CN104237823B - 一种有效验证探针卡异常的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种有效验证探针卡异常的方法，通过在测试版图中设置有专门用以探针卡测试的电阻layout，在对测试电路区进行测试前，先利用探针卡扎针测试电阻，并根据测试的结果来判定探针卡是否存在异常，若无异常则可以直接继续对测试电路区进行WAT测试，若存在异常则需要及时更换探针卡，并在更换探针卡后再次利用更换后的探针卡扎针测试电阻从而根据测试结果来判断更换后的探针卡是否正常，直至检测结果符合要求方可进行后续的WAT测试。本发明可有效的检测出探针卡的异常并及早更换，从而保证探针卡具有的良好性能进行高效的WAT测试。

Description

一种有效验证探针卡异常的方法

技术领域

本发明涉及半导体测试领域，具体涉及一种有效验证探针卡异常的方法。

背景技术

随着半导体技术的不断进步，集成电路制造工艺要求日益提高，但是由于集成电路的制造周期较长，成本极高，因此提高制造工艺的生产效率以及产品良率显得尤为重要。

同时由于半导体器件的精密性，在出厂前需要对晶圆进行WAT测试(WaferAcceptance Test，晶片允收测试)，以对晶圆的电学性能进行检测，避免不符合客户要求的器件出厂进而造成损失。

目前的测试是直接换上探针卡对晶圆进行WAT测试，利用探针卡的探针扎在晶圆上待测区域的焊垫上来进行电性检测。随着我们机台测试需求的越发频繁，探针卡的使用情况远远超于以往的利用率，在长时间的使用下可能由于种种情况会导致探针卡的出现异常，例如在经过长时间接触待测组件检测后，探针卡自身电阻会产生变化，从而影响测量结果，又或者由于探针卡电路产生异常，也会影响测量结果。但是探针卡是否性能良好会在测试完成以后才会知晓，一旦探针卡出现异常而没有被及时发现并进行更换，利用异常的探针卡直接对待测晶圆进行WAT测试会造成WAT测试时间浪费及晶圆浪费，同时也会直接影响接下来的测试结果，甚至导致将不符合要求的产品送至客户手中。

发明内容

根据现有技术的不足，本发明提供了一种有效验证探针卡异常的方法，具体方案如下：

一种有效验证探针卡异常的方法，其中，包括如下步骤：

步骤S1、提供一测试版图，所述测试版图包括待测电路区以及至少一个检测电阻，根据一额定电压及检测电阻的电阻值来设定在施加所述额定电压至各所述检测电阻的情况下，流经检测电阻的电流值范围；

步骤S2、利用探针卡扎针至少一个检测电阻，施加所述额定电压进行预检，进而得到流经当前探针卡扎针的检测电阻的电流值；

步骤S3、将流经各检测电阻的电流值与对应各检测电阻的电流值范围分别进行比较，以判断当前对检测电阻进行预检的探针卡是否存在异常：

若测得流经各测试电阻的电流值全部位于各自的电流值范围内，则表示探针卡无异常，继续利用探针卡对所述待测电路区进行测试；

若输出的电流值位于所述电流值范围之外，则表示探针卡存在异常，需更换探针卡，并继续进行步骤S2。

上述的方法，其中，在对探针卡进行更换之前，先对存在异常的探针卡进行检测并记录，之后再对探针卡进行更换。

上述的方法，其中，各所述检测电阻的两端分别连接一焊垫。

上述的方法，其中，各所述待测电路区的两端分别连接一焊垫。

上述的方法，其中，所述焊垫为金属焊垫，且各所述金属焊垫与所述检测电阻及待测电路区电连接。

上述的方法，其中，对测试电阻进行预检时，利用探针卡的探针分别扎针所述检测电阻两端连接的焊垫；以及

对所述待测电路区进行测试时，利用探针卡的探针分别扎针所述待测电路区两端连接的焊垫。

上述的方法，其中，在利用探针卡扎针所述焊垫进行测试时，先进行对位，使得探针卡的探针对准所述垫的金属触点。

上述的方法，其中，步骤S3中，利用探针卡对所述待测电路区进行WAT测试。

上述的方法，其中，所述检测电阻设置于所述待测电路区外围。

本发明通过在版图中增设一测试电阻layout，在对版图中的待测电路区进行测试前，先利用测试电阻layout来对探针卡进行预检，以检测探针卡是否存在异常，进而保证了检测的正常进行，并提高了检测效率。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为本发明一种有效验证探针卡异常的方法的流程图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

