CN116930722A - 一种用于存储芯片晶圆测试方法及系统 - Google Patents

一种用于存储芯片晶圆测试方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于存储芯片晶圆测试方法及系统，属于晶圆测试技术领域，具体包括系统监控板、探针台、探针卡、驱动单元和电信号检测单元，其中：系统监控板与探针台通过联锁电缆连接进行信息交互，系统监控板通过控制信号连接驱动单元；驱动单元包括电磁阀、锁定气缸、钳位气缸、球型活塞和中心钳位装置，系统监控板通过控制信号连接电磁阀，通过电磁阀控制锁定气缸与钳位气缸工作，锁定气缸驱动球型活塞锁定或解锁探针卡，钳位气缸驱动中心钳位装置锁定或解锁探针卡中心部分；当探针卡与测试头对接后，分别通过机械检测和电信号检测单元共同判断探针卡是否对接正常；本发明实现了对探针卡对接过程的准确控制与检测。

Description

一种用于存储芯片晶圆测试方法及系统
技术领域
本发明涉及晶圆测试技术领域，具体涉及一种用于存储芯片晶圆测试方法及系统。
背景技术
随着电子科技的日益进步，个人计算机、工作站、智能设备、监控设备等设备变得尤为普遍，这些设备中无一例外的使用了各种存储芯片，因此存储芯片测试设备变得尤为重要。
芯片测试分为两个阶段，一个是 CP（Chip Probing）测试，也就是晶圆（Wafer）测试。另外一个是 FT（Final Test）测试，也就是把芯片封装好再进行的测试。CP测试需要探针卡（ProbeCard），探针卡ProbeCard是一种测试接口，连接测试机和晶圆，通过传输信号，对晶圆进行参数测试，测试过程探针卡稳定的上下卡十分重要，稳定的卡接是确保晶圆测试准确性、可靠性和高效性的关键因素，它对于正确评估芯片性能和质量以及支持高产量生产至关重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于存储芯片晶圆测试方法及系统，解决以下技术问题：
测试过程探针卡稳定的上下卡十分重要，稳定的卡接是确保晶圆测试准确性、可靠性和高效性的关键因素，它对于正确评估芯片性能和质量以及支持高产量生产至关重要。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种用于存储芯片晶圆测试系统，包括系统监控板、探针台、探针卡、驱动单元和电信号检测单元，其中：
所述系统监控板与探针台通过联锁电缆连接进行信息交互，系统监控板通过控制信号连接驱动单元；
所述驱动单元包括电磁阀、4个锁定气缸、2个钳位气缸、球型活塞和中心钳位装置，所述系统监控板通过控制信号连接电磁阀，通过电磁阀控制锁定气缸与钳位气缸工作，锁定气缸驱动球型活塞锁定或解锁探针卡，钳位气缸驱动中心钳位装置锁定或解锁探针卡中心部分，所述中心钳位装置对探针卡进行辅助锁定；
当探针卡与测试头对接后，分别通过机械检测和电信号检测单元共同判断探针卡是否对接正常。
作为本发明进一步的方案：所述机械检测通过监测4个方向的锁定气缸的运动位置，当4个锁定气缸的运动位置处于预定状态时，则探针卡对接无异常，否则异常。
作为本发明进一步的方案：所述电信号检测单元包括输出连接器、数字通道板和电信号检测板，所述探针卡上包括132个所述输出连接器，其中每1/4区域中心的输出连接器中包括一个附属连接器，所述附属连接器包括两个信号短接，所述电信号检测板上的FPGA与附属连接器上的两个信号连接，FPGA侧包括一个输出和一个输入；
当上卡时，若4个输入全部显示为低电平，则上卡正常，否则异常；
当下卡时，当4个输入全部显示为高电平，则下卡正常，否则异常。
作为本发明进一步的方案：除所述附属连接器外的128个所述输出连接器均与对应的数字通道板连接，每个输出连接器上有两个信号，其中一个信号连接到数字通道板FPGA的输入，另一个信号连接探针卡上的GND；
当上卡时，128个输出连接器上的输入信号，全部为低电平，则上卡正常，否则异常；
当下卡时，128个输出连接器上的输入信号，全部显示为高电平，则下卡正常，否则异常。
