用于晶圆级精确低成本电压测试的电流调节制造技术

本发明专利技术提供了一种用于半导体器件大电流参数精确测试的测试系统和测试技术。运行时，所述测试系统向所述半导体器件提供电流并测量所述器件的电压。所述测试系统可用测得的电压计算所述大电流半导体器件的接通电阻。在一项技术中，多个与焊盘接触的施力针的排布为同样与所述焊盘接触的一个或多个感应针形成等电阻通道。在另一项技术中，通过调节流经所述施力针的电流，使所述测试器件的所述焊盘的电压代表所述器件的接通电阻，且与施力针的接触电阻无关。另一项技术包含当施力针的接触电阻超过阈值时生成警报。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
自动测试设备(统称为“测试仪”)用于在半导体器件的制造过程中对其进行测试。功能测试通常通过向被测器件(DUT)施加电信号，并在特定点测量DUT的输出响应来进行。
技术实现思路
在一个方面，本专利技术涉及测试半导体器件的方法。该方法可以包括将半导体器件的焊盘与多个探针接触。所述多个探针可包括多个第一针和至少一个第二针。该方法还包括通过多个第一针提供电流，其中提供电流可以包括将通过多个第一针的电流调节至预定关系。该方法还可以包括测量该至少一个第二针处的电压。在另一个方面，本专利技术可以涉及器件接口板，该器件接口板被配置成连接至用于测试大电流器件的测试系统。该器件接口板可以包括被定位以连接至探针卡的多个接点，所述多个接点包括多个第一接点和至少一个第二接点。该器件接口板还可以包括电流调节器，该电流调节器包括多个输出端，所述多个输出端耦接至所述多个第一接点，并被配置成调节通过所述多个第一接点中每一者的电流。该器件接口板还可以包括传导路径，该传导路径被定位以将至少一个第二接点耦接到测试系统的一个测量点上。在另一个方面，本专利技术可以涉及用于测试半导体器件的测试系统，该半导体器件包括焊盘。该测试系统可包括探针卡，该探针卡包括多个针，所述多个针包括被定位以连接焊盘的尖端，所述多个针包括多个第一针和至少一个第二针。该测试系统还包括至少一个电流调节器，该电流调节器被耦接至所述多个第一针，并被配置成使通过多个第一针的电流均等。测试系统还可包括耦接到至少一个第二针的至少一个电压感测电路。上述内容是本专利技术的非限制性
技术实现思路
，其仅由所附权利要求限定。附图说明附图并非意在按比例绘制。在附图中，在各个附图中所示出的每一个相同或几乎相同的部件由类似数字表示。为清晰起见，可无需在每个附图中对每一个部件进行标记。在附图中：图1是被配置成用于DUT的晶圆级测试的测试系统的示意图。图2是根据DUT晶圆级测试第一实施方案的探头卡和接触半导体器件焊盘的探针的示意性侧视图。图3是根据DUT晶圆级测试第一实施方案的晶圆上DUT以及接触DUT焊盘的探针的顶视图的示意图。图4是根据DUT晶圆级测试第二实施方案的晶圆上DUT以及接触DUT焊盘的探针的顶视图的示意图。图5是根据DUT晶圆级测试实施方案的电路功能框图，该电路用于调节通过多个施力针的电流。图6是根据DUT晶圆级测试实施方案的调节电流的电路的示意图。图7是根据DUT晶圆级测试第二实施方案的探头卡和接触半导体器件焊盘的探针的示意性侧视图。上述内容是本专利技术的非限制性
技术实现思路
