一种测量晶圆测试中探针焊垫接触电阻的方法与流程

1.本发明属于集成电路制造技术领域，具体涉及一种测量晶圆测试中探针焊垫接触电阻的方法。


背景技术：

2.在目前的晶圆制造流程中，在晶圆制造流程结束后，需要对其进行晶圆测试，其目的是测试晶圆上的每一颗晶圆的电气特性。在测试过程中，测试系统通过探针与晶圆表面的现有焊垫接触，将各类电流电压以及数字信号输入晶圆，并测量晶圆的响应。因此，探针与晶圆焊垫的接触电阻是晶圆测试比较重要的参数。但实际的接触电阻受到温度，探针材料以及表面氧化污染，针尖的形貌，与针尖焊垫接触的深度角度等多种因素影响，难以测量。实际生产中，通常采用定期或是定时进行探针卡的清理。但这种办法只能一定程度保证探针卡的一致性，并不能保证实际测试中的接触电阻稳定。在实际测试中，晶圆电源vcc端的接触电阻过大的话，会导致晶圆出现较大工作电流的情况下，晶圆端接收的实际电压出现明显的压降，超过晶圆工作电压范围从而异常测试失效。然而市面上各种的测量晶圆仍存在各种各样的问题。
3.如授权公告号为cn103278693a所公开的一种通过在焊垫与vcc/vss通过保护二极管连接并多次测量反向电流的方式测量接触电阻的方法，但是其虽然实现了根据测量电流和测量电压计算出探针的接触电阻的阻值r。利用晶圆本身的结构经过简单的步骤就能得到探针与焊垫实际的接触电阻，有助于良率分析和提高晶圆针测的准确性，此种方法仅适用于非电源信号的接触电阻的测量。对于电源vcc/vss信号自身的探针焊垫接触电阻，此种办法是不适用的问题，为此我们提出一种测量晶圆测试中探针焊垫接触电阻的方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种测量晶圆测试中探针焊垫接触电阻的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种测量晶圆测试中探针焊垫接触电阻的方法，包括有以下步骤：
6.s1、将需要被测试的晶圆与探针进行电性连接：将被测试晶圆进行稳定安装，然后将检测的探针与被固定安装的被测试晶圆的焊垫进行电性连接，实现供电测量；
7.s2、测试系统供电，使得被测试晶圆能够稳定的运行：在线路电性连接完毕后，使用外部测试系统进行供电，在电源pad vcc端提供晶圆正常工作电压，并初始化被测试的晶圆，使被测试的晶圆处于正常工作状态；
8.s3、发送指令，控制被测试的晶圆：通过测试系统向被测试的晶圆发送特定的指令，使得被测试的晶圆打开逻辑开关s1；
9.s4、在被测试的晶圆正常状态下运行的时候进行测量工作电流和工作电压：使用外部测试系统测量此时电源pad vcc端信号的工作电流i1，以及测量焊垫pad m的电压v1。
10.优选的，所述s1中的被测试的晶圆内部设计了单独的测量焊垫pad m和与电源pad vcc端电性连接的焊垫，以被测试的晶圆的内部设有连接的电路以及逻辑开关s1，所述连接电路与所述逻辑开关s1电性连接，所述连接电路分别与单独的测量焊垫pad m和与电源pad vcc端电性连接的焊垫。
11.优选的，所述s3中的逻辑开关s1默认处于关断状态，仅在接触电阻测量中通过向被测试的晶圆发送特定指令使其打开，保证晶圆的正常工作。
12.优选的，所述连接电路中包括有接触电阻r1和接触电阻r2，所述接触电阻r1电性连接在所述电源pad vcc端和所述逻辑开关s1之间，所述接触电阻r2电性连接在所述测量焊垫pad m和所述逻辑开关s1之间。
13.优选的，所述测量焊垫pad m在进行电压测量中产生的电流极小，所述测量焊垫pad m上的所述接触电阻r2的压降忽略不计，所述测量焊垫pad m上测得的电压v1近似等于被测试的晶圆实际工作电压vcc-int，根据欧姆定律，所述电源pad vcc端的接触电阻r1的值为：r1＝(vcc-v1)/i1。
