CN101303382A - 半导体电性针测测试管理系统及方法 - Google Patents

半导体电性针测测试管理系统及方法 Download PDF

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CN101303382A CNA2007101369668A CN200710136966A CN101303382A CN 101303382 A CN101303382 A CN 101303382A CN A2007101369668 A CNA2007101369668 A CN A2007101369668A CN 200710136966 A CN200710136966 A CN 200710136966A CN 101303382 A CN101303382 A CN 101303382A
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杨耿嘉
黄义盛
辛焕斌
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Abstract

一种半导体电性针测测试管理系统及方法。从客户端电脑接收控制请求信息，驱动探针驱动装置中的针测单元或晶圆进行校准，将针测单元的探针接触晶圆的特定区域，接着执行电性针测测试。发出至少一个相应于控制请求信息的控制指令来驱动探针驱动装置，进行针测单元或晶圆的校准，将针测单元的探针接触上述晶圆的特定区域，以及接着执行电性针测测试。应用本发明能够直接取得电性针测测试数据和操作电性针测装置，从而提高测试效率。

Description

半导体电性针测测试管理系统及方法
技术领域
本发明涉及一种半导体产品测试技术，特别涉及一种电性针测(CircuitProbe，CP)测试方法及系统。
背景技术
在半导体制造时，半导体晶圆通常会经过一连串使用各式各样机台的制造步骤，诸如光刻(photolithography)、化学机械研磨(chemical-mechanicalpolishing)或化学气相沉积(chemical vapor deposition)。举例来说，15微米的半导体产品可能会经历接近600道处理步骤。此自动化制造的成本受到监督或控制流程的效率的影响，监督或控制流程的目的是使得合格品占所有制造产品的比率(亦即是合格率)必须尽可能达到一个高标的水准。然而，单一工艺步骤会有变动或不稳定的情形，例如在最差的情况下，会造成数个芯片或整片晶圆产生瑕疵。因此，应让各别的晶圆处理步骤都足够稳定，从而能确保可接受的合格率。
在半导体制造过程中会使用电性针测(circuit probing，CP)测试系统/方法来取得合格率数据。针对一个半导体产品，使用者或操作人员会提供电性针测测试程序。该测试程序中描述一个测试流程，该测试流程中可包括多个测试项目，而这些测试项目通常会以最佳化的方式排列，用以降低电性针测测试时间。电性针测测试机台会依循事先定义的测试流程循序地探索一个晶圆上的所有晶粒(die)，决定每一个晶粒的质量。在完成了整个电性针测测试后，可得到晶圆、晶圆批次或半导体产品的测试结果诸如合格率、正常晶粒数量、可修复晶粒数量等等。接着将测试结果带入统计控制/统计限制(Statistic BIN Control/Statistic BIN Limit，SBC/SBL)规则中，以产生对晶圆、晶圆批次或半导体产品质量的最后建议，诸如接受、报废、扣留以待分析、降级等等。
传统上，客户不能直接取得电性针测测试数据或操作电性针测机台，因此，必须通过电话与操作人员进行沟通以取得线上电性针测测试数据或间接地控制电性针测机台。这种人工作业方法严重阻碍效率并且降低客户满意度。
发明内容
本发明提供一种半导体电性针测管理方法，该方法通过服务器电脑来执行。本发明的半导体电性针测管理方法实施例包含下列步骤。从一部客户端电脑接收控制请求信息(control request message)。控制请求信息指示驱动一部探针驱动装置(prober)中的一个针测单元或晶圆进行校准(alignment)，将针测单元的探针(probe pin)接触晶圆上的特定区域，接着执行电性针测测试。发出至少一个相应于控制请求信息的控制指令来驱动探针驱动装置，进行针测单元或晶圆的校准，将针测单元的探针接触晶圆上的特定区域，接着执行电性针测测试。
