一种用于晶圆测试的探针清洁系统的制作方法

1.本技术属于晶圆检测设备技术领域，特别是涉及一种用于晶圆测试的探针清洁系统。


背景技术：

2.晶圆测试是对晶片上的每个晶粒进行针测，在检测头装上探针与晶粒上的接点接触，测试晶圆的电气特性，不合格的晶粒会被标上记号，而后当晶片依晶粒为单位切割成独立的晶粒时，标有记号的不合格晶粒会被淘汰，不再进行下一个制程。在测试时，晶圆被固定在真空吸力的卡盘上，并与很薄的探针电测器对准，同时探针与晶圆的每一个焊接垫相接触。
3.针对晶圆测试过程中探针产生颗粒的问题，主要原因是测试晶圆时探针动作产生的颗粒，来源是测试结构表面上的金属层、探针接触以及探针磨损出现的颗粒，从而易导致对晶圆的测试不稳定、烧针、针痕不规则等现象，正常针痕的形状近似圆形，异常的针痕不规则，且会导致晶粒上的接点烧毁。
4.探针台上配置有磨针砂纸和毛刷，磨针砂纸只能打磨探针最外层的针尖部分，毛刷可以刷针，但是探针上的固化颗粒跟毛刷接触动作时会有挂钩现象，导致针尖弯曲，同时，针臂上的颗粒仍然无法有效清除，存在隐患，通常很少开启自动毛刷的功能。
5.目前，在进行晶圆测试前，通常还是采用自动磨针砂纸功能和人工维护来减少颗粒缺陷，首先检查探针状态并手动取下探针进行清洗，然后用毛刷清除颗粒，如此，不仅很考验工程师对清针动作的细致操作，而且取探针动作比较繁琐，需要花费大量时间去切换机台状态来完成清针流程，随着探针日常损耗越来越大，探针的直径也会变粗，导致探针上粘附的颗粒越发明显，颗粒容易造成测试结构短路，引起晶圆测试异常。另外，由于探针位于卡盘上方，一些较大的残留颗粒掉到卡盘上，会导致薄片被顶裂。
6.因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。