14.优选的，所述探针端提供的vcc电压存在有不精准的波动，通过改变被测试的晶圆的工作状态，使被测试的晶圆的工作电流与i1有较大差值，使用外部测试系统测量此时所述电源pad vcc端通路上的工作电流i2，以及测量所述焊垫pad m的电压v2，计算可得r1＝-(v1-v2)/(i1-i2)，以消除所述电源pad vcc端电压不准的影响带来的误差。
15.优选的，本方法还包括有对vss端接触电阻的测量方法，并且测量的方式与所述电源pad vcc端的测量方式相同。
16.优选的，所述vss端接触电阻的测量包括有vss端垫片和逻辑开关s2，所述vss端垫片与所述逻辑开关s2电性连接，所述逻辑开关s2的另一端与所述测量焊垫pad m电性连接。
17.优选的，所述vss端垫片和所述逻辑开关s2之间电性连接有接触电阻r3，所述逻辑开关s2与所述测量焊垫pad m之间电性连接接触电阻r4，所述逻辑开关s2与所述vss端垫片之间的连接点上电性连接有实际工作电压vss-int检测端。
18.优选的，所述vss端接触电阻的测量参考所述电源pad vcc端的测量步骤运行，根据欧姆定律，所述vss端垫片上电性连接的所述接触电阻r3，由所述vss端垫片的电流i3与晶圆实际内部的实际工作电压vss-int检测端检测的电压值v3的计算如下：计算获得r3＝v3/i3。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
20.本发明在晶圆的内部中设计了单独的测量焊垫，以及其与电源pad vcc端或vss端连接的电路以及逻辑开关，从而能够在生产过程中实时测量电源vcc端的接触电阻，用于电源pad vcc端或vss端的接触电阻测量，解决了晶圆测试中，晶圆电源pad vcc端或vss端的探针焊垫接触电阻无法测量的问题；逻辑开关s默认处于关断状态，仅在接触电阻测量中通过发送晶圆特定指令使其打开，保证晶圆的正常工作。
附图说明
21.图1为本发明的步骤流程示意图；
22.图2为本发明的vcc端接触电阻测量电路图；
23.图3为本发明的vss端接触电阻测量电路图。
具体实施方式
24.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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.请参阅图1-图3，本发明提供一种技术方案：一种测量晶圆测试中探针焊垫接触电阻的方法，包括有以下步骤：
26.s1、将需要被测试的晶圆与探针进行电性连接：将被测试晶圆进行稳定安装，然后将检测的探针与被固定安装的被测试晶圆的焊垫进行电性连接，实现供电测量；
27.s2、测试系统供电，使得被测试晶圆能够稳定的运行：在线路电性连接完毕后，使用外部测试系统进行供电，在电源pad vcc端提供晶圆正常工作电压，并初始化被测试的晶圆，使被测试的晶圆处于正常工作状态；
28.s3、发送指令，控制被测试的晶圆：通过测试系统向被测试的晶圆发送特定的指令，使得被测试的晶圆打开逻辑开关s1；
29.s4、在被测试的晶圆正常状态下运行的时候进行测量工作电流和工作电压：使用外部测试系统测量此时电源pad vcc端信号的工作电流i1，以及测量焊垫pad m的电压v1。
30.为了实现对晶圆进行检测，便于连接探针，以及实现连接电路的接通，本实施例中，优选的，所述s1中的被测试的晶圆内部设计了单独的测量焊垫pad m和与电源pad vcc端电性连接的焊垫，以被测试的晶圆的内部设有连接的电路以及逻辑开关s1，所述连接电路与所述逻辑开关s1电性连接，所述连接电路分别与单独的测量焊垫pad m和与电源pad vcc端电性连接的焊垫。
