专利名称：晶圆的测试方法
技术领域：
本发明涉及半导体器件的测试领域，尤其涉及一种晶圆的测试方法。
背景技术：
半导体器件的整个制造流程可以分为晶圆制造、晶圆测试、晶圆封装及最后测试等分步骤。
所述晶圆制造指的是在硅晶圆上制造半导体器件，在完成半导体器件的制造之后，硅晶圆上会形成多个重复的管芯(die)。在晶圆测试步骤中，需要对所述管芯进行电性测试，以确保在封装之前，硅晶圆上的管芯是合格的产品，因此晶圆测试是提高半导体器件良率的关键步骤之一。通常测试设备包括至少一根探针(probe)，所述探针触碰到晶圆上的管芯以进行电性测试，具体地，所述管芯上通常设置有一个或多个测试焊点(pad)，所述探针与所述测试焊点需要相互接触，才能完成电性测试。现有技术中，晶圆上的管芯的分布通常是规则排列的，参考图1，示出了现有技术晶圆一实施例的示意图，晶圆11上包括多个相同的管芯12，所述多个管芯12呈矩阵式排列，多个管芯12在行方向具有一定的排列周期，在列方向也有一定的排列周期。对图I所示的晶圆11进行测试时，通过移动晶圆11使探针与各个管芯上对应的测试焊点13 (虚线区域)相接触，以完成整片晶圆11的测试。更多关于晶圆测试的信息请参考公开号为CN101587165A的中国专利文献。为了提高测试效率,现有技术都是在探针台(prober)上同时设置与晶圆相对应的探针卡(probe card)，参考图2所示，探针卡上设置有多个探针14，每个探针14与晶圆11上的每个管芯12上的测试焊点13相对应。正常情况下，应该使每个探针14扎在对应的测试焊点13所在区域内。但是由于探针卡上可以有成千上万个探针14，相邻两个探针14之间的距离有时会小至十几微米甚至几微米，因此很难保证相邻两个探针14之间的距离完全一致。此时，参考图3所示，很容易出现部分探针15扎在对应的测试焊点13之外的区域，从而导致该管芯的测试不合格，使得最终的检测结果出错。为了保证探针扎在对应的测试焊点所在区域内，现有技术中都是采用人工抽查的方式进行检测，即人工从成千上万个探针中随机选择一个或多个探针，查看该探针是否位于测试焊点所在的区域内。当抽查到的探针都位于正确位置时，则认为探针卡上的其他探针也都扎在了正确位置。但是，此种方式检测的准确率非常低。当包括一万个探针的探针卡上只有一个探针的位置不正确时，则能准确抽查到该探针的概率只有万分之一。最终导致本来合格的管芯检测结果为不合格。因此，如何提高晶圆检测的准确性就成为本领域技术人员亟待解决的问题
发明内容
本发明解决的问题是提供一种晶圆的测试方法，以提高检测的准确性。为解决上述问题，本发明提供了一种晶圆的测试方法，包括根据探针卡上各探针与晶圆的各管芯上测试焊点的对应关系，将探针卡扎在晶圆上；获取各个探针在对应管芯上的位置，并测量各个探针与对应的测试焊点中两个以上的边界点之间的距离；当所述距离大于第一阈值且小于对应的第二阈值时，则与所述距离对应的探针位于正确位置；否则，与所述距离对应的探针位于错误位置。可选地，所述第一阈值为探针的直径。 可选地，所述测试焊点的待测面为矩形，所述第二阈值为所述矩形中与所述距离的方向平行的边长。可选地，所述测试焊点的待测面为圆形，所述第二阈值为所述圆形的直径。可选地，当有探针位于错误位置时，获取位于错误位置的探针对应的偏移方向和偏移量，并计算位于错误位置的探针的数量。可选地，当所述数量为一个时，计算使所有探针向所述偏移方向相反的方向移动调整量后，是否所有探针都位于正确位置，所述调整量大于所述偏移量且小于对应的第二阈值；当所述探针都位于正确位置时，从所述晶圆上取下所述探针卡，使所述探针卡向所述偏移方向相反的方向移动调整量，并将所述探针卡重新扎在晶圆上；当至少存在一个探针位于错误位置时，从所述晶圆上取下所述探针卡，使所述处于错误位置的探针向所述偏移方向相反的方向移动调整量，并将所述探针卡重新扎在晶圆上。