CN109827970B - 半导体芯片测试系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供一种半导体芯片测试系统，包括测试电路；测试接口器件，其包括多个探针，以提供在待测试半导体芯片和所述测试电路之间的电气连接，从而使得测试电路能够对所述待测试半导体芯片进行测试；图像获取设备，其被配置为获取测试接口器件的图像，所述图像示出所述多个探针；处理器，其被配置为基于获取的图像检测测试接口器件以确定在测试接口器件中可能存在的缺陷，并且基于所述缺陷的确定结果生成输出信号。由此能够在半导体芯片测试期间提供对测试接口器件的检测，尽可能地避免将测试接口器件从半导体芯片测试系统中取出来进行检测缩短了半导体芯片测试系统的停机时间，节省了成本。

Description

半导体芯片测试系统和方法

技术领域

本发明涉及半导体芯片测试领域，尤其涉及对半导体芯片测试接口器件的检测。

背景技术

半导体电路最初是以晶圆形式制造出来的，晶圆是一个圆形的硅片，在该硅片上形成许多彼此独立的电路，每个这样的电路可以被称为一个管芯(die)，这些管芯通过划片工艺被切割下来封装成不同形式，以形成常见的半导体封装。

在上述半导体制造过程中，需要对半导体芯片进行测试。通常的测试包括晶圆测试和封装后测试。当前的自动测试系统包括机械臂，测试接口器件、测试电路和控制器。机械臂拾取待测试的半导体芯片，如晶圆或封装后的管芯等，将该半导体芯片放置在如探针卡的测试接口器件中的对应芯片测试座中，以使得该半导体芯片的管脚与测试接口器件中的探针相接触，从而实现待测芯片与测试电路之间的电气连接，在控制器的控制下能够通过测试电路按照预定的测试序列对该半导体芯片进行测试。在测试完成之后，机械臂能够将经过测试的半导体芯片从该自动测试系统中取出，以便后续处理。

测试接口器件实现了待测试的半导体芯片和测试电路之间的电气连接，当测试接口器件存在缺陷时，不仅会影响测试结果，还可能造成半导体芯片的缺陷。在当前的半导体制造过程中，通常需要将测试接口器件从自动测试系统中取出来在专用的检测设备中进行检测，以确定其是否真的存在缺陷。但是这种专用检查设备是昂贵的，并且从测试系统取下测试接口器件需要停止测试操作并且换上新的测试接口器件，之后才能继续进行测试，这耗费了宝贵的测试时间。

发明内容

期望提供一种半导体芯片测试系统，其能够在半导体芯片测试期间提供对测试接口器件的检测，从而尽可能地避免将测试接口器件从该半导体芯片测试系统中取出来进行检测，由此，缩短了半导体芯片测试系统的停机时间，降低了需要由专用检测设备进行检测的测试接口器件的数量，减少了专用检测设备的需求数量，进而节省了整个测试环节的成本。

根据一个实施例，提供一种半导体芯片测试系统，包括测试电路；测试接口器件，其包括多个探针，以提供在待测试半导体芯片和所述测试电路之间的电气连接，从而使得所述测试电路能够对所述待测试半导体芯片进行测试；图像获取设备，其被配置为获取所述测试接口器件的图像，所述图像示出所述多个探针；处理器，其被配置为基于所述图像检测所述测试接口器件以确定在所述测试接口器件中可能存在的缺陷，并且基于所述缺陷的确定结果生成输出信号。

根据另一个实施例，提供一种使用根据本发明的实施例的半导体芯片测试系统进行半导体芯片测试的方法，包括获取测试接口器件的图像，所述图像示出所述测试接口器件的多个探针；基于所述图像检测所述测试接口器件以确定在所述测试接口器件中可能存在的缺陷，并且基于所述缺陷的确定结果生成输出信号。

根据本发明的各个实施例，在半导体芯片测试系统中配置图像获取设备和处理器，通过获取测试接口器件的图像，并基于获取的图像来检测测试接口器件从而判断在测试接口器件中是否存在缺陷，存在的缺陷的数量、位置和/或类型等，然后，根据缺陷确定结果生成输出信号。这使得能够在使用半导体芯片测试系统进行半导体芯片测试期间，检测测试接口器件，判断测试接口器件的“健康状况”，只有在测试接口器件的缺陷确定结果满足一定标准的情况下，才将该测试接口器件从测试系统中替换出来由专用检测设备进行进一步检测。这缩短了半导体芯片测试系统的停机时间，增加了测试吞吐量，降低了需要由专用检测设备进行进一步检测的测试接口器件的数量，降低了整个测试环节的成本。

附图说明

在附图中，实施例仅通过示例的方式而不是限制的方式进行说明，在附图中相似的附图标记指代相似的元件。

图1示出了根据本发明的一个实施例的半导体芯片测试系统的方块图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的处理器的方块图；

