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亿人娱乐研制出國內首台商用12英寸全自動晶圓探針台
2020-06-22 光華微電子
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  2020年6月22日,中科院长春光机所旗下长春光華微電子设备工程中心有限公司(光華微電子)宣布研制成功国内首台商用12英寸全自动晶圆探针台。 

  光華微電子公司是中國科學院长春光学精密机械与物理研究所机电工程研究部于2002年轉制而成立的一家高科技股份有限公司,近20年來專注于被動電子元件和微電子設備的研發、生産,其主要産品分布在晶片電阻生産設備、半導體生産設備、激光精細加工設備、精密機械産品等4个领域。光華微電子的产品技术与品质处于国内领先水平,产品出口日本、韩国、泰国、菲律宾、马来西亚等国家,以及中国台湾、香港等地区,在国内有大量中资、台资、港资、美资和韩资企业用户,其中晶片电阻生产设备市场占有率达70%以上。 

  本次研發成功的晶圓探針台産品,是半導體(包括集成電路、分立器件、光電器件、傳感器)行業重要的檢測裝備之一,用于晶圓加工之後、封裝工藝之前的晶圓測試环节,负责晶圆的输送与定位,使晶圆上的晶粒依次与探针接触并逐个測試。经过检测,探针台将参数特性不符合要求的芯片记录下来,在进入后序工序前予以剔除,从而大幅度降低器件的制造成本。 

  該設備包括晶圓輸送和晶圓針測兩部分。晶圓輸送部分主要由晶圓料盒和機械手臂構成,晶圓針測部分主要由晶圓承載台、探卡承載台和晶圓影像系統、探針影像系統構成。晶圓通過機械手臂從晶圓料盒載入到晶圓針測承載台上,通過移動各軸,先將晶圓通過晶圓影像系統調准定位, 再通过探针影像系统与探针卡上的探针做调准定位。然后,通过精准的移动晶圆承载台,以确保探针卡上的针能够精准地与每颗晶粒上的焊垫作接触。晶圆測試的目的是把好的和坏的晶粒分别挑出来,并进行标记形成晶圆的Map圖,此後只對性能良好的晶粒進行封裝,以節省後續的封裝成本。 

  晶圓針測過程技術挑戰極大,通常情況下探針數量在幾千到幾十萬只,要求每只探針要對應一個微米量級的Pad盤(典型情況約爲頭發絲截面積1/4,上圖Pad盤中的小圓孔爲針痕),而整個過程要在0.3秒內完成,然後再運轉至下一個位置。 

  由于探針台技術門檻較高,目前市場處于雙強壟斷態勢,東京電子(TEL)和東京精密(TSK)兩家日本公司占據了絕大部分市場份額。近年來韓國的SEMICS(OPPUS)的探針台産品已經有一定的銷售量,也逐漸在增長。我國有關單位在探針台研制方面已有多年技術積累,産品以8英寸爲主,主要面向LED等产业。光華微電子于2015年正式立項開展12英寸全自動探針台産品研發,先後突破了全自動上料機械手的設計、大行程微米級XY移動平台精密定位控制技術、高剛度高穩定性探針接觸Z向移動平台精密控制技術、基于圖像識別的晶圓和探針精密測量和對准技術、大數據量的信息處理和計算機控制技術、高平面度和高熱穩定性的晶圓承載盤技術等六項關鍵技術,于2019年起先后在功率半导体器件、光电探测器、逻辑半导体器件的骨干企业进行了样机測試,其安全性和可靠性得到充分驗證,測試结果表明产品已经能够满足产线生产要求,已经具备替代国外进口设备用于晶圆探针检测能力。2020年長春光華公司推出的第一代産品機APT121A型探針台將在上海Semicon展会正式展出,全面推向市场,满足国内晶圆測試厂的需求。 

  光華微電子研制的APT121A型探針台,作爲國內第一款商業化的12英寸全自动晶圆測試探针台,其性能指标已经达到或者接近国际水平。国产APT121A型探针台能够降低晶圆測試厂的采购及维护成本,提供售后快速响应服务,随着市场推广和设备性能的不断改进和提升,必将对我国的半导体产业发展产生积极的推动作用。 

12寸全自動晶圓探針台在Fab測試

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