可选地，当所述数量为多个且所有位于错误位置的探针的偏移方向相同时，从位于错误位置的多个探针中选择一个探针，根据选择的探针的偏移量，计算使所有探针向所述偏移方向相反的方向移动调节量后，是否所有探针都位于正确位置，所述调节量大于选择的探针的偏移量且小于对应的第二阈值；当至少存在一个探针位于错误位置时，不断重复从位于错误位置的剩余探针中选择一个探针，并根据选择的探针的偏移量重新进行计算的步骤，直至使所述探针向所述偏移方向相反的方向移动调整量后都位于正确位置，或依次选择所有位于错误位置的探针且进行对应的计算后，仍至少存在一个探针位于错误位置；当所述探针都位于正确位置时，从所述晶圆上取下所述探针卡，使所述探针卡向所述偏移方向相反的方向移动调整量，并将所述探针卡重新扎在晶圆上；当仍至少存在一个探针位于错误位置时，从所述晶圆上取下所述探针卡，对位于错误位置的探针进行调整，并将所述探针卡重新扎在晶圆上。可选地，所述晶圆的测试方法还包括记录每次计算过程中所有探针移动后对应的位于错误位置的探针数量。可选地，当依次选择所有位于错误位置的探针且进行对应的计算后，仍至少存在一个探针位于错误位置时，对位于错误位置的探针进行调整包括比较计算前位于错误位置的探针数量和每次计算过程中位于错误位置的探针数量，对其中所述探针数量最少时对应的各个位于错误位置的探针进行调整。可选地，按照偏移量从大到小从的顺序从位于错误位置的多个探针中选择一个探针，根据选择的探针的偏移量进行计算。
可选地，当所述数量为多个且至少部分位于错误位置的探针的偏移方向不同时，从所述晶圆上取下所述探针卡，对位于错误位置的探针分别进行调整，并将所述探针卡重新扎在晶圆上。可选地，在将所述探针卡重新扎到晶圆上后，重新测试各个探针与对应的测试焊点中两个以上的边界点之间的距离，当所有探针都位于正确位置时，进行测试。可选地，所述距离通过干涉方法获取。可选地，所述距离通过光线测距方法获取。可选地，所述晶圆的测试方法还包括当有探针位于错误位置时，发出警报。与现有技术相比，本发明具有以下优点I)本发明在将探针卡扎在晶圆上之后，通过测量各个探针与对应的测试焊点中两 个以上的边界点之间的距离，进而根据距离的大小确定对应的探针是否位于正确位置，其与现有技术中人工抽查的方式相比，实现了对每个探针的检测，提高了检测的准确率。2)可选方案中，当有探针位于错误位置时，获取位于错误位置的探针对应的偏移方向和偏移量，并计算位于错误位置的探针的数量，从而根据位于错误位置的探针的数量和偏移方向，调整探针卡在晶圆的位置或者调整位于错误位置的探针在探针卡上的位置，最终通过最简单有效的调整使所有探针都位于正确位置，进一步提高了检测的准确性，且操作简单，成本低。3)可选方案中，当所有探针调整所述调整量后都位于正确位置时，从所述晶圆上取下所述探针卡，使所述探针卡移动所述调整量，将所述探针卡重新扎在晶圆上，此时可以保证各个探针都位于正确位置，从而进一步保证了检测的准确率。4)可选方案中，当所有探针调整所述调整量后至少存在一个探针位于错误位置时，从所述晶圆上取下所述探针卡，调整探针卡上处于错误位置的探针的位置，从而保证各个探针都位于正确位置，从而进一步保证了检测的准确率。5)可选方案中，所述距离通过干涉方法或光线测距方法获取，从而操作简单，准确度高。
图I是现有技术晶圆一实施例的示意图；图2是现有技术中探针卡扎到晶圆上的一实施例的示意图；图3是现有技术中探针卡扎到晶圆上的另一实施例的不意图；图4是本发明实施例一中晶圆的测试方法的流程示意图；图5是实施例一中测试焊点为矩形且探针位于正确位置时的示意图；图6是实施例一中测试焊点为圆形且探针位于正确位置时的示意图；图7是实施例一中测试焊点为矩形且探针位于错误位置时的示意图；图8是实施例二中有探针位于错误位置时的示意图；图9是图8中各个探针均调整至正确位置后的示意图。
具体实施例方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式
