CN110470975A - 晶圆特性测试系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种晶圆特性测试系统，包括：测试仪和探针台；在探针台的探针台文件模块中选定零点测试图形标识位置以及焊垫的框选位置；探针台中设置有信息获取模块，对位完成后，信息获取模块按照探针台文件模块选定的零点测试图形标识位置抓取零点测试图形标识的字符信息以及根据焊垫的框选位置抓取焊垫的扎针信息并都发送给测试仪；测试仪具有自动获取对位结果的功能模块，对位结果通过对零点测试图形标识的字符信息和扎针信息进行确认来自动获取。本发明还公开了一种晶圆特性测试方法。本发明能自动校验测试对位，能提高测试速度，防止扎偏和防止手工对位检测时的失误。

Description

晶圆特性测试系统和方法
技术领域
本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种晶圆特性测试系统。本发明还涉及一种晶圆特性测试方法。
背景技术
晶圆特性测试系统用来实现对晶圆进行测试如进行晶圆允收测试(WAT)，如通过WAT测试来进行制程监控(Process Control Monitor，PCM)特性测试。WAT测试中会采用专门的测试图形(testkey)，测试时通过对testkey进行测试来实现的。
晶圆特性测试系统由测试仪(Tester)与探针台(Prober)共同组成，探针台上具有包括多个探针的探针卡，在测试之前的第一步是将探针卡上的探针扎到零点testkey对应的焊垫(Pad)上，扎针动作由探针台主导；第一步扎针完成之后，需要在探针台侧进行人工确认扎针对应的零点testkey位置和针迹效果，人工确认没有问题之后开始由测试仪主导进行自动测试。Tester系统为相对坐标计算，所有坐标以零点testkey为原点，所以探针台准确扎针至零点testkey至关重要。错误的testkey位置会导致后面的测试位置全部偏移。
现有晶圆特性测试系统的缺点包括：
零点testkey及针迹需要人工确认，速度较慢；
确认零点testkey及针迹只在一批(lot)晶圆的开始枚即第一片才执行，后面枚数如果对位有偏差就会造成扎针偏移，测试异常。
人工确认偶尔会误认识零点testkey的标识或漏过执行此步骤。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种晶圆特性测试系统，能自动校验测试对位，能提高测试速度，防止扎偏和防止手工对位检测时的失误。
为解决上述技术问题，本发明提供的晶圆特性测试系统包括：测试仪和探针台，所述探针台上设置有包括多个探针的探针卡。
在所述探针台中设置有探针台文件模块，在所述探针台文件模块中选定零点测试图形标识位置以及对应的焊垫的框选位置。
在所述探针台中设置有信息获取模块，在晶圆测试开始之前，所述探针台实现对所述晶圆的对位，对位完成后，所述探针台的所述信息获取模块按照所述探针台文件模块选定的所述零点测试图形标识位置抓取零点测试图形标识的字符信息以及根据所述焊垫的框选位置抓取所述焊垫的扎针信息并都发送给所述测试仪，所述信息获取模块所抓取的所述扎针信息包括扎针正确和扎针错误两个判断信息，所述扎针正确对应于所述探针都扎在所述探针台文件模块中选定的所述焊垫的框选位置范围内，所述扎针错误对应于具有所述探针扎在所述探针台文件模块中选定的所述焊垫的框选位置范围之外的情形。
所述测试仪具有自动获取对位结果的功能模块，所述对位结果通过对所述零点测试图形标识的字符信息和所述扎针信息进行确认来自动获取。
进一步的改进是，所述探针台文件模块中所选定的所述焊垫的框选位置中包括了所测试的芯片的一组测试图形的所有焊垫。
进一步的改进是，所测试的芯片的一组测试图形的所有焊垫数量为对应的引脚数目。
进一步的改进是，所述探针台的所述信息获取模块包括显微镜，通过所述显微镜抓取所述零点测试图形标识的字符信息以及所述焊垫的扎针信息。
