CN102157415B

CN102157415B - 裸芯片的晶圆参数的测试方法

Info

Publication number: CN102157415B
Application number: CN201110061736.6A
Authority: CN
Inventors: 王健
Original assignee: Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Current assignee: Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Priority date: 2011-03-15
Filing date: 2011-03-15
Publication date: 2015-05-20
Anticipated expiration: 2031-03-15
Also published as: CN102157415A

Abstract

本发明公开了一种晶圆中裸芯片的中测方法，采用六针探针卡压接在相邻近的两个裸芯片的正面进行测试；其测试步骤如下：T1，测试出裸芯片中的栅源控制电流I_GSS；T2，将第二裸芯片的第二栅极电压U_G2加入与第一裸芯片的栅极供电电源U_G1相同的电压，通过R1＝U_G1/I_GSS，计算两个裸芯片串联后的第一电阻R1；T3，将R1除以2，得到两个裸芯片的漏源开启电阻参数R_DSON；T4，多次改变第二裸芯片的第二栅极电压的电压，通过R2＝U_G2/I_GSS，计算出两个裸芯片串联后的第二电阻R2；T5，通过R_DSON＝R2-1/2R1，计算出第二裸芯片的R_DSON参数。本发明晶圆中裸芯片的中测方法，仅需要对晶圆的正面进行单面测试，便可测试出晶圆中裸芯片测试项目，从而判断裸芯片的为合格品或者不合格品。

Description

裸芯片的晶圆参数的测试方法

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种裸芯片的晶圆参数的测试方法。

背景技术

晶圆划片后，在未封装前，在晶圆上能看到紧密相连的裸芯片(die)。裸芯片包括衬底层SUB、外延生长层EPI、基础器件层，其中基础器件包括三极管。为保证裸芯片的良品率，为此，要对裸芯片进行晶圆测试(CP，Circuit Prober)。晶圆测试(Wafer test)是半导体后道封装测试的第一站，晶圆测试有很多个名称，比如针测、中测、CP(Circuit Probing)、Wafer Sort、Wafer Probing等等。晶圆测试的目的是将裸芯片中不良的芯片挑选出来。所用到的设备有测试机(IC Tester)、探针卡(Probe Card)、探针台(Prober)以及测试机与探针卡之间的接口(Mechanical Interface)。晶圆测试的测试项目，包括漏源击穿电压U_(BR)DS，饱和漏极电流I_DSS，栅源控制电流I_GSS，漏源开启电阻R_DSON。其中漏源开启电阻R_DSON参数，根据栅极控制电压的不同，其阻值大小也不同。为此，要在不同的栅极控制电压下，分别测出R_DSON参数的阻值。

现有技术中，裸芯片的晶圆参数的测试方法，是采用4针或者5针探针卡压接到一个裸芯片的正面和背面进行测试，并且需要对裸芯片的背面进行减薄、蒸金工艺后，测试源极到衬底之间电阻参数R_DSON。此种测试方法，在对R_DSON参数进行测试时，晶圆的背面也要设置探针，要对晶圆中裸芯片的正面和背面同时进行测试，从而根据中测的测试项目参数判断裸芯片在不同的栅极控制电压值范围内为合格品或者不合格品。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上不足，提供了一种裸芯片的晶圆参数的测试方法，该裸芯片的晶圆参数的测试方法，仅需要对晶圆的正面进行单面测试，便可测试出晶圆中裸芯片测试项目，从而判断裸芯片的为合格品或者不合格品。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种裸芯片的晶圆参数的测试方法，采用八根探针的探针卡压接在相邻近的两个裸芯片的正面进行测试；其中二根探针的一端压接在第二裸芯片的三极管的源极测试点，另外一端通过探针卡与测试机台的接口电连接；其中二根探针的一端压接在第二裸芯片的三极管的栅极测试点，其栅极测试点的供电电压为第二栅极控制电压U_G2，另外一端通过探针卡与测试机台的接口电连接；其中二根探针的一端压接在第一裸芯片的三极管的源极测试点，另一端通过探针卡与测试机台的接口电连接；其中二根探针通过探针卡上安装的电池E串接后，压接在第一裸芯片的三极管的栅极测试点，其栅极测试点的供电电压为第一栅极控制电压U_G1；测试机台的接口5与测试机台电连接；其测试步骤如下：