，由所附权利要求限定。具体实施方式本专利技术人认识并理解到，调节流过多个探针中的每个探针的电流(每个探针都接触待测设备(DUT)的焊盘)可以提高参数测试的准确性和/或降低参数测试的成本。一些现代半导体器件(例如功率MOSFET或包含功率MOSFET的那些器件)被设计用于承载高电流，并且可具有较低接通电阻。这类器件的测试可包括测量接通电阻。可以由高电流流经器件的电压测量结果来确定接通电阻。可以用与DUT的焊盘接触的多个探针(“施力针”)来提供该电流。可以在一个或多个感应针处测量电压。调节通过施力针的电流以得到预定关系，这可以提高测量的准确性，并减小过电流情况损坏施力针的风险。在一些实施方案中，该预定关系可使得通过施力针的电流均等，该施力针与待测设备的同一焊盘接触，例如MOSFET的源极焊盘。在其他实施方案中，该预定关系可为使所有电流均不相等的预定比例或其他基于比例的分配方式。可以通过提供适用于测试高电流器件接通电阻的较高总电流，而进行这样的调节。随后，可将该总电流分配到与接触焊盘的多个施力针对应的多条通路。通过每条通路的电流可以被限制在会对探针造成损害的水平之下。不受任何特定的操作原理的限制，本专利技术人认为焊盘可具有分布式电阻。由于存在该分布式电阻，因此通过焊盘的电压在不同位置处可以是不同的。这种差异可使得焊盘上与不同施力针相接触的位置处的电压不同。传感针处的测量结果反映了每个施力针处的电压平均值。因为每个施力针处的电压可以取决于流经该施力针的电流，所以流经施力针的电流的变化会导致平均电压的变化，并相应地降低平均值的准确性。接触电阻的变化可使得由每个探针提供的电流发生相应变化。这些变化继而会引起施力针处电压发生变化，以及感应针处测得的平均电压发生变化。本专利技术人进一步认识并理解到，凭借调节通过施力针的电流得到预定关系，施力针处电压的变化量会更小。较小的电流变化会使感应针处测得的平均电压的变化相应减小。不管施力针的接触电阻是否变化，都可发生所测电压变化的这种减小。在一些实施方案中，每个施力针的接触电阻是可测定的。可通过例如评估用于设定调节电路的操作点所需的控制信号大小来进行这种测定，所述调节电路会调节通过多个施力针的电流。不论预定范围是绝对范围还是基于耦接至其他施力针的调节电路的控制信号值的相对范围，预定范围之外的控制信号均可意味着施力针的接触电阻超出范围。不论以何种方式测定接触电阻，当接触电阻超过预定水平时，就可触发警报。响应于警报，可采取校正措施。该校正措施可以包括，例如清洁探针头以除去可造成接触电阻超过阈值的污染物。作为另外一种选择或除此之外，校正措施可以包括减小或切断向具有高接触电阻的探针供给中的电流。作为又一个替代方案，校正措施可以包括减小或限制流经为焊盘供给电流的多个施力针的总电流，使得通过具有低接触电阻的其他施力针的电流不会升高到造成损害的水平。因为可免去维修或更换探针卡的高额费用，所以，以这种方式降低针损坏的机率可降低测试的总成本。进行此类维修时造成的产率损失也可以得到避免。根据一些实施方案，使用测试系统可实现更加精确的参数测量。测试系统可包括使得能够进行晶圆级器件参数测试的硬件和电路。被测器件可为大电流器件。在本文中，使用功率MOSFET作为大电流器件的例子。测试系统可进行接通电阻的参数测试。测试系统可包括使测试仪与DUT接触以进行参数测量的部件。可通过任何合适的方式使测试仪和MOSFET接触。例如，可使用晶圆探头将DUT的晶圆压向探头卡并附接到测试仪，从而使施力针和感测针接触DUT。晶圆探头可包括保持晶圆位置的卡盘。一旦针与MOSFET的导电焊盘(诸如源极焊盘)接触，测试仪便可开始测试过程。可使用任何合适的常规测试电路来实施的测试仪可具有电路，该电路可提供电流或电压以接通MOSFET或其他DUT。其他电路可提供电流，当器件接通时该电流流过器件。在一些实施方案中，例如，测试仪包括耦接到施力针的电流源，该电流源用于提供大于10A的电流。在一些实施方案中，可将每个施力针和感测针制造成具有大电流容量，诸如高达7A的电流容量。电流可流过通过测试系统的任何合适通道。例如，测试仪可连接到晶圆探头内的卡盘，使得电流可流过卡盘、MOSFET的漏极、施力针以及测试仪电路。然后测试仪可测量MOSFET的各种性能，诸如源极至漏极的电压。