进一步的改进是，如果所述零点测试图形标识的字符信息正确以及所述扎针信息为扎针正确，则所述测试仪确定所述对位结果的正确；如果所述零点测试图形标识的字符信息不正确或所述扎针信息为扎针错误，则所述测试仪确定所述对位结果的不正确。
进一步的改进是，所述测试仪通过比较所获取的所述零点测试图形标识的字符信息和所述晶圆对应的测试菜单中设置的所述零点测试图形标识的设置信息来判断所述零点测试图形标识是否正确，如果所述零点测试图形标识的字符信息不正确，则所述测试仪会报警。
所述探针台首先抓取所述焊垫的图像信息，之后所述探针台根据所述焊垫的图像信息得到所述扎针信息，如果所述扎针信息为扎针错误，则所述测试仪会报警。
如果所述对位结果正确，则所述测试仪开始对所述晶圆进行测试。
进一步的改进是，在所述探针台文件模块中按照产品种类选定所述零点测试图形标识位置以及对应的所述焊垫的框选位置。
为解决上述技术问题，本发明提供的晶圆特性测试方法包括如下步骤：
步骤一、在探针台中设置探针台文件模块，在所述探针台文件模块中选定零点测试图形标识位置以及对应的焊垫的框选位置。
步骤二、在晶圆测试开始之前，先将所述晶圆放置在所述探针台上并对所述晶圆进行对位，所述探针台上设置有包括多个探针的探针卡，所述对位将所述探针卡上的各探针扎在所述晶圆上的所述零点测试图形标识位置对应的焊垫上。
步骤三、对位完成后，所述探针台的信息获取模块按照所述探针台文件模块选定的所述零点测试图形标识位置抓取零点测试图形标识的字符信息以及根据所述焊垫的框选位置抓取所述焊垫的的扎针信息并都发送给所述测试仪，所述信息获取模块所抓取的所述扎针信息包括扎针正确和扎针错误两个判断信息，所述扎针正确对应于所述探针都扎在所述探针台文件模块中选定的所述焊垫的框选位置范围内，所述扎针错误对应于具有所述探针扎在所述探针台文件模块中选定的所述焊垫的框选位置范围之外的情形。
步骤四、所述测试仪自动获取对位结果，所述对位结果通过对所述零点测试图形标识的字符信息和所述扎针信息进行确认来自动获取。
进一步的改进是，所述探针台文件模块中所选定的所述焊垫的框选位置中包括了所测试的芯片的一组测试图形的所有焊垫。
进一步的改进是，所测试的芯片的一组测试图形的所有焊垫数量为对应的引脚数目。
进一步的改进是，所述探针台的所述信息获取模块上设置有显微镜，步骤三中通过所述显微镜抓取所述零点测试图形标识的字符信息以及所述焊垫的扎针信息。
进一步的改进是，步骤四中，如果所述零点测试图形标识的字符信息正确以及所述扎针信息为扎针正确，则所述测试仪确定所述对位结果的正确；如果所述零点测试图形标识的字符信息不正确或所述扎针信息为扎针错误，则所述测试仪确定所述对位结果的不正确。
进一步的改进是，所述测试仪通过比较所获取的所述零点测试图形标识的字符信息和所述晶圆对应的测试菜单中设置的所述零点测试图形标识的设置信息来判断所述零点测试图形标识是否正确，如果所述零点测试图形标识的字符信息不正确，则所述测试仪进行报警。
所述探针台首先抓取所述焊垫的图像信息，之后所述探针台根据所述焊垫的图像信息得到所述扎针信息，如果所述扎针信息为扎针错误，则所述测试仪进行报警。
如果所述对位结果正确，则所述测试仪开始对所述晶圆进行测试。
进一步的改进是，在所述探针台文件模块中按照产品种类选定所述零点测试图形标识位置以及对应的所述焊垫的框选位置。
进一步的改进是，在对每一片所述晶圆进行测试之前，在对位结束后都进行所述对位结果的获取。
和现有技术相比，本发明具有如下有益技术效果：
1、本发明无需人工确认，能自动校验测试对位，能提高测试速度，不会因为跑货负载(loading)多而等待时间过长，且速度快。
2、本发明能在测试中对每一枚晶圆均进行对位确认校验，如有偏差及时报警干预，防止扎偏。
3、本发明自动对位确认精度高，不会发生手工对位检测时容易出现的看错、漏看等失误。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明实施例晶圆特性测试系统的结构框图。
具体实施方式