图3示出了使用根据本发明的一个实施例的半导体芯片测试系统进行半导体芯片测试的方法；

图4示出根据本发明的一个实施例对测试接口器件的图像进行处理的流程。

参照上述附图来描述本发明各个实施例的各个方面和特征。上述附图仅仅是示意性的，而非限制性的。在不脱离本发明的主旨的情况下，在上述附图中各个单元的分布、标号、或者外观可以发生变化，而不被限制到仅仅说明书附图所示出的那样。

具体实施方式

在下面的说明中，阐述了若干具体的细节。然而，如本文所描述的实施例可以在没有某些具体细节的情况下实现。在具体的实施例中，为避免对说明书的理解不清楚，没有详细示出公知的结构和技术。

图1示出了根据本发明的一个实施例的半导体芯片测试系统10的方块图。该半导体芯片测试系统10包括机械臂11、测试接口器件12、测试电路13、图像获取设备14、处理器15和控制器16。

机械臂11用于拾取待测试半导体芯片，如待测试晶圆或者封装后的管芯，将该半导体芯片放置在测试接口器件12中或者从测试接口器件12中移除。在某些情况下，可以从该半导体芯片测试系统10中省略机械臂11。例如能够由工作人员将待测试半导体芯片放置在测试接口器件中。

测试接口器件12，如用于晶圆测试的探针卡，包括多个探针，用于提供在待测试半导体芯片和测试电路13之间的电气连接。机械臂11将待测试半导体芯片插入测试接口器件12中，尤其是插入对应的芯片测试座中，以使得该芯片的管脚与对应的探针相接触，以便于对芯片进行测试。测试接口器件12中优选地包括多个芯片测试座，以对多个半导体芯片进行测试。也可以设想测试接口器件12中仅仅包括一个芯片测试座。

测试电路13包括提供半导体芯片测试功能的各个电路。其能够在控制器16的控制下对半导体芯片执行各种测试。

图像获取设备14能够获取测试接口器件12的图像，该图像示出测试接口器件包括的多个探针。所述图像可以指一幅或多幅图像。在一个实施例中，该图像获取设备14包括如相机的成像设备，其能够采集测试接口器件12的图像。优选地，仅仅采集测试接口器件的一幅图像，该图像示出测试接口器件包括的所有探针。在一个实施例中，采集测试接口器件12的多幅图像，每幅图像示出该测试接口器件12所包括的多个探针中的至少一部分。通常，由于测试接口器件中的探针十分细小，采用显微相机。考虑到相机的视场大小，有时需要对测试接口器件的不同部分分别进行成像，由此需要采集测试接口器件的多幅图像用于对测试接口器件的全面检测。在一个实施例中，图像获取设备14能够基于该多幅图像确定示出测试接口器件的多个探针的一幅图像，尤其能够组合该多幅图像以得到测试接口器件的示出所有探针的一幅图像，能够基于基准标记实现这种图像组合。

在另外的实施例中，图像获取设备14能够获取来自外部的测试接口器件12的一幅或多幅图像，例如相机能够安装在测试系统10之外的某个地方，测试系统10的图像获取设备14有线地或者无线地接收来自该相机的一幅或多幅图像。

在进行半导体芯片测试过程中，由于长期使用，测试接口器件12可能出现缺陷，例如异物、探针凹陷、探针倾斜、由于测试接口器件中的电路短路导致某些探针被烧黑等。某些缺陷可能不会对半导体芯片测试造成影响，这种情况下，测试接口器件能够被继续使用。而某些缺陷可能会对半导体芯片测试造成严重的影响，这样的测试接口器件需要被替换下来以进一步检测，从而确定其是否真的存在致命缺陷。在上述获取的测试接口器件的图像中能够示出包含这些缺陷的测试接口器件12。对该图像进行处理，能够识别测试接口器件中的缺陷，并且判断这些缺陷是否可能致命，由此判断该测试接口器件是否需要被替换掉以进一步检测。

处理器15从图像获取设备14接收测试接口器件12的图像，对该图像进行处理。虽然参照图像获取设备14描述了将多幅图像组合成示出测试接口器件的所有探针的图像，也能够预期该处理在处理器15中执行。在该情况下，处理器15接收来自图像获取设备14的多幅图像，每幅图像示出测试接口器件的至少一部分探针，优选地每幅图像示出的探针彼此不相同。处理器15优选地包括图像组合单元(未示出)，其能够对测试接口器件12的多幅图像进行组合，从而生成示出测试接口器件12的全部探针的组合图像。处理器15对该组合图像进行如下所描述的进一步处理以检测测试接口器件。也可以预期，不将多幅图像组合在一起，而是对每幅图像进行顺序处理以确定当前图像中示出的测试接口器件的一部分中可能存在的缺陷。

