[发明专利]基于AOI和超声成像的半导体探针卡插针方法、装置

说明书

本发明公开了一种基于AOI和超声成像的半导体探针卡插针方法、装置、计算机设备和存储介质，方法包括：（1）获得标准插针路径、获得探针卡上下两段的探针孔位置偏差信息、（2）结合探针孔位置偏差信息在所述标准插针路径的基础上进行修正以获得探针卡中各个探针孔的实际探针插孔路径；（3）根据调整后的实际探针插孔路径，依次插针，完成插针动作。装置包括AOI图像获取模块、三维图像信息获取模块、PC控制模块。本发明采用AOI图像分析方法及三维成像方法，通过人工示教或机器智能AI分析的方法，确定实际探针插孔路径，保证探针的灵活运动；采用PC控制模块进行图像分析和路径分析方法，不断优化迭代插针路线，确保插针路线的最优性。

技术领域

本发明涉及半导体芯片测试技术领域，特别涉及一种用于高端探针卡生产的基于AOI和超声成像的半导体探针卡插针方法、装置、计算机设备和存储介质。

背景技术

在半导体芯片生产过程中，需要用到探针卡对晶圆上芯片进行电测，探针卡的是用作芯片电极与测试仪的连接器。探针卡上的探针与芯片的电极接触，通过进行电气测试来判断该芯片的性能，从而判断通过还是不通过。

在晶圆的测试中高度依赖探针卡的可靠性，并且随着芯片制程的不断缩短，对高级探针卡的需求也越来越高。为了满足芯片测试需要，需要微小探针间距的探针卡。高级探针卡的特点就是小间距（30~50μm）、高定位精度、高频。

根据电测性能需要，直上直下的插针方法不适用高频率探针测试需求，所以探针被设计成弯曲结构，探针的形状可参考附图1所示，该探针具有在一个平面上的弯曲变形，定义该弯曲变形方向所在的平面为XZ平面。弯曲结构探针插入探针卡需要弯曲扭转插针，不能直接直上直下插针，成品探针卡及探针卡的其中一个探针空截面可参考附图2所示。在对目前弯曲结构探针的插针方法的研究过程以及实现本申请的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下技术问题：

1、由于探针卡分为上下两层探针卡（上探针卡、下探针卡），两层探针卡中具有各自上下对应的两段探针孔，上下探针卡的探针孔的孔截面是一致的，但是由于探针卡加工误差/上下探针卡安装误差等原因，导致上下探针孔会有一定的错位情况，而且由于没有两块探针卡完全相同，也就是说每块探针卡的错位情况也都不一样，因此无法参照常规的直上直下的插针方法来应用到弯曲结构探针的插针；

2、目前弯曲结构探针的插针只能通过人手工实现，并且需要不断培训方可熟练插针，人操作具有一定随机性，由于每块探针卡的错位情况不一样，不能保证产品质量的一致性。

有鉴于此，如何解决由于弯曲探针的特殊结构在其插针时存在的只能通过人手工实现、不能保证产品质量的一致性等问题，便成为本发明所要研究解决的课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于AOI和超声成像的半导体探针卡插针方法、装置、计算机设备和存储介质。

为达到上述目的，本发明第一方面提出了一种基于AOI和超声成像的半导体探针卡插针方法，用于弯曲结构探针的插针，该探针具有在一个平面上的弯曲变形，定义该弯曲变形方向所在的平面为XZ平面，其创新点在于，所述方法包括以下步骤：

（1）获得标准插针路径、获得错位信息

以一块具有标准上下两段探针孔的探针卡为模版，沿标准上下两段探针孔的XZ平面处剖开，光学检测获取标准上下两段探针孔的截面图像信息；

控制机械手往标准上下两段探针孔中运动插针，获取插针过程中连续时序下标准上下两段探针孔截面图像中探针与探针孔的位置信息，并对该信息进行判定：若探针距离孔壁的距离在设定值范围内，则判定当前时序下的动作为正确的插针运动示教点，将该插针运动示教点记录下来并执行下一步动作；若探针距离孔壁的距离不在设定值范围内，则调整机械手插入插针的位置，重新进行该插针运动示教点的确定；重复以上步骤直至探针完全正确地插入探针孔中，按照时序拟合所有的插针运动示教点形成为标准插针路径；