； 步驟3，清針時，自動針測機載入清針片，並根據所述步驟2設定的清針片的厚度值調整晶圓承載臺的高度，使清針片和探針卡針尖輕微接觸，完成對所述探針卡的清洗。
10.根據權利要求9所述的清針方法，其特徵在於:所述步驟2具體為: 步驟201，將清針片的中心區域移動到自動針測機相機的正下方； 步驟202，在低倍鏡頭下，所述相機自動在中心區域內搜索所述第一明暗對比圖案； 步驟203，所述自動針測機自動切換為高倍鏡頭,在高倍鏡頭下,所述相機自動對所述第一明暗對比圖案進行聚焦，當所述第一明暗對比圖案清晰度最高時，通過此時的焦距計算出所述第一明暗對比圖案與所述相機的垂直距離； 步驟204，通過移動晶圓承載臺，依次將清針片上的明暗對比圖案組的所述第二明暗對比圖案移動到所述自動針測機相機的正下方，重複步驟202和203，計算出各個第二明暗對比圖案與所述相機的垂直距離，並結合所述第一明暗對比圖案和所述相機的垂直距離，計算出清針片與所述相機的垂直距離的平均值S2 ； 步驟205，計算清針片的厚度值H，所述厚度值H的計算公式為:H = S1-S2，所述S1為晶圓承載臺與所述相機的垂直距離。
【文檔編號】H01L21/67GK104332433SQ201410592040
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月29日 優先權日:2014年10月29日
【發明者】黃煒 申請人:武漢新芯集成電路製造有限公司