处理器15处理获取的图像以检测该测试接口器件12，确定该测试接口器件12中可能存在的缺陷。具体地，处理器15能够基于图像的像素值，对于灰度图像而言为灰度值，和预先确定的第一像素阈值从当前的图像中提取多个目标区域，针对每个目标区域，基于表示该目标区域的像素值、大小和/或位置的数据来确定在当前的图像中示出的测试接口器件中可能存在的缺陷。以下参考灰度值来描述像素值。也可以预期测试接口器件12的图像是彩色图像，并且对彩色图像进行处理。在处理彩色图像的情况下，如下所述的各个阈值需要被适当地调整。

在一个实施例中，处理器15基于测试接口器件12的图像确定测试接口器件12中可能存在的缺陷的数量，在另一个实施例中，处理器15基于该图像确定测试接口器件12中的涉及缺陷的探针的位置。还能够预期确定缺陷的类型。

处理器15能够进一步基于针对该测试接口器件12的缺陷确定结果生成输出信号。具体来说，处理器15能够将该测试接口器件12的缺陷确定结果与预定标准相比较，基于比较结果来生成输出信号。通过将缺陷确定结果与预定标准相比较，自动生成输出信号，使得能够在半导体芯片测试期间通知用户测试接口器件的“健康状况”，例如该输出信号可以指示用户需要将测试接口器件替换下来进行进一步检测，仅仅向用户示出当前的缺陷确定结果也是可能的。

该预定标准可以包括预先确定的数量阈值，由此，将确定的缺陷的数量与该预先确定的数量阈值相比较，当确定缺陷的数量大于预先确定的数量阈值时，则表明该测试接口器件中存在超出预期的数量的缺陷，需要被替换掉以进一步检测，由此生成指示需要替换该测试接口器件12的输出信号。在该实施例中，通过确定测试接口器件中可能存在的缺陷的数量，来判断该测试接口器件是能够被继续使用，还是需要取下来进行专门的检测。

该预定标准可以包括预先存储的列表，该列表至少包括在对待测半导体芯片进行的测试过程中使用的关键探针的位置，所谓关键探针指的是在对当前半导体芯片执行的一项或多项测试中起关键作用的探针。如果涉及缺陷的探针的位置与这些关键探针的位置重叠，则该缺陷会影响之后的测试，所以需要替换掉该测试接口器件。处理器15将确定的涉及缺陷的探针的位置与预先存储的列表中包括的关键探针的位置相比较，在确定涉及缺陷的探针的位置与预先存储的列表中的涉及当前测试的位置相同的情况下表示用于当前测试的关键探针可能存在缺陷，由此，生成指示需要替换测试接口器件的输出信号。。

在其他的实施例中，还能够设想预定标准包括预先存储的缺陷类型，能够基于缺陷的类型来确定是否生成指示需要替换测试接口器件的输出信号。还能够将缺陷类型包括在上述预先存储的列表中，结合缺陷的类型和位置来确定是否需要替换测试接口器件。能够预期该预定标准涉及缺陷的类型、位置和数量的任意组合，并且基于此来判断是否需要替换测试接口器件。

控制器16控制机械臂11、测试接口器件12、测试电路13、图像获取设备14和处理器15，使得它们按照预定的定时实现其各自的功能。

图2示出了根据本发明的一个实施例的处理器15的方块图。该处理器15包括图像预处理单元151、区域提取单元152、异物确定单元153、探针缺陷确定单元154、记录单元155以及确定结果处理单元156。

图像预处理单元151接收测试接口器件12的图像。图像预处理单元151能够包括前述图像组合单元，将示出测试接口器件12的各个部分的多幅图像组合成示出了其全部探针的一幅图像。另外，图像预处理单元151能够提取测试接口器件12的图像中的感兴趣区域的图像，例如表示芯片测试座的区域的图像；并且进行图像二值化、对比度增强和/或图像平滑等处理。

经过预处理的测试接口器件12的图像被输出到区域提取单元152。在区域提取单元152中，将测试接口器件的图像的像素值(灰度值)与预先确定的第一像素阈值相比较，以从当前图像中提取多个目标区域。优选地，能够首先确定当前图像的平均像素值，基于当前图像的平均像素值来确定第一像素阈值。考虑到测试接口器件中的探针和/或异物的颜色相对于基板而言较浅，设置该第一像素阈值，如果图像中某些区域的像素值大于该第一像素阈值，则说明这些区域可能示出了探针和/或异物，则将这些区域被确定为目标区域。提取出来的目标区域在之后被顺序或并行处理。在一个实施例中，该第一像素阈值可以是一个阈值范围。

异物确定单元153接收所提取的多个目标区域，针对每个目标区域确定其是否示出了异物，判断异物可以基于目标区域的大小和像素值中的至少一个来实现。具体地，确定表示该目标区域的大小的第一数据和/或表示该目标区域的像素值的第二数据，将该第一数据与预先确定的大小阈值相比较，和/或将该第二数据与预先确定的第二像素值阈值相比较，以确定该目标区域表示异物还是探针，将表示探针的目标区域确定为第一目标区域。

