CN108807212A - 晶圆测试方法及晶圆测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆测试方法及晶圆测试装置。所述晶圆测试方法，包括如下步骤：提供一晶圆，所述晶圆上具有多个管芯；对所述晶圆进行来料检查，将通过来料检查的管芯作为待测试管芯；对所述待测试管芯进行探针测试，以获取待测试管芯的电性能。本发明一方面提高了晶圆探针测试的效率，另一方面也避免了异常管芯对探针的损伤。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆测试方法及晶圆测试装置。
背景技术
随着智能手机、平板电脑等移动终端向小型化、智能化、节能化的方向发展，芯片的高性能、集成化趋势明显，促使芯片制造企业积极采用先进工艺，对制造出更快、更省电的芯片的追求愈演愈烈。尤其是许多无线通讯设备的主要元件需用40nm以下先进半导体技术和工艺，因此对先进工艺产能的需求较之以往显著上升，带动集成电路厂商不断提升工艺技术水平，通过缩小晶圆水平和垂直方向上的特征尺寸以提高芯片性能和可靠性，以及通过3D结构改造等非几何工艺技术和新材料的运用来影响晶圆的电性能等方式，实现硅集成的提高，以迎合市场需求。然而，这些技术的革新或改进都是以晶圆的生成、制造为基础。
晶圆测试(Chip Probing，CP)是集成电路生产过程中的一个重要环节，其目的是把坏的管芯(Die)挑出来，以节约废芯片封装成本。CP测试的目的是在合理的成本控制下，以一定的可信度得出测试结果。CP测试已成为工艺控制、成品良率管理、产品质量以及降低测试成本的一个关键步骤。在晶圆上，半导体器件制作完成后，划片封装之前，会对晶圆进行CP测试，由于此时还未封装，对晶圆上的待测器件(DUT)进行测试是通过探针卡上的探针接触到晶圆表面上预留的测试用的焊垫(PAD)上，然后通过测试程序，往探针上加载相应的测试电信号进行测试，得出整个晶圆上的管芯的一些性能信息，包括有无短路，功能是否正常，性能高低等，以此对晶圆上的多个管芯进行筛选分bin。
在进行CP测试前，晶圆会先进行来料检查，以便于早期发现晶圆表面是否存在异常，例如表面是否存在划伤、污染、钝化等异常现象。现有技术中是通过直接对晶圆整体进行测试，在完成CP测试后，再对晶圆图测试数据进行修改，将来料检查有问题的管芯的测试结果修改为“Fail”，并重新生成新的晶圆图以最终出货。但是这种方式会对晶圆中有缺陷的管芯也进行CP测试，造成不必要的测试流程，一方面导致测试时间的延长，测试效率的降低；另一方面，如果遇到焊点上存在较大面积的金属污染，测试时还会导致探针卡烧针以及测试机测试板卡损坏的现象。
因此，如何提高晶圆测试的效率，同时避免对测试探针的损伤，是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种晶圆测试方法及晶圆测试装置，用以解决现有的晶圆测试效率较低的问题，同时避免测试过程对探针的损伤。
为了解决上述问题，本发明提供了一种晶圆测试方法，包括如下步骤：
提供一晶圆，所述晶圆上具有多个管芯；
对所述晶圆进行来料检查，并将通过来料检查的管芯作为待测试管芯；
对所述待测试管芯进行探针测试，以获取待测试管芯的电性能。
优选的，还包括如下步骤：
获取异常管芯在所述晶圆上的位置，所述异常管芯为未通过所述来料检查的管芯；
将探针晶圆图中与所述异常管芯的位置对应的坐标进行标记，所述探针晶圆图为所述探针对所述晶圆上的多个管芯进行电性能测试的依据；