本发明提供了一种有效验证探针卡异常的方法，具体包括如下步骤：

步骤S1、提供一测试版图，测试版图包括待测电路区以及至少一个检测电阻，根据一额定电压及检测电阻的电阻值来设定在施加额定电压至述检测电阻的情况下，流经检测电阻的电流值范围。

具体的，首先提供一晶圆(或称芯片)，该晶圆设置有集成电路，在集成电路中包括有待测电路区和至少一个检测电阻。

在本发明中，该检测电阻为在版图设计中，额外增设的一个工艺检测的layout，其目的是用于对探针卡进行电性检测，对集成电路并无影响。其中，待测电路区和检测电阻的两端均各自连接一焊垫(pad)。优选的，该焊垫为金属焊垫，且各金属焊垫与检测电阻及待测电路区电连接。

此外，根据待测电阻的电阻值来设定探针卡在正常测试情况下输出的取值范围，进一步的，该取值范围为探针卡在正常情况下接触检测电阻并施加一预设电压特定电压时，所获得的正常电流值范围。同时由于本发明在集成电路中可设置至少一个检测电阻，因此会有多个取值范围，例如在有两个检测电阻的前提下会有两个正常电流值范围，以作为判断探针卡是否异常的依据；同理，在有三个检测电阻的前提下会有三个正常电流值范围。优选的，在测试版图中包括两个检测电阻。

步骤S2、利用探针卡扎针至少一个检测电阻，施加额定电压进行预检，进而得到流经当前探针卡扎针的检测电阻的电流值。

具体的，首先利用探针卡的探针对准检测电阻两端的pad点并实现接触后，施加额定电压，并测得流经各电阻的电流。由于本发明在集成电路中可设置有多个测试电阻，因此如果在对多个电阻进行扎针并测试后，可获得多个电流值。例如，仅仅对一个电阻进行预检时，施加额定电压后可得到一个电流值；在对两个电阻进行预检时，在施加相同额定电压后，会得到两个对应的电流值；在对三个电阻进行预检时，在施加额定电压后，会得到三个对应的电流值……以此类推，在对N个电阻进行预检时，在施加相同额定电压后，会得到N个对应的电流值。

步骤S3、将流经各检测电阻的电流值与对应各检测电阻的电流值范围分别进行比较，以判断当前对检测电阻进行预检的探针卡是否存在异常：若测得流经各测试电阻的电流值全部位于各自的电流值范围内，则表示探针卡无异常，继续利用探针卡对待测电路区进行测试；若输出的电流值位于所述电流值范围之外，则表示探针卡存在异常，需更换探针卡，并继续进行步骤S2。

具体的，若测得每个检测电阻的电阻值均位于对应该检测电阻的电流值范围内，则可进行下一步骤，即进行后续的WAT测试；若测得每个检测电阻的电阻值任意一个不处于对应该检测电阻的电流值范围内，则说明探针卡存在异常，需要更换探针卡。但是技术人员无法保证更换后的探针卡是没有异常的，因此在更换探针卡后，还需要利用更换后的探针卡继续进行预检，直至探针卡在预检中输出的结果介于取值范围内，避免利用存在异常的探针卡对待测电路区进行测试。同时，在得出探针卡存在异常后，先对当前存在异常的探针卡进行检测并记录，之后再对探针卡进行更换，进而为后续维修提供依据。

在本发明中，在利用探针卡扎针焊盘进行测试时，先进行对位，使得探针卡的探针对准焊盘的金属触点。

下面提供两个具体实施例进行进一步阐述。

首先提供一晶圆，在该晶圆中设置有待测电路区和两个测试电阻R1和R2，待测电路区以及各测试电阻R1和R2的两端均连接一pad。在进行测试前，先根据测试电阻R1的电阻值以及一预设的额定电压计算出正常的探针卡在扎针测试电阻R1时所测试正常电流取值范围I_min1～I_max1，以及根据测试电阻R2的电阻值及在同样在额定电压计算出正常的探针卡在扎针测试电阻R2时所测试正常电流取值范围I_min2～I_max2。

之后，利用探针卡的探针对位测试电阻R1、R2两端的pad点，并扎针在测试电阻R1和R2的pad点上，分别施加预设的额定电压，并测得电阻R1的电流I₁和电阻R2的电流I₂。在此需要注意的是，在利用探针扎在测试电阻R1、R2的pad点时，探针的针尖需与pad点形成电性接触，使得后续检测得以顺利进行。同时，在将探针扎在测试电阻R1和R2的pad点后，施加的额定电压与之前预设的额定电压相同。

