CN102520332A - 晶圆测试装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种晶圆测试装置及方法，属于芯片制造领域。所述晶圆测试装置包括至少一套测量探针卡，所述测量探针卡中包括用于测量晶片信号的测量探针；至少一套熔断探针卡，所述熔断探针卡中包括用于对所述晶片进行修调或者编程的熔断探针。本发明通过将测量探针与熔断探针分离设计在不同的探针卡中，进一步还可以将用于不同测试项目的测量探针也分离设计在不同的探针卡中，使得测量探针的测量结果的准确性发生明显提高，保证了晶圆测试阶段的准确性和提高了芯片的质量。
Description
【技术领域】
本发明涉及晶圆测试领域，特别涉及一种晶圆测试装置及方法。
【背景技术】
在芯片制造流程上，主要可分为IC设计、晶圆制程、晶圆测试及晶圆封装四大步骤。
晶圆初始通常为4英寸，6英寸，8英寸，12英寸等直径规格的圆形硅片。在晶圆制程阶段，会在晶圆上形成紧密规则分布的数量很大的晶片，根据不同晶片大小，一个晶圆上可以存在着几十至几十万颗晶片。而在晶圆测试阶段，通常是由测试机台与探针卡共同构建一个测试环境，在此环境下测试晶圆上的晶片，以确保各个晶片的电气特性与功能都符合设计的规格和规范。未能通过测试的晶片将会被标记为不良产品或者坏片，在其后的切割封装阶段将被剔除。只有通过测试的晶片才会被封装为芯片。在晶圆测试阶段，为了提高芯片的良率和质量，通常还需要对芯片的若干参数进行必要的修调和编程，从而实现更高性能或者差异化的功能。晶圆测试对于降低芯片的生产成本和提高芯片的质量是非常必要的。而一个优质的芯片测试环境将是这一切的一个非常重要的保证。
现有技术中的一种晶圆测试方法为：对于一种型号的晶片，预先设计提供一套探针卡，该探针卡上包括用于测量晶片电信号的测量探针和用于修调和编程晶片的熔断探针；首先，通过该探针卡上的测量探针测量晶片是否符合设计的规格和规范；然后，根据测量结果通过熔断探针对晶片进行修调或编程，此处的“修调”通常是指通过熔断探针对晶片中预先设计的电阻网络、熔丝或者齐纳二极管之类的器件进行选择性熔断以改良晶片的性能，此处的“编程”通常是指通过熔断探针对晶片中预先设计的熔丝进行熔断以选择晶片的不同功能；在修调或编程后，再次通过测量探针测量修调或者编程后的晶片是否已经达到了修调目的或达到了设计规范。在整个过程中，探针卡上的各个探针通常一一对应地与晶片上的对应接点紧密接触，并且不发生移动。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在如下缺陷：第一，现有技术中的探针卡通常存在漏电，在使用包括漏电的探针卡进行测试时，如果这些漏电出现在晶片的低阻抗节点(如该节点驱动能力很强)上，则对晶片内的电路的影响很小。但对于一些高精度、低功耗模拟电路来说，存在一些高阻抗节点，如果探针探测这些高阻抗节点时，探针上的漏电产生的影响则很大，等效改变的电压幅度近似为漏电电流乘以该高阻抗节点的阻抗值。比如，探测卡的一部分被设计为修调一个基准电压至3V+/-1％的精度，当被测试晶片接上探针后，由于探针上的漏电电流的干扰导致本来电压值为3.04V的晶片实际电压被测量为2.98V，则系统判断该被测试晶片为无需修调，但是探针移除后，该被测试晶片的真实电压为3.04V，其实是需要修调的晶片。第二，探针与晶片之间容易产生寄生电容，寄生电容对测量探针的准确性也有一定影响，甚至会引起环路振荡。
为此，有必要提供一种新的技术方案来解决上述问题。
【发明内容】
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
本发明的一个目的在于提供一种晶圆测试装置，其可以消除探针上的漏电对晶片测试的影响。
本发明的另一目的在于提供一种晶圆测试方法，其可以结合所述晶圆测试装置使用，以消除探针上的漏电对晶片测试的影响。