判断当前坐标是否被标记，若是，则控制所述探针跳过当前坐标，以避免对与当前坐标对应的异常管芯进行探针测试。
优选的，还包括如下步骤：
判断所述探针表面是否存在污染物，若是，则在对下一管芯测试之前对所述探针进行清理。
优选的，还包括如下步骤：
获取一探针测试结果图，所述探针测试结果图中包括与多个待测试管芯一一对应的探针测试结果；
提供一标准图，所述标准图中包括与所述晶圆上的多个管芯一一对应的多个区域；
对比所述探针测试结果图与所述标准图，采用预设标注对所述探针测试结果图中缺失的测试结果进行补充，以合成晶圆测试图。
优选的，对所述晶圆进行来料检查，并将通过来料检查的管芯作为待测试管芯的具体步骤包括：
判断位于所述晶圆上的一管芯的表面形貌是否满足预设要求，若是，则将其作为待测试管芯。
为了解决上述问题，本发明还提供了一种晶圆测试装置，用于对具有多个管芯的晶圆进行测试，包括第一测试模块和第二测试模块；
所述第一测试模块用于对所述晶圆进行来料检查，并将通过来料检查的管芯作为待测试管芯；
所述第二测试模块连接所述第一测试模块，用于对所述待测试管芯进行探针测试，以获取待测试管芯的电性能。
优选的，还包括获取模块和标记模块；
所述获取模块连接所述第一测试模块，用于获取异常管芯在所述晶圆上的位置，所述异常管芯为未通过所述来料检查的管芯；
所述标记模块连接所述获取模块，用于将探针晶圆图中与所述异常管芯的位置对应的坐标进行标记，所述探针根据所述探针晶圆图对所述晶圆上的多个管芯进行电性能测试；
所述第二测试模块连接所述标记模块，用于判断当前坐标是否被标记，若是，则控制所述探针跳过当前坐标，以避免对与当前坐标对应的异常管芯进行探针测试。
优选的，所述第二测试模块包括清洁单元；所述清洁单元用于判断所述探针表面是否存在污染物，若是，则在对下一管芯测试之前对所述探针进行清理。
优选的，所述第二测试模块还包括存储单元和生成单元；
所述存储单元用于存储一探针测试结果图和一标准图，所述探针测试结果图中包括与多个待测试管芯一一对应的探针测试结果；所述标准图中包括与所述晶圆上的管芯一一对应的多个区域；
所述生成单元同时连接所述检测单元与所述存储单元，用于对比所述探针测试结果图与所述标准图，采用预设标注对所述探针测试结果图中缺失的测试结果进行补充，以合成晶圆测试图。
优选的，所述第一测试模块用于判断位于所述晶圆上的一管芯的表面形貌是否满足预设要求，若是，则将其作为待测试管芯。
本发明提供的晶圆测试方法及晶圆测试装置，由于在进行晶圆探针测试之前，根据晶圆来料测试的结果，对晶圆上的管芯进行了分类，仅对通过来料测试的待测试管芯进行晶圆探针测试，一方面提高了晶圆探针测试的效率，另一方面也避免了异常管芯对探针的损伤，延长了探针的使用寿命。
附图说明
附图1是本发明具体实施方式中晶圆测试方法的流程图；
附图2是本发明具体实施方式中晶圆的结构示意图；
附图3A是本发明具体实施方式中一标记前的探针晶圆图；
附图3B是本发明具体实施方式中一标记后的探针晶圆图；
附图4是本发明具体实施方式中一金模板图；
附图5是本发明具体实施方式中一探针测试结果图；
附图6是本发明具体实施方式中的晶圆测试图；
附图7是本发明具体实施方式中晶圆测试装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的晶圆测试方法及晶圆测试装置的具体实施方式做详细说明。
本具体实施方式提供了一种晶圆测试方法，附图1是本发明具体实施方式中晶圆测试方法的流程图，附图2是本发明具体实施方式中晶圆的结构示意图。如图1、图2所示，本具体实施方式提供的晶圆测试方法，包括如下步骤：
