CN220272429U - 半导体测试设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种半导体测试设备，包括机架、探针装置、拍摄装置、载片装置及移动装置。载片装置包括载片台及背光件，背光件安装于载片台的上表面。半导体测试设备具有检查状态及测试状态，检查状态下，背光件位于通孔的正下方，背光件用于在拍摄件拍摄探针的针尖时为针尖提供背光；测试状态下，载片台上放置有半导体晶圆，至少部分半导体晶圆位于通孔的正下方。检查状态下，拍摄件拍摄探针的针尖时，背光件能够为针尖提供背光，使得拍摄图像中除了针尖所在位置由于遮挡背光而呈深色以外，其他位置均呈浅色，有利于减小外部环境对拍摄图像的影响，提高图像对比度，更易辨别针尖的位置及状态，提高检查结果的准确度。

Description

半导体测试设备

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种半导体测试设备。

背景技术

半导体晶圆制作完成后、进行封装前，为保证半导体晶圆的良率，避免封装材料的浪费，需对半导体晶圆进行测试，可采用具有探针组的结构进行多针测试，使探针组的多个探针接触待测的半导体晶圆的多个压焊点或凸块电极，构成测量回路，通过探针向待测的半导体晶圆馈入测试信号及回馈半导体晶圆信号，配合测量仪器、软件控制，筛选出电性不良的半导体晶圆，实现自动化检测。实际测试中，需保证探针组的多个探针的针尖与多个压焊点或凸块电极的位置一一对应准确且接触良好，才能够获得准确、稳定的测试结果。

相关技术中，可通过拍摄探针组的图像并与标准图像进行对比，判断探针组中的针尖位置是否准确、针尖状态是否良好等，实现探针组的自动化检查，但是，拍摄到的图像易受到拍摄环境的影响，导致图像的对比度较低，不易辨别针尖的位置及状态，检查结果的准确度较低。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种半导体测试设备，载片台上设置有背光件，检查状态下，拍摄件拍摄探针的针尖时，背光件能够为针尖提供背光，有利于减小外部环境对拍摄图像的影响，提高图像对比度，更易辨别针尖的位置及状态，提高检查结果的准确度。

本实用新型实施例提供的半导体测试设备，包括：机架，包括机台及支架，所述支架安装于所述机台的上方；探针装置，包括安装板及多个探针，所述安装板连接于所述支架，所述安装板具有通孔，多个所述探针均连接于所述安装板且穿过所述通孔，所述探针的针尖朝向所述机台；拍摄装置，安装于所述支架且位于所述探针装置的上方，所述拍摄装置包括拍摄件及补光件，所述补光件安装于所述拍摄件的下端，所述拍摄件朝向所述通孔；载片装置，安装于所述机台，所述载片装置包括载片台及背光件，所述背光件安装于所述载片台的上表面，所述载片台未安装所述背光件的区域用于放置半导体晶圆；移动装置，所述载片装置通过所述移动装置安装于所述机台，和/或，所述拍摄装置及所述探针装置通过所述移动装置安装于所述支架，所述移动装置用于使所述载片装置与所述拍摄装置及所述探针装置的组合体相对移动；其中，所述半导体测试设备具有检查状态及测试状态，所述检查状态下，所述背光件位于所述通孔的正下方，所述背光件用于在所述拍摄件拍摄所述探针的针尖时为所述针尖提供背光；所述测试状态下，所述载片台上放置有所述半导体晶圆，至少部分所述半导体晶圆位于所述通孔的正下方。

本实用新型实施例提供的半导体测试设备，至少具有如下有益效果：本实用新型实施例提供的半导体测试设备的载片台上设置有背光件，检查状态下，拍摄件拍摄探针的针尖时，背光件能够为针尖提供背光，使得拍摄图像中除了针尖所在位置由于遮挡背光而呈深色以外，其他位置均呈浅色，有利于减小外部环境对拍摄图像的影响，提高图像对比度，更易辨别针尖的位置及状态，提高检查结果的准确度。

在本实用新型的一些实施例中，所述背光件为反光镜，所述背光件能够反射所述补光件所发出的光线。

在本实用新型的一些实施例中，所述背光件位于所述载片台的边缘。

在本实用新型的一些实施例中，所述移动装置包括第一移动件及第二移动件，所述第一移动件连接于所述机台且能够相对所述机台沿第一方向移动，所述第二移动件连接于所述第一移动件且能够相对所述第一移动件沿第二方向移动，所述载片台连接于所述第二移动件，所述第一方向、所述第二方向及竖直方向两两垂直。