作为本发明进一步的方案：上卡的具体过程为：
步骤一：系统监控板发送使能以及探针卡型号信息至探针台与当前探针卡型号进行对比；
步骤二：信息吻合后，探针台发送ZIF锁定请求信号给系统监控板；
步骤三：系统监控板收到ZIF锁定请求信号后，发送控制信号给电磁阀，控制4个锁定气缸向下运动驱动球形活塞锁定探针卡，锁定后系统监控板检查气缸运动位置以及电信号检测判断探针卡是否成功锁定，如果锁定，发送锁卡成功信号至探针台，否则再次锁定；
步骤四：探针台收到信号后，探针台发送钳位锁定请求信号；
步骤五：系统监控板收到钳位锁定请求信号后，发送控制信号给电磁阀控制2钳位气缸向下运动进行中心锁定，锁定后系统监控板检查2个气缸位置判断是否成功锁定，如果锁定，发送探针卡锁卡成功信号至探针台，否则再次锁定。
作为本发明进一步的方案：下卡的具体过程为：
步骤一：探针台发送钳位解锁请求信号至系统监控板；
步骤二：系统监控板收到钳位解锁请求信号后，发送控制信号给电磁阀控制2个钳位气缸往上运动进行中心解锁，解锁后检查2个气缸位置判断是否成功解锁，如果解锁，发送解锁成功信号给探针台，否则再次解锁；
步骤三：探针台收到解锁成功信号后，探针台发送ZIF解锁请求信号至系统控制板；
步骤四：系统控制板收到ZIF解锁请求信号后，发送控制信号给ZIF电磁阀控制4个ZIF气缸往上运动解锁探针卡，解锁操作后系统监控板检查ZIF气缸的运动位置以及电信号检测判断是否成功解锁，如果解锁，发送探针卡解锁成功信号给探针台，否则再次解锁。
一种用于存储芯片晶圆测试方法，包括以下步骤：
系统监控板与探针台通过联锁电缆连接进行信息交互，系统监控板通过控制信号连接驱动单元；
驱动单元包括电磁阀、4个锁定气缸、2个钳位气缸、球型活塞和中心钳位装置，所述系统监控板通过控制信号连接电磁阀，通过电磁阀控制锁定气缸与钳位气缸工作，锁定气缸驱动球型活塞锁定或解锁探针卡，钳位气缸驱动中心钳位装置锁定或解锁探针卡中心部分，所述中心钳位装置对探针卡进行辅助锁定；
当探针卡与测试头对接后，分别通过机械检测和电信号检测单元共同判断探针卡是否对接正常。
本发明的有益效果：
本发明分别通过机械检测和电信号检测判断探针卡对接是否正常，通过输出连接器和电信号检测单元，系统可以检测探针卡与探针台之间信号传输的正常性，确保测试信号的准确传递，提高了测试结果的可靠性，避免了人工判断和操作的主观因素，提高了对接的准确性和稳定性；系统监控板可以及时检测和判断对接过程中的异常情况，并向探针台发送相应的异常状态反馈信息，帮助操作人员及早发现和解决问题，减少了错误操作并提高了系统的稳定性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明一种用于存储芯片晶圆测试系统的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明为一种用于存储芯片晶圆测试方法及系统，包括系统监控板（SMB）、探针台、探针卡（Probe Card）、驱动单元和电信号检测单元，其中：
所述系统监控板与探针台通过联锁电缆（Interlock Cable）连接进行信息交互，系统监控板通过控制信号连接驱动单元；
所述驱动单元包括电磁阀、4个锁定（ZIFlock）气缸、2个钳位（Center Clamp）气缸、球型活塞和中心钳位装置，所述系统监控板通过控制信号连接电磁阀，通过电磁阀控制锁定气缸与钳位气缸工作，锁定气缸驱动球型活塞锁定或解锁探针卡，钳位气缸驱动中心钳位装置锁定或解锁探针卡中心部分，所述中心钳位装置对探针卡进行辅助锁定；
当探针卡与测试头对接后，分别通过机械检测和电信号检测单元共同判断探针卡是否对接正常。
探针卡（Probe Card）是用于晶圆测试的一种关键测试装置。它通常由许多微小的弹簧接触针（probes）组成，用于与晶圆上的芯片进行电气连接，并传递控制信号和接收测量信号。 探针卡的主要功能是将测试仪器与晶圆上的芯片之间建立稳定和可靠的电气连接。它允许测试仪器的信号（如电流、电压、频率等）透过探针卡的接触针通过测量点接触到芯片上的测试点。接触针通常非常小而精确，使得能够在微小尺寸的测试点上进行测试。