做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。正如背景技术部分所述，探针卡上各个探针之间的距离很小，很难保证各探针之间的距离完全符合要求，从而将探针卡插到晶圆上时，部分探针很可能位于对应的管芯的测试焊点的区域之外。现有技术都是通过人工抽查的方式检测各个探针是否与各个管芯对应接触，从而检测的准确率很低。当探针与管芯未对应接触，且又未被抽查到时，就会将本可能合格的管芯当作残次品。针对上述缺陷，本发明提供了一种晶圆的测试方法，在将探针卡扎在晶圆上之后，通过测量各个探针与对应的测试焊点中两个以上的边界点之间的距离，进而根据距离的大 小确定对应的探针是否位于正确位置，其与现有技术中人工抽查的方式相比，实现了对每个探针的检测，提闻了检测的准确率。下面结合附图进行详细说明。实施例一参考图4所示，本实施例提供了一种晶圆的测试方法，包括步骤SI I，根据探针卡上各探针与晶圆的各管芯上测试焊点的对应关系，将探针卡扎在晶圆上;步骤S12，获取各个探针在对应管芯上的位置，并测量各个探针与对应的测试焊点中两个以上的边界点之间的距离；步骤S13，分别判断每个所述距离是否大于第一阈值且小于对应的第二阈值，当是时，则与所述距离对应的探针位于正确位置；当否时，则与所述距离对应的探针位于错误位置。本实施例可以实现对探针卡上每个探针的检测，从而提高了检测的准确率。首先执行步骤S11，提供探针卡和晶圆，且将探针卡扎到晶圆上。本实施例中探针卡上包括多个探针，晶圆上包括多个管芯，每个管芯上包括一个或多个测试焊点，探针与测试焊点的数量、排布结构均相同，探针的尺寸远小于测试焊点的尺寸，只要使探针插在对应测试焊点所在区域内的任意位置即可实现检测。但是由于相邻探针之间的距离很小，很难保证相邻探针之间的距离完全一致，从而导致大部分探针插到对应测试焊点所在区域内时，还会有探针插到对应测试焊点所在区域之外。为了简单起见，以下都是以管芯上包括一个测试焊点为例进行说明。具体地，所述测试焊点的待测面可以为矩形，也可以为圆形，还可以为其他形状，其不限制本发明的保护范围。所述将探针卡扎到晶圆上的具体过程与现有技术相同，在此不再赘述。接着执行步骤S12，获取各个探针在对应管芯上的位置，并测量各个探针与对应的测试焊点中两个以上的边界点之间的距离。参考图5所示，当测试焊点23的待测面为矩形时，管芯22的待测面一般为矩形，探针24的对应面为圆形。此时，可以测量探针24与测试焊点23各边界线的垂直距离。具体地，将探针24的最右端点与测试焊点23左面边界线之间的垂直距离定义为xl，当探针24位于左面边界线的右边时，所述距离xl取正，当探针24位于左面边界线的左边时，所述距离xl取负，即向右为正；将探针24的最左端点与测试焊点23右面边界线之间的垂直距离定义为x2，向左为正；将探针24的最下端点与测试焊点23上面边界线之间的垂直距离定义为yl，向下为正；将探针24的最上端点与测试焊点23下面边界线之间的垂直距离定义为y2,向上为正。由于xl+x2=Dl, yl+y2=D2,当xl和yl满足要求时，x2和y2也满足要求，因此可以仅测量xl或x2以及yl或y2。参考图6所示，当测试焊点33的待测面为圆形时，管芯32的待测面一般为矩形，探针34的待测面为圆形。此时，可以测量探针34与测试焊点33中任意两个以上边界点之间的距离。具体地，将探针34的最右端点与测试焊点33最左面边界点之间的距离定义为XI，向右为正；将探针34的最左端点与测试焊点33最右面边界点之间的距离定义为X2，向左为正；将探针34的最下端点与测试焊点33最上面边界点之间的距离定义为Y1，向下为正；将探针34的最上端点与测试焊点33最下面边界点之间的距离定义为Y2，向上为正。
需要说明的是，上述xl、x2、yl、y2、Xl、X2、Yl和Y2都是以探针中对应的最远端点作为其中一个位置点。上述各距离可以通过干涉方法获取，具体通过观察干涉条纹(interferencefringes)来实现,其对于本领域的技术人员是熟知的,在此不再赘述。上述各距离还可以通过光线测距(light and dark elements)方法获取，即探针的针迹在明场情况下为黑色，测试焊点区域在明场情况下为白色，可以通过黑色边距到白色边距而获得有效距离值。在暗场情况下，反之亦然。需要说明的是，还可以采用现有技术中其他测距方法测量上述各距离，其不限制本发明的保护范围。