步骤S11，提供一晶圆21，所述晶圆21上具有多个管芯211。具体来说，如图2所示，多个管芯211在所述晶圆21表面呈阵列排布。所述晶圆21上的多个管芯211可以是具有相同功能的管芯，也可以是具有多种不同功能的管芯。
步骤S12，对所述晶圆21进行来料检查，并将通过来料检测的管芯211作为待测试管芯。所述来料检查是指，在对所述晶圆21进行探针测试之前，对所述晶圆的形貌特征进行的检查，例如检查所述晶圆21表面是否出现划痕、污染或者钝化等现象。形貌特征是晶圆的外观特征，不需要通过探针的电学测试得到，而形貌特征的缺陷也是评价管芯是否合格的标准之一。通过本步骤，将所述晶圆21上的多个管芯进行分类，为后续有针对性的对所述晶圆21进行CP测试奠定基础。
为了进一步简化测试步骤，优选的，对所述晶圆21进行来料检查，并将通过来料检测的管芯211作为待测试管芯的具体步骤包括：判断位于所述晶圆21上的一管芯211的表面形貌是否满足预设要求，若是，则将其作为待测试管芯。相应的，若所述晶圆21上的一管芯211的表面形貌不满足预设要求，则将其作为异常管芯。其中，所述预设要求，本领域技术人员可以根据实际需要进行设定，例如根据晶圆封装的要求、晶圆的功能等。
步骤S13，对所述待测试管芯进行探针测试，以获取待测试管芯的电性能。
本具体实施方式在进行CP测试的过程中，仅仅对通过来料检查的正常管芯进行测试，一方面缩短了CP测试的时间，提高了晶圆探针测试的效率；另一方面也避免了来料检查有缺陷的管芯对探针的损伤，延长了探针的使用寿命。
附图3A是本发明具体实施方式中一标记前的探针晶圆图，附图3B是本发明具体实施方式中一标记后的探针晶圆图。具体来说，本具体实施方式提供的晶圆测试方法还包括如下步骤：
(1)获取异常管芯在所述晶圆21上的位置，所述异常管芯为未通过所述来料检查的管芯。统计多个异常管芯在所述晶圆21上的坐标。
(2)将探针晶圆图中与所述异常管芯的位置对应的坐标进行标记，所述探针晶圆图是所述探针对所述晶圆21上的多个管芯211进行电性能测试的依据。所述探针晶圆图中具有与所述晶圆21上的多个管芯一一对应的坐标位置，所述探针则根据所述探针晶圆图上的坐标位置信息对所述晶圆21上的管芯一一进行测试。举例来说，经检测所述晶圆21上坐标为(1,6)、(1,7)、(5,9)、(7,10)的管芯为异常管芯，则在如图3A所示的原始探针晶圆图上找到与这些异常管芯对应的坐标位置，并进行标记，得到如图3B所示的新的探针晶圆图。在如图3B所示的新的探针晶圆图中，标记“0”表示与待测试管芯对应的坐标位置，标记“S”表示与异常管芯对应的坐标位置。
(3)判断当前坐标是否被标记，若是，则控制所述探针跳过当前坐标，以避免对与当前坐标对应的异常管芯进行探针测试。
具体来说，所述探针在根据如图3B所示的新的探针晶圆图对所述晶圆21上的管芯211进行测试的过程中，先判断预测试的当前坐标是否被标记，若是，则确认当前预测试的管芯为异常管芯，并控制所述探针跳过当前坐标，不对与当前坐标对应的管芯进行CP测试；若否，则确认当前预测试的管芯为待测试管芯，并开始对与当前坐标对应的管芯进行CP测试。
由于探针经过多次测试，可能会在其表面富集污染物。因此，为了提高CP测试的准确性，且进一步延长所述探针的使用寿命，优选的，所述晶圆测试方法还包括如下步骤：判断所述探针表面是否存在污染物，若是，则在对下一管芯测试之前对所述探针进行清理。为了避免CP测试程序，确保测试过程的连贯性，对所述探针进行清理的方法为在线清洁。具体来说，在进行一定次数的探针测试之后，判断所述探针表面是否存在污染物，若是，则使用砂纸或者其他清洁工具对所述探针进行在线清洁。
