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晶圆检测探针台精密移动定位平台解决方案

时间:2022-10-10 14:13:18来源:深圳市克洛诺斯科技有限公司

导语:​半导体检测设备主要用于半导体制造过程中检测芯片性能与缺陷,其中在晶圆制造环节中,探针台主要承担输送定位任务,克洛诺斯推出的纳米级精密平台,以及自主研发的超精密气浮平台作为定位晶圆或芯片的部件设备,可以依靠精密机械运作在极短的曝光时间内完美定位,完成晶圆在量测端极精密的检测任务。

  半导体检测设备主要用于半导体制造过程中检测芯片性能与缺陷,其中在晶圆制造环节中,探针台主要承担输送定位任务,克洛诺斯推出的纳米级精密平台,以及自主研发的超精密气浮平台作为定位晶圆或芯片的部件设备,可以依靠精密机械运作在极短的曝光时间内完美定位,完成晶圆在量测端极精密的检测任务。

  半导体检测设备主要用于半导体制造过程中检测芯片性能与缺陷, 贯穿于半导体生产过程中, 可分为晶圆制造环节的检测设备和封测环节的检测设备。

  晶圆制造环节的检测

  晶圆制造主要包含八大环节,价值量占比约为13%。此环节的检测偏向于外观检测,是一种物理性、功能性的测试。

太阳集团网址首页  晶圆制造环节(过程工艺控制)检测设备繁多,主要包括量测类设备和缺陷检测类设备, 价值量占比分别为40%和50%,控制软件等其他设备占剩余10%。

  此环节市场集中度高,且被海外公司垄断,KL A一家独大,国产化率极低。

  晶圆检测(CP)和成品测试(FT)

太阳集团网址首页  以封测为界,检测包括晶圆检测(CP,Cir c uitP r o b ing )和成品测试(F T,Fina l Test ):通过分析测试数据, 能够确定具体失效原因, 并改进设计及生产、封测工艺,以提高良率及产品质量。

太阳集团网址首页  晶圆检测(CP)发生于晶圆完成后、进行封装前, 主要流程如下:

  (1)探针台将晶圆逐片自动传送至测试位置,芯片的 Pad 点通过探针、专用连接线与测试机的功能模块进行连接;

太阳集团网址首页  (2) ATE测试机对芯片施加输入信号并采集输出信号, 判断芯片功能和性能在不同工作条件下是否达到设计规范要求;

太阳集团网址首页  (3)测试结果通过通信接口传送给探针台,探针台据此对芯片进行打点标记,形成晶圆的 Map 图。

  晶圆检测的作用是:确保在芯片封装前,尽可能地把无效芯片筛选出来以节约封装费用; 所需设备包括: 探针台、ATE测试机。

太阳集团网址首页  成品测试(FT)发生于芯片完成封装后,其流程大致如下:

太阳集团网址首页  (1)分选机将被测芯片逐个自动传送至测试工位, 被测芯片的引脚通过测试工位上的基座、专用连接线与测试机的功能模块进行连接;

太阳集团网址首页  (2)测试机对芯片施加输入信号并采集输出信号, 判断芯片功能和性能在不同工作条件下是否达到设计规范要求;

  (3)测试结果通过通信接口传送给分选机,分选机据此对被测芯片进行标记、分选、收料或编带。

太阳集团网址首页  成品测试的作用是:保证出厂的每颗集成电路的功能和性能指标能够达到设计规范要求; 所需设备有: 分选机、ATE测试机。

  晶圆测试和成品检测主要用到ATE测试机、分选机和探针台三种设备,其中ATE测试机是检测设备中最重要的设备类型,价值量占比约为63%。

  探针台

  探针台主要承担输送定位任务,使晶圆依次与探针接触完成测试, 提供晶圆自动上下片、找中心、对准、定位及按照设计的步距移动晶圆, 以使探针卡上的探针能对准硅片相应位置进行测试。

太阳集团网址首页  探针台由载物台、光学元件、卡盘组成,载物台是定位晶圆或芯片的部件设备, 通常会根据晶圆的尺寸来设计大小,并配套了相应的精密移动定位功能。克洛诺斯自主研发的超精密气浮平台重复定位精度达±35 纳米, 是作为定位晶圆或芯片的部件设备, 可以依靠精密机械运作在极短的曝光时间内完美定位, 完成晶圆在量测端极精密的检测。

  克洛诺斯晶圆检测平台

太阳集团网址首页  当前,国内半导体零部件产业高端产品供给能力不足,核心零部件高度依赖进口,但在国产化风潮带动下, 克洛诺斯表现扎实, 进展迅速, 在纳米级气浮平台等技术进步上已取得重大突破。

  克洛诺斯的主营业务为纳米级、微米级直线电机运动平台, 是半导体产业、集成电路制造装备领域核心部件的重要供应商。

太阳集团网址首页  (1)纳米级精密平台

  由压力-真空空气轴承和超高精密编码器设计,最大可对应300mm晶圆。编码器位置靠近基板表面,减少已经最小的偏移影响, 移动模块和十字导轨采用陶瓷(Al203)设计,比花岗岩或金属设计刚性好,重量轻,热膨胀系数任,以及应用激光干涉仪反馈系统。下轴由2个水冷式无铁芯直线电机组成, 靠近系统的重心, 采用龙门方式控制, 上轴由单个水冷式无铁芯直线电机组成,

纳米级精密平台.png

  可以是集成的T平台或Z T平台或Z T4D平台,即4个自由度模块用于对准。克洛诺斯纳米级精密平台可应用于晶圆检测、晶圆切割等典型的半导体制造场景。

  (2)克洛诺斯自主研发的气浮平台

  克洛诺斯超精密纳米级气浮平台是定位晶圆或芯片的部件设备,重复定位精度达到±35 纳米,可应用于晶圆切割、晶圆检测、晶圆封装工艺。

克洛诺斯气浮平台.png

克洛诺斯气浮平台

  结语

  随着集成电路技术不断发展,芯片线宽尺寸不断减小, 制造工序逐渐复杂, 对集成电路测试设备要求愈加提高, 集成电路测试设备的制造需要综合运用计算机、自动化、通信、电子和微电子等科学技术, 具有技术含量高、设备价值高等特点。

  目前克洛诺斯通过独立自主研发,建立了原创技术体系, 未来将会逐步形成自身的技术“ 护城河”。同时受益于全球晶圆产线积极扩产和国内政策等有力推动, 目前晶圆产线的国产设备比重显著提升, 仍有大量的晶圆产线等待落地并采购设备, 国产零部件商也迎来大展拳脚的好机会, 获得更大的验证窗口期。面对黄金“ 风口”, 期待更多的本土零部件厂商能够把握市场机遇, 趁势而上, 突破国际技术的层层壁垒, 完成从零到一的逆变,迎来更多的订单需求。


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