为了达到本发明的目的，根据本发明的一个方面，本发明实施例提供一
种晶圆测试装置，所述装置包括：
至少一套测量探针卡，所述测量探针卡中包括用于测量晶片信号的测量探针；
至少一套熔断探针卡，所述熔断探针卡中包括用于对所述晶片进行修调或者编程的熔断探针。
进一步地，所述晶圆测试装置包括若干套测量探针卡，每套测量探针卡中包括用于一个测试项目的测量探针。
进一步地，所述晶圆测试装置还包括与所述测量探针卡和所述熔断探针卡相连的测试机台，所述测试机台中包括用于存储所述测量探针卡的测量结果的存储装置。
根据本发明的另一方面，本发明还提供一种晶圆测试方法，用于前述测试装置中，所述方法包括：
通过所述测量探针卡对晶片进行测量；
根据所述测量探针卡的测量结果通过所述熔断探针卡对所述晶片进行修调或者编程。
进一步地，所述通过所述测量探针卡对晶片进行测量，具体包括：
通过包括用于一个测试项目的测量探针的测量探针卡对所述晶片进行一个项目的测试；
通过包括用于另一测试项目的测量探针的测量探针卡对所述晶片进行另一项目的测试。
进一步地，所述根据所述测量探针卡的测量结果通过所述熔断探针卡对所述晶片进行修调或者编程，具体包括：
根据测试结果通过所述熔断探针卡中的熔断探针对所述晶片中预先设计的电阻网络、熔丝或者齐纳二极管进行选择性熔断。
进一步地，所述通过所述测量探针卡对晶片进行测量之后，还包括：
将所述测量探针卡的测量结果存储于存储装置中。
进一步地，所述根据所述测量探针卡的测量结果通过所述熔断探针卡对所述晶片进行修调或者编程之前，还包括：
从所述存储装置中获取所述测量探针卡的测量结果。
进一步地，所述根据所述测量探针卡的测量结果通过所述熔断探针卡对所述晶片进行修调或者编程之后，还包括：
通过所述测量探针卡对所述晶片再次进行测量；
将所述测量探针卡的再次测量结果存储于所述存储装置中。
进一步地，所述方法还包括：将所述存储装置中的测试结果进行显示或者打印。
与现有技术相比，本发明中的晶圆测试装置及方法具有以下优点：
通过将测量探针与熔断探针分离设计在不同的探针卡中，进一步还可以将用于不同测试项目的测量探针也分离设计在不同的探针卡中，使得测量探针的测量结果的准确性发生明显提高，保证了晶圆测试阶段的准确性和提高了芯片的质量。
【附图说明】
结合参考附图及接下来的详细描述，本发明将更容易理解，其中同样的附图标记对应同样的结构部件，其中：
图1为本发明中的晶圆测试装置在一个实施例中的结构示意图；
图2是本发明中的晶圆测试方法在一个实施例中的方法流程图。
【具体实施方式】
本发明的详细描述主要通过程序、步骤、逻辑块、过程或其他象征性的描述来直接或间接地模拟本发明技术方案的运作。为透彻的理解本发明，在接下来的描述中陈述了很多特定细节。而在没有这些特定细节时，本发明则可能仍可实现。所属领域内的技术人员使用此处的这些描述和陈述向所属领域内的其他技术人员有效的介绍他们的工作本质。换句话说，为避免混淆本发明的目的，由于熟知的方法、程序、成分和电路已经很容易理解，因此它们并未被详细描述。
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。此外，表示一个或多个实施例的方法、流程图或功能框图中的模块顺序并非固定的指代任何特定顺序，也不构成对本发明的限制。
本发明中提供的晶圆测试装置及方法的一个重点和亮点是：对于一种型号的待测晶片，将用于测量该晶片电信号的测量探针和用于修调或编程该晶片的熔断探针分离设计于不同的探针卡中，以减少干扰而提高测量探针的测量结果的准确性。
请参考图1，其示出了本发明中的晶圆测试装置在一个实施例100中的结构示意图。所述晶圆测试装置100包括第一测量探针卡120、第二测量探针卡140、熔断探针卡160和测试机台180。
