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    别人叫我帮忙买重庆时时彩: 一种探针卡探针的颗粒物清洁控制方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201410215781.6

    申请日:

    2014.05.20

    公开号:

    CN103969267A

    公开日:

    2014.08.06

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01N 21/94申请日:20140520|||公开
    IPC分类号: G01N21/94; G01R1/073(2006.01)N 主分类号: G01N21/94
    申请人: 上?;ξ⒌缱佑邢薰?
    发明人: 李雨凡; 莫保章
    地址: 201210 上海市浦东新区张江高科技园区高斯路568号
    优先权:
    专利代理机构: 上海天辰知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 31275 代理人: 吴世华;林彦之
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201410215781.6

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2017.01.18|||2014.09.03|||2014.08.06

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种探针卡探针的颗粒物清洁控制方法,在每片晶圆的电性测试完毕后及在探针的每次清洁后,分别进行对相邻探针针尖部位的光学影像之间进行逐个比对的颗粒物沾染检查,据此作出探针是否需要进行清洁或再次清洁的判断及进行对应处理,并限定了允许再次清洁的次数,可及时采取报警及?;泶胧?,对多次清洁的效果进行控制,从而可以及时清洁探针沾染的颗粒物,避免盲目清针现象和因缺乏清针效果检测造成沾染颗粒物的探针继续用于晶圆的电性测试、导致测试结果偏差甚至器件烧毁的严重后果,因此,可以对探针卡机台的探针清洁周期及清洁效果进行有效控制。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种探针卡探针的颗粒物清洁控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
    步骤一:设定所述探针卡的所述探针的颗粒物沾染的检查周期,并按照检查周期,对规定片数的晶圆进行晶圆的电性测试;
    步骤二:在所述检查周期规定片数晶圆的电性测试完毕后,对所述探针卡的全部所述探针逐个进行颗粒物的沾染检查,通过将所述探针卡的每个所述探针与其相邻探针的针尖部位的光学影像之间进行比对,根据定义相比对的相邻所述探针针尖部位的光学影像之间是否存在差异的条件,来整体判断所述探针是否存在颗粒物沾染;其中,当每组相比对的相邻所述探针针尖部位的光学影像之间都不存在差异时,判断所述探针整体不存在颗粒物沾染,当只要其中一组相比对的相邻所述探针针尖部位的光学影像之间存在差异时,即判断所述探针整体存在颗粒物沾染;
    步骤三:当判断所述探针整体不存在颗粒物沾染时,执行对所述探针继续用于进行晶圆的电性测试;当判断所述探针整体存在颗粒物沾染时,即执行对全部的所述探针进行砂纸扎针清洁;
    步骤四:对清洁完毕的所述探针,按照步骤二再次进行所述颗粒物的沾染检查,并根据对所述探针整体是否存在颗粒物沾染的判断结果,按照步骤三执行对所述探针继续用于进行晶圆的电性测试或进行再次清洁的处理;
    步骤五:对进行再次清洁后的所述探针,在允许再次清洁的次数范围内,重复按照步骤四执行对所述探针的沾染检查和再次清洁的处理,直至所述探针被判断已整体不存在颗粒物沾染,可继续进行晶圆的电性测试,或在到达允许再次清洁的次数限值后仍判断所述探针整体存在颗粒物沾染时,进行报警并?;?。

    2.  如权利要求1所述的探针卡探针的颗粒物清洁控制方法,其特征在于,步骤一中,所述探针的颗粒物沾染的检查周期设定为在每片晶圆的电性测试完毕后进行所述探针的颗粒物沾染的检查。

    3.  如权利要求1所述的探针卡探针的颗粒物清洁控制方法,其特征在于,步骤二中,定义相比对的相邻所述探针针尖部位的光学影像的面积之间 是否存在差异,作为判断所述探针是否整体存在颗粒物沾染的条件。

    4.  如权利要求3所述的探针卡探针的颗粒物清洁控制方法,其特征在于,通过设定相比对的相邻所述探针针尖部位的光学影像的面积之间的差异率容差,来避免将相邻所述探针针尖部位面积大小有略微不同时的比对结果误判为存在颗粒物沾染。