在一些情况下，该半导体电性针测管理方法还包括决定远端控制功能(remote control function)是否启用，若是，即发出相应于控制请求信息的控制指令至探针驱动装置。当探针驱动装置由远端使用者通过网络控制时，或由操作人员在现场直接通过探针驱动装置上的控制面板进行控制时，远端控制功能会被停用。
在一些情况下，该半导体电性针测管理方法还包括当从探针驱动装置接收到相应于控制指令的确认信息(acknowledgement)时，停用远端控制功能，以及在接收到指示相应的电性针测测试已完成的针测完成信息时，再启用远端控制功能，其中的确认信息用以指示已经准许控制指令进行远端控制。
在一些情况下，该半导体电性针测管理方法还接收指示相应的电性针测测试已完成的一个针测完成信息，以及将针测完成信息回复至客户端电脑。
本发明另外提供一种半导体电性针测测试管理系统。本发明实施例的半导体电性针测管理系统包括一部探针驱动装置以及一部服务器电脑。服务器电脑耦接于探针驱动装置，从一部客户端电脑接收控制请求信息，驱动探针驱动装置中的一个针测单元或晶圆进行校准，将针测单元的探针接触晶圆上的特定区域，接着执行电性针测测试，以及发出至少一个相应于控制请求信息的控制指令来驱动探针驱动装置，进行针测单元或晶圆的校准，将针测单元的探针接触晶圆上的特定区域，以及接着执行电性针测测试。
在一些情况下，服务器电脑还决定远端控制功能是否启用，若是，即发出相应于控制请求信息的控制指令至探针驱动装置。当探针驱动装置由远端使用者通过网络控制时，或由操作人员在现场直接通过探针驱动装置上的控制面板进行控制时，停用远端控制功能。
在一些情况下，服务器电脑从探针驱动装置接收到相应于控制指令的确认信息时，停用远端控制功能，以及当接收到指示相应的电性针测测试已完成的针测完成信息时，启用远端控制功能，其中的确认信息用以指示已经准许控制指令进行远端控制。
在一些情况下，服务器电脑还接收指示相应的电性针测测试已完成的针测完成信息，以及将针测完成信息回复至客户端电脑。
在一些情况下，服务器电脑还通过RS232或GBIP连接耦接于探针驱动装置。控制请求信息通过防火墙(firewall)来接收，上述防火墙用以阻挡未经授权的网络使用者进入服务器电脑。
在较佳的情况下，晶圆上的特定区域为金属电极(metal pad)。当电性针测测试完成时，探针驱动装置将探针由晶圆上的特定区域移开。控制请求信息通过网络来接收。
应用本发明能够直接取得电性针测测试数据和操作电性针测装置，从而提高测试效率。
附图说明
图1表示应用于本发明实施例的半导体电性针测测试管理系统网络环境架构图；
图2a至图2c依据本发明实施例的晶圆示意图；
图3a至图3c依据本发明实施例的电性针测测试示意图；
图4表示依据本发明实施例半导体针测测试管理系统的硬件环境架构图；
图5表示依据本发明实施例的半导体针测测试管理方法的方法流程图；
图6依据本发明实施例的半导体针测测试管理方法的方法流程图；
图7表示本发明实施例的半导体针测测试管理方法的存储介质示意图。
其中，附图标记说明如下：
11～处理单元；12～存储器；13～存储装置；14～输入装置；15～输出装置；16～通信装置；17～总线；20～半导体电性针测测试管理系统；21～客户端电脑；23～服务器电脑；25～测试器；27～探针驱动装置；71～因特网；72、73、74～防火墙；75～内联网；31～晶圆；32a～集成电路；32b～金属电极；33～针测单元；33a～探针；S511、S521～流程步骤；S6111、S6121、...、S6515、S6517～流程步骤；70～存储介质；720～半导体针测测试管理电脑程序；721～接收控制请求信息、确认信息及针测完成信息逻辑；722～决定远端控制功能是否启用逻辑；723～发出控制指令逻辑；724～从探针驱动装置接收到确认信息后停用远端控制功能逻辑；725～接收到针测完成信息后启用远端控制功能逻辑；726～回复针测完成信息逻辑。
具体实施方式