如图1所示，是本发明实施例晶圆特性测试系统的结构框图；本发明实施例晶圆特性测试系统包括：测试仪1和探针台2，所述探针台2上设置有包括多个探针的探针卡3。
在所述探针台2中设置有探针台文件模块4，在所述探针台文件模块4中选定零点测试图形标识位置以及对应的焊垫的框选位置。在所述探针台文件模块4中按照产品种类选定所述零点测试图形标识位置以及对应的所述焊垫的框选位置。每当有新品种的芯片产品进行测试时，首先进行在所述探针台文件模块4中选定零点测试图形标识位置以及对应的焊垫的框选位置的步骤。当不是对新品种的芯片产品进行测试时，能采用之前的同种类的芯片产品在所述探针台文件模块4中已经选定的零点测试图形标识位置以及对应的焊垫的框选位置。
在所述探针台2中设置有信息获取模块5，在晶圆测试开始之前，所述探针台2实现对所述晶圆的对位，对位完成后，所述探针台2的所述信息获取模块5按照所述探针台文件模块4选定的所述零点测试图形标识位置抓取零点测试图形标识的字符信息以及根据所述焊垫的框选位置抓取所述焊垫的扎针信息并都发送给所述测试仪1，所述信息获取模块5所抓取的所述扎针信息包括扎针正确和扎针错误两个判断信息，所述扎针正确对应于所述探针都扎在所述探针台文件模块4中选定的所述焊垫的框选位置范围内，所述扎针错误对应于具有所述探针扎在所述探针台文件模块4中选定的所述焊垫的框选位置范围之外的情形。
所述测试仪1具有自动获取对位结果的功能模块，所述对位结果通过对所述零点测试图形标识的字符信息和所述扎针信息进行确认来自动获取。
所述探针台文件模块4中所选定的所述焊垫的框选位置中包括了所测试的芯片的一组测试图形的所有焊垫。对所述晶圆上的芯片进行测试时是按照一次测试一组测试图形进行测试的，测试完一组测试图形之后，接着测试下一组测试图形。所测试的芯片的一组测试图形的所有焊垫数量为对应的引脚(pin)数目。例如对于一组测试图形为12Pin的产品芯片，所述探针台文件模块4中所选定的所述焊垫的框选位置中的所述焊垫数量为12个。
所述探针台2的所述信息获取模块5包括显微镜，通过所述显微镜抓取所述零点测试图形标识的字符信息以及所述焊垫的扎针信息。
如果所述零点测试图形标识的字符信息正确以及所述扎针信息为扎针正确，则所述测试仪1确定所述对位结果的正确；如果所述零点测试图形标识的字符信息不正确或所述扎针信息为扎针错误，则所述测试仪1确定所述对位结果的不正确。
所述测试仪1通过比较所获取的所述零点测试图形标识的字符信息和所述晶圆对应的测试菜单中设置的所述零点测试图形标识的设置信息来判断所述零点测试图形标识是否正确，如果所述零点测试图形标识的字符信息不正确，则所述测试仪1会报警。
所述探针台2首先抓取所述焊垫的图像信息，之后所述探针台2根据所述焊垫的图像信息得到所述扎针信息，如果所述扎针信息为扎针错误，则所述测试仪1会报警。
如果所述对位结果正确，则所述测试仪1开始对所述晶圆进行测试。
和现有技术相比，本发明实施例具有如下有益技术效果：
1、本发明实施例无需人工确认，能自动校验测试对位，能提高测试速度，不会因为跑货负载(loading)多而等待时间过长，且速度快。
2、本发明实施例能在测试中对每一枚晶圆均进行对位确认校验，如有偏差及时报警干预，防止扎偏。
3、本发明实施例自动对位确认精度高，不会发生手工对位检测时容易出现的看错、漏看等失误。
本发明实施例晶圆特性测试方法包括如下步骤：
步骤一、在探针台2中设置探针台文件模块4，在所述探针台文件模块4中选定零点测试图形标识位置以及对应的焊垫的框选位置。
所述探针台文件模块4中所选定的所述焊垫的框选位置中包括了所测试的芯片的一组测试图形的所有焊垫。对所述晶圆上的芯片进行测试时是按照一次测试一组测试图形进行测试的，测试完一组测试图形之后，接着测试下一组测试图形。所测试的芯片的一组测试图形的所有焊垫数量为对应的引脚(pin)数目。例如对于一组测试图形为12Pin的产品芯片，所述探针台文件模块4中所选定的所述焊垫的框选位置中的所述焊垫数量为12个。