在本实用新型的一些实施例中，所述载片台转动连接于所述第二移动件。

在本实用新型的一些实施例中，所述移动装置还包括第三移动件，所述第三移动件连接于所述支架且能够相对所述支架沿竖直方向移动，所述安装板连接于所述第三移动件。

在本实用新型的一些实施例中，所述拍摄装置还包括对焦移动件，所述对焦移动件连接于所述支架且能够相对所述支架沿竖直方向移动，所述拍摄件连接于所述对焦移动件。

在本实用新型的一些实施例中，所述探针还包括连接部及测试部，所述连接部、所述测试部与所述针尖依次连接，所述连接部连接于所述安装板远离所述载片台的一侧，所述测试部穿设于所述通孔，所述测试部相对所述连接部向靠近所述载片台的方向弯折，所述测试部与所述连接部之间的夹角为钝角。

在本实用新型的一些实施例中，所述检查状态下，多个所述探针的所述测试部及所述针尖在竖直方向上的投影完全落在所述背光件上。

在本实用新型的一些实施例中，所述补光件呈环形，所述补光件环绕于所述拍摄件的下端。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：

图1为本实用新型的一些实施例提供的半导体测试设备在检查状态下的示意图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为图1所示的半导体测试设备在测试状态下的示意图；

图4为图1所示的半导体测试设备在测试状态下的另一角度的示意图；

图5为图1所示的半导体测试设备在检查状态下所拍摄的图像的示意图。

附图标记：

机架100，机台110，支架120，探针装置200，安装板210，通孔211，探针220，针尖221，连接部222，测试部223，拍摄装置300，拍摄件310，补光件320，对焦移动件330，载片装置400，载片台410，背光件420，移动装置500，第一移动件510，第二移动件520，第三移动件530，第一导轨540，第二导轨550，第三导轨560，半导体晶圆600。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”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一定指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。

半导体晶圆600制作完成后、进行封装前，为保证半导体晶圆600的良率，避免封装材料的浪费，需对半导体晶圆600进行测试，可采用具有探针组的结构进行多针测试，使探针组的多个探针220接触待测的半导体晶圆600的多个压焊点或凸块电极，构成测量回路，通过探针向待测的半导体晶圆600馈入测试信号及回馈半导体晶圆信号，配合测量仪器、软件控制，筛选出电性不良的半导体晶圆600，实现自动化检测。实际测试中，需保证探针组的多个探针220的针尖221与多个压焊点或凸块电极的位置一一对应准确且接触良好，才能够获得准确、稳定的测试结果。

相关技术中，可通过拍摄探针组的图像并与标准图像进行对比，判断探针组中的针尖221位置是否准确、针尖221状态是否良好等，实现探针组的自动化检查，但是，拍摄到的图像易受到拍摄环境的影响，导致图像的对比度较低，不易辨别针尖221的位置及状态，检查结果的准确度较低。

基于此，参照图1至图4，本实用新型实施例提供的半导体测试设备，包括机架100、探针装置200、拍摄装置300、载片装置400及移动装置500。

机架100包括机台110及支架120，支架120安装于机台110的上方；探针装置200包括安装板210及多个探针220，安装板210连接于支架120，安装板210具有通孔211，多个探针220均连接于安装板210且穿过通孔211，探针220的针尖221朝向机台110；拍摄装置300安装于支架120且位于探针装置200的上方，拍摄装置300包括拍摄件310及补光件320，补光件320安装于拍摄件310的下端，拍摄件310朝向通孔211；载片装置400安装于机台110，载片装置400包括载片台410及背光件420，背光件420安装于载片台410的上表面，载片台410未安装背光件420的区域用于放置半导体晶圆600；载片装置400通过移动装置500安装于机台110，且拍摄装置300及探针装置200通过移动装置500安装于支架120，移动装置500用于使载片装置400与拍摄装置300及探针装置200的组合体相对移动。

其中，半导体测试设备具有检查状态及测试状态，参照图1及图2，检查状态下，背光件420位于通孔211的正下方，背光件420用于在拍摄件310拍摄探针220的针尖221时为针尖221提供背光；参照图3及图4，测试状态下，载片台410上放置有半导体晶圆600，至少部分半导体晶圆600位于通孔211的正下方。