技术实现要素：

7.鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种用于晶圆测试的探针清洁系统，用于解决现有技术中探针上的粘附颗粒无法有效清除，导致晶圆测试异常、烧针、针痕不规则的问题以及现有技术中采用人工清理探针上的粘附颗粒，费工费时的问题。
8.为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种用于晶圆测试的探针清洁系统，其特征在于，所述探针清洁系统包括：
9.浸泡单元，所述浸泡单元包括槽体和控制器，所述槽体呈开口状，所述槽体内容纳有用于浸泡软化所述探针上粘附颗粒的浸泡液；所述控制器安装于所述槽体上，所述控制器与所述探针通讯连接，用于计量所述探针在浸泡液中的浸泡时间；
10.刷洗单元，所述刷洗单元用于对所述探针进行刷洗处理；
11.磨针单元，所述磨针单元用于对所述探针的针尖进行打磨处理；
12.底座，所述底座用于承载所述浸泡单元、刷洗单元和磨针单元；
13.驱动装置，所述驱动装置设置于所述底座的下方，所述驱动装置驱动所述底座相对于所述探针移动。
14.优选地，所述浸泡单元还包括门盖，所述门盖安装于所述槽体的开口处，所述门盖的一侧连接有开合组件，所述开合组件驱动所述门盖的开合。
15.优选地，所述开合组件包括皮带、螺杆和驱动电机，所述皮带套设于所述螺杆与所述门盖上，所述驱动电机驱动所述螺杆转动拉动所述皮带，从而带动所述门盖的开合。
16.优选地，所述槽体的底部设置有排污口，所述排污口处连接有排污管道。
17.优选地，所述刷洗单元包括毛刷和装载所述毛刷的夹具，所述夹具用于夹紧所述毛刷。
18.优选地，所述磨针单元包括磨针垫和磨针砂纸，所述磨针砂纸可拆卸的安装于所述磨针垫上。
19.优选地，所述浸泡液为异丙醇溶液。
20.优选地，所述探针为悬臂式探针或者垂直式探针。
21.优选地，所述探针浸入所述浸泡液中的深度小于所述探针的高度。
22.优选地，所述探针清洁系统还包括控制单元，所述控制单元与所述驱动装置、所述开合组件均通讯连接。
23.如上所述，本技术的用于晶圆测试的探针清洁系统，具有以下有益效果：
24.本技术中的探针清洁系统包括浸泡单元、刷洗单元、磨针单元底座和驱动装置，驱动装置驱动底座相对于探针移动，从而依次驱动浸泡单元、刷洗单元、磨针单元与探针接触并对探针进行清洁，由于异丙醇浸泡液具有活性大、清洁效果好、易挥发且可以溶解多种有机物和无机物的特性，将粘附颗粒的探针进入浸泡液中后，探针上的颗粒被软化甚至脱落，从而降低探针的磨损，提高探针寿命；然后再经过刷洗单元进行刷洗，以最大化去除大颗粒部分，剩下探针针尖表面的颗粒通过磨针砂纸去除；整个清洁过程通过控制单元的控制而自动化完成，不仅大大减少了人工成本，减少人力操作并提高探针寿命，而且大大减少了人工换探针所损耗的机台产能，依靠自动化的探针清洁系统解决了探针粘附颗粒的问题，进一步保证了晶圆测试的稳定性。
附图说明
25.图1显示为本技术具体实施例中探针清洁系统的平面结构示意图。
26.图2显示为本技术具体实施例中浸泡单元与探针的第一状态结构示意图。
27.图3显示为本技术具体实施例中浸泡单元与探针的第二状态结构示意图。
28.图4显示为本技术具体实施例中探针卡的结构示意图。
29.元件标号说明
30.100
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卡盘
31.201
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探针
32.202
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固定座
33.203
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基座
34.204
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电路板
35.300
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浸泡单元
36.301
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槽体
37.302
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门盖
38.303
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控制器
39.304
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皮带
40.305
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螺杆
41.306
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驱动电机
42.400
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刷洗单元
43.500
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磨针单元
44.600
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底座
具体实施方式
45.以下由特定的具体实施例说明本技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点及功效。
46.请参阅图1至图4。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本技术可实施的范畴。
47.本技术中的探针清洁系统包括浸泡单元、刷洗单元、磨针单元底座和驱动装置，驱动装置驱动底座相对于探针移动，从而依次驱动浸泡单元、刷洗单元、磨针单元与探针接触并对探针进行清洁，由于异丙醇浸泡液具有活性大、清洁效果好、易挥发且可以溶解多种有机物和无机物的特性，将粘附颗粒的探针进入浸泡液中后，探针上的颗粒被软化甚至脱落，从而降低探针的磨损，提高探针寿命；然后再经过刷洗单元进行刷洗，以最大化去除大颗粒部分，剩下探针针尖表面的颗粒通过磨针砂纸去除；整个清洁过程通过控制单元的控制而自动化完成，不仅大大减少了人工成本，减少人力操作并提高探针寿命，而且大大减少了人工换探针所损耗的机台产能，依靠自动化的探针清洁系统解决了探针粘附颗粒的问题，进一步保证了晶圆测试的稳定性。
48.参阅图1～图4，本技术提供一种用于晶圆测试的探针清洁系统，该探针清洁系统包括：浸泡单元300、刷洗单元400、磨针单元500、底座600和驱动装置；其中，浸泡单元300包括槽体301和控制器，槽体301呈开口状，槽体301内容纳有用于浸泡软化探针201上粘附颗粒的浸泡液；控制器303安装于槽体301上，控制器303与探针201通讯连接，用于计量探针201在浸泡液中的浸泡时间；刷洗单元400用于对探针201进行刷洗处理；磨针单元500用于对探针201的针尖进行打磨处理；底座600用于承载浸泡单元300、刷洗单元400和磨针单元500；驱动装置设置于底座600的下方，驱动底座600相对于探针201移动。具体的，在对晶圆进行测试时，晶圆被固定在真空吸力的卡盘100上，卡盘100位于底座600上，而探针卡位于卡盘100的上方，探针201安装于探针卡上，探针201用于测试晶圆；在对探针201进行清洁的