T1，测试出晶圆中第一裸芯片和第二裸芯片的三极管的饱和漏极电流I_DSS、以及除三极管的漏源开启电阻R_DSON之外的参数；

T2，在第一裸芯片和第二裸芯片的三极管的栅极端加入相同的栅极控制电压、漏极端加入步骤T1中的饱和漏极电流I_DSS，测试出第二裸芯片的三极管的源漏电压U_DS，通过公式R1＝U_DS/I_DSS，计算出相同栅极控制电压下第一裸芯片和第二裸芯片串联后的第一电阻R1；

T3，将步骤T2中的第一电阻R1除以2，得到第一裸芯片和第二裸芯片的三极管的漏源开启电阻参数R_DSON；

T4，保持第一裸芯片的三极管的栅极端的第一栅极控制电压U_G1的电压值，改变第二裸芯片的三极管的栅极端的第二栅极控制电压U_G2的电压值，在第二裸芯片的三极管的漏极端加入步骤T1中的饱和漏极电流I_DSS，测试出第二裸芯片的三极管的源漏电压U_DS2，通过公式R2＝U_DS2/I_DSS，计算出不同栅极控制电压下第一裸芯片和第二裸芯片串联后的第二电阻R2；通过公式R_DSON＝R2-1/2R1，计算出第二裸芯片的三极管在第二栅极控制电压U_G2下的漏源开启电阻参数R_DSON。

T5，多次改变步骤T4中第二裸芯片的三极管栅极端的第二栅极控制电压U_G2的电压值，计算出不同的第二栅极控制电压U_G2下，第二裸芯片的漏源开启电阻参数R_DSON。

进一步的，所述探针卡上安装的电池E的电压范围为9V到12V。

进一步的，所述第二裸芯片的三极管的第二栅极控制电压U_G2的电压范围为1.2V到10V。

进一步的，除三极管的漏源开启电阻R_DSON之外的参数，包括漏源击穿电压U_(BR)DS，栅源控制电流I_GSS。

本发明的有益效果是：本发明裸芯片的晶圆参数的测试方法，采用八根探针的探针卡压接在相邻近的两个裸芯片的正面进行测试，晶圆的背面不用连接探针或者连接线，从而使测试机台的系统结构简单；也不需要对裸芯片的背面进行减薄、蒸金工艺。

测试步骤T2、T3，是在第一裸芯片和第二裸芯片的栅极控制电压相同的情况下，测试出第一裸芯片和第二裸芯片的漏源开启电阻参数R_DSON。即第二栅极控制电压U_G2等于第一栅极控制电压U_G1等于探针卡的电池E的电压。首先，测试出晶圆中裸芯片中三极管的饱和漏极电流I_DSS、漏源击穿电压U_(BR)DS，栅源控制电流I_GSS；然后，在第一裸芯片和第二裸芯片上分别加入相同的栅极控制电压，根据饱和漏极电流I_DSS测试出第二裸芯片的源漏电压U_GS；之后，根据公式R1＝U_DS/I_DSS，计算出相同栅极控制电压下第一裸芯片和第二裸芯片串联后的第一电阻R1。将第一电阻R1除以2，得到第一裸芯片和第二裸芯片的三极管的漏源开启电阻参数R_DSON。

测试步骤T4，是在第一裸芯片和第二裸芯片的栅极控制电压不相同的情况下，测试出第二裸芯片的漏源开启电阻参数R_DSON。即第一栅极控制电压U_G1等于探针卡的电池E的电压，第二栅极控制电压U_G2不等于第一栅极控制电压U_G1。首先，保持第一裸芯片的三极管的栅极端的第一栅极控制电压U_G1的电压值，改变第二裸芯片的三极管的栅极端的第二栅极控制电压U_G2的电压值，在第二裸芯片的三极管的漏极端加入步骤T1中的饱和漏极电流I_DSS，测试出第二裸芯片的三极管的源漏电压，通过公式R2＝U_DS2/I_DSS，计算出不同栅极控制电压下第一裸芯片和第二裸芯片串联后的第二电阻R2；通过公式R_DSON＝R2-1/2R1，计算出第二裸芯片的三极管在第二栅极控制电压U_G2下的漏源开启电阻参数R_DSON。