通常在测试接口器件中的异物的大小比探针的大小大得多，并且颜色也更暗。因此，能够通过目标区域的大小和/或像素值来判断其是否是异物。目标区域的大小大于预先确定的大小阈值和/或像素值小于第二像素值阈值将被识别为表示异物。上述大小阈值和第二像素值阈值应当被设定为能够区分探针和异物。在一个实施例中，能够基于当前处理的图像是否是上述组合图像而设定大小阈值。当将示出不同探针部分的图像拼接组合在一起时，可能导致拼接处的探针之间发生重叠，这样，大小阈值应该被设定为大于或等于两个正常探针的大小。第二像素值阈值应当大于第一像素值阈值并且能够基于表示探针的区域的像素值来确定。优选地，将第二像素阈值确定为小于完好的探针区域的像素值预定值。这是因为探针可能凹陷或者被烧过，从而使得其颜色变深。通常凹陷或者烧过的探针的颜色比完好的探针深，但是又不如异物的颜色深。如此设定第二像素阈值，能够避免将凹陷或者被烧过的探针区域确定为异物。第二像素值阈值也可以是一个阈值范围。

表示目标区域的大小的第一数据可以是该目标区域的面积，最小外接圆的面积和/或直径，甚至是在该目标区域中的像素的数量。这不是限制性的，还可以预期其他参数，只要其能够表示该目标区域的大小即可。表示目标区域的像素值的第二数据，可以是该目标区域中各个像素的像素值的均值，这也不是限制性的。

在一个实施例中，能够将上述区域提取处理和异物确定处理结合在一起，在这种情况下，能够将图像的像素值与预先确定的阈值范围相比较，该阈值范围能够将异物与基板和探针(包括烧过、凹陷以及完好的探针)区分开并且能够结合第一像素值阈值和第二像素值阈值来确定。当某些像素值在该阈值范围内时，表明其可能表示异物，当某些像素值小于该阈值范围时，表明这些像素值表示测试接口器件的基板，当某些像素值大于该阈值范围时，则表明这些像素值表示探针。还能够结合在该阈值范围内的像素值所分别形成的区域的大小来进一步确定异物。

探针缺陷确定单元154进一步对表示探针的第一目标区域进行关于探针的缺陷检测。关于探针的缺陷主要涉及探针是否被烧过、探针是否凹陷、以及探针是否倾斜。探针缺陷确定单元154基于每个第一目标区域的颜色和相邻第一目标区域之间的距离来进行上述缺陷的检测。

探针缺陷确定单元154能够将表示第一目标区域的像素值的第二数据与预先确定的第三像素值阈值相比较，以识别第一目标区域中是否存在表示烧过或者凹陷的探针。该第三像素值阈值大于第二像素值阈值并且能够基于完好探针的像素值而确定。在一个实施例中，该第三像素值阈值可以是一个阈值范围，其表示完好探针的像素值范围。由于已经确定了表示目标区域的像素值的第二数据，并且第一目标区域包括在多个目标区域中，因此能够获得表示第一目标区域的像素值的第二数据。如果该第一目标区域的像素值大于第三像素值阈值或者符合第三像素值阈值范围，则表示该第一目标区域为完好探针，否则则表示该第一目标区域所表示的探针被烧过或者凹陷。同样能够结合第二像素值阈值和第三像素值阈值形成一个阈值范围来区分完好的探针、烧过或凹陷的探针以及异物。

探针缺陷确定单元154还能够确定表示第一目标区域与相邻的另一第一目标区域之间的距离的第三数据，将所述第三数据与预先确定的距离阈值相比较，以识别表示倾斜的探针的第一目标区域。当某个探针倾斜时，会使得相邻两个探针之间的距离发生变化，变得过大或者过小，能够基于完好探针之间的距离来确定距离阈值，该距离阈值优选是表示完好探针之间的距离的阈值范围。当所确定的第一目标区域之间的距离在该阈值范围内时，表示不涉及探针倾斜，否则则判断涉及探针倾斜。在一个实施例中，在判断某两个探针之间涉及探针倾斜的情况下，还能够结合当前的测试接口器件中原始探针的位置，进一步确定哪根探针发生了倾斜。由于根据本发明的各个实施例的图像处理的最低目标在于在进行芯片测试过程中对测试接口器件的“健康状况”进行预判断，也可以不具体限定哪根探针发生了倾斜，而仅仅记录当前的两根探着可能涉及探针倾斜。这样能够提高处理速度，满足测试时间的要求。能够在将测试接口器件取下来之后再进行细致的检测。

探针缺陷确定单元154能够针对每个第一目标区域先确定其是否倾斜，然后再确定其是否被烧过或者凹陷，反之亦然。当首先确定了探针倾斜，就没必要再确定其是否被烧过或者凹陷，仅对表示不涉及探针倾斜的第一目标区域进行进一步检测。因此，能够将表示不涉及探针倾斜的第一目标区域确定为新的第一目标区域，之后针对该新的第一目标区域进一步检测探针是否被烧过或者凹陷。首先确定了探针被烧过或者凹陷时也是如此。