过程中，探针201的位置一直不变，通过驱动装置的三维移动，使晶圆与探针201相接触，从而实现对晶圆的测试。
49.具体的，参阅图4所示，探针卡包括由上自下依次设置的电路板204、基座203、固定座202和多个探针201，多个探针201通过固定座202固定于基座203下方，基座203固定于电路板204下方。其中，探针卡是一种测试接口，主要对裸芯进行测试，探针卡上的探针201与晶圆上的接点接触，引出晶圆讯号，再配合周边测试仪器与软件控制达到自动化量测的目的；优选地，固定座202为树脂材料制作而成，固定座202包裹着探针201，将探针201固定于基座203上，另外，基座203为陶瓷环基座203；但具体关于探针201的数量设置以及固定座202、基座203的材质等，在此均不做过分限制。
50.作为示例，浸泡单元300还包括门盖302，门盖302安装于槽体301的开口处，门盖302的一侧连接有开合组件，开合组件驱动门盖302的开合。
51.作为示例，开合组件包括皮带304、螺杆305和驱动电机306，皮带304套设于螺杆305与门盖302上，驱动电机306驱动螺杆305转动拉动皮带304，从而带动门盖302的开启与关闭。
52.具体的，皮带304包括前皮带和后皮带，前皮带设置于驱动电机306与门盖302之间，后皮带用于水平方向拉动门盖302，前皮带和后皮带之间有齿轮交互作为力的转换，当控制单元控制驱动电机306执行运转时，驱动电机306拉动前皮带，前皮带拉动门盖302处的齿轮，齿轮拉动后皮带，门盖302向后移动，门盖302打开。优选地，驱动电机306为马达，但具体关于马达的功率大小及型号，在此不做过分限制。
53.作为示例，槽体301的底部设置有排污口，排污口处连接有排污管道。
54.具体的，当多个探针201在浸泡槽中浸泡完成后，需要更换浸泡液，更换浸泡液时，将浸泡液通过排污管道排出；在其他实施例中，也可以采取其他的方式将浸泡液排出，在此不做过分限制。当然，在浸泡槽中还可以设置加液装置，浸泡槽连接一个浸泡液存储罐，通过自动控制向浸泡槽中自动加液。
55.作为示例，刷洗单元400包括毛刷和装载毛刷的夹具，夹具用于夹紧毛刷。
56.具体的，毛刷可以最大化去除探针201上大颗粒部分，在本实施例中，毛刷可以更换，但具体关于毛刷的结构，在此不做过分限制。
57.作为示例，磨针单元500包括磨针垫和磨针砂纸，磨针砂纸可拆卸的安装于磨针垫上。
58.具体的，砂纸根据不同的研磨物质包括金刚砂纸、人造金刚砂纸、玻璃砂纸等多种，根据原纸上磨料的粒度分为多种型号，在本实施例中，磨针砂纸主要用于对探针201的针尖部分进行磨针，进一步对探针201针尖处的粘附颗粒进行处理，但具体关于磨针砂纸的型号，在此不做过分限制，根据实际需要进行设置。
59.作为示例，浸泡液为异丙醇溶液。
60.具体的，异丙醇是一种有机化合物，溶于水，也可溶于醇、醚、苯、氯仿等多数有机溶剂，还可以溶解掉多种无机物；由于本实施例中探针201上的粘附颗粒主要来源于探针201接触的金属层和探针201本身材质，所以浸泡液优选为异丙醇浸泡液，将粘附颗粒的探针201进入浸泡液中后，探针201上的颗粒被软化甚至脱落，从而降低探针201的磨损，提高探针201寿命。
61.作为示例，探针201为悬臂式探针201或者垂直式探针201。
62.具体的，悬臂式探针201包括悬臂和尖端，悬臂式探针201的高度为尖端的最底部到悬臂的最上端之间的距离；垂直式探针201呈竖直状。
63.作为示例，探针201浸入浸泡液中的深度小于探针201的高度。
64.作为示例，探针清洁系统还包括控制单元，控制单元与驱动装置、开合组件均通讯连接。
65.具体的，控制单元根据设定的程序控制驱动装置不同阶段的移动，同时通过控制开合组件来实现门盖302的自动控制，探针201的整个清洁流程均为自动化完成，大大减少了人工成本，且节省时间。
66.为了更好的理解本技术中的用于晶圆测试的探针清洁系统，本技术还提供一种用于晶圆测试的探针清洁方法，采用上述探针清洁系统对探针201进行清洁处理，具体的，探针清洁方法包括以下步骤：
67.s1、将浸泡液加入浸泡槽中，关闭门盖302；
68.s2、参阅图2，探针卡对针完成后，控制单元通过驱动装置驱动基座203相对探针201移动，将槽体301移动至探针201的正下方；具体的，在本实施例中悬臂式探针201的高度为700μm，探针201的针尖与门盖302之间的安全距离为200μm；
69.s3、参阅图3，控制单元再控制开合组件将门盖302拉开，将槽体301沿z轴升起，使探针201浸入浸泡液中浸泡，控制器303自动计时；具体的，槽体301的高度为1000μm，槽体301沿z轴升起，将探针201几乎完全浸泡于槽体301中，通常浸泡30s左右即可；
70.s4、参阅图2，浸泡完成后，槽体301沿z轴降落，控制单元控制驱动装置将门盖302闭合；具体的，将槽体301沿z轴降落，探针201的针尖与门盖302之间保持200μm的安全距离；
71.s5、控制单元通过驱动装置驱动基座203相对于探针201移动，将刷洗单元400移动至探针201的正下方，并使毛刷与探针201相互接触，并对探针201进行刷洗处理；
72.s6、刷洗完成后，将磨针单元500移动至探针201的正下方，并使磨针砂纸与探针201接触并对探针201的针尖进一步磨针处理。
73.综上所述，本技术中的探针清洁系统包括浸泡单元、刷洗单元、磨针单元底座和驱动装置，驱动装置驱动底座相对于探针移动，从而依次驱动浸泡单元、刷洗单元、磨针单元与探针接触并对探针进行清洁，由于异丙醇浸泡液具有活性大、清洁效果好、易挥发且可以溶解多种有机物和无机物的特性，将粘附颗粒的探针进入浸泡液中后，探针上的颗粒被软化甚至脱落，从而降低探针的磨损，提高探针寿命；然后再经过刷洗单元进行刷洗，以最大化去除大颗粒部分，剩下探针针尖表面的颗粒通过磨针砂纸去除；整个清洁过程通过控制单元的控制而自动化完成，不仅大大减少了人工成本，减少人力操作并提高探针寿命，而且大大减少了人工换探针所损耗的机台产能，依靠自动化的探针清洁系统解决了探针粘附颗粒的问题，进一步保证了晶圆测试的稳定性。所以，本技术有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
74.上述实施例仅例示性说明本技术的原理及其功效，而非用于限制本技术。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本技术的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本技术所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本技术的权利要求所涵盖。