接着执行步骤S13，分别判断每个所述距离是否大于第一阈值且小于第二阈值。其中，无论测试焊点的待测面是什么形状，所述第一阈值都可以为探针直径，即当探针位于正确位置时，其距测试焊点边缘端点的距离需要大于探针直径，从而探针才位于测试焊点所在区域内。当所述测试焊点的待测面为矩形时，所述第二阈值可以为所述矩形中与所述距离的方向平行的边长。针对不同的方向的距离，对应的第二阈值的取值不同。参考图5所示，所述垂直距离xl和x2均大于探针直径且小于边长D2，所述垂直距离yl和y2均大于探针直径且小于边长Dl，从而探针24位于测试焊点23所在区域内，即探针24位于正确位置。当所述测试焊点的待测面为圆形时，所述第二阈值可以为所述圆形的直径。参考图6所示，所述距离X1、X2、Y1和Y2均大于探针直径且小于直径探针33的直径D，从而探针34位于测试焊点33所在区域内，即探针34位于正确位置。参考图7所示，所述垂直距离yl和y2均大于探针直径且小于边长Dl，但是垂直距离xl大于边长D2，垂直距离x2小于探针直径，从而xl和x2不符合要求，探针44位于对应芯片42的测试焊点43所在区域外。此时，探针44处于错误位置。进一步地，当有一个或多个探针位于错误位置时，还可以发出警报。具体地，可以发出语音警报、显示警报或灯光警报，以提醒测试人员及时作出调整，以使所述探针位于正确位置。
当所有探针都位于正确位置时，进行测试，具体的测试过程与现有技术相同，在此不再赘述。实际应用中，位于错误位置的探针的比例不会超过千分之五，因此，当有少数几个探针位于错误位置时，可以将探针卡从晶圆上取下，对位于错误位置的探针进行调整，以使重新扎到晶圆上的探针卡上所有探针都位于正确位置，最终保证了检测的准确性。实施例二本实施例提供了一种晶圆的测试方法，当采用实施例一的方法判断得知各个探针是否位于正确位置后，当有探针位于错误位置时，还可以进一步获取位于错误位置的探针对应的偏移方向和偏移量，并计算位于错误位置的探针的数量。当所述数量为一个时，计算使所有探针向所述偏移方向相反的方向移动调整量后，是否所有探针都位于正确位置，所述调整量大于所述偏移量且小于对应的第二阈值；当所述探针都位于正确位置时，从所述晶圆上取下所述探针卡，使所述探针卡向所述偏移方向相反的方向移动调整量，并将所述探针卡重新扎在晶圆上；当至少存在一个探针位于错误位置时，从所述晶圆上取下所述探针卡，使所述处于错误位置的探针向所述偏移方向相反的方向移动调整量，并将所述探针卡重新扎在晶圆上。因此，当位于错误位置的探针为一个时，可以通过调整探针卡在晶圆的上的位置或者是调整位于错误位置的探针在探针卡上的位置，使重新扎在晶圆上的所有探针都位于正确位置。实际应用中，多数情况下都可以通过调整探针卡在晶圆上的位置就可以使重新扎在晶圆上的所有探针都位于正确位置，从而操作简单。图8为一个具体例子。图8所示的芯片110上包括8个管芯，依次为管芯12广128 ；每个管芯分别包括一个测试焊点，依次为测试焊点13广138 ;每个测试焊点对应一个探针，依次为探针14f 148，每个测试焊点的横向宽度为10微米，纵向宽度为8微米，探针直径为
0.2微米。结合参考图5所示，依次将探针14广148的最右端点距测试焊点13广138的左边边界线的距离定义为xlf x88，将探针14广148的最下端点距离测试焊点13广138的上面边界线的距离定义为yll y88，具体数值参考表I所示。表I
权利要求
1.一种晶圆的测试方法，其特征在于，包括 根据探针卡上各探针与晶圆的各管芯上测试焊点的对应关系，将探针卡扎在晶圆上； 获取各个探针在对应管芯上的位置，并测量各个探针与对应的测试焊点中两个以上的边界点之间的距离； 当所述距离大于第一阈值且小于对应的第二阈值时，则与所述距离对应的探针位于正确位置；否则，与所述距离对应的探针位于错误位置。
2.如权利要求I所述的晶圆的测试方法，其特征在于，所述第一阈值为探针的直径。
3.如权利要求I或2所述的晶圆的测试方法，其特征在于，所述测试焊点的待测面为矩形，所述第二阈值为所述矩形中与所述距离的方向平行的边长。