记录单元155记录通过上述异物确定单元153和探针缺陷确定单元154确定的该探针接口器件中可能存在的缺陷，尤其记录该缺陷的位置、类型和/或数量。在对探针接口器件的示出彼此不同探针的多幅图像顺序进行处理的情况下，记录每幅图像中示出的缺陷，并将多幅图像中的缺陷加在一起，以确定该探针接口器件中可能存在的缺陷。

确定结果处理单元156将所记录的缺陷确定结果与预定的标准相比较，基于比较结果生成输出信号。该输出信号能够由测试系统输出给用户，以提示用户需要替换该测试接口器件。该输出信号可以是视觉信号，也可以是听觉信号。

以上参考图1中所示的图像获取设备、处理器和控制器示出了根据本发明的实施例的半导体芯片测试系统，能够预期将图像获取设备、处理器和控制器的全部或部分功能组合在单个计算机和/或处理器中实现。可以预期处理器位于远程位置。在一个实施例中，图像获取设备包括成像设备，其采集测试接口器件的图像，并且将所采集的图像发送到位于远程位置的处理器，处理器将缺陷的确定结果发送回位于测试系统处的控制器，使得能够在测试系统处生成对应的输出信号。

图3示出了使用根据本发明的一个实施例的半导体芯片测试系统进行半导体芯片测试的方法30。

根据该方法30，在100，获取测试接口器件的图像，所述图像示出测试接口器件的多个探针。在200，对测试接口器件的图像进行处理，基于该图像检测测试接口器件以确定在该测试接口器件中可能存在的缺陷，尤其确定缺陷的数量、涉及缺陷的探针的位置和/或缺陷的类型。在300，基于所述缺陷的确定结果生成输出信号。

在使用半导体芯片测试系统对半导体芯片进行测试的过程中，获取测试接口器件的图像，从而加入上述方法30，使得能够在半导体芯片测试过程中实时确定测试接口器件的“健康状况”，从而确定是否需要将测试接口器件从测试系统移除，以进行进一步检测。

在一个实施例中，在300，将所述缺陷的确定结果与预定标准相比较以生成输出信号。该预定标准可以包括预先确定的数量阈值，在这种情况下，在200，确定测试接口器件中可能存在的缺陷的数量，并且将该数量与预先确定的数量阈值相比较，在确定该数量大于数量阈值的情况下生成指示需要替换测试接口器件的输出信号。

该预定标准可以包括预先存储的列表，所述列表至少包括用于对待测半导体芯片进行测试的关键探针的位置。在这种情况下，在200，确定测试接口器件中的涉及缺陷的探针的位置，并且将该位置与预先存储的列表相比较，在确定该位置与所述预先存储的列表中的位置相同的情况下生成指示需要替换测试接口器件的输出信号。

为了检测测试接口器件中可能存在的缺陷，在200，对测试接口器件的图像进行图像处理。在一个实施例中，基于该图像的像素值和预先确定的第一像素阈值从该图像中提取多个目标区域，这些目标区域表示异物和/或探针，针对每个目标区域，基于表示该目标区域的像素值、大小和/或位置的数据来确定在该图像中示出的测试接口器件中可能存在的缺陷。

具体地，基于图像的像素值和预先确定的第一像素阈值从图像中提取多个目标区域；针对每个目标区域，确定表示该目标区域的大小的第一数据和/或表示所述目标区域的像素值的第二数据，将第一数据和/或第二数据分别与预先确定的大小阈值和/或第二像素值阈值相比较，以确定该目标区域表示异物还是探针，将表示探针的目标区域确定为第一目标区域。

接下来，针对每个第一目标区域，确定表示该第一目标区域与相邻的另一第一目标区域之间的距离的第三数据，将该第三数据与预先确定的距离阈值相比较，以确定该第一目标区域是否表示倾斜的探针，除表示倾斜的探针的第一目标区域之外的第一目标区域为表示不倾斜的探针的第一目标区域，将表示不倾斜的探针的第一目标区域确定为新的第一目标区域。

接着，针对每个新的第一目标区域，将表示该第一目标区域的像素值的第二数据与预先确定的第三像素值阈值相比较，以识别表示烧过或者凹陷的探针的第一目标区域。也可以预期首先针对每个第一目标区域确定其是否被烧过或者凹陷，再针对未烧过或者凹陷的第一目标区域确定对应探针的倾斜。

可以预期在200中针对每个目标区域进行了处理之后确定该测试接口器件中可能存在的所有缺陷。在300，将所有缺陷的确定结果中的每个缺陷的确定结果与预定标准分别相比较，基于比较结果生成输出信号。例如，在200确定了所有缺陷的数量，在300将该数量与预定标准相比较。