将测得的电流值I₁与测试电阻R1对应的正常电流取值范围I_min1～I_max1进行比较，并将测得的电流值I₂与测试电阻R2对应的正常电流取值范围I_min2～I_max2进行比较。若I_min1＜I₁＜I_max1且I_min2＜I₂＜I_max2，则说明当前的探针卡没有产生异常，可利用当前探针卡继续对待测电路区进行检测，即利用探针扎在待测电路区的pad点上，并施加一测试信号以对待测电路区进行检测。若电流值I₁不在I_min1～I_max1范围内，或电流值I₂不在I_min2～I_max2范围内，则说明当前用以检测的探针卡存在异常，需要进行更换。操作人员先对当前的探针卡进行检查分析，之后更换新的探针卡，但是即使更换了探针卡也不能保证换新的探针卡是无异常，因此在本发明中还需要利用更换后的探针卡继续对测试电阻R1和R2进行检测，如果测得的电流值介于I_min和I_max之间，方可继续对待测电路区进行检测，若更换后的探针卡对测试电阻R1或R2进行检测所得到的电流仍然不处于正常电流取值范围I_min和I_max之间，则继续对当前的探针卡进行检查分析，之后再更换其他的探针卡，直至探针卡在预检中输出的结果介于取值范围内。

同时，而针对更换下来的异常探针卡，技术人员则可根据分析的结果来判断出得出探针卡的具体原因所在，并根据分析结果来选择对探针卡进行修复。

在本发明的另一个实施例中，可将多个电阻进行连接，例如将两个电阻进行连接，并在该两个电阻的一端分别连接一pad，将该两个电阻整体视为一个测试个体，根据该两个电阻的总电阻值及一额定电压来计算出正常的探针卡在扎针测试该两个电阻时所测试正常电流取值范围，之后施加扎针在两个pad点上，并施加额定电压，得到一电流值，将该电流值与之前计算出的正常电流取值范围做比较，若该电流值位于正常电流取值范围时，则可利用探针卡对待测电路区进行测试，若不符合，则先对的探针卡进行检查分析，之后更换探针卡，并继续利用更换后的探针卡继续针扎待测电阻进行预检。

综上所述，由于本发明采用了如上技术方案，通过在版图中增设用于测试的电阻layout，在进行WAT测试前，先利用该电阻layout来对探针卡进行电性测试，当探针卡确认正常时，才能继续后续的WAT测试，避免产生异常的探针卡影响测试结果并浪费了测试时间，进而有效的提高了测试效率，从而保证探针卡具有的良好性能进行高效的WAT测试。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种有效验证探针卡异常的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、提供一测试版图，所述测试版图包括待测电路区以及至少一个检测电阻，根据一额定电压及检测电阻的电阻值来设定在施加所述额定电压至各所述检测电阻的情况下，流经检测电阻的电流值范围；

步骤S2、利用探针卡扎针至少一个检测电阻，施加所述额定电压进行预检，进而得到流经当前探针卡扎针的检测电阻的电流值；

步骤S3、将流经各检测电阻的电流值与对应各检测电阻的电流值范围分别进行比较，以判断当前对检测电阻进行预检的探针卡是否存在异常：

若测得流经各检测电阻的电流值全部位于各自的电流值范围内，则表示探针卡无异常，继续利用探针卡对所述待测电路区进行测试；

若输出的电流值位于所述电流值范围之外，则表示探针卡存在异常，需更换探针卡，并继续进行步骤S2。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在对探针卡进行更换之前，先对存在异常的探针卡进行检测并记录，之后再对探针卡进行更换。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，各所述检测电阻的两端分别连接一焊垫。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，各所述待测电路区的两端分别连接一焊垫。

5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述焊垫为金属焊垫，且各所述金属焊垫与所述检测电阻及待测电路区电连接。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，对检测电阻进行预检时，利用探针卡的探针分别扎针所述检测电阻两端连接的焊垫；以及

对所述待测电路区进行测试时，利用探针卡的探针分别扎针所述待测电路区两端连接的焊垫。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在利用探针卡扎针所述焊垫进行测试时，先进行对位，使得探针卡的探针对准所述焊垫的金属触点。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，利用探针卡对所述待测电路区进行WAT测试。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测电阻设置于所述待测电路区外围。