步骤T2、T3，为步骤T4提供第一裸芯片在第一栅极控制电压U_G1下的漏源开启电阻参数R_DSON，即第一裸芯片的R_DSON＝1/2R1。由于第一裸芯片的第一栅极控制电压U_G1的电压值保持不变，因此，第一裸芯片的漏源开启电阻参数R_DSON不变，为1/2R1。改变第二裸芯片的第二栅极控制电压U_G2后，先测试并计算出第一裸芯片和第二裸芯片在不同的栅极控制电压下串联后的第二电阻R2，因此根据公式R_DSON＝R2-1/2R1，便可计算出第二裸芯片的三极管在第二栅极控制电压U_G2下的漏源开启电阻参数R_DSON。

步骤T5，是步骤T4的重复测试过程，不同之处在于加入的第二栅极控制电压U_GS的电压值不相同。

综上所述，本发明裸芯片的晶圆参数的测试方法，仅将相邻近的两个裸芯片正面进行测试，便可得到晶圆中裸芯片的全部晶圆测试项目，从而根据晶圆测试项目参数判断裸芯片在不同的栅极控制电压值范围内为合格品或者不合格品。

附图说明

图1是划片后、未封装前的晶圆；

图2是图1中第一裸芯片和第二裸芯片的结构示意图；

图3-4是八根探针的探针卡与第一裸芯片和第二裸芯片的电路连接示意图。

图中所示：1、第一裸芯片，2、第二裸芯片，3、晶圆，4、探针卡，5、接口。

具体实施方式

如图1-4所示，本发明裸芯片的晶圆参数的测试方法，采用八根探针的探针卡4压接在相邻近的两个裸芯片的正面进行测试；其中二根探针的一端压接在第二裸芯片2的三极管的源极测试点，另外一端通过探针卡4与测试机台的接口5电连接；其中二根探针的一端压接在第二裸芯片2的三极管的栅极测试点，其栅极测试点的供电电压为第二栅极控制电压U_G2，另外一端通过探针卡4与测试机台的接口5电连接；其中二根探针的一端压接在第一裸芯片1的三极管的源极测试点，另一端通过探针卡4与测试机台的接口5电连接；其中二根探针通过探针卡4上安装的电池E串接后，压接在第一裸芯片1的三极管的栅极测试点，其栅极测试点的供电电压为第一栅极控制电压U_G1；其测试步骤如下：

T1，测试出晶圆中第一裸芯片1和第二裸芯片2的三极管的饱和漏极电流I_DSS、以及除三极管的漏源开启电阻R_DSON之外的参数；

T2，在第一裸芯片1和第二裸芯片2的三极管的栅极端加入相同的栅极控制电压、漏极端加入步骤T1中的饱和漏极电流I_DSS，测试出第二裸芯片2的三极管的源漏电压U_DS，通过公式R1＝U_DS/I_DSS，计算出相同栅极控制电压下第一裸芯片1和第二裸芯片2串联后的第一电阻R1；

T3，将步骤T2中的第一电阻R1除以2，得到第一裸芯片1和第二裸芯片2的三极管的漏源开启电阻参数R_DSON；

T4，保持第一裸芯片1的三极管的栅极端的第一栅极控制电压U_G1的电压值，改变第二裸芯片2的三极管的栅极端的第二栅极控制电压U_G2的电压值，在第二裸芯片2的三极管的漏极端加入步骤T1中的饱和漏极电流I_DSS，测试出第二裸芯片2的三极管的源漏电压U_DS2，通过公式R2＝U_DS2/I_DSS，计算出不同栅极控制电压下第一裸芯片1和第二裸芯片2串联后的第二电阻R2；通过公式R_DSON＝R2-1/2R1，计算出第二裸芯片2的三极管在第二栅极控制电压U_G2下的漏源开启电阻参数R_DSON；