在本发明的一种优选的实施例中，所述机械检测通过监测4个方向的锁定气缸的运动位置，当4个锁定气缸的运动位置处于预定状态时，则探针卡对接无异常，否则异常。
在本发明的另一种优选的实施例中，所述电信号检测单元包括输出连接器、数字通道板和电信号检测板SCM，所述探针卡上包括132个所述输出连接器，其中每1/4区域中心的输出连接器中包括一个附属连接器（Satellite Connector），所述附属连接器包括两个信号短接，所述电信号检测板上的FPGA与附属连接器上的两个信号连接，FPGA侧包括一个输出和一个输入；
输出连接器是一种用于连接电子设备和外部设备或电路的接口。它用于传输信号和电力，将设备的输出信号传递给其他设备或系统；
当上卡时，若4个输入全部显示为低电平，则上卡正常，否则异常；
当下卡时，当4个输入全部显示为高电平，则下卡正常，否则异常。
在本实施例的一种优选的情况中，除所述附属连接器外的128个所述输出连接器均与对应的数字通道板连接，每个输出连接器上有两个信号，其中一个信号连接到数字通道板FPGA的输入，另一个信号连接探针卡上的GND；
当上卡时，128个输出连接器上的输入信号，全部为低电平，则上卡正常，否则异常；
当下卡时，128个输出连接器上的输入信号，全部显示为高电平，则下卡正常，否则异常。
在本实施例的另一种优选的情况中，上卡的具体过程为：
步骤一：系统监控板发送使能以及探针卡型号信息至探针台与当前探针卡型号进行对比；
步骤二：信息吻合后，探针台发送ZIF锁定请求信号给系统监控板；
步骤三：系统监控板收到ZIF锁定请求信号后，发送控制信号给电磁阀，控制4个锁定气缸向下运动驱动球形活塞锁定探针卡，锁定后系统监控板检查气缸运动位置以及电信号检测判断探针卡是否成功锁定，如果锁定，发送锁卡成功信号至探针台，否则再次锁定；
步骤四：探针台收到信号后，探针台发送钳位锁定请求信号；
步骤五：系统监控板收到钳位锁定请求信号后，发送控制信号给电磁阀控制2钳位气缸向下运动进行中心锁定，锁定后系统监控板检查2个气缸位置判断是否成功锁定，如果锁定，发送探针卡锁卡成功信号至探针台，否则再次锁定。
在本实施例的另一种优选的情况中，下卡的具体过程为：
步骤一：探针台发送钳位解锁请求信号至系统监控板；
步骤二：系统监控板收到钳位解锁请求信号后，发送控制信号给电磁阀控制2个钳位气缸往上运动进行中心解锁，解锁后检查2个气缸位置判断是否成功解锁，如果解锁，发送解锁成功信号给探针台，否则再次解锁；
步骤三：探针台收到解锁成功信号后，探针台发送ZIF解锁请求信号至系统控制板；
步骤四：系统控制板收到ZIF解锁请求信号后，发送控制信号给ZIF电磁阀控制4个ZIF气缸往上运动解锁探针卡，解锁操作后系统监控板检查ZIF气缸的运动位置以及电信号检测判断是否成功解锁，如果解锁，发送探针卡解锁成功信号给探针台，否则再次解锁。
一种用于存储芯片晶圆测试方法，包括以下步骤：
系统监控板与探针台通过联锁电缆连接进行信息交互，系统监控板通过控制信号连接驱动单元；
驱动单元包括电磁阀、4个锁定气缸、2个钳位气缸、球型活塞和中心钳位装置，所述系统监控板通过控制信号连接电磁阀，通过电磁阀控制锁定气缸与钳位气缸工作，锁定气缸驱动球型活塞锁定或解锁探针卡，钳位气缸驱动中心钳位装置锁定或解锁探针卡中心部分，所述中心钳位装置对探针卡进行辅助锁定；
当探针卡与测试头对接后，分别通过机械检测和电信号检测单元共同判断探针卡是否对接正常。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种用于存储芯片晶圆测试系统，其特征在于，包括系统监控板、探针台、探针卡、驱动单元和电信号检测单元，其中：
所述系统监控板与探针台通过联锁电缆连接进行信息交互，系统监控板通过控制信号连接驱动单元；