    5.  如权利要求1、3或4所述的探针卡探针的颗粒物清洁控制方法,其特征在于,所述探针针尖部位的光学影像是指从垂直朝向所述探针针尖方向所拍摄的光学影像。

    6.  如权利要求1所述的探针卡探针的颗粒物清洁控制方法,其特征在于,对所述探针进行清洁和再次清洁时,通过设定所述清洁时的扎针次数以及扎针针压,来对清洁的效果进行控制。

    7.  如权利要求1或6所述的探针卡探针的颗粒物清洁控制方法,其特征在于,对所述探针进行所述再次清洁时,通过设定增加所述清洁时的扎针次数以及扎针针压,来对再次清洁的效果进行控制。

    8.  如权利要求1或6所述的探针卡探针的颗粒物清洁控制方法,其特征在于,对所述探针进行多次的所述再次清洁时,通过设定按照一定的比例或固定数值增加每次清洁时的扎针次数以及扎针针压,来对多次再次清洁的效果进行控制。

    9.  如权利要求1所述的探针卡探针的颗粒物清洁控制方法,其特征在于,对所述探针进行多次的所述再次清洁时,通过设定按照一定的比例或固定数值增加每次清洁时的扎针次数以及扎针针压,来对多次再次清洁的效果进行控制,所述清洁时的扎针次数以及扎针针压分别具有上限值,所述允许再次清洁的次数,根据所述扎针次数以及扎针针压的增加比例或增加数值与其各自上限值之间的对应关系得出。

    10.  如权利要求9所述的探针卡探针的颗粒物清洁控制方法,其特征在于,在所述清洁时的扎针次数以及扎针针压到达上限值后,仍判断所述探针整体存在颗粒物沾染时,进行报警并?;?。