也可以预期，在200中针对一个目标区域确定了其存在的缺陷之后，在300将该缺陷的确定结果与预定标准相比较，由此基于比较结果生成输出信号。例如，在200确定了存在缺陷的一个目标区域的位置和/或存在的缺陷的类型之后，就立即在300将该位置和/或类型与预定标准相比较。

图4示出了根据本发明的一个实施例对测试接口器件的图像进行处理的流程200。该流程200能够由处理器15实现。

根据该实施例，在201，对来自图像获取设备的测试接口器件的一幅或多幅图像进行预处理，这包括将示出测试接口器件的彼此不同部分的多幅图像组合成测试接口器件的一幅图像。该图像组合能够例如基于在图像中示出的基准标记。也能够预期对示出不同部分的多幅图像中的每幅图像进行顺序处理。在一个实施例中，上述预处理还包括进行图像增强、分割和/或二值化。

在202，将经过预处理得到的图像的像素值与预先确定的第一像素阈值相比较，以提取多个目标区域。由于测试接口器件中的探针和/或异物的颜色相对于基板而言较浅，设置该第一像素阈值，如果图像中某些区域的像素值大于该第一像素阈值，则说明这些区域可能示出了探针和/或异物，这些区域被确定为目标区域，并且存储所有目标区域，否则图像中的像素值表示测试接口器件的基板。

在203，设置一个目标区域计数器i并且为其赋值1。在204，提取第i个目标区域。

在205，确定表示该目标区域的大小的第一数据和/或表示该目标区域的像素值的第二数据，将该第一数据与预先确定的大小阈值相比较，和/或将该第二数据与预先确定的第二像素值阈值相比较，以确定该目标区域表示异物还是探针。通常在测试接口器件中的异物的大小比探针的大小大得多，并且颜色也更暗。因此，能够通过目标区域的大小和/或像素值来判断其是否是异物。可以预期，在确定第一数据大于大小阈值或第二数据小于第二像素阈值时，就确定该目标区域表示异物，也可以预期，仅仅在确定第一数据大于大小阈值并且第二数据小于第二像素阈值时，才确定该目标区域表示异物。

如果在205确定第一数据大于大小阈值和/或第二数据小于第二像素阈值，则在206将该目标区域确定为表示异物，在214记录该缺陷，尤其是该异物的位置以及缺陷类型(异物)。在一个实施例中，能够在214设置一个缺陷计数器，每次检测到缺陷的出现则使得该缺陷计数器加1，由此确定缺陷的数量。在记录该缺陷之后，使得目标区域计数器i＝i+1，在215通过将i与图像中的目标区域的数量相比较确定是否对图像中的所有目标区域进行了处理，如果没有，则返回到204，继续提取第i个目标区域进行之后的处理。

如果在205确定第一数据小于大小阈值和/或第二数据大于第二像素阈值，则在207将该目标区域确定为表示探针的第一目标区域。

在208，确定表示该第一目标区域与相邻的另一第一目标区域之间的距离的第三数据，将该第三数据与预先确定的距离阈值相比较，以识别表示倾斜的探针的第一目标区域。该距离阈值可以是一个阈值范围。

如果在208确定第三数据不在该距离阈值范围内，即两个表示探针的区域之间的距离远远大于或小于正常的探针之间的距离的情况下，表示可能存在探针倾斜。由此，在209确定该第一目标区域可能涉及探针倾斜，在214记录该涉及探针倾斜的缺陷，在记录该缺陷之后，使得目标区域计数器i＝i+1，并且前进到215。

如果在208确定第三数据在该距离阈值范围内，即两个表示探针的区域之间的距离符合正常的探针之间的距离的情况下，在210确定该第一目标区域不涉及探针倾斜。

在211进一步将表示该第一目标区域的像素值的第二数据与预先确定的第三像素值阈值相比较，以识别表示烧过或者凹陷的探针的第一目标区域。

如果在211确定第二数据小于第三像素阈值，该第三像素阈值大于第二像素阈值，则在212确定该第一目标区域表示的探针被烧过或者凹陷，由此，在214记录该缺陷，并且使得目标区域计数器i＝i+1，前进到215。

如果在211确定第二数据大于第三像素阈值，则在213将该第一目标区域确定为表示完好的探针，直接使得目标区域计数器i＝i+1，并前进到215。

在215通过将i与图像中的目标区域的数量相比较来确定是否对图像中的所有目标区域进行了处理，如果确定对所有目标区域进行了处理，则前进到216，将在214所记录的所有缺陷的确定结果与预定标准进行比较，并且基于比较结果来生成输出信号。

以上仅仅参照图3-4所示的实施例描述了本发明的方法，能够理解上述实施例中所包括的各项处理不是限制性的，其可以根据需要而被删除、组合、变更、拆分和/或重新组合，以增加/修改/删除对应的功能。例如，在一个实施例中，能够删除与探针缺陷检测相关的处理，而仅仅执行异物检测；仅仅执行上述缺陷检测中的一项或多项也是可以预期的。虽然参考异物、探针凹陷、线路短路造成的探针被烧、探针倾斜等缺陷进行了描述，还可以预期处理器对测试接口器件的图像进行处理以检测其他缺陷。