所述驱动单元包括电磁阀、4个锁定气缸、2个钳位气缸、球型活塞和中心钳位装置，所述系统监控板通过控制信号连接电磁阀，通过电磁阀控制锁定气缸与钳位气缸工作，锁定气缸驱动球型活塞锁定或解锁探针卡，钳位气缸驱动中心钳位装置锁定或解锁探针卡中心部分，所述中心钳位装置对探针卡进行辅助锁定；
当探针卡与测试头对接后，分别通过机械检测和电信号检测单元共同判断探针卡是否对接正常。
2.根据权利要求1所述的一种用于存储芯片晶圆测试系统，其特征在于，所述机械检测通过监测4个方向的锁定气缸的运动位置，当4个锁定气缸的运动位置处于预定状态时，则探针卡对接无异常，否则异常。
3.根据权利要求1所述的一种用于存储芯片晶圆测试系统，其特征在于，所述电信号检测单元包括输出连接器、数字通道板和电信号检测板，所述探针卡上包括132个所述输出连接器，其中每1/4区域中心的输出连接器中包括一个附属连接器，所述附属连接器包括两个信号短接，所述电信号检测板上的FPGA与附属连接器上的两个信号连接，FPGA侧包括一个输出和一个输入；
当上卡时，若4个输入全部显示为低电平，则上卡正常，否则异常；
当下卡时，当4个输入全部显示为高电平，则下卡正常，否则异常。
4.根据权利要求3所述的一种用于存储芯片晶圆测试系统，其特征在于，除所述附属连接器外的128个所述输出连接器均与对应的数字通道板连接，每个输出连接器上有两个信号，其中一个信号连接到数字通道板FPGA的输入，另一个信号连接探针卡上的GND；
当上卡时，128个输出连接器上的输入信号，全部为低电平，则上卡正常，否则异常；
当下卡时，128个输出连接器上的输入信号，全部显示为高电平，则下卡正常，否则异常。
5.根据权利要求3所述的一种用于存储芯片晶圆测试系统，其特征在于，上卡的具体过程为：
步骤一：系统监控板发送使能以及探针卡型号信息至探针台与当前探针卡型号进行对比；
步骤二：信息吻合后，探针台发送ZIF锁定请求信号给系统监控板；
步骤三：系统监控板收到ZIF锁定请求信号后，发送控制信号给电磁阀，控制4个锁定气缸向下运动驱动球形活塞锁定探针卡，锁定后系统监控板检查气缸运动位置以及电信号检测判断探针卡是否成功锁定，如果锁定，发送锁卡成功信号至探针台，否则再次锁定；
步骤四：探针台收到信号后，探针台发送钳位锁定请求信号；
步骤五：系统监控板收到钳位锁定请求信号后，发送控制信号给电磁阀控制2钳位气缸向下运动进行中心锁定，锁定后系统监控板检查2个气缸位置判断是否成功锁定，如果锁定，发送探针卡锁卡成功信号至探针台，否则再次锁定。
6.根据权利要求3所述的一种用于存储芯片晶圆测试系统，其特征在于，下卡的具体过程为：
步骤一：探针台发送钳位解锁请求信号至系统监控板；
步骤二：系统监控板收到钳位解锁请求信号后，发送控制信号给电磁阀控制2个钳位气缸往上运动进行中心解锁，解锁后检查2个气缸位置判断是否成功解锁，如果解锁，发送解锁成功信号给探针台，否则再次解锁；
步骤三：探针台收到解锁成功信号后，探针台发送ZIF解锁请求信号至系统控制板；
步骤四：系统控制板收到ZIF解锁请求信号后，发送控制信号给ZIF电磁阀控制4个ZIF气缸往上运动解锁探针卡，解锁操作后系统监控板检查ZIF气缸的运动位置以及电信号检测判断是否成功解锁，如果解锁，发送探针卡解锁成功信号给探针台，否则再次解锁。
7.一种用于存储芯片晶圆测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
系统监控板与探针台通过联锁电缆连接进行信息交互，系统监控板通过控制信号连接驱动单元；
驱动单元包括电磁阀、4个锁定气缸、2个钳位气缸、球型活塞和中心钳位装置，所述系统监控板通过控制信号连接电磁阀，通过电磁阀控制锁定气缸与钳位气缸工作，锁定气缸驱动球型活塞锁定或解锁探针卡，钳位气缸驱动中心钳位装置锁定或解锁探针卡中心部分，所述中心钳位装置对探针卡进行辅助锁定；
当探针卡与测试头对接后，分别通过机械检测和电信号检测单元共同判断探针卡是否对接正常。
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