图1表示应用于本发明实施例的半导体电性针测测试管理系统网络环境架构图。半导体电性针测测试管理系统20包括一部客户端电脑21、一部服务器电脑23、一台测试器25以及一部探针驱动装置27。服务器电脑23在网络环境下运行，逻辑性的连接至一部或多部远端电脑，例如客户端电脑21。当应用于广域网联网(WAN-networking)环境中，客户端电脑21及服务器电脑23通常包含非对称式数字用户环路调制解调器(ADSL modem)或其他类型的通信元件，用以在整个广域网上、例如在因特网(Internet)71上建立通信。本领域技术人员均知道，客户端电脑21及服务器电脑23可使用不同的网络环境进行连接，并且经由各式各样的中继装置，例如路由器(router)、网关(gateway)、无线存取点(access point)、基站系统(base station system)等等在不同的网络环境进行通信。客户端电脑21与服务器电脑23间的通信，必须通过防火墙72与73。防火墙73的设计用以阻挡未经授权的使用者进入专用网中，并且可通过硬件、软件或以上两者的结合进行实际操作。防火墙通常阻挡未经授权的网络使用者通过因特网71连接并进入专用网中，特别是进入内联网75中。所有从内联网75进入或离开的信息均须经过防火墙73，防火墙73会检视每一个信息并且封锁未能符合特定安全标准的信息。服务器电脑23在网络环境下运行，逻辑性地连接至一部或多部远端测试装置，例如测试器25。当应用于局域网联网(LAN-networking)环境中，服务器电脑23及测试器25经由网络接口或转换器(adapter)连接到内联网75。当应用于无线局域网联网(WLAN-networking)环境中，服务器电脑23及测试器25经由无线网络接口或转换器连接到内联网75。为了提供严谨的安全性，在较佳的情况下，服务器电脑23与探针驱动装置27通过RS232或GBIP以点对点(peer-to-peer)方式进行连接。
图2a至图2c为依据本发明实施例的晶圆31示意图。集成电路(integratedcircuits，IC)32a制作于半导体原料的圆形薄膜上。标准薄膜，或称晶圆，通常由硅(silicon)制成，集成电路32a则埋藏在表面下的硅中。在此复杂又精细的电路中，电性信号会从一点传送至另一点。为了与集成电路32a外的测试器25互动，这些信号会通过晶圆表面上的金属电极32b，传导入及传导出集成电路32a。
图3a至图3c为依据本发明实施例的电性针测测试示意图，此电性针测测试通过探针驱动装置27中包含探针33a的范例针测单元(probe unit)33来执行。在进行集成电路的测试时，针测单元33接触晶圆表面上的金属电极32b。晶圆31上的集成电路32a通过测试器25来测试，此测试器可传送一系列的电子信号至每一集成电路来进行测试。在测试中，在探针驱动装置27中放置针测单元33与集成电路31a。探针驱动装置27作为类似测试器25的臂(arm)，执行针测单元33或晶圆31的移动与校准的机械运动。接着，针测单元33作为类似测试器25的手(hand)，用以接触晶圆表面上的金属电极32b。上述方式可建立起测试器25与集成电路32a之间的电性连接，让信号能够在两者间流动传送。集成电路32a依照这些测试信号作出反应，并且指出是否正确执行。接着，可分隔出良好集成电路与失败集成电路。参考图3b，当探针33a接触金属电极32b时，针测单元33的移动将毁损金属电极32b，如图3c所示，甚至于能将整个晶圆31毁损，因此必须避免此类移动。
图4表示依据本发明实施例半导体针测测试管理系统的硬件环境架构图。图4要提供一个可让本发明客户端电脑21、服务器电脑23据以实施的简洁且共通的电脑硬件以及作业环境描述。图4的硬件环境包含处理单元11、存储器12、存储装置13、输入装置14、输出装置15和通信装置16。基于范纽曼架构(Von Neumann architecture)，处理单元11经由总线17连接存储器12、存储装置13、输入装置14、输出装置15及通信装置16。图4的硬件环境中可存在唯一一个或多个处理单元11，因此电脑的处理器包含单一中央处理器(central-processing unit；CPU)、微处理器单元(MPU)或者是与平行处理环境(parallel processing environment)关联的多个处理单元。存储器12在较佳的情况下为动态存取存储器(RAM)，但也可包含只读存储器(ROM)或快闪存储器(flash ROM)。存储器12在较佳的情况下，存储由处理单元11执行的半导体针测测试管理功能的程序模块。