    说明书

    说明书一种探针卡探针的颗粒物清洁控制方法
    技术领域
    本发明涉及一种在半导体微电子测试领域用于晶圆验收测试的探针卡的清洁技术,更具体地,涉及一种对探针卡的探针进行颗粒物清洁时的控制方法。
    背景技术
    半导体晶圆制作完成后、进行封装前,为了确保晶圆的良率及避免封装的浪费,在半导体制程中需要进行晶圆验收测试(Wafer Acceptance Test,WAT)。WAT探针卡机台广泛用于对晶圆进行的电性测试,是连接WAT测量仪器与晶圆之间的测试接口。其工作原理是将连接测量仪器的探针卡的探针与待测芯片上的测试焊垫(PAD)或凸块电极直接接触,构成测量回路,通过探针向待测芯片馈入测试信号及回馈芯片信号,再配合测量仪器与软件控制筛选出电性不良的芯片,实现自动化检测。探针卡包括了用来与测试PAD接触的多个探针。
    在进行测试时,由于探针头部尖端需要与测试PAD表面接触及刮擦(扎针),会带起测试PAD表面的氧化物或者氮化物等刮屑,导致探针头部沾染上刮擦颗粒物,这会干扰探针和测试PAD之间的电连接,造成检测结果的偏差。因此,需要对使用一定次数后的探针采用与砂纸摩擦的方式(扎针)进行清洁(清针)。
    现有的探针卡清洁方法,是在对晶圆经过固定扎针次数的测试后,或者是在测试固定片数的晶圆后,将探针与砂纸进行摩擦来清针的。但是,采用这种清洁方式无法确认清针的效果,而且对于在一个清洁周期(通常为一个由多片晶圆组成的测试批)内的测试中途沾染上的颗粒物也无法及时予以清除。
    随着半导体芯片的高度集成化,测试PAD的数量也在增加、而单位面积 也相应缩小,测试PAD之间的排列也变得更加密集。在这种状况下,探针的针尖如果沾染有颗粒物,非但会影响到测试时接触电阻的检测准确性,而且,由于测试PAD和芯片的金属导线之间的间距极小(约为2μm),沾染颗粒物的探针将造成测试PAD和金属导线之间短路,导致器件烧毁等严重后果。在进行芯片测试时,未能通过测试的芯片会被标上不良品的标示记号,而在其后进行芯片切割时被筛检出来,只有功能正常的芯片才能进行下一阶段的封装制程。芯片测试正成为减低成本与提高良率不可缺少的过程。因此,在当今封装单位成本逐渐提高的趋势下,WAT的准确率和效率已成为晶圆制造成本控制中的一个重要影响环节,对探针清洁的有效控制需求也变得越来越迫切。
    发明内容
    本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷,提供一种新的探针卡探针的颗粒物清洁控制方法,通过将所述探针卡的每个所述探针与其相邻探针的针尖部位的光学影像之间是否存在差异,作为判断所述探针是否存在颗粒物沾染的条件,在每片晶圆的电性测试完毕后及在所述探针的每次清洁后,分别进行对相邻所述探针逐个比对的颗粒物沾染检查,据此作出所述探针是否需要进行清洁或再次清洁的判断及进行对应处理,并在再次清洁时增加了扎针次数及扎针针压,实现对所述探针是否需要清洁及清洁效果的有效控制。
    为实现上述目的,本发明的技术方案如下:
    一种探针卡探针的颗粒物清洁控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
    步骤一:设定所述探针卡的所述探针的颗粒物沾染的检查周期,并按照检查周期,对规定片数的晶圆进行晶圆的电性测试;
    步骤二:在所述检查周期规定片数晶圆的电性测试完毕后,对所述探针卡的全部所述探针逐个进行颗粒物的沾染检查,通过将所述探针卡的每个所述探针与其相邻探针的针尖部位的光学影像之间进行比对,根据定义相比对的相邻所述探针针尖部位的光学影像之间是否存在差异的条件,来整体判断所述探针是否存在颗粒物沾染;其中,当每组相比对的相邻所述探针针尖部位的光学影像之间都不存在差异时,判断所述探针整体不存在颗粒物沾染, 当只要其中一组相比对的相邻所述探针针尖部位的光学影像之间存在差异时,即判断所述探针整体存在颗粒物沾染;
    步骤三:当判断所述探针整体不存在颗粒物沾染时,执行对所述探针继续用于进行晶圆的电性测试;当判断所述探针整体存在颗粒物沾染时,即执行对全部的所述探针进行砂纸扎针清洁;