虽然在图4中示出了顺序处理每个目标区域，也可以预期对每个目标区域并行进行上述处理。另外，虽然在图4中示出了在针对所有目标区域进行缺陷检测之后再将缺陷的确定结果与预定标准相比较，也可以预期在214将针对每个目标区域的缺陷确定结果与预定标准相比较，如果满足预定标准则结束对其余目标区域的缺陷检测，直接基于比较结果生成输出信号，如果不满足则使得目标区域计数器i＝i+1，前进到204，提取下一个目标区域。在该实施例中，图4所示的在215和216处的处理能够被省略。

在本发明的各个实施例中，提到了多个阈值，包括数量阈值、大小阈值、第一、第二和第三像素值阈值、以及距离阈值，可以预期针对要检测的不同类型测试接口器件和/或检测环境，调整上述各个阈值的大小或范围，以满足特定应用对象和/或环境的需要。在上述实施例中还提到了预定标准，可以预期针对不同的类型的测试接口以及需要进行的不同测试来设置该预定标准。

以上参照各个实施例描述了本发明的设备和方法，其中提到的实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但是不是每一个实施例都必然包括该特定的特征、结构或特性。此外，一些实施例可以具有一些或全部的针对其它实施例所描述的特征或者没有针对其它实施例所描述的特征。

如在权利要求中所使用的，除非指出，否则序数形容词“第一”、“第二”、“第三”等描述共同的元件的使用仅表示相似元件的不同实例被提及，并且不旨在暗示如此所描述的元件必须是以给定的顺序，无论是时间上的、空间上的、排级上还是任何其它方式。

不同的实施例或示例的各个特征可以与所包含的一些特征以及所排除的其它特征进行多种结合来适应多种不同的应用。附图和前述描述给出了实施例的示例。本领域技术人员将理解，所描述的元件中的一个或多个可以被组合成单个功能元件。或者，某些元件可以分成多个功能元件。来自一个实施例的元件可以添加到另一个实施例。例如，本文描述的过程的顺序可以改变并且不限于本文所述的方式。此外，任何流程图的动作不需要以所示的顺序实现；也不一定需要执行所有动作。此外，不依赖于其他动作的那些动作可以与其他动作并行地执行。实施例的范围决不受这些具体示例的限制。无论是否在说明书中明确给出，诸如处理顺序、产品组成和结构上的差异的许多变化是可能的。

Claims (17)

1.一种半导体芯片测试系统，包括

测试电路；

测试接口器件，其包括多个探针，以提供在待测试半导体芯片和所述测试电路之间的电气连接，从而使得所述测试电路能够对所述待测试半导体芯片进行测试；

图像获取设备，其被配置为获取所述测试接口器件的图像，所述图像示出所述多个探针；

处理器，其被配置为

基于所述图像检测所述测试接口器件，以确定在所述测试接口器件中可能存在的缺陷并且确定所述测试接口器件中涉及缺陷的探针的位置；并且

将所述缺陷的确定结果与预定标准相比较以生成输出信号，所述预定标准包括预先存储的列表，所述列表至少包括在对所述待测试半导体芯片进行的测试过程中使用的关键探针的位置；

其中，所述处理器将所述涉及缺陷的探针的位置与所述列表中包括的关键探针的位置相比较，在所述涉及缺陷的探针的位置与所述列表中包括的关键探针的位置相同的情况下生成指示需要替换所述测试接口器件的输出信号。

2.根据权利要求1所述的半导体芯片测试系统，其中，所述图像获取设备包括成像设备，其被配置为采集所述测试接口器件的图像。

3.根据权利要求1所述的半导体芯片测试系统，其中，所述预定标准包括预先确定的数量阈值，所述处理器还被配置为确定所述测试接口器件中可能存在的缺陷的数量，并且将所述数量与所述数量阈值相比较，在确定所述数量大于所述数量阈值的情况下生成指示需要替换所述测试接口器件的输出信号。

4.根据权利要求1所述的半导体芯片测试系统，其中，所述列表还包括针对所述待测试半导体芯片进行的测试的缺陷类型，

其中，所述处理器还被配置为：

确定在所述测试接口器件中的缺陷类型；

将确定的所述缺陷类型与所述列表中包括的所述缺陷类型相比较；并且

在所述确定的所述缺陷类型与所述列表中包括的所述缺陷类型相同的情况下生成指示需要替换所述测试接口器件的输出信号。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的半导体芯片测试系统，其中，所述处理器还被配置为基于所述图像的像素值和预先确定的第一像素阈值从所述图像中提取多个目标区域，针对每个目标区域，基于表示所述目标区域的像素值、大小和/或位置的数据来确定在所述图像中示出的所述测试接口器件中可能存在的缺陷。