4.如权利要求I或2所述的晶圆的测试方法，其特征在于，所述测试焊点的待测面为圆形，所述第二阈值为所述圆形的直径。
5.如权利要求I所述的晶圆的测试方法，其特征在于，当有探针位于错误位置时，获取位于错误位置的探针对应的偏移方向和偏移量，并计算位于错误位置的探针的数量。
6.如权利要求5所述的晶圆的测试方法，其特征在于，当所述数量为一个时，计算使所有探针向所述偏移方向相反的方向移动调整量后，是否所有探针都位于正确位置，所述调整量大于所述偏移量且小于对应的第二阈值； 当所述探针都位于正确位置时，从所述晶圆上取下所述探针卡，使所述探针卡向所述偏移方向相反的方向移动调整量，并将所述探针卡重新扎在晶圆上； 当至少存在一个探针位于错误位置时，从所述晶圆上取下所述探针卡，使所述处于错误位置的探针向所述偏移方向相反的方向移动调整量，并将所述探针卡重新扎在晶圆上。
7.如权利要求5所述的晶圆的测试方法，其特征在于，当所述数量为多个且所有位于错误位置的探针的偏移方向相同时，从位于错误位置的多个探针中选择一个探针，根据选择的探针的偏移量，计算使所有探针向所述偏移方向相反的方向移动调节量后，是否所有探针都位于正确位置，所述调节量大于选择的探针的偏移量且小于对应的第二阈值； 当至少存在一个探针位于错误位置时，不断重复从位于错误位置的剩余探针中选择一个探针，并根据选择的探针的偏移量重新进行计算的步骤，直至使所述探针向所述偏移方向相反的方向移动调整量后都位于正确位置，或依次选择所有位于错误位置的探针且进行对应的计算后，仍至少存在一个探针位于错误位置； 当所述探针都位于正确位置时，从所述晶圆上取下所述探针卡，使所述探针卡向所述偏移方向相反的方向移动调整量，并将所述探针卡重新扎在晶圆上； 当仍至少存在一个探针位于错误位置时，从所述晶圆上取下所述探针卡，对位于错误位置的探针进行调整，并将所述探针卡重新扎在晶圆上。
8.如权利要求7所述的晶圆的测试方法，其特征在于，还包括记录每次计算过程中所有探针移动后对应的位于错误位置的探针数量。
9.如权利要求8所述的晶圆的测试方法，其特征在于，当依次选择所有位于错误位置的探针且进行对应的计算后，仍至少存在一个探针位于错误位置时，对位于错误位置的探针进行调整包括 比较计算前位于错误位置的探针数量和每次计算过程中位于错误位置的探针数量，对其中所述探针数量最少时对应的各个位于错误位置的探针进行调整。
10.如权利要求7所述的晶圆的测试方法，其特征在于，按照偏移量从大到小从的顺序从位于错误位置的多个探针中选择一个探针，根据选择的探针的偏移量进行计算。
11.如权利要求5所述的晶圆的测试方法，其特征在于，当所述数量为多个且至少部分位于错误位置的探针的偏移方向不同时，从所述晶圆上取下所述探针卡，对位于错误位置的探针分别进行调整，并将所述探针卡重新扎在晶圆上。
12.如权利要求6、7或11所述的晶圆的测试方法，其特征在于，在将所述探针卡重新扎到晶圆上后，重新测试各个探针与对应的测试焊点中两个以上的边界点之间的距离，当所有探针都位于正确位置时，进行测试。
13.如权利要求I所述的晶圆的测试方法，其特征在于，所述距离通过干涉方法获取。
14.如权利要求I所述的晶圆的测试方法，其特征在于，所述距离通过光线测距方法获取。
15.如权利要求I所述的晶圆的测试方法，其特征在于，还包括当有探针位于错误位置时，发出警报。
全文摘要
一种晶圆的测试方法，包括根据探针卡上各探针与晶圆的各管芯上测试焊点的对应关系，将探针卡扎在晶圆上；获取各个探针在对应管芯上的位置，并测量各个探针与对应的测试焊点中两个以上的边界点之间的距离；当所述距离大于第一阈值且小于对应的第二阈值时，则与所述距离对应的探针位于正确位置；否则，与所述距离对应的探针位于错误位置。本发明可以提高检测的准确性。
文档编号G01R31/26GK102707215SQ20121016167
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月22日 优先权日2012年5月22日
发明者王磊 申请人:上海宏力半导体制造有限公司