一般而言，程序模块包含例程(routine)、程序(program)、对象(object)、元件(component)等，用以执行特定功能或实作特定抽象数据类型(abstract data type)。除此之外，本领域技术人员也可将本发明实施于其他电脑系统配置(configuration)上，例如，手持式设备(hand-held device)、多处理器系统、以微处理器为基础或可编程的消费性电子产品(microprocessor-based or programmableconsumer electronics)、网络电脑、迷你电脑、大型主机以及类似的设备。本发明还可以实施于分布式运算环境，其运算工作被连接于通信网的远端处理设备所执行。在分布式环境中，程序模块可同时存在于本地以及远端记忆存储装置中，而远端存取架构包含分布式元件对象模型(DCOM)、通用对象请求代理体系结构(CORBA)、万维网对象(Web object)、万维网服务(WebService)或其他类似架构。存储装置13可为硬盘装置、磁性装置、光盘装置、可携式存储装置或非易失性存储器装置(nonvolatile memory drive)。这些装置及其相关的电脑可读取介质(computer-readable medium)提供电脑可读取指令、数据结构、程序模块的非易失性存储空间(nonvolatile storage)。处理单元11从存储器12或经由操作者通过输入装置接收程序模块，用以执行半导体针测测试管理功能。
图5表示依据本发明实施例的半导体针测测试管理方法的方法流程图，该方法由服务器电脑23来执行。此方法始于步骤S511，从客户端电脑21接收控制请求信息。该控制请求信息表示要驱动探针驱动装置27中的针测单元或晶圆进行校准，将针测单元的探针接触晶圆上的一个特定区域，接着执行电性针测测试。如在步骤S521，发出至少一个相应于控制请求信息的控制指令来驱动探针驱动装置27，进行针测单元或晶圆的校准，将针测单元的探针接触晶圆上的特定区域，以及接着执行电性针测测试。
图6为依据本发明实施例的半导体针测测试管理方法的方法流程图，其中分为由虚线隔开的三个区域，左半边区域显示由客户端电脑21所执行的步骤，中间区域显示由服务器电脑23所执行的步骤，右半边区域显示由探针驱动装置27所执行的步骤。
如步骤S6111，客户端电脑21传送控制请求信息，此信息表示要驱动探针驱动装置27中的针测单元或晶圆进行校准，将针测单元的探针接触晶圆上的特定金属电极，接着执行电性针测测试。如步骤S6311，服务器电脑23接收控制请求信息。当探针接触金属电极时，为了避免移动针测单元，如步骤S6321，决定远端控制功能是否启用，若是，流程进行至步骤S6331，若否，则进行至步骤S6323。当远端控制功能停用时，也许表示探针驱动装置27正由远端使用者通过网络71控制，或正由操作人员在现场直接通过探针驱动装置27上的控制面板进行控制。如步骤S6323，传送拒绝信息至客户端电脑21。
如步骤S6331，服务器电脑23发出至少一个相应于接收信息的控制指令，驱动探针驱动装置27中的针测单元或晶圆进行校准，将针测单元的探针接触晶圆上的特定区域，接着执行电性针测测试。服务器电脑23可依照一系列的程序步骤发出指令至探针驱动装置27，而探针驱动装置27可据此执行作业。如步骤S6511，探针驱动装置27接收控制指令。如步骤S6513，将相应于接收到的控制指令的确认信息(acknowledgement)回复至服务器电脑23。该确认信息用以指示已经准许控制指令进行远端控制。如步骤S6333，服务器电脑23接收确认信息。如步骤S6335，服务器电脑23停用远端控制功能。如步骤S6515，依据接收到的控制指令，由探针驱动装置27执行电性针测测试。当电性针测测试完成后，如步骤S6517，将相应于接收到的控制指令的针测完成信息回复至服务器电脑23。在电性针测测试完成后，针测单元将由金属电极上移开。针测完成信息指示相应的电性针测测试已完成。如步骤S6341，通过服务器电脑23接收针测完成信息。如步骤S6343，启用远端控制功能。如步骤S6345，将相应于接收到的控制指令的针测完成信息回复至客户端电脑21。