6.根据权利要求1所述的半导体芯片测试系统，其中，所述处理器还包括

区域提取单元，其被配置为基于所述图像的像素值和预先确定的第一像素阈值从所述图像中提取多个目标区域；

异物确定单元，其被配置为针对每个目标区域，确定表示所述目标区域的大小的第一数据和/或表示所述目标区域的像素值的第二数据，将所述第一数据和/或第二数据分别与预先确定的大小阈值和/或第二像素值阈值相比较，以确定所述目标区域表示异物还是探针，将表示探针的目标区域确定为第一目标区域。

7.根据权利要求6所述的半导体芯片测试系统，其中，所述处理器还包括探针缺陷确定单元，其被配置为针对每个第一目标区域，确定表示所述第一目标区域与相邻的另一第一目标区域之间的距离的第三数据，将所述第三数据与预先确定的距离阈值相比较，以确定所述第一目标区域是否可能涉及探针倾斜，并且将不涉及探针倾斜的第一目标区域确定为新的第一目标区域。

8.根据权利要求6所述的半导体芯片测试系统，其中，所述处理器还包括探针缺陷确定单元，其被配置为针对每个第一目标区域将表示所述第一目标区域的像素值的第二数据与预先确定的第三像素值阈值相比较，以识别第一目标区域中是否存在表示烧过或者凹陷的探针。

9.根据权利要求7所述的半导体芯片测试系统，其中，所述探针缺陷确定单元还被配置为针对每个新的第一目标区域将表示所述新的第一目标区域的像素值的第二数据与预先确定的第三像素值阈值相比较，以识别所述新的第一目标区域中是否存在表示烧过或者凹陷的探针。

10.一种使用根据权利要求1-9中的任一项所述的半导体芯片测试系统进行半导体芯片测试的方法，包括

获取测试接口器件的图像，所述图像示出所述测试接口器件的多个探针；

基于所述图像检测所述测试接口器件，以确定在所述测试接口器件中可能存在的缺陷，并且确定所述测试接口器件中涉及缺陷的探针的位置；以及

将所述缺陷的确定结果与预定标准相比较以生成输出信号，所述预定标准包括预先存储的列表，所述列表至少包括在对所述待测试半导体芯片进行的测试过程中使用的关键探针的位置；

其中，将所述涉及缺陷的探针的位置与所述列表中包括的关键探针的位置相比较，在所述涉及缺陷的探针的位置与所述列表中包括的关键探针的位置相同的情况下生成指示需要替换所述测试接口器件的输出信号。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述预定标准包括预先确定的数量阈值，所述方法还包括确定所述测试接口器件中可能存在的缺陷的数量，并且将所述数量与所述数量阈值相比较，在确定所述数量大于所述数量阈值的情况下生成指示需要替换所述测试接口器件的输出信号。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述预先存储的列表还包括针对所述待测试半导体芯片进行的测试的缺陷类型，所述方法还包括：

确定在所述测试接口器件中的缺陷类型；

将确定的所述缺陷类型与所述列表中包括的所述缺陷类型相比较；以及

在所述确定的所述缺陷类型与所述列表中包括的所述缺陷类型相同的情况下，生成指示需要替换所述测试接口器件的输出信号。

13.根据权利要求10-12中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括基于所述图像的像素值和预先确定的第一像素阈值从所述图像中提取多个目标区域，针对每个目标区域，基于表示所述目标区域的像素值、大小和/或位置的数据来确定在所述图像中示出的所述测试接口器件中可能存在的缺陷。

14.根据权利要求10所述的方法，还包括

基于所述图像的像素值和预先确定的第一像素阈值从所述图像中提取多个目标区域；

针对每个目标区域，确定表示所述目标区域的大小的第一数据和/或表示所述目标区域的像素值的第二数据，将所述第一数据和/或第二数据分别与预先确定的大小阈值和/或第二像素值阈值相比较，以确定所述目标区域表示异物还是探针，将表示探针的目标区域确定为第一目标区域。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括

针对每个第一目标区域，确定表示所述第一目标区域与相邻的另一第一目标区域之间的距离的第三数据，将所述第三数据与预先确定的距离阈值相比较，以确定所述第一目标区域是否可能涉及探针倾斜，并且将不涉及探针倾斜的第一目标区域确定为新的第一目标区域。

16.根据权利要求14所述的方法，还包括

针对每个第一目标区域，将表示所述第一目标区域的像素值的第二数据与预先确定的第三像素值阈值相比较，以识别所述第一目标区域中是否存在表示烧过或者凹陷的探针。

17.根据权利要求15所述的方法，还包括

针对每个新的第一目标区域，将表示所述新的第一目标区域的像素值的第二数据与预先确定的第三像素值阈值相比较，以识别所述新的第一目标区域中是否存在表示烧过或者凹陷的探针。

Images