在所述探针台文件模块4中按照产品种类选定所述零点测试图形标识位置以及对应的所述焊垫的框选位置。每当有新品种的芯片产品进行测试时，都进行步骤一，即在所述探针台文件模块4中选定零点测试图形标识位置以及对应的焊垫的框选位置。当不是对新品种的芯片产品进行测试时，能采用之前的同种类的芯片产品在所述探针台文件模块4中已经选定的零点测试图形标识位置以及对应的焊垫的框选位置，此时，不需要进行步骤一。
步骤二、在晶圆测试开始之前，先将所述晶圆放置在所述探针台2上并对所述晶圆进行对位，所述探针台2上设置有包括多个探针的探针卡3，所述对位将所述探针卡3上的各探针扎在所述晶圆上的所述零点测试图形标识位置对应的焊垫上。
步骤三、对位完成后，所述探针台2的信息获取模块5按照所述探针台文件模块4选定的所述零点测试图形标识位置抓取零点测试图形标识的字符信息以及根据所述焊垫的框选位置抓取所述焊垫的的扎针信息并都发送给所述测试仪1，所述信息获取模块5所抓取的所述扎针信息包括扎针正确和扎针错误两个判断信息，所述扎针正确对应于所述探针都扎在所述探针台文件模块4中选定的所述焊垫的框选位置范围内，所述扎针错误对应于具有所述探针扎在所述探针台文件模块4中选定的所述焊垫的框选位置范围之外的情形。
所述探针台2的所述信息获取模块5上设置有显微镜，步骤三中通过所述显微镜抓取所述零点测试图形标识的字符信息以及所述焊垫的扎针信息。
步骤四、所述测试仪1自动获取对位结果，所述对位结果通过对所述零点测试图形标识的字符信息和所述扎针信息进行确认来自动获取。
如果所述零点测试图形标识的字符信息正确以及所述扎针信息为扎针正确，则所述测试仪1确定所述对位结果的正确；如果所述零点测试图形标识的字符信息不正确或所述扎针信息为扎针错误，则所述测试仪1确定所述对位结果的不正确。
所述测试仪1通过比较所获取的所述零点测试图形标识的字符信息和所述晶圆对应的测试菜单中设置的所述零点测试图形标识的设置信息来判断所述零点测试图形标识是否正确，如果所述零点测试图形标识的字符信息不正确，则所述测试仪1进行报警。
所述探针台2首先抓取所述焊垫的图像信息，之后所述探针台2根据所述焊垫的图像信息得到所述扎针信息，如果所述扎针信息为扎针错误，则所述测试仪1进行报警。
如果所述对位结果正确，则所述测试仪1开始对所述晶圆进行测试。
在对每一片所述晶圆进行测试之前，在对位结束后都进行所述对位结果的获取。
以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种晶圆特性测试系统，其特征在于，包括：测试仪和探针台，所述探针台上设置有包括多个探针的探针卡；
在所述探针台中设置有探针台文件模块，在所述探针台文件模块中选定零点测试图形标识位置以及对应的焊垫的框选位置；
在所述探针台中设置有信息获取模块，在晶圆测试开始之前，所述探针台实现对所述晶圆的对位，对位完成后，所述探针台的所述信息获取模块按照所述探针台文件模块选定的所述零点测试图形标识位置抓取零点测试图形标识的字符信息以及根据所述焊垫的框选位置抓取所述焊垫的扎针信息并都发送给所述测试仪，所述信息获取模块所抓取的所述扎针信息包括扎针正确和扎针错误两个判断信息，所述扎针正确对应于所述探针都扎在所述探针台文件模块中选定的所述焊垫的框选位置范围内，所述扎针错误对应于具有所述探针扎在所述探针台文件模块中选定的所述焊垫的框选位置范围之外的情形；
所述测试仪具有自动获取对位结果的功能模块，所述对位结果通过对所述零点测试图形标识的字符信息和所述扎针信息进行确认来自动获取。
2.如权利要求1所述的晶圆特性测试系统，其特征在于：所述探针台文件模块中所选定的所述焊垫的框选位置中包括了所测试的芯片的一组测试图形的所有焊垫。
3.如权利要求2所述的晶圆特性测试系统，其特征在于：所测试的芯片的一组测试图形的所有焊垫数量为对应的引脚数目。
4.如权利要求1所述的晶圆特性测试系统，其特征在于：所述探针台的所述信息获取模块包括显微镜，通过所述显微镜抓取所述零点测试图形标识的字符信息以及所述焊垫的扎针信息。