T5，多次改变步骤T4中第二裸芯片2的三极管栅极端的第二栅极控制电压U_G2的电压值，计算出不同的第二栅极控制电压U_G2下，第二裸芯片2的漏源开启电阻参数R_DSON。

其中，除三极管的漏源开启电阻R_DSON之外的参数，包括漏源击穿电压U_(BR)DS，栅源控制电流I_GSS。

优选的，探针卡4上安装的电池E的电压范围为9V到12V，由于第一裸芯片1的第一栅极控制电压U_G1为探针卡4上的电池E的电压，因此，使第一裸芯片1的第一栅极控制电压U_G1的可选择范围更宽。

优选的，第二裸芯片2的三极管的第二栅极控制电压U_G2的电压范围为1.2V到10V，使第二裸芯片2的第二栅极控制电压U_G2的可选择范围更宽。

其中，图2-4中，SUB为衬底层；EPI为外延生长层；S1为第一裸芯片1的三极管的源极测试点；G1为第一裸芯片1的三极管的栅极测试点，U_G1为第一裸芯片1的第一栅极控制电压；S2为第二裸芯片2的三极管的源极测试点；G2为第二裸芯片2的三极管的栅极测试点，U_G2为第二栅极控制电压。

其中，图3-4中，探针卡4的探针D2_f(S1_f)，D2_s(S1_s)压接在第一裸芯片1的三极管的源极测试点，此第一裸芯片1的三极管的源极测试点间接为第二裸芯片2的漏极测试点；探针卡4的探针S2_f，S2_s压接在第二裸芯片2的源极测试点；探针卡4的探针G2_f，G2_s压接在第二裸芯片2的栅极测试点；探针卡4的探针G1_f，G1_s压接在第一裸芯片1的栅极测试点。

本发明裸芯片的晶圆参数的测试方法，采用八根探针的探针卡4压接在相邻近的两个裸芯片的正面进行测试，晶圆3的背面不用连接探针或者连接线，从而使测试机台的系统结构简单；也不需要对裸芯片的背面进行减薄、蒸金工艺。

测试步骤T2、T3，是在第一裸芯片1和第二裸芯片2的栅极控制电压相同的情况下，测试出第一裸芯片1和第二裸芯片2的漏源开启电阻参数R_DSON。即第二栅极控制电压U_G2等于第一栅极控制电压U_G1等于探针卡4的电池E的电压。首先，测试出晶圆3中裸芯片中三极管的饱和漏极电流I_DSS、漏源击穿电压U_(BR)DS，栅源控制电流I_GSS；然后，在第一裸芯片1和第二裸芯片2上分别加入相同的栅极控制电压，根据饱和漏极电流I_DSS测试出第二裸芯片2的源漏电压U_GS；之后，根据公式R1＝U_DS/I_DSS，计算出相同栅极控制电压下第一裸芯片1和第二裸芯片2串联后的第一电阻R1。将第一电阻R1除以2，得到第一裸芯片和1第二裸芯片2的三极管的漏源开启电阻参数R_DSON。

测试步骤T4，是在第一裸芯片1和第二裸芯片2的栅极控制电压不相同的情况下，测试出第二裸芯片2的漏源开启电阻参数R_DSON。即第一栅极控制电压U_G1等于探针卡4的电池E的电压，第二栅极控制电压U_G2不等于第一栅极控制电压U_G1。首先，保持第一裸芯片1的三极管的栅极端的第一栅极控制电压U_G1的电压值，改变第二裸芯片2的三极管的栅极端的第二栅极控制电压U_G2的电压值，在第二裸芯片2的三极管的漏极端加入步骤T1中的饱和漏极电流I_DSS，测试出第二裸芯片2的三极管的源漏电压U_DS2，通过公式R2＝U_DS2/I_DSS，计算出不同栅极控制电压下第一裸芯片1和第二裸芯片2串联后的第二电阻R2；通过公式R_DSON＝R2-1/2R1，计算出第二裸芯片2的三极管在第二栅极控制电压U_G2下的漏源开启电阻参数R_DSON。

