CN103135022A - 在测试程序中自动检测探针卡接触特性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种测试程序中自动检测探针卡接触特性的方法,包括:1)在整个测试流程的开头部分,追加一个专用的检测接触特性模块;2)设定针压量从0μm开始,每个step增加1μm的扎针条件进行不断测试,通过测试程序的控制,对所有通道进行电流的印加,之后测试根据欧姆定律获得在该电流条件下的电阻值;3)获得不同扎针量条件下所有通道的电阻值;4)记录所有通道的电阻值第一次均小于M欧姆时的扎针量;5)使用该扎针量对该晶圆进行量产测试;6)后续的每枚晶圆的开头部分均重复步骤1)~5),获得最佳的扎针量,对晶圆进行测试。本发明能减少人为的参与和调整,提高测试效率,减少因为接触特性不良而导致的芯片良率降低。

Description

在测试程序中自动检测探针卡接触特性的方法
技术领域
本发明涉及一种应用大规模集成电路的晶圆测试中的检测探针卡接触特性的方法,特别是涉及一种在测试程序中自动检测探针卡接触特性的方法。
背景技术
一般在进行晶圆的量产测试过程中,均需要通过探针卡把测试头输出的信号传送给晶圆上被测试芯片的垫片(PAD),从而给芯片上印加正确的激励,同时接收芯片的响应(即输出)给测试仪,在测试仪中判断芯片测试结果的正误,从而判断芯片是否是良品。
由上述可以看出,作为一个信号路由的重要的物理结构,探针卡的性能对测试结果的影响显而易见。特别是在大规模同测,比如128个芯片同时测试,或512个芯片同时测试的过程中,一枚探针卡上往往制作了上千根探针。
目前在对晶圆测试前,往往通过手动调整的方法,对探针卡的针迹大小进行确认,而这既有一定的主观性,又有可能对所有的探针针迹观察不够而导致遗漏。在量产过程中,只要有一根探针发生接触特性不良时,均会导致产生某个被测芯片固定失效的现象,产生过杀,直接降低了产品的良率。对于接触不良的探针,也会发生断路的现象。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种在测试程序中自动检测探针卡接触特性的方法,通过该方法可以快速地量化探针的接触特性,并根据测试结果的优劣,自动调整针压量的大小,保证了每次测试时探针和晶圆的接触处于良好的状态,从而保证后续测试的顺利进行,减少同一次测试时不同芯片之间因为接触不良而导致的差别。
为解决上述技术问题,本发明的测试程序中自动检测探针卡接触特性的方法,包括:
(1)在整个测试流程的开头部分,追加一个专用的检测接触特性模块,其中,该模块,用于定义待检测产品中所用到的所有测试通道,以及每个通道的印加电流值以及电压量测的精度和范围;
(2)设定针压量从0μm开始,每个step(每步检测)增加1μm的扎针条件进行不断测试,通过测试程序的控制,对所有通道进行电流的印加,并对印加电流之后产生的电压进行测量;
(3)根据欧姆定律来获得不同扎针量条件下所有通道的电阻值;
(4)检测接触特性模块记录所有通道的电阻值第一次均小于M欧姆(M欧姆为经过试验后,认为所有探针接触最好的一个电阻值)时的扎针量;
(5)使用该扎针量对该晶圆进行量产测试;
(6)后续的每枚晶圆的开头部分均重复步骤(1)~(5),获得最佳的扎针量,对晶圆进行量产测试。
所述步骤(1)中,测试通道是指测试头中与探针卡有物理连接的所有测试通道。
所述步骤(2)中,电阻值包括:探针的本征电阻以及探针和晶圆之间的接触电阻。
所述步骤(6)中,扎针量的确认可以适用于每枚晶圆的开始第一个touch(探针卡接触的芯片阵列),也可以拓展到所有的touch。
采用本发明的方法,可以测试用探针卡能够自适应地调整扎针量的大小,减少人为地参与和调整,通过程序的控制实时地对测试过程中探针卡的接触特性进行分析和处理,提高测试效率,减少因为接触特性不良而导致的芯片良率降低。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明:
附图是本发明的检测流程图。
具体实施方式
本发明的测试程序中自动检测探针卡接触特性的方法,其检测流程如说明书附图所示,包括:
(1)在整个测试流程的开头部分,追加一个专用的检测接触特性模块,其中,该模块定义了待检测产品中所用到的所有测试通道,以及每个通道的印加电流值以及电压量测的精度和范围;
其中,测试通道是指测试头中与探针卡有物理连接的所有测试通道,而测试头中与探针卡没有物理连接的测试通道则不必进行操作。
每个通道的印加电流值一般为mA级别,通常用的电流小于100mA,电压量测的精度没有很高的要求,一般在几十mv左右亦可。
(2)设定针压量从0μm开始,每个step增加1μm的扎针条件进行不断测试,通过测试程序的控制,对所有通道进行电流的印加,并对印加电流之后产生的电压进行测量,具体过程如下:
每次测试时,测试流程开头专用的检测接触特性模块,会根据测试程序中测试条件的描述,把相应的测试通道的开关闭合,使之信号能够传送到探针卡,最终印加到被测试芯片的管脚上。
然后,控制芯片的电压,使之电压为0V,保证了芯片的电源信号为0电位。
最后,对芯片的一个管脚印加电流,电流量为50mA,其余管脚的电平控制为0V,此时量测该印加电流管脚上产生的电压。一个管脚的测试完成后,对其他管脚依次进行类似的测试。在测试程序中需要对电压的测试进行嵌位的设定,如当针压量为0μm时,因为探针卡此时和芯片的管脚没有任何接触,所以50mA的电流无法通过物理回路加到被测试管脚上,会造成量测电压过大,如果不进行嵌位,会对测试通道造成物理损坏。一般的嵌位电压定义为3V。在每一次改变针压量之后的量测,每个管脚都会获得一定的电流条件下对应的电压值。
(3)根据上述的电压值和电流值,利用欧姆定律,获得不同扎针量条件下所有管脚上的电阻值;
如下述列出了扎针量为30μm时,部分管脚150到175的每个管脚上的电阻值,PIN150为2.080欧姆,PIN169为920.0毫欧,而PIN173则为60.20欧姆,阻值较大:
……
PIN150=2.080R
PIN151=1.000R
PIN152=1.040R
PIN153=1.160R
PIN154=960.0mR
PIN155=1.000R
PIN156=2.160R
PIN157=960.0mR
PIN158=1.360R
PIN159=1.000R
PIN160=960.0mR
PIN161=1.000R
PIN162=1.040R
PIN163=1.000R
PIN164=1.760R
PIN165=1.400R
PIN166=1.040R
PIN167=3.600R
PIN168=60.20R
PIN169=920.0mR
PIN170=60.16R
PIN171=60.16R
PIN172=60.20R
PIN173=60.20R
PIN174=60.20R
PIN175=60.20R
……………
(4)检测接触特性模块最后演算总结出所有通道的电阻值第一次均小于10欧姆时,该模块的工作停止,此时的的扎针量即为最终测试使用的扎针量。
如扎针量为50μm时,部分管脚上的电阻值如下:
……
PIN150=2.080R
PIN151=1.000R
PIN152=1.040R
PIN153=1.160R
PIN154=960.0mR
PIN155=1.000R
PIN156=2.160R
PIN157=960.0mR
PIN158=1.360R
PIN159=1.000R
PIN160=960.0mR
PIN161=1.000R
PIN162=1.040R
PIN163=1.000R
PIN164=1.760R
PIN165=1.400R
PIN166=1.040R
PIN167=3.600R
PIN168=10.20R
PIN169=920.0mR
PIN170=10.16R
PIN171=10.16R
PIN172=10.20R
PIN173=10.20R
PIN174=10.20R
PIN175=10.20R
……………
(5)该扎针量的调整一般针对晶圆的第一个touch或头几个touch的综合结果来进行确认,一旦确定最佳扎针量,则使用该扎针量对该晶圆中后续的touch进行连续测试,一直到该晶圆测试完毕;当然也可以对每个touch的扎针量均进行调整以便找到最佳扎针量,但那样会划分比较多的测试时间,在晶圆测试的初期阶段可以采用,当测试稳定后,可以优化和缩短为针对第一个touch的调整确认即可。
(6)后续的每枚晶圆的开头部分均重复步骤(1)~(5),获得最佳的扎针量,对晶圆进行量产测试,该扎针量的确认可以适用于每枚晶圆的开始第一个touch,也可以拓展到所有的touch。
按照上述方法操作,可以快速地量化探针的接触特性,并根据测试结果的优劣,自动调整针压量的大小,保证了每次测试时探针和晶圆的接触处于良好的状态,从而保证后续测试的顺利进行,减少同一次测试时不同芯片之间因为接触不良而导致的差别。