本实用新型实施例提供的半导体测试设备的载片台410上设置有背光件420，检查状态下，拍摄件310拍摄探针220的针尖221时，背光件420能够为针尖221提供背光，参照图5，拍摄图像中除了针尖221所在位置由于遮挡背光而呈深色以外，其他位置均呈浅色，有利于减小外部环境对拍摄图像的影响，提高图像对比度，更易辨别针尖221的位置及状态，具体而言，针尖221的状态可通过观察针尖221是否有弯折、是否附着有污渍、是否有磨损等方面来判断，提高检查结果的准确度。

可以理解的是，实际生产中，可对拍摄件310所拍摄的图像进行一定的处理后再分析，示例性地，可对拍摄件310所拍摄的图像进行二值化处理，进一步提高图像的对比度，以更为准确地判断针尖221的位置及状态。

背光件420可选用背光灯或反光镜，能够为针尖221提供背光即可。优选地，背光件420选用反光镜背光件420能够反射补光件320所发出的光线，反光镜无需供电，因此无需走线，便于半导体测试设备的结构布局；并且，反光镜能够利用补光件320所发出的光线，使得补光件320所发出的光线既能够用于针尖221正面的补光，也能够用于针尖221背侧的补光，在提升拍摄效果的同时并未增加能耗，有利于降低半导体测试设备的使用成本。

进一步地，参照图1，背光件420位于载片台410的边缘，能够对载片台410的中心区域进行避让，减少对载片台410用于放置半导体晶圆600的区域的占用，使得载片台410仍有较大的区域可用于放置半导体晶圆600，保证半导体测试设备的适用性。

进一步地，参照图1、图3及图4，移动装置500包括第一移动件510及第二移动件520，第一移动件510连接于机台110且能够相对机台110沿第一方向移动，具体而言，可在机台110上方安装沿第一方向延伸的第一导轨540，使第一移动件510与第一导轨540滑动连接；第二移动件520连接于第一移动件510且能够相对第一移动件510沿第二方向移动，具体而言，可在第一移动件510上方安装沿第二方向延伸的第二导轨550，使第二移动件520与第二导轨550滑动连接；载片台410连接于第二移动件520，第一方向、第二方向及竖直方向(即图1、图3及图4所示的上下方向)两两垂直。第一移动件510、第二移动件520的设置能够使得载片台410具有在第一方向与第二方向所在的平面内移动，检查状态与测试状态切换时，可通过第一移动件510、第二移动件520的动作带动载片台410移动，以切换位于针尖221下方的部件；测试状态下，可通过第一移动件510、第二移动件520的移动带动载片台410移动，以调整半导体晶圆600上不同位置的压焊点位于针尖221的下方，从而对半导体晶圆600上不同位置的压焊点进行测试。

进一步地，载片台410转动连接于第二移动件520，载片台410除了能够在第一方向、第二方向所在的平面内移动之外，还能够在第一方向、第二方向所在的平面内转动，从而能够使测试状态下调整半导体晶圆600上不同位置的压焊点位于针尖221的下方时的灵活性更高，有利于降低测试过程中的操作难度。

进一步地，参照图1及图3，移动装置500还包括第三移动件530，第三移动件530连接于支架120且能够相对支架120沿竖直方向移动，具体而言，可在支架120上安装沿第三方向延伸的第三导轨560，第三移动件530滑动连接于第三导轨560，安装板210连接于第三移动件530。第三移动件530的设置能够使得探针装置200具有在第三方向上移动，测试状态下，可通过第三移动件530的移动带动探针装置200移动，以使探针220的针尖221解除半导体晶圆600上的压焊点，从而对半导体晶圆600上的压焊点进行测试。

进一步地，参照图1、图3及图4，拍摄装置300还包括对焦移动件330，对焦移动件330连接于支架120且能够相对支架120沿竖直方向移动，拍摄件310连接于对焦移动件330。对焦移动件330能够带动拍摄件310沿竖直方向上下移动，以对针尖221进行对焦，当针尖221在竖直方向上的位置发生变化时，拍摄装置300能够通过对焦移动件330带动拍摄件310移动以保证对焦精确，进而保证成像效果，提升检查结果的准确性。

