用于改善针偏问题的晶圆测试路径选择方法和测试方法与流程

1.本发明属于半导体测试领域，尤其涉及一种用于改善针偏问题的晶圆测试路径选择方法和测试方法。

背景技术：

2.在半导体集成电路制造过程中，在晶圆上制造电路之后，需要对晶圆进行划片之前对其中制造了电路的晶圆进行测试。晶圆测试是对晶片上的每个晶粒进行针测，在检测头装上以金线制成细如毛发之探针（probe），与晶粒上的接点（pad）接触，测试其电气特性，不合格的晶粒会被标上记号，而后当晶片依晶粒为单位切割成独立的晶粒时，标有记号的不合格晶粒会被淘汰，不再进行下一个制程，以免徒增制造成本。现今工厂的晶圆测试，大部分默认使用tsk commander或cosmoz软件所提供的优化最短路径进行生产，以达到产能最佳化（测试时间最短），目前普遍使用的是悬臂式针卡与垂直式针卡，两者在生产过程中对热效应的忍受程度不尽相同,悬臂式针卡在高温环境(》105℃)下对热效应的忍受程度比垂直式针卡来的差，容易产生针偏现象。

技术实现要素：

3.本发明所要解决的问题是提供一种用于改善针偏问题的晶圆测试路径选择方法和测试方法。
4.本发明的目的通过以下技术方案来实现：用于改善针偏问题的测试路径选择方法，通过逆时针或顺时针方向由内向外或由外向内的螺旋的方式移动探针卡逐个测试晶圆中所包含的晶粒。
5.优选地，当所述探针卡为多接点探针卡时，通过逆时针或顺时针方向由内向外的螺旋方式进行移动针卡完成逐个测试晶圆中所包含的晶粒。
6.优选地，以x、y轴的形式定义晶圆的每个晶粒所对应的唯一的坐标值，探针卡以晶圆中心的晶粒坐标位置为测试路径的起始点，按序由内向外以螺旋方式逐个进行测试。
7.优选地，以x、y轴的形式定义晶圆的每个晶粒所对应的唯一的坐标值，探针卡以晶圆的最外圈的正上、正下、正左或正右的晶粒坐标位置为测试路径的起始点，按序有外向内以螺旋方式逐个移动进行测试。
8.优选地，均匀的将晶圆划分成矩阵式排列的晶粒，以x、y轴的形式定义每个晶粒所在的坐标位置。
9.优选地，探针卡首测组晶粒数量与探针卡接头数量相同。
10.优选地，用于改善针偏问题的晶圆测试方法，选用如以上所述的任意一种晶圆测试路径选择方法进行晶圆的测试。
11.本发明的有益效果体现在：通过路径的改善，有效的改善了在高温生产过程中的针偏问题，从而降低了停机率和人力成本，同时也保证了产品的测试质量。
附图说明
12.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
13.图1：本发明的1-site测试路径示意图。
14.图2：本发明1-site测试路径与现有技术中最短路径针痕比较示意图。
15.图3：本发明的4-site测试路径示意图。
具体实施方式
16.以下便结合实施例及附图，对本发明的具体实施方式做进一步阐述，以使本发明的技术方案更易于理解和掌握。
17.晶圆测试是指对晶圆上每个芯片进行测试，测试每个芯片上凸点的电特性，不合格的芯片会标上记号并淘汰，以确保出产的每个芯片的正常功能和性能，也被称为中间测试（中测），目前应用最为广泛的晶圆测试是使用探针测试台等设备完成测试操作。圆片探测是半导体制造过程中最后一道工艺。在这里对器件进行完整的测量。在晶圆制造完成之后的圆片被分切成封装管芯之前，对大晶片的每个芯片进行测试，以确定它的功能与性能。
18.晶圆测试也就是芯片分选测试(die sort)或晶圆电测(wafer probe)。测试的目的主要包括三个：1）晶圆被送到封装厂之前，鉴别出合格芯片；2）对器件 / 电路的电性能参数进行特性评估；3）芯片的合格品与不良品的核算会给晶圆生产人员提供全面业绩的反馈。
19.目前的探针台可分为手动、半自动 / 全自动探针台。比较好的探针台主要由基台(精密机械)部分、光学系统、配件(探针座，防震桌，光罩)以及其他辅助增强系统，如 laser cutter，温度控制等附件组成。一般包括位置控制模块、i/o 模块、图像采集模块和测试模块，其中测试模块则是探针测试系统最重要的一部分，主要由测试机，探针等部件组成。测试机通过测试软件向探针施加测试信号，并获取测试结果。探针将会按照给出的测试信号的测试途径途经晶圆进行芯片的测试。
20.本发明揭示了一种用于改善针偏问题的测试路径选择方法，通过逆时针或顺时针方向由内向外或由外向内的螺旋的方式移动探针卡逐个测试晶圆中所包含的晶粒。探针卡以晶圆中心的晶粒坐标位置为测试路径的起始点，按序由内向外以螺旋方式逐个进行测试。也可以以晶圆的最外圈的正上、正下、正左或正右的晶粒坐标位置为测试路径的起始点，按序有外向内以螺旋方式逐个移动进行测试。
21.探针卡的接头（site）数量有多种形式，目前，业界常见的数量为1-site、2-site和4-site。本发明所述的方法适用于多种形式，其探针卡首测组晶粒数量与探针卡接头数量相同。
22.当所述探针卡为多接点探针卡时，为了避免重复扎针，优选的通过逆时针或顺时针方向由内向外的螺旋方式进行移动针卡完成逐个测试晶圆中所包含的晶粒。
23.以下分别以一个接头和多接头探针卡进行举例说明。
24.结合图1所示，1-site为例进行路径选择的方法具体包括如下步骤：首先，均匀的将晶圆划分成矩阵式排列的晶粒，图示在x轴上为8列，y轴为13排。以
x、y轴的形式定义每个晶粒所在的坐标位置，探针卡以晶圆中心的晶粒坐标位置为测试路径的起始点，测试顺序依次为：（3，6）（4,6）（4,5）（3,5）（2,5）（2,6）（2,7）（3,7）（4,7）（5,7）（5,6）（5,5）（5,4）（4，4）（3,4）（2,4）（1,4）（1,5）（1,6）（1,7）（1,8）（2,8）（3,8）（4,8）（5,8）（6,8）（6,7）（6,6），直至所有的晶粒都被纳入测试范围，最终完成测试。
25.为进一步验证本发明所述的方法与现有技术中采用最短测试路径的的针痕位移比较，参见图2，其位移偏移量如下表所示：单位:um平均中心位置x方向位移量y方向位移量螺旋路径-高温105℃(5.87,5.16)19.2522.5最短路径-高温105℃(-8.22,9.45)22.7423从图上結果可以发现在高温105℃下，螺旋路径的针痕位移小于最短路径的针痕位移，且中心點位置偏差量小，按此结果生产过程中几乎不会造成停机。
26.经验证，在高温105℃的条件下，1片晶圆测试采用最短路径的测试时间为76分钟；而采用螺旋形路径的测试时间为80分钟，多了5.3%的测试时间。但在一个lot（共25片晶圆）的测试过程中，最短路径会因针痕偏移导致停机与复机，整个lot的测试时间为1980分钟；而螺旋形路径的测试时间为2000分钟，仅多了1.01%的测试时间。在两个连续lot（共50片晶圆）的测试条件下，螺旋形路径与最短路径的测试时间差异下降到0.5%，说明螺旋形路径不会因为连续测试而有针痕偏移造成停机的现象。
27.结合图3所示，以4-site为例进行路径选择的方法具体包括如下步骤：首先，均匀的将晶圆划分成矩阵式排列的晶粒，图示在x轴上为22列，y轴为33排。以x、y轴的形式定义每个晶粒所在的坐标位置，探针卡以晶圆中心的晶粒坐标位置为测试路径的起始点，按序由内向外以螺旋方式逐个进行测试。本实施例中，首测组晶粒数量为4，所以，中心的4颗晶粒（1、2、3、4）为首测组1，其对应的坐标为（11，17）、(12,17)、(11,18)、(12,18)，因此，测试时，第一组将测试的晶粒为：（11，17）+(12,17)+(11,18)+(12,18)，按需由内向外进行逆时针螺旋，则第二组为（13，17）+(14,17)+(13,18)+(14,18)；第三组为：（13，15）+(14,15)+(13,16)+(14,16)；第四组为：（11，15）+(12,15)+(11,16)+(12,16)；第五组为：（9，15）+(10,15)+(9,16)+(10,16)；第六组为：（9，17）+(10,17)+(9,18)+(10,18)，..直至所有的晶粒都被纳入测试范围，最终完成测试。
28.本发明所提出的方法，以螺旋路径取代最短路径测试，可有效降低停机率及減少人員修/复机所造成的成本，同时达到质量保障的目的。
29.在本发明的描述中，需要说明的是，术语
ꢀ“
上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.当然，本领域技术人员可以对本发明进行各种改动和变形，而不脱离本发明的保护范围，凡采用等同替换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。本发明尚有多种具体的实施方式，在此就不一一列举。