在一些实施方案中，测试仪含有耦接到感测针的电压感测电路，用于感测感测针接触源极焊盘的点与MOSFET接通时MOSFET的漏极之间的电压。在一些实施方案中，MOSFET的漏极电连接到承载晶圆的卡盘，使得测量探针之间的电压、接触源极焊盘和卡盘，得到MOSFET的漏极至源极的电压测量值。可使用任何合适的电压感测电路。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测试半导体器件的方法，所述方法包括：使所述半导体器件的焊盘与多个探针接触，所述多个探针包括多个第一针和至少一个第二针；通过所述多个第一针提供电流，其中提供电流包括将通过所述多个第一针的所述电流调节至预定关系；以及测量所述至少一个第二针处的电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.26 US 14/225,9511.一种测试半导体器件的方法，所述方法包括：使所述半导体器件的焊盘与多个探针接触，所述多个探针包括多个第一针和至少一个第二针；通过所述多个第一针提供电流，其中提供电流包括将通过所述多个第一针的所述电流调节至预定关系；以及测量所述至少一个第二针处的电压。2.根据权利要求1所述的方法，其中：调节所述电流包括在电流分流器中生成通过所述多个第一针中每一者提供的电流。3.根据权利要求2所述的方法，其中：在电流分流器中生成通过所述多个第一针中每一者提供的电流包括生成至多个电路中每一者的控制电压。4.根据权利要求2所述的方法，其中：生成通过所述多个第一针中每一者提供的电流包括：通过所述多个第一针中每一者提供在0安培到7安培范围内的电流；并且通过所述多个第一针提供在40安培到60安培范围内的总电流。5.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于所测电压计算所述半导体器件的接通电阻。6.一种制造半导体器件的方法，其中合并了测试权利要求5的方法，所述制造方法包括：根据权利要求1所述的方法测试所述半导体器件；以及基于计算的接通电阻选择所述制造中的至少一个后续步骤。7.根据权利要求1所述的方法，还包括：感测所述多个第一针的针和所述半导体器件之间的接触电阻；以及当感测的接触电阻超过阈值时生成警报。8.根据权利要求1所述的方法，其中：所述接通电阻小于5毫欧。9.根据权利要求1所述的方法，其中：所述半导体器件为功率FET。10.根据权利要求1所述的方法，其中：所述至少一个第二针包括多个第二针；并且所述多个第二针的每一者的尖端被定位于邻近所述多个第一针的针的尖端。11.根据权利要求10所述的方法，其中：测量电压包括测量所述多个第二针所连接的节点处的复合电压。12.根据权利要求1所述的方法，其中：所述半导体器件是在晶圆上的半导体器件；所述晶圆被附接到卡盘；并且提供电流包括在所述第一针和所述卡盘之间感应电流。13.根据权利要求1所述的方法，其中：调节所述电流还包括使通过所述多个第一针中每一者提供的电流相等。14.根据权利要求13所述的方法，其中：使所述电流相等还包括均分所述电流以生成通过所述多个第一针中每一者提供的电流。15.根据权利要求1所述的方法，还包括：感测总电流流动，其中所感测的总电流流动用于根据所感测的总电流调节到多个电流调节器的控制信号。16.器件接口板，所述器件接口板被配置成连接用于测试大电流器件的测试系统，所述器件接口板包括：多个接点，所述多个接点被定位以连接探针卡，所述多个接点包括多个第一接点和至少一个第二接点；电流调节器，所述电流调节器包括耦接至所述多个第一接点...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰克·E·魏默，
申请(专利权)人：泰拉丁公司，
类型：发明
国别省市：美国;US