图7表示本发明实施例的半导体针测测试管理方法的存储介质示意图。此存储介质70存储可执行上述的半导体针测测试管理方法的电脑程序720。上述电脑程序包含：接收控制请求信息、确认信息及针测完成信息逻辑721；决定远端控制功能是否启用逻辑722；发出控制指令逻辑723；从探针驱动装置接收到确认信息后停用远端控制功能逻辑724；接收到针测完成信息后启用远端控制功能逻辑725；以及回复针测完成信息逻辑726。
本发明的方法与系统，或特定类型或其部份，可以以程序代码的形式包含于实体介质，如软盘、光盘片、硬盘、或是任何其他机器可读取(如电脑可读取)存储介质中，其中，当程序代码被机器，如电脑载入且执行时，此机器即变成应用本发明的装置。本发明的方法与装置也可以以程序代码的形式，通过一些传送介质，如电线或电缆、光纤、或是任何传输型介质进行传送，其中，当程序代码被机器，如电脑接收、载入且执行时，此机器即变成应用本发明的装置。当在通用处理单元(general-purpose processing unit)实际操作时，程序代码结合处理器，可提供类似于应用特定逻辑电路的独特装置操作。
虽然本发明已通过较佳实施例揭示如上，然而以上揭示内容并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应可做一定的改动与修改，因此本发明的保护范围应以所附权利要求范围为准。

Claims (11)

1.一种半导体电性针测测试管理方法，包括使用服务器电脑来执行以下步骤：
从客户端电脑接收控制请求信息，所述控制请求信息指示驱动探针驱动装置中的针测单元或晶圆进行校准，将上述针测单元的探针接触上述晶圆上的特定区域，接着执行电性针测测试；以及
发出至少一个相应于上述控制请求信息的控制指令来驱动上述探针驱动装置，进行上述针测单元或上述晶圆的校准，将上述针测单元的上述探针接触上述晶圆上的上述特定区域，以及接着执行电性针测测试。
2.如权利要求1所述的半导体电性针测测试管理方法，其中上述发出控制请求信息的步骤中还包括决定远端控制功能是否启用，若是，发出相应于上述控制请求信息的上述控制指令至上述探针驱动装置。
3.如权利要求2所述的半导体电性针测测试管理方法，其中当上述探针驱动装置由远端使用者通过网络控制时，或由操作人员在现场直接通过上述探针驱动装置上的控制面板进行控制时，上述远端控制功能停用。
4.如权利要求2所述的半导体电性针测测试管理方法，还包括以下步骤：当从上述探针驱动装置接收到相应于上述控制指令的确认信息时，停用上述远端控制功能，其中上述确认信息用以指示已经准许上述控制指令进行远端控制。
5.如权利要求4所述的半导体电性针测测试管理方法，还包括以下步骤：
在接收到指示相应的电性针测测试已完成的针测完成信息时，启用上述远端控制功能；以及
将上述针测完成信息回复至上述客户端电脑。
6.如权利要求5所述的半导体电性针测测试管理方法，其中当电性针测测试完成时，上述探针驱动装置将上述探针由上述晶圆上的上述特定区域移开。
7.一种半导体电性针测测试管理系统，包括：
探针驱动装置；以及
服务器电脑耦接于上述探针驱动装置，从客户端电脑接收控制请求信息，驱动上述探针驱动装置中的针测单元或晶圆进行校准，将上述针测单元的探针接触上述晶圆上的特定区域，接着执行电性针测测试，以及发出至少一个相应于上述控制请求信息的控制指令来驱动上述探针驱动装置，进行上述针测单元或上述晶圆的校准，将上述针测单元的上述探针接触上述晶圆上的上述特定区域，以及接着执行电性针测测试。
8.如权利要求7所述的半导体电性针测测试管理系统，其中上述服务器电脑决定远端控制功能是否启用，若是，发出相应于上述控制请求信息的上述控制指令至上述探针驱动装置。
9.如权利要求8所述的半导体电性针测测试管理系统，其中当上述服务器电脑从上述探针驱动装置接收到相应于上述控制指令的确认信息时，停用上述远端控制功能，其中的确认信息用以指示已经准许上述控制指令进行远端控制。
10.如权利要求7所述的半导体电性针测测试管理系统，其中上述服务器电脑通过RS232或GBIP连接耦接于上述探针驱动装置。
11.如权利要求10所述的半导体电性针测测试管理系统，其中上述控制请求信息通过防火墙来接收，上述防火墙用以阻挡未经授权的网络使用者进入上述服务器电脑。
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