Claims (5)

1.一种测试程序中自动检测探针卡接触特性的方法,其特征在于,包括:
(1)在整个测试流程的开头部分,追加一个专用的检测接触特性模块,其中,该模块,用于定义待检测产品中所用到的所有测试通道,以及每个通道的印加电流值以及电压量测的精度和范围;
(2)设定针压量从0μm开始,每步检测增加1μm的扎针条件进行不断测试,通过测试程序的控制,对所有通道进行电流的印加,并对印加电流之后产生的电压进行测量;
(3)根据欧姆定律来获得不同扎针量条件下所有通道的电阻值;
(4)检测接触特性模块记录所有通道的电阻值第一次均小于M欧姆时的扎针量;
(5)使用该扎针量对该晶圆进行量产测试;
(6)后续的每枚晶圆的开头部分均重复步骤(1)~(5),获得最佳的扎针量,对晶圆进行量产测试。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(1)中,测试通道是指测试头中与探针卡有物理连接的所有测试通道。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(2)中,电阻值包括:探针的本征电阻以及探针和晶圆之间的接触电阻。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(4)中,M欧姆为经过试验后,认为所有探针接触最好的一个电阻值。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(6)中,扎针量的确认适用于每枚晶圆的开始第一个探针卡接触的芯片阵列,或拓展到所有的探针卡接触的芯片阵列。
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