31.为了使得晶圆能够在使用的时候，稳定的运行，保持安全性，本实施例中，优选的，所述s3中的逻辑开关s1默认处于关断状态，仅在接触电阻测量中通过向被测试的晶圆发送特定指令使其打开，保证晶圆的正常工作。
32.为了实现对晶圆进行检测，并且实现对连接电路进行接通，本实施例中，优选的，所述连接电路中包括有接触电阻r1和接触电阻r2，所述接触电阻r1电性连接在所述电源pad vcc端和所述逻辑开关s1之间，所述接触电阻r2电性连接在所述测量焊垫pad m和所述逻辑开关s1之间。
33.为了实现对检测的数据进行计算处理，计算出接触电阻r1的值，本实施例中，优选的，所述测量焊垫pad m在进行电压测量中产生的电流极小，所述测量焊垫pad m上的所述接触电阻r2的压降忽略不计，所述测量焊垫pad m上测得的电压v1近似等于被测试的晶圆实际工作电压vcc-int，根据欧姆定律，所述电源pad vcc端的接触电阻r1的值为：r1＝(vcc-v1)/i1。
34.为了实现消除电压的不精准，通过改变被测试的晶圆的工作状态，实现消除误差，本实施例中，优选的，所述探针端提供的vcc电压存在有不精准的波动，通过改变被测试的晶圆的工作状态，使被测试的晶圆的工作电流与i1有较大差值，使用外部测试系统测量此时所述电源pad vcc端通路上的工作电流i2，以及测量所述焊垫pad m的电压v2，计算可得r1＝-(v1-v2)/(i1-i2)，以消除所述电源pad vcc端电压不准的影响带来的误差。
35.为了实现对vss端进行测量，本实施例中，优选的，本方法还包括有对vss端接触电
阻的测量方法，并且测量的方式与所述电源pad vcc端的测量方式相同。
36.为了使得vss端便于进行测量，本实施例中，优选的，所述vss端接触电阻的测量包括有vss端垫片和逻辑开关s2，所述vss端垫片与所述逻辑开关s2电性连接，所述逻辑开关s2的另一端与所述测量焊垫pad m电性连接。
37.为了使得vss端的连接电路能够实现连通，本实施例中，优选的，所述vss端垫片和所述逻辑开关s2之间电性连接有接触电阻r3，所述逻辑开关s2与所述测量焊垫pad m之间电性连接接触电阻r4，所述逻辑开关s2与所述vss端垫片之间的连接点上电性连接有实际工作电压vss-int检测端。
38.为了实现对vss端的接触电阻r3进行检测计算，本实施例中，优选的，所述vss端接触电阻的测量参考所述电源pad vcc端的测量步骤运行，根据欧姆定律，所述vss端垫片上电性连接的所述接触电阻r3，由所述vss端垫片的电流i3与晶圆实际内部的实际工作电压vss-int检测端检测的电压值v3的计算如下：计算获得r3＝v3/i3。
39.本发明的工作原理及使用流程：
40.第一步、将需要被测试的晶圆与探针进行电性连接：将被测试晶圆进行稳定安装，然后将检测的探针与被固定安装的被测试晶圆的焊垫进行电性连接，实现供电测量；
41.第二步、测试系统供电，使得被测试晶圆能够稳定的运行：在线路电性连接完毕后，使用外部测试系统进行供电，在电源pad vcc端提供晶圆正常工作电压，并初始化被测试的晶圆，使被测试的晶圆处于正常工作状态；
42.第三步、发送指令，控制被测试的晶圆：通过测试系统向被测试的晶圆发送特定的指令，使得被测试的晶圆打开逻辑开关s1；
43.第四步、在被测试的晶圆正常状态下运行的时候进行测量工作电流和工作电压：使用外部测试系统测量此时电源pad vcc端信号的工作电流i1，以及测量焊垫pad m的电压v1。
44.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。