5.如权利要求1所述的晶圆特性测试系统，其特征在于：如果所述零点测试图形标识的字符信息正确以及所述扎针信息为扎针正确，则所述测试仪确定所述对位结果的正确；如果所述零点测试图形标识的字符信息不正确或所述扎针信息为扎针错误，则所述测试仪确定所述对位结果的不正确。
6.如权利要求5所述的晶圆特性测试系统，其特征在于：所述测试仪通过比较所获取的所述零点测试图形标识的字符信息和所述晶圆对应的测试菜单中设置的所述零点测试图形标识的设置信息来判断所述零点测试图形标识是否正确，如果所述零点测试图形标识的字符信息不正确，则所述测试仪会报警；
所述探针台首先抓取所述焊垫的图像信息，之后所述探针台根据所述焊垫的图像信息得到所述扎针信息，如果所述扎针信息为扎针错误，则所述测试仪会报警；
如果所述对位结果正确，则所述测试仪开始对所述晶圆进行测试。
7.如权利要求1所述的晶圆特性测试系统，其特征在于：在所述探针台文件模块中按照产品种类选定所述零点测试图形标识位置以及对应的所述焊垫的框选位置。
8.一种晶圆特性测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、在探针台中设置探针台文件模块，在所述探针台文件模块中选定零点测试图形标识位置以及对应的焊垫的框选位置；
步骤二、在晶圆测试开始之前，先将所述晶圆放置在所述探针台上并对所述晶圆进行对位，所述探针台上设置有包括多个探针的探针卡，所述对位将所述探针卡上的各探针扎在所述晶圆上的所述零点测试图形标识位置对应的焊垫上；
步骤三、对位完成后，所述探针台的信息获取模块按照所述探针台文件模块选定的所述零点测试图形标识位置抓取零点测试图形标识的字符信息以及根据所述焊垫的框选位置抓取所述焊垫的的扎针信息并都发送给所述测试仪，所述信息获取模块所抓取的所述扎针信息包括扎针正确和扎针错误两个判断信息，所述扎针正确对应于所述探针都扎在所述探针台文件模块中选定的所述焊垫的框选位置范围内，所述扎针错误对应于具有所述探针扎在所述探针台文件模块中选定的所述焊垫的框选位置范围之外的情形；
步骤四、所述测试仪自动获取对位结果，所述对位结果通过对所述零点测试图形标识的字符信息和所述扎针信息进行确认来自动获取。
9.如权利要求8所述的晶圆特性测试方法，其特征在于：所述探针台文件模块中所选定的所述焊垫的框选位置中包括了所测试的芯片的一组测试图形的所有焊垫。
10.如权利要求9所述的晶圆特性测试方法，其特征在于：所测试的芯片的一组测试图形的所有焊垫数量为对应的引脚数目。
11.如权利要求8所述的晶圆特性测试方法，其特征在于：所述探针台的所述信息获取模块上设置有显微镜，步骤三中通过所述显微镜抓取所述零点测试图形标识的字符信息以及所述焊垫的扎针信息。
12.如权利要求8所述的晶圆特性测试方法，其特征在于：步骤四中，如果所述零点测试图形标识的字符信息正确以及所述扎针信息为扎针正确，则所述测试仪确定所述对位结果的正确；如果所述零点测试图形标识的字符信息不正确或所述扎针信息为扎针错误，则所述测试仪确定所述对位结果的不正确。
13.如权利要求12所述的晶圆特性测试方法，其特征在于：所述测试仪通过比较所获取的所述零点测试图形标识的字符信息和所述晶圆对应的测试菜单中设置的所述零点测试图形标识的设置信息来判断所述零点测试图形标识是否正确，如果所述零点测试图形标识的字符信息不正确，则所述测试仪进行报警；
所述探针台首先抓取所述焊垫的图像信息，之后所述探针台根据所述焊垫的图像信息得到所述扎针信息，如果所述扎针信息为扎针错误，则所述测试仪进行报警；
如果所述对位结果正确，则所述测试仪开始对所述晶圆进行测试。
14.如权利要求8所述的晶圆特性测试方法，其特征在于：在所述探针台文件模块中按照产品种类选定所述零点测试图形标识位置以及对应的所述焊垫的框选位置。
15.如权利要求14所述的晶圆特性测试方法，其特征在于：在对每一片所述晶圆进行测试之前，在对位结束后都进行所述对位结果的获取。
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