技术特征：

1.用于改善针偏问题的晶圆测试路径选择方法，其特征在于：通过逆时针或顺时针方向由内向外或由外向内的螺旋的方式移动探针卡逐个测试晶圆中所包含的晶粒。2.如权利要求1所述的用于改善针偏问题的晶圆测试路径选择方法，其特征在于，当所述探针卡为多接点探针卡时，通过逆时针或顺时针方向由内向外的螺旋方式进行移动针卡完成逐个测试晶圆中所包含的晶粒。3.如权利要求2所述的用于改善针偏问题的晶圆测试路径选择方法，其特征在于，以x、y轴的形式定义晶圆的每个晶粒所对应的唯一的坐标值，探针卡以晶圆中心的晶粒坐标位置为测试路径的起始点，按序由内向外以螺旋方式逐个进行测试。4.如权利要求1所述的用于改善针偏问题的晶圆测试路径选择方法，其特征在于，以x、y轴的形式定义晶圆的每个晶粒所对应的唯一的坐标值，探针卡以晶圆的最外圈的正上、正下、正左或正右的晶粒坐标位置为测试路径的起始点，按序有外向内以螺旋方式逐个移动进行测试。5.如权利要求1所述的用于改善针偏问题的晶圆测试路径选择方法，其特征在于，均匀的将晶圆划分成矩阵式排列的晶粒，以x、y轴的形式定义每个晶粒所在的坐标位置。6.如权利要求1所述的用于改善针偏问题的晶圆测试路径选择方法，其特征在于，探针卡首测组晶粒数量与探针卡接头数量相同。7.用于改善针偏问题的晶圆测试方法，其特征在于，选用如权利要求1-6中任意一种晶圆测试路径选择方法进行晶圆的测试。

技术总结

本发明提供了一种用于改善针偏问题的晶圆测试路径选择方法和测试方法，所述选择方法是指通过逆时针或顺时针方向由内向外或由外向内的螺旋的方式移动探针卡逐个测试晶圆中所包含的晶粒。采用该方式进行测试，相比现有技术中的最短路径的形式进行测试，其时间差异下降至0.5%，表明了本发明的方法在连续测试时不会因针痕偏移造成停机现象，有效的降低了停机率和人力成本，同时也保证了产品的测试质量。量。量。