进一步地，参照图2，探针220还包括连接部222及测试部223，连接部222、测试部223与针尖221依次连接，连接部222连接于安装板210远离载片台410的一侧，从而可以将探针220所连接的电路布设于安装板210远离载片台410的一侧，以避免测试过程中安装板210上所布设的电路的焊点等导电结构接触到载片台410上所放置的半导体晶圆600造成短路，进而降低半导体晶圆600因测试而发生损坏的可能性；测试部223穿设于通孔211，测试部223相对连接部222向靠近载片台410的方向弯折，针尖221向载片台410的方向伸出，便于接触半导体晶圆600的压焊点；测试部223与连接部222之间的夹角为钝角，使得针尖221能够在拍摄件310的视场中露出，以便于拍摄件310对针尖221进行拍摄。

进一步地，参照图2，检查状态下，多个探针220的测试部223及针尖221在竖直方向上的投影完全落在背光件420上，背光件420所提供的背光能够覆盖的范围较大，从而拍摄件310能够更为完整地拍摄多个探针220的测试部223及针尖221，更好地获取针尖221的位置及状态信息。

进一步地，补光件320呈环形，补光件320环绕于拍摄件310的下端，能够为拍摄件310所拍摄的图像提供更为全面的补光，提升拍摄件310所拍摄的图像的质量。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.半导体测试设备，其特征在于，包括：

机架，包括机台及支架，所述支架安装于所述机台的上方；

探针装置，包括安装板及多个探针，所述安装板连接于所述支架，所述安装板具有通孔，多个所述探针均连接于所述安装板且穿过所述通孔，所述探针的针尖朝向所述机台；

拍摄装置，安装于所述支架且位于所述探针装置的上方，所述拍摄装置包括拍摄件及补光件，所述补光件安装于所述拍摄件的下端，所述拍摄件朝向所述通孔；

载片装置，安装于所述机台，所述载片装置包括载片台及背光件，所述背光件安装于所述载片台的上表面，所述载片台未安装所述背光件的区域用于放置半导体晶圆；

移动装置，所述载片装置通过所述移动装置安装于所述机台，和/或，所述拍摄装置及所述探针装置通过所述移动装置安装于所述支架，所述移动装置用于使所述载片装置与所述拍摄装置及所述探针装置的组合体相对移动；

其中，所述半导体测试设备具有检查状态及测试状态，所述检查状态下，所述背光件位于所述通孔的正下方，所述背光件用于在所述拍摄件拍摄所述探针的针尖时为所述针尖提供背光；所述测试状态下，所述载片台上放置有所述半导体晶圆，至少部分所述半导体晶圆位于所述通孔的正下方。

2.根据权利要求1所述的半导体测试设备，其特征在于，所述背光件为反光镜，所述背光件能够反射所述补光件所发出的光线。

3.根据权利要求1所述的半导体测试设备，其特征在于，所述背光件位于所述载片台的边缘。

4.根据权利要求1所述的半导体测试设备，其特征在于，所述移动装置包括第一移动件及第二移动件，所述第一移动件连接于所述机台且能够相对所述机台沿第一方向移动，所述第二移动件连接于所述第一移动件且能够相对所述第一移动件沿第二方向移动，所述载片台连接于所述第二移动件，所述第一方向、所述第二方向及竖直方向两两垂直。

5.根据权利要求4所述的半导体测试设备，其特征在于，所述载片台转动连接于所述第二移动件。

6.根据权利要求1或4或5所述的半导体测试设备，其特征在于，所述移动装置还包括第三移动件，所述第三移动件连接于所述支架且能够相对所述支架沿竖直方向移动，所述安装板连接于所述第三移动件。

7.根据权利要求1所述的半导体测试设备，其特征在于，所述拍摄装置还包括对焦移动件，所述对焦移动件连接于所述支架且能够相对所述支架沿竖直方向移动，所述拍摄件连接于所述对焦移动件。

8.根据权利要求1所述的半导体测试设备，其特征在于，所述探针还包括连接部及测试部，所述连接部、所述测试部与所述针尖依次连接，所述连接部连接于所述安装板远离所述载片台的一侧，所述测试部穿设于所述通孔，所述测试部相对所述连接部向靠近所述载片台的方向弯折，所述测试部与所述连接部之间的夹角为钝角。

9.根据权利要求8所述的半导体测试设备，其特征在于，所述检查状态下，多个所述探针的所述测试部及所述针尖在竖直方向上的投影完全落在所述背光件上。

10.根据权利要求1所述的半导体测试设备，其特征在于，所述补光件呈环形，所述补光件环绕于所述拍摄件的下端。