    步骤四:对清洁完毕的所述探针,按照步骤二再次进行所述颗粒物的沾染检查,并根据对所述探针整体是否存在颗粒物沾染的判断结果,按照步骤三执行对所述探针继续用于进行晶圆的电性测试或进行再次清洁的处理;
    步骤五:对进行再次清洁后的所述探针,在允许再次清洁的次数范围内,重复按照步骤四执行对所述探针的沾染检查和再次清洁的处理,直至所述探针被判断已整体不存在颗粒物沾染,可继续进行晶圆的电性测试,或在到达允许再次清洁的次数限值后仍判断所述探针整体存在颗粒物沾染时,进行报警并?;?。
    进一步地,步骤一中,所述探针的颗粒物沾染的检查周期设定为在每片晶圆的电性测试完毕后进行所述探针的颗粒物沾染的检查。
    进一步地,步骤二中,定义相比对的相邻所述探针针尖部位的光学影像的面积之间是否存在差异,作为判断所述探针是否整体存在颗粒物沾染的条件。
    进一步地,通过设定相比对的相邻所述探针针尖部位的光学影像的面积之间的差异率容差,来避免将相邻所述探针针尖部位面积大小有略微不同时的比对结果误判为存在颗粒物沾染。
    进一步地,所述探针针尖部位的光学影像是指从垂直朝向所述探针针尖方向所拍摄的光学影像。
    进一步地,对所述探针进行清洁和再次清洁时,通过设定所述清洁时的扎针次数以及扎针针压,来对清洁的效果进行控制。
    进一步地,对所述探针进行所述再次清洁时,通过设定增加所述清洁时的扎针次数以及扎针针压,来对再次清洁的效果进行控制。
    进一步地,对所述探针进行多次的所述再次清洁时,通过设定按照一定的比例或固定数值增加每次清洁时的扎针次数以及扎针针压,来对多次再次清洁的效果进行控制。
    进一步地,对所述探针进行多次的所述再次清洁时,通过设定按照一定的比例或固定数值增加每次清洁时的扎针次数以及扎针针压,来对多次再次清洁的效果进行控制,所述清洁时的扎针次数以及扎针针压分别具有上限值,所述允许再次清洁的次数,根据所述扎针次数以及扎针针压的增加比例或增加数值与其各自上限值之间的对应关系得出。
    进一步地,在所述清洁时的扎针次数以及扎针针压到达上限值后,仍判断所述探针整体存在颗粒物沾染时,进行报警并?;?。
    在上述技术方案中,当每一片晶圆测试完毕后,就按照设定的检查周期的要求,进行探针的颗粒物沾染的检查。现有的清洁方式通常是在设定的一个晶圆测试批全部测试完毕后,才进行清针,非但清针效果无法知晓,而且对于测试中途沾染的颗粒物无法及时清除。探针的针尖如果沾染有颗粒物,非但会影响到测试时接触电阻的检测准确性,而且,由于测试PAD和芯片的金属导线之间的间距极小(约为2μm),沾染颗粒物的探针将造成测试PAD和金属导线之间短路,甚至导致器件烧毁等严重后果。采用本发明的技术方案,在一个晶圆测试批的测试中途,就可通过对颗粒物沾染的检查,及时发现探针是否存在颗粒物沾染,并及时清针,是通过较高的检查频率,来保证探针处于经常的清洁使用状态,从而有效避免了沾染颗粒物的探针无法被及时发现的问题。
    本发明的技术方案在实施时,先通过探针卡机台的影像成像单元对探针针尖进行垂直拍照,然后探针卡机台会对相邻探针针尖的光学影像所形成的面积进行比对,通过计算辨别相比对的探针针尖的光学影像之间是否大小形状一致,并逐个对每一个探针进行检查。正常的探针针尖的光学影像之间基本相同,而出现颗粒物的探针针尖的光学影像之间将出现明显的差异,从而找出沾染颗粒物的探针。因而避免了盲目清针现象和因缺乏清针效果检测造成沾染颗粒物的探针继续用于电性测试、导致测试结果偏差甚至器件烧毁的严重后果。
    为了避免误将探针针尖大小有略微不同的情况误判为表面有颗粒物沾染,需要设计一个相邻探针针尖的光学影像的面积之间在比对时的容差参数,即两根探针允许的光学影像的差异率的允许范围。此容差可根据探针加工的公差、探针之间的尺寸差异量、探针在使用寿命中的尺寸变化率,结合 出现最小颗粒物时的探针尺寸变化率等相关经验数据,在WAT探针卡机台中进行设定,并可根据实际情况的变化进行容差调整,确保了检查和清洁过程的控制精度。