附图4是本发明具体实施方式中一金模板图，附图5是本发明具体实施方式中一探针测试结果图，附图6是本发明具体实施方式中的晶圆测试图。优选的，所述晶圆测试方法还包括如下步骤：
(a)获取一探针测试结果图，所述探针测试结果图中包括与多个待测试管芯一一对应的探针测试结果；
(b)提供一标准图，所述标准图中包括与所述晶圆上的管芯一一对应的多个区域；
(c)对比所述探针测试结果图与所述标准图，采用预设标注对所述探针测试结果图中缺失的测试结果进行补充，以合成晶圆测试图。
具体来说，以图4所示的金模板图作为标准图。在完成对所述晶圆21上的多个所述待测试管芯的测试之后，根据各待测试管芯的电性性能进行分bin，得的如图5所示的探针测试结果图。由于所述异常管芯未进行探针测试，因此，图5所示的中间结果图中缺少异常管芯的晶圆测试结果。将图4所示的金模板图与图5中的中间结果进行对比，用预设标注对所述探针测试结果图中缺失的测试结果进行补充，使得所述晶圆上的每一管芯都具有一对应的测试结果，以合成晶圆测试图。其中，所述预设标注可以为“X”或者“FAIL”。
不仅如此，本具体实施方式还提供了一种晶圆测试装置，附图7是本发明具体实施方式中晶圆测试装置的结构示意图。如图2-图7所示，本具体实施方式提供的晶圆测试装置用于对具有多个管芯211的晶圆21进行测试，包括第一测试模块71和第二测试模块72。
所述第一测试模块71用于对所述晶圆21进行来料检查，并将通过来料检查的管芯211作为待测试管芯；所述第二测试模块72连接所述第一测试模块71，用于对所述待测试管芯进行探针测试，以获取待测试管芯的电性能。
优选的，所述晶圆测试装置还包括获取模块73和标记模块74；所述获取模块73连接所述第一测试模块71，用于获取异常管芯在所述晶圆21上的位置，所述异常管芯为未通过所述来料检查的管芯；所述标记模块74连接所述获取模块73，用于将探针晶圆图中与所述异常管芯的位置对应的坐标进行标记，所述探针根据所述探针晶圆图对所述晶圆21上的多个管芯211进行电性能测试；所述第二测试模块72连接所述标记模块74，用于判断探针预测试的当前坐标是否被标记，若是，则跳过当前坐标，以避免对与当前坐标对应的异常管芯进行探针测试。
优选的，所述第二测试模块72包括清洁单元723；所述清洁单元723用于判断所述探针表面是否存在污染物，若是，则在对下一管芯测试之前对所述探针进行清理。
优选的，所述第二测试模块72还包括存储单元721和生成单元722；所述存储单元721用于存储一探针测试结果图和一标准图，所述探针测试结果图中包括与多个待测试管芯一一对应的探针测试结果；所述标准图中包括与所述晶圆21上的管芯一一对应的多个区域；所述生成单元722同时连接所述检测单元与所述存储单元，用于对比所述探针测试结果图与所述标准图，采用预设标注对所述探针测试结果图中缺失的测试结果进行补充，以合成晶圆测试图。
优选的，所述第一测试模块71用于判断位于所述晶圆21上的一管芯的表面形貌是否满足预设要求，若是，则将其作为待测试管芯。相应的，若所述晶圆21上的一管芯211的表面形貌不满足预设要求，则将其作为异常管芯。
本具体实施方式提供的晶圆测试方法及晶圆测试装置，由于在进行晶圆探针测试之前，根据晶圆来料测试的结果，对晶圆上的管芯进行了分类，仅对通过来料测试的待测试管芯进行晶圆探针测试，一方面提高了晶圆探针测试的效率，另一方面也避免了异常管芯对探针的损伤，延长了探针的使用寿命。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种晶圆测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供一晶圆，所述晶圆上具有多个管芯；