第一测量探针卡120包括用于一个测试项目的测量探针122，并且与所述测试机台180相连。测量探针122用于测量晶片的电信号。在一个具体的实施例中，第一测量探针卡120可以包括第一基板124，第一基板124可以由印刷电路板和固定环基板组成(未具体示出)，测量探针122可以通过固定环基板固定在印刷电路板上，并通过导线与印刷电路板电性相连。
第二测量探针卡140包括用于另一个测试项目的测量探针142，并且与所述测试机台180相连。测量探针142用于测量晶片的电信号。在一个具体的实施例中，第二测量探针卡140可以包括第二基板144，第二基板144可以由印刷电路板和固定环基板组成(未具体示出)，测量探针142也可以通过固定环基板固定在印刷电路板上，并通过导线与印刷电路板电性相连。
熔断探针卡160包括用于修调或者编程晶片的熔断探针162。此处的“修调”通常是指通过熔断探针162对晶片中预先设计的电阻网络、熔丝或者齐纳二极管之类的器件进行选择性熔断以改良晶片的性能，此处的“编程”通常是指通过熔断探针162对晶片中预先设计的熔丝进行熔断以选择晶片的不同功能。在一个具体的实施例中，熔断探针卡160可以包括第三基板164，第三基板164可以由印刷电路板和固定环基板组成(未具体示出)，熔断探针162可以通过固定环基板固定在印刷电路板上，并通过导线与印刷电路板电性相连。
测试机台180可以是运行有特定程序的具有一定计算能力的计算机设备。测试机台180通过导线可以分别与第一测量探针卡120、第二测量探针卡140和熔断探针卡160相连。测试机台180中可以包括用于存储测量探针卡的测量结果的存储装置。测试机台180可以用于存储第一测量探针卡120和第二测量探针卡140的测试结果，并且传输所述测试结果或者传输根据所述测试结果生成的熔断信号给所述熔断探针卡160。
综上所述，所述晶圆测试装置通过将测量探针与熔断探针分离设计在不同的探针卡中，使得漏电以及熔断探针的熔断可能对测量探针的干扰影响降到最低，提高了测量探针的测量结果的准确性。进一步还可以将用于不同测试项目的测量探针也分离设计在不同的探针卡中，使得用于不同测试项目的测量探针之间可能存在的干扰影响也降到最低，更好地提高了测量探针的测量结果的准确性，使得保证了晶圆测试阶段的准确性和提高了芯片的质量。
请参考图2，其示出了本发明中的晶圆测试方法在一个实施例200中的方法流程图。所述晶圆测试方法可以用在如图1所示晶圆测试装置中，所述晶圆测试方法200包括：
步骤201，通过测量探针卡对晶片进行测量；
晶圆测试过程通常由测试机台自动控制，当然也可以人为控制。在全自动或者半自动晶圆测试装置中，测试机台还可以包括相应的自动控制部分和机械部分，本文不做一一示例。在本实施例中，测试机台可以首先通过测量探针卡对晶片进行测量。具体地讲，如果包括两套或者两套以上的测量探针卡，每套探针卡中包括用于不同测试项目的测量探针。则测试机台可以首先通过包括用于一个测试项目的测量探针的测量探针卡对待测晶片进行一个项目的测试；然后通过包括另一个测试项目的测量探针的测量探针卡对待测晶片进行另一个项目的测试。其中，测试先后顺序可以视不同具体实施例而不同。
步骤202，将测量探针卡的测量结果存储于存储装置中；
测试机台在通过测量探针卡对晶片进行测量后，可以将测量结果存储于其内部的存储装置中，该存储装置可以为硬盘或者固态存储介质。
步骤203，从存储装置中获取测量探针卡的测量结果；
然后，测试机台可以从存储装置中获取测量探针卡的测量结果，以便进行分析而进行下一步控制。
步骤204，根据测量探针卡的测量结果通过熔断探针卡对晶片进行修调或者编程；
测试机台可以对测量探针卡的测量结果进行分析，然后根据分析结果发出控制信号或者熔断信号给熔断探针卡，以便控制熔断探针卡中的熔断探针对相应的晶片进行修调或者编程。在此过程中，虽然熔断探针卡仍然可能带有漏电以及产生寄生电容，但是对与其分离的测量过程无法产生干扰作用。也就是说，在修调和编程的过程中，测量探针卡已经与待测晶片分离而不接触，只有熔断探针卡与待测晶片接触，所以此时熔断探针卡对待测晶片的各种操作和影响都不会对测量探针卡的测量过程产生任何影响。