    为了避免探针在再次清洁时,颗粒物仍不能被清除的问题,通过按照一定的比例或固定数值增加每次清洁时的扎针次数以及扎针针压的方法,在WAT探针卡机台中进行设定,以加大清针力度直至沾染的颗粒物掉落,来对多次再次清洁的效果进行控制。并且,根据扎针次数以及扎针针压的上限值,结合扎针次数以及扎针针压的增加比例或增加数值,得到允许再次清洁的次数上限,避免了机台执行无休止的反复清针动作;同时,如果在达到允许再次清洁的次数上限、即达到扎针次数以及扎针针压的上限值后,仍无法清除探针颗粒物时,设置了报警并?;泶胧?,由人工介入进行进一步处理,从而保证了清针效率。
    从上述技术方案可以看出,本发明通过将所述探针卡的每个所述探针与其相邻探针的针尖部位的光学影像之间是否存在差异,作为判断所述探针是否存在颗粒物沾染的条件,在每片晶圆的电性测试完毕后及在所述探针的每次清洁后,分别进行对相邻所述探针逐个比对的颗粒物沾染检查,据此作出所述探针是否需要进行清洁或再次清洁的判断及进行对应处理;并在进行多次清洁时,根据扎针次数以及扎针针压的上限值范围,通过设定按照一定的比例或固定数值增加每次清洁时的扎针次数以及扎针针压,限定了允许再次清洁的次数,可及时采取报警及?;泶胧?,对多次清洁的效果进行控制。从而可以在一个晶圆测试批测试中途的每一片晶圆测试完毕后,进行探针颗粒物的沾染检查,及时清洁探针沾染的颗粒物;若发现探针针头沾染了颗粒物,则暂停测试进行清针,并在清针完毕后比较探针头是否已经清洁完成,如果没有清洁完成,则加大清针力度直至沾染的颗粒物被清洁掉落。因此,本发明具有对所述探针卡机台的探针清洁周期及清洁效果进行有效控制的显著特点,避免了盲目清针现象和因缺乏清针效果检测造成沾染颗粒物的探针继续用于晶圆的电性测试、导致测试结果偏差甚至器件烧毁的严重后果。
    附图说明
    图1是本发明一种探针卡探针的颗粒物清洁控制方法的控制流程图。
    具体实施方式
    下面结合附图,对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
    在本实施例中,请参阅图1,图1是本发明一种探针卡探针的颗粒物清洁控制方法的控制流程图。如图所示,本发明的探针卡探针的颗粒物清洁控制方法通过以下步骤来实施:
    步骤S01:设定颗粒物沾染的检查周期。在探针卡机台设定所述探针的颗粒物沾染的检查周期,将检查周期设定为在每片晶圆的电性测试完毕后进行所述探针的颗粒物沾染的检查。
    步骤S02:开始晶圆测试。按照检查周期,对每片晶圆开始进行晶圆的电性测试。
    步骤S03:完成晶圆测试。完成对1片晶圆的电性测试。
    步骤S04:探针颗粒物检查。在完成对上述1片晶圆的电性测试后,对所述探针卡的全部所述探针逐个进行颗粒物的沾染检查;先通过探针卡机台的影像成像单元对探针针尖进行垂直拍照,然后通过探针卡机台对每组相邻的探针针尖的光学影像所形成的面积大小和形状进行比对,通过计算辨别相比对的探针针尖的光学影像之间是否大小形状一致,并逐个对每一个探针进行检查。正常的探针针尖的光学影像之间基本相同,而出现颗粒物的探针针尖的光学影像之间将出现明显的差异,从而可找出沾染颗粒物的探针。其中,当每组相比对的相邻所述探针针尖部位的光学影像之间都不存在差异时,判断所述探针整体不存在颗粒物沾染,当只要其中一组相比对的相邻所述探针针尖部位的光学影像之间存在差异时,即判断所述探针整体存在颗粒物沾染。这样,可避免进行盲目地清针,并可避免因缺乏清针效果检测手段,造成沾染颗粒物的探针错误地继续用于电性测试、导致测试结果偏差甚至器件烧毁的严重后果。
    在步骤S04中,为了避免误将探针针尖大小有略微不同的情况误判为探针表面有颗粒物沾染,需要设计一个相邻探针针尖的光学影像的面积之间在比对时的容差参数,即两根探针允许的光学影像的差异率的允许范围。此容差可根据探针加工的公差、探针之间的尺寸差异量、探针在使用寿命中的尺寸变化率,结合出现最小颗粒物时的探针尺寸变化率等相关经验数据,在WAT 探针卡机台中进行设定,并可根据实际情况的变化进行容差调整,确保检查和清洁过程的控制精度。
    在步骤S04中,当判断所述探针整体不存在颗粒物沾染时,所述探针可继续用于进行晶圆的电性测试,并开始对下1片晶圆进行电性测试;当判断所述探针整体存在颗粒物沾染时,即需要对全部的所述探针进行砂纸扎针清洁。
    步骤S05:进行探针清洁。由探针卡机台执行将需要清洁的探针对砂纸进行扎针的操作,依靠探针与砂纸之间的摩擦,来对探针进行第一次清洁。并通过设定所述清洁时的扎针次数以及扎针针压,来对清洁的效果进行控制。