对所述晶圆进行来料检查，并将通过来料检查的管芯作为待测试管芯；
对所述待测试管芯进行探针测试，以获取待测试管芯的电性能。
2.根据权利要求1所述的晶圆测试方法，其特征在于，还包括如下步骤：
获取异常管芯在所述晶圆上的位置，所述异常管芯为未通过所述来料检查的管芯；
将探针晶圆图中与所述异常管芯的位置对应的坐标进行标记，所述探针晶圆图为所述探针对所述晶圆上的多个管芯进行电性能测试的依据；
判断当前坐标是否被标记，若是，则控制所述探针跳过当前坐标，以避免对与当前坐标对应的异常管芯进行探针测试。
3.根据权利要求2所述的晶圆测试方法，其特征在于，还包括如下步骤：
判断所述探针表面是否存在污染物，若是，则在对下一管芯测试之前对所述探针进行清理。
4.根据权利要求1所述的晶圆测试方法，其特征在于，还包括如下步骤：
获取一探针测试结果图，所述探针测试结果图中包括与多个待测试管芯一一对应的探针测试结果；
提供一标准图，所述标准图中包括与所述晶圆上的多个管芯一一对应的多个区域；
对比所述探针测试结果图与所述标准图，采用预设标注对所述探针测试结果图中缺失的测试结果进行补充，以合成晶圆测试图。
5.根据权利要求1所述的晶圆测试方法，其特征在于，对所述晶圆进行来料检查，并将通过来料检查的管芯作为待测试管芯的具体步骤包括：
判断位于所述晶圆上的一管芯的表面形貌是否满足预设要求，若是，则将其作为待测试管芯。
6.一种晶圆测试装置，用于对具有多个管芯的晶圆进行测试，其特征在于，包括第一测试模块和第二测试模块；
所述第一测试模块用于对所述晶圆进行来料检查，并将通过来料检查的管芯作为待测试管芯；
所述第二测试模块连接所述第一测试模块，用于对所述待测试管芯进行探针测试，以获取待测试管芯的电性能。
7.根据权利要求6所述的晶圆测试装置，其特征在于，还包括获取模块和标记模块；
所述获取模块连接所述第一测试模块，用于获取异常管芯在所述晶圆上的位置，所述异常管芯为未通过所述来料检查的管芯；
所述标记模块连接所述获取模块，用于将探针晶圆图中与所述异常管芯的位置对应的坐标进行标记，所述探针根据所述探针晶圆图对所述晶圆上的多个管芯进行电性能测试；
所述第二测试模块连接所述标记模块，用于判断当前坐标是否被标记，若是，则控制所述探针跳过当前坐标，以避免对与当前坐标对应的异常管芯进行探针测试。
8.根据权利要求7所述的晶圆测试装置，其特征在于，所述第二测试模块包括清洁单元；所述清洁单元用于判断所述探针表面是否存在污染物，若是，则在对下一管芯测试之前对所述探针进行清理。
9.根据权利要求6所述的晶圆测试装置，其特征在于，所述第二测试模块还包括存储单元和生成单元；
所述存储单元用于存储一探针测试结果图和一标准图，所述探针测试结果图中包括与多个待测试管芯一一对应的探针测试结果；所述标准图中包括与所述晶圆上的管芯一一对应的多个区域；
所述生成单元同时连接所述检测单元与所述存储单元，用于对比所述探针测试结果图与所述标准图，采用预设标注对所述探针测试结果图中缺失的测试结果进行补充，以合成晶圆测试图。
10.根据权利要求6所述的晶圆测试装置，其特征在于，所述第一测试模块用于判断位于所述晶圆上的一管芯的表面形貌是否满足预设要求，若是，则将其作为待测试管芯。
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