步骤T2、T3，为步骤T4提供第一裸芯片1在第一栅极控制电压U_G1下的漏源开启电阻参数R_DSON，即第一裸芯片1的R_DSON＝1/2R1。由于第一裸芯片1的第一栅极控制电压U_G1的电压值保持不变，因此，第一裸芯片1的漏源开启电阻参数R_DSON不变，为1/2R1。改变第二裸芯片2的第二栅极控制电压U_G2后，由于第一裸芯片1的第一栅极控制电压U_G1的电压值保持不变，先测试并计算出第一裸芯片1和第二裸芯片2在不同的栅极控制电压下串联后的第二电阻R2，因此根据公式R_DSON＝R2-1/2R1，便可计算出第二裸芯片2的三极管在第二栅极控制电压U_G2下的漏源开启电阻参数R_DSON。

Claims

1.一种裸芯片的晶圆参数的测试方法，其特征在于：采用八根探针的探针卡(4)压接在相邻近的两个裸芯片的正面进行测试；其中二根探针的一端压接在第二裸芯片(2)的三极管的源极测试点，另外一端通过探针卡(4)与测试机台的接口(5)电连接；其中二根探针的一端压接在第二裸芯片(2)的三极管的栅极测试点，其栅极测试点的供电电压为第二栅极控制电压U_G2，另外一端通过探针卡(4)与测试机台的接口(5)电连接；其中二根探针的一端压接在第一裸芯片(1)的三极管的源极测试点，另一端通过探针卡(4)与测试机台的接口(5)电连接；其中二根探针通过探针卡(4)上安装的电池E串接后，压接在第一裸芯片(1)的三极管的栅极测试点，其栅极测试点的供电电压为第一栅极控制电压U_G1；其测试步骤如下：

T1，测试出晶圆中第一裸芯片(1)和第二裸芯片(2)的三极管的饱和漏极电流I_DSS、以及除三极管的漏源开启电阻R_DSON之外的参数，所述除三极管的漏源开启电阻R_DSON之外的参数包括漏源击穿电压U_(BR)DS，栅源控制电流参数I_GSS；

T2，在第一裸芯片(1)和第二裸芯片(2)的三极管的栅极端加入相同的栅极控制电压、漏极端加入步骤T1中的饱和漏极电流I_DSS，测试出第二裸芯片(2)的三极管的源漏电压U_DS，通过公式R1＝U_DS/I_DSS，计算出相同栅极控制电压下第一裸芯片(1)和第二裸芯片(2)串联后的第一电阻R1；

T3，将步骤T2中的第一电阻R1除以2，得到第二裸芯片(2)的三极管的漏源开启电阻参数R_DSON；

T4，保持第一裸芯片(1)的三极管的栅极端的第一栅极控制电压U_G1的电压值,改变第二裸芯片(2)的三极管的栅极端的第二栅极控制电压U_G2的电压值，在第二裸芯片(2)的三极管的漏极端加入步骤T1中的饱和漏极电流I_DSS，测试出第二裸芯片(2)的三极管的源漏电压U_DS2，通过公式R2＝U_DS2/I_DSS，计算出不同栅极控制电压下第一裸芯片(1)和第二裸芯片(2)串联后的第二电阻R2；通过公式R_DSON＝R2－1/2R1，计算出第二裸芯片(2)的三极管在第二栅极控制电压U_G2下的漏源开启电阻参数R_DSON；

T5，多次改变步骤T4中第二裸芯片(2)的三极管栅极端的第二栅极控制电压U_G2的电压值，计算出不同的第二栅极控制电压U_G2下，第二裸芯片(2)的漏源开启电阻参数R_DSON。

2.根据权利要求1所述的裸芯片的晶圆参数的测试方法，其特征在于：所述探针卡(4)上安装的电池E的电压范围为9V到12V。

3.根据权利要求1所述的裸芯片的晶圆参数的测试方法，其特征在于：所述第二裸芯片(2)的三极管的第二栅极控制电压U_G2的电压范围为1.2V到10V。