CN103278693A - 一种探针接触电阻测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭露了一种探针接触电阻测量方法，所述测量方法包括：提供待检测晶圆，所述晶圆上形成有焊垫，所述焊垫连接至电源端VDD；将探针与焊垫接触，并将电源端VDD接地；向探针提供多次测量电流，得到探针上对应的测量电压；根据测量电流和测量电压计算出探针的接触电阻的阻值R。利用晶圆本身的结构经过简单的步骤就能得到探针与焊垫实际的接触电阻，有助于良率分析和提高晶圆针测的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路制造领域，特别是涉及一种探针接触电阻测量方法。
背景技术
在半导体器件的工艺中，需要在封装前进行晶圆针测（Chip Probing test，CP），晶圆针测的主要目的是测试晶圆中每一颗晶粒的电气特性，线路的连接，检查其是否为不良品。不合格的晶粒会被标上记号，而后当晶圆依晶粒为单位切割成独立的晶粒时，标有记号的不合格晶粒不再进行下一个制程，以节省生产成本。此外，还能通过对晶圆针测的数据分析，进行生产工艺的优化。
晶圆针测利用探针与晶圆上焊垫接触，参数测试系统将电流或电压通过探针输入被测器件，然后测量该器件对于此输入信号的响应。这些信号的路径为：从测试仪通过电缆束至测试头，再通过测试头至探针，然后通过探针至晶圆上的焊垫（PAD），到达被测器件，并最后沿原路径返回测试仪器。
为了提高量测精度，测量仪器往往会引进一些补偿值来修正值噪声或测量误差。其中，探针和焊垫的接触电阻对测量的影响是很重要的部分。但是，实际的接触电阻很难测量，其不仅会受探针本身参数的影响，如探针的材料、针尖的直径与形状，还取决于焊垫的材质、清洗的次数、触点压力、以及探针台的平整度，并且，随着探针的使用，接触电阻还受到探针尖磨损和污染的影响。
实际生产中，通常的做法是设定定期清洗探针的频率，例如每使用探针若干次进行清洗，保证接触电阻不出现较大的变化，但这样的做法只能在一定程度上能保证测试的一致性和准确性。如果能量测出探针的接触电阻，对提高量测准确性和良率分析有着重要意义。
发明内容
本发明提供一种探针接触电阻测量方法，该方法可实时的量测出探针与焊垫的接触电阻，有助于良率分析和提高量测的准确性。
为解决上述技术问题，本发明提供一种探针接触电阻测量方法，该方法包括：提供待检测晶圆，所述晶圆上形成有焊垫，所述焊垫连接至电源端VDD；
将探针与焊垫接触，并将电源端VDD接地；
向探针提供多次测量电流，得到探针上对应的测量电压；
根据测量电流和测量电压计算出探针的接触电阻的阻值R。
可选的，焊垫与电源端VDD之间连接有第一静电保护二极管，所述第一静电保护二极管的负极与电源端VDD连接，正极与焊垫连接。
可选的，提供测量电流的次数为两次。
可选的，先提供第一测量电流I1，得到第一测量电压U1；然后提供第二测量电流I2，得到第二测量电压U2。
可选的，计算接触电阻R的公式为R=（U1-U2）/（I1-I2）。
可选的，向探针提供的多次测量电流间的差值至少为10mA。
可选的，所述测量电流的取值范围为100μA～100mA。
可选的，所述焊垫还连接有第二静电保护二极管，所述第二静电保护二极管的正极接地，负极与焊垫连接。
与现有技术相比，本发明所提供的探针接触电阻测量方法利用晶圆本身的结构经过简单的步骤就能得到探针与焊垫实际的接触电阻，这样在生产检测中能实时监控探针卡与焊垫的接触电阻，有效地确认探针卡的污染状况和接触电阻检测数据的有效性，有助于良率分析以及提高晶圆针测的准确性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的探针接触电阻测量方法等效电路图；
图2为本发明实施例提供的探针接触电阻测量方法的流程图。
具体实施方式
在背景技术中已经提及，由于没有一种能够量测探针与晶圆焊垫的接触电阻的方法，只能在一定程度上能保证晶圆针测的一致性和准确性，无法确保检测的准确性和进行精确的良率分析。
本发明的核心思想在于，提供一种探针接触电阻测量方法，所述探针接触电阻测量方法利用现有晶圆上的结构检测出探针与焊垫间的接触电阻，从而在生产过程中能实时的监控探针卡与焊垫的接触电阻，有效地确认探针卡的污染状况和接触电阻检测数据的有效性，有助于良率分析以及提高晶圆针测的准确性，从而减小晶圆的返工率。
请参考图2，其为本发明实施例提供的探针接触电阻测量方法的流程图，结合所述图，所述方法包括如下步骤：
步骤S21，所述晶圆上形成有焊垫，所述焊垫连接至电源端VDD；
步骤S22，将探针与焊垫接触，并将电源端VDD接地；
步骤S23，向探针卡提供多次测量电流，得到探针上对应的测量电压；
步骤S24，根据测量电流和测量电压计算出探针的接触电阻的阻值R。