    步骤S06:根据是否到达清洁次数上限的判断,作出相应处理。为了保证探针的清洁质量,必须对进行第一次清洁后的探针再次进行颗粒物的沾染检查。再次检查后,如果判断所述探针整体不存在颗粒物沾染的,就可以将探针投入继续进行下1片晶圆的电性测试使用;反之,如果仍然判断所述探针整体存在颗粒物沾染的,就需要对所述探针进行再次清洁的处理,并且循环实行。为了避免探针在之后的再次清洁时,颗粒物仍不能被清除的问题,通过按照一定的比例或固定数值增加每次再次清洁时的扎针次数以及扎针针压的方法,在WAT探针卡机台中进行设定,以加大清针力度直至沾染的颗粒物掉落,来对第一次清洁后的各次再次清洁的效果进行控制。并且,根据机台设置的扎针次数以及扎针针压的上限值,结合扎针次数以及扎针针压的增加比例或增加数值,得到允许再次清洁的次数设置上限,机台只可以在不超过上述限值的次数内,对探针进行多次反复的再次清洁,以避免机台自动执行无休止的反复清针动作。在各次的再次清洁时,只要判断颗粒物已被清除,就执行将探针继续投入测试使用。根据上述设置,如果第一次清洁后无法清除探针颗粒物时,机台在判断未到达清洁次数上限的前提条件下,将在每次清洁后循环进行探针颗粒物检查,并对需要再次清洁的探针执行继续进行第二次或更多次的清洁,直至清除掉探针的颗粒物时为止;但是,如果机台在判断已到达清洁次数上限、即达到扎针次数以及扎针针压的上限值后,仍无法清除掉探针的颗粒物时,通过在机台设置报警信号、并在报警启动后进行?;拇胧┙写?。
    步骤S07:机台报警、?;?。在进行了若干次探针再次清洁后,当到达清洁次数上限、即达到扎针次数以及扎针针压的上限值后,仍无法清除掉探针的颗粒物时,机台将发出报警信号,并在报警启动后进行自动?;?。这时,将由人工介入进行进一步的处理,从而避免机台自动执行无休止的反复清针动作,保证了清针效率,也易于发现清洁过程中存在的漏洞,以便及时调整和纠偏。
    在本实施例中,当每一片晶圆测试完毕后,就按照设定的检查周期的要求,进行探针的颗粒物沾染的检查。现有技术的清洁方式,通常是在设定的一个晶圆测试批(超过一片晶圆数)全部测试完毕后,才进行清针。这种清洁方式非但清针效果无法知晓,而且对于测试中途沾染的颗粒物也无法及时清除。探针的针尖如果沾染有颗粒物,非但会影响到测试时接触电阻的检测准确性,而且,由于测试PAD和芯片的金属导线之间的间距极小(约为2μm),沾染颗粒物的探针将造成测试PAD和金属导线之间短路,甚至导致器件烧毁等严重后果。采用本实施例时,在一个晶圆测试批的测试中途的任意二个晶圆的测试间隙之间,就可通过对颗粒物沾染的检查,及时发现探针是否存在颗粒物沾染,并及时清针。通过本实施例以较高的检查频率,来保证探针处于经常的清洁使用状态,从而有效避免了沾染颗粒物的探针无法被及时发现的问题。
    通过本发明的上述实施例,可以实现对所述探针卡机台的探针清洁周期及清洁效果进行有效的控制,避免盲目清针现象和因缺乏清针效果检测造成沾染颗粒物的探针继续用于晶圆的电性测试、导致测试结果偏差甚至器件烧毁的严重后果。
    需要说明的是,本发明对探针颗粒物沾染的检查周期的设定,可根据探针本身性状、使用条件、单位测试量的多少等因素进行综合考虑来调整检查的间隔周期。对需要进行多次清洁时的扎针次数以及扎针针压的增加方式,根据不同的测试条件,也可以采用其他的增加规则,以限定多次清洁的次数?;箍梢越啾榷缘南嗔谒鎏秸胝爰獠课坏墓庋в跋竦拿婊酝獾奶秸肟ɑ墒侗鸺安僮鞯钠渌卣?,例如形状轮廓特征等作为判断所述探针是否整体存在颗粒物沾染的定义条件。
    以上所述的仅为本发明的优选实施例,所述实施例并非用以限制本发明 的专利?;し段?,因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化,同理均应包含在本发明的?;し段?。

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    一种 探针 颗粒 清洁 控制 方法
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