步骤205，通过测量探针卡对晶片再次进行测量；
在修调或者编程结束后，测试机台可以切换测量探针卡对修调或者编程后的晶片再次进行测量。
步骤206，将测量探针卡的再次测量结果存储于存储装置中；
测试机台同样可以将测量探针卡的再次测量结果存储于存储装置中。
步骤207，将存储装置中的测试结果进行显示或者打印。
测试机台可以将存储装置中的全部测试结果进行选择性地显示或者打印，以便用户查看。测试机台也可以继续判断修调或者编程后的晶片是否达到了设计规范，对未达到设计规范的晶片，还可以进行后续的修调或者编程，此处不再一一赘述。
综上所述，所述晶圆测试方法通过将测量探针与熔断探针分离设计在不同的探针卡中，然后分成多步来进行测量或者修调，使得漏电以及熔断探针的熔断可能对测量探针的干扰影响降到最低，提高了测量探针的测量结果的准确性。进一步还可以将用于不同测试项目的测量探针也分离设计在不同的探针卡中，使得用于不同测试项目的测量探针之间可能存在的干扰影响也降到最低，进一步地提高了测量探针的测量结果的准确性，保证了晶圆测试阶段的准确性和提高了芯片的质量。
上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于所述具体实施方式。
Claims (10)
1.一种晶圆测试装置，其特征在于，其包括：
至少一套测量探针卡，所述测量探针卡中包括用于测量晶片信号的测量探针；
至少一套熔断探针卡，所述熔断探针卡中包括用于对所述晶片进行修调或者编程的熔断探针。
2.根据权利要求1所述的晶圆测试装置，其特征在于，所述晶圆测试装置包括若干套测量探针卡，每套测量探针卡中包括用于一个测试项目的测量探针。
3.根据权利要求1或2所述的晶圆测试装置，其特征在于，所述晶圆测试装置还包括与所述测量探针卡和所述熔断探针卡相连的测试机台，所述测试机台中包括用于存储所述测量探针卡的测量结果的存储装置。
4.一种晶圆测试方法，用于如权利要求3所述的测试装置中，其特征在于，其包括：
通过所述测量探针卡对晶片进行测量；
根据所述测量探针卡的测量结果通过所述熔断探针卡对所述晶片进行修调或者编程。
5.根据权利要求4所述的晶圆测试方法，其特征在于，所述通过所述测量探针卡对晶片进行测量，具体包括：
通过包括用于一个测试项目的测量探针的测量探针卡对所述晶片进行一个项目的测试；
通过包括用于另一测试项目的测量探针的测量探针卡对所述晶片进行另一项目的测试。
6.根据权利要求4或5所述的晶圆测试方法，其特征在于，所述根据所述测量探针卡的测量结果通过所述熔断探针卡对所述晶片进行修调或者编程，具体包括：
根据测试结果通过所述熔断探针卡中的熔断探针对所述晶片中预先设计的电阻网络、熔丝或者齐纳二极管进行选择性熔断。
7.根据权利要求6所述的晶圆测试方法，其特征在于，所述通过所述测量探针卡对晶片进行测量之后，还包括：
将所述测量探针卡的测量结果存储于存储装置中。
8.根据权利要求7所述的晶圆测试方法，其特征在于，所述根据所述测量探针卡的测量结果通过所述熔断探针卡对所述晶片进行修调或者编程之前，还包括：
从所述存储装置中获取所述测量探针卡的测量结果。
9.根据权利要求8所述的晶圆测试方法，其特征在于，所述根据所述测量探针卡的测量结果通过所述熔断探针卡对所述晶片进行修调或者编程之后，还包括：
通过所述测量探针卡对所述晶片再次进行测量；
将所述测量探针卡的再次测量结果存储于所述存储装置中。
10.根据权利要求9所述的晶圆测试方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述存储装置中的测试结果进行显示或者打印。
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