本发明提供的探针接触电阻测量方法不需要额外的测试结构，利用晶圆本身的结构经过简单的步骤就能得到探针与焊垫实际的接触电阻，这样在生产检测中能实时监控探针卡与焊垫的接触电阻，有效地确认探针卡的污染状况和接触电阻检测数据的有效性，有助于良率分析以及提高晶圆针测的准确性。
下面将结合一具体的量测过程对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应所述理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
首先进行步骤S21，提供待检测晶圆，所述晶圆上形成有焊垫，通常，在现有技术中为了防止静电释放现象焊垫都连接有静电保护二极管，本实施例中，所述焊垫连接有第一静电保护二极管D1和第二静电保护二极管D2，所述第一静电保护二极管D1的负极与器件的电源端VDD连接，正极与焊垫连接，所述第二静电保护二极管D2的正极接地，负极与焊垫连接。所述第一静电保护电路的压降为VD。
然后进行步骤S22，将探针与焊垫接触，并将电源端VDD接地。如图1所示，为本实施例中进行上述连接后的等效电路图，其中电阻Rc为探针与焊垫的接触电阻。
继续参照图1，然后进行步骤S23和S24，向探针提供多次测量电流I，得到探针上对应的测量电压，然后根据测量电流和测量电压计算出探针的接触电阻的阻值R。
本实施例中提供测量电流次数为两次，具体的，先提供第一测量电流I1，得到第一测量电压U1；然后提供第二测量电流I2，得到第二测量电压U2。由等效电路图可得出第一测量电压U1=I1*R+VD，第二测量电压U2=I2*R+VD。
优选的，所述第一测量电流I1和第二测量电流I2的差值至少为10mA，以减小测量误差的影响，所述第一测量电流I1和第二测量电流I2的取值范围为100μA～100mA，在保证量测准确性的同时保护探针卡和器件。本实施例中，令第一测量电流I1为1mA，测得第一测量电压U1的值，则U1=1mA*R+VD，令第二测量电流I2为20mA，测得第二测量电压U2的值，则U2=20mA*R+VD。然后计算出探针的接触电阻的阻值R，具体的，可将步骤S23中得到的两式相减，得到（U1-U2）=（I1-I2）*R，即，R=（U1-U2）/（I1-I2）。具体到本实施例中，即R=（U1-U2）/19mA。可以理解的是，在不同类型的晶圆上，焊垫和电源端VDD之间还可能包括其他器件或结构，其产生的压降在两式相减的过程中同样可被消除，也就是说，在焊垫和电源端VDD之间的结构具体的压降并不会对本发明提供的测量方法造成影响。
在本发明的其他实施例中，还可以提供两次以上的测量电流进行测量，较优的，测量电流之间的差值至少为10mA，测量电流的取值范围优选为100μA～100mA。这样可以得出多组测量电流和测量电压的数据，可以用与上述过程同样的方法计算出多个接触电阻的阻值，然后将多个阻值的平均值作为探针与焊垫的接触电阻的阻值，这样可以进一步减少量测误差。
可见，利用上述方法进行测量，仅仅利用晶圆上的现有结构通过简单的步骤，即可量测出探针与焊垫的接触电阻。这样在生产检测中能实时监控探针卡与焊垫的接触电阻，有效地确认探针卡的污染状况和接触电阻检测数据的有效性，有助于良率分析以及提高晶圆针测的准确性，从而减小晶圆的返工率。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种探针接触电阻的测量方法，包括：
提供待检测晶圆，所述晶圆上形成有焊垫，所述焊垫连接至电源端VDD；
将探针与焊垫接触，并将电源端VDD接地；
向探针提供多次测量电流，得到探针上对应的测量电压；
根据测量电流和测量电压计算出探针的接触电阻的阻值R。
2.如权利要求1所述的探针接触电阻的测量方法，其特征在于，焊垫与电源端VDD之间连接有第一静电保护二极管，所述第一静电保护二极管的负极与电源端VDD连接，正极与焊垫连接。
3.如权利要求1所述的探针接触电阻的测量方法，其特征在于，提供测量电流的次数为两次。
4.如权利要求3所述的探针接触电阻的测量方法，其特征在于，先提供第一测量电流I1，得到第一测量电压U1；然后提供第二测量电流I2，得到第二测量电压U2。
5.如权利要求4所述的探针接触电阻的测量方法，其特征在于，计算接触电阻R的公式为R=（U1-U2）/（I1-I2）。
6.如权利要求1至5任意一项所述的探针接触电阻的测量方法，其特征在于，向探针提供的多次测量电流间的差值至少为10mA。
7.如权利要求6所述的探针接触电阻的测量方法，其特征在于，所述测量电流的取值范围为100μA～100mA。
8.如权利要求2所述的探针接触电阻的测量方法，其特征在于，所述焊垫还连接有第二静电保护二极管，所述第二静电保护二极管的正极接地，负极与焊垫连接。
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