晶圆测试系统和方法技术方案

本申请涉及一种晶圆测试系统和方法。该晶圆测试系统包括探针卡；以及机台，所述机台设置有承载晶圆的支撑台，所述支撑台被配置为至少在竖直方向上朝向所述探针卡移动到达预设位置；高度监测装置，被配置为监测所述晶圆在竖直方向上的位置，其中响应于所述高度监测装置监测到所述晶圆在竖直方向上的位置满足预定条件，所述支撑台重新调节其竖直位置。

Wafer testing system and method

The present application relates to a wafer testing system and method. The wafer test system includes a probe card; and the machine, the machine is provided with a bearing support Taiwan wafer, the support station is configured to at least the probe card reaches the preset position to move in the vertical direction; the height monitoring device is configured to monitor the wafer in the vertical direction, the response at the height of monitoring apparatus to the wafer in the vertical direction to satisfy the predetermined condition, the support table to adjust the vertical position.

【技术实现步骤摘要】
晶圆测试系统和方法
本公开涉及半导体晶圆的测试，更具体来讲，本公开涉及具有位置监测的半导体晶圆测试系统和方法。
技术介绍
半导体组件的制造需要经过诸多步骤，例如晶圆制造、晶圆测试、芯片封装以及最后的成品测试。在晶圆制造阶段，各种电路或者电子器件(诸如，晶体管、电容、电阻或者逻辑器件等)被集成在晶圆上。待制造完成后，晶圆上形成有多个半导体芯片。在将晶圆切割成若干个独立芯片之前，可以进行晶圆测试，例如晶圆可接受测试(WaferAcceptanceTest,WAT)。通常的WAT方法是，在晶圆上的芯片之间的切割道(scribeline)上形成一些测试键(testkey)，通过对这些测试键的检测来推断其附近芯片的工作性能是否完好。WAT测试参数可以包括例如对芯片进行电性能测量所得到的电性参数数据，例如阈值电压、漏极饱和电流等。执行上述测试的晶圆测试系统通常包括控制器、测试机、机台与装载台。探针卡被放置在测试机中，并且晶圆被装载台装载到机台的支撑台上。通过参数设定来调节支撑台的水平和竖直位置以使得晶圆的测试键的焊盘(通常为金属焊盘，例如铝焊盘)与探针卡的探针接触，从而进行电性测量。
技术实现思路
在对晶圆进行测试时，对于承载晶圆的支撑台的竖直位置的调节需要十分小心。因为一旦支撑台的竖直位置的调节有误，会造成晶圆和探针的破坏。例如，晶圆的测试键可能会被探针刺穿，或者探针可能会变形甚至折断。因此，需要提出一种新的技术来改进支撑台竖直位置的调节。根据本公开的第一方面，提供了一种晶圆测试系统，包括探针卡；以及机台，所述机台设置有承载晶圆的支撑台，所述支撑台被配置为至少在竖直方向上朝向所述探针卡移动到达预设位置；高度监测装置，被配置为监测所述晶圆在竖直方向上的位置，其中响应于所述高度监测装置监测到所述晶圆在竖直方向上的位置满足预定条件，所述支撑台重新调节其竖直位置。根据本公开的第二方面，提供了一种晶圆测试方法，包括至少在竖直方向上朝向探针卡移动承载在机台的支撑台上的晶圆；以及在所述晶圆到达预设位置后，利用所述探针卡对所述晶圆进行测试；其中，在移动晶圆的过程中，监测所述晶圆在竖直方向上的位置，并且响应于所述晶圆在竖直方向上的位置满足预定条件，所述支撑台重新调节其竖直位置。通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明构成说明书的一部分的附图描述了本公开的示例性实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：图1示出了现有技术中进行晶圆测试的WAT系统的框图。图2示出了根据本专利技术的一个实施例的半导体晶圆测试系统的立体图；图3示出了图2的实施例中的高度监测装置的光学示意图；图4示出了根据本专利技术的另一个实施例的半导体晶圆测试系统的立体图；图5示出了根据本专利技术的一个实施例的晶圆测试方法的流程图。注意，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在本说明书中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。为了便于理解，在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此，所公开的专利技术并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。图1示出了现有技术中进行晶圆测试的WAT系统的框图。WAT系统一般可以包括机台1、测试头2、控制器3和装载台4。机台1内的支撑台5上承载有待测晶圆10。探针卡12安装在测试头2的面向机台的一侧上。装载台4用于将待测晶圆10装载到机台1内的支撑台5上。支撑台5可以在水平和竖直方向移动，以使得其上承载的待测晶圆10上的测试键15的焊盘(一般为金属焊盘，例如铝焊盘)与探针卡12的探针接触，从而进行相应的电气测量。控制器3与机台1、测试头2以及装载台4之间相互电连接，以进行各种操作。需要说明的是，上述WAT系统的结构仅仅是一种示例而非限制。WAT系统可以有许多其他变型。例如，WAT系统可以不具有专门的测试头2，探针卡12可以安装在机台1的开口6中并直接连接到控制器3。可以采用人工或其他方式而非装载台4来将待测晶圆10装载到机台1内。另外，WAT系统可以不需要单独的控制器3，而是由机台1本身响应于其所探测到的信号来控制其自身的操作。图1中还示出了探针卡12以及探针卡12上一组探针的简易视图。需要说明的是，图1示出的探针卡12仅仅是一种示例，探针卡12和探针可以具有其他形式，本专利技术对此不作限制。在支撑台5朝向探针卡12移动的过程中，由于人为因素(例如，人工输入的支撑台5移动终点的坐标有误)或者由于其他非正常原因，支撑台5的移动高度可能会过高，使得待测晶圆10与探针卡12发生碰撞或者过度接触。这种碰撞或者过度接触是非常不期望的，其会造成待测晶圆10或者探针卡12的破坏。例如，待测晶圆10的测试键15的焊盘可能会被探针卡12的探针刺破，或者探针卡12的探针可能会因为过大的冲击或者压力而变形甚至折断。因此，本专利技术提出了一种可以监测支撑台5上的待测晶圆10的竖直位置，从而避免探针卡12与待测晶圆10之间过度接触甚至碰撞的技术方案。图2示出了根据本专利技术的一个实施例的半导体晶圆测试系统的立体图。半导体晶圆测试系统可以包括机台1。机台1中设置有承载晶圆的支撑台5，支撑台5被配置为至少在竖直Y方向上朝向探针卡12移动到预设位置Hpredetermined。支撑台5不限于仅在Y方向上移动，并且通常支撑台5可以在X轴、Y轴和Z轴三个方向上移动。在一个实施例中，机台1在表面处设置有开口6，开口6可以允许探针卡12或者探针卡12的至少一部分(例如，探针)穿过。探针卡12可以设置在测试头2上且面对机台1，测试头2与机台1相对放置。通过使探针卡12相对于测试头2移动，或者使测试头2相对于机台1移动，探针卡12或者探针卡12的一部分可以穿过开口6。在另一个实施例中，探针卡12或者探针卡12的至少一部分可以被容纳并固定在机台1表面的开口6中，并且在待测晶圆10向探针卡12移动期间，探针卡12保持不动。在将待测晶圆10放置在机台1的支撑台5上后，通常由操作人员确定支撑台5将要移动到的预设位置Hpredetermined，并输入到测试系统中。可替代地，可由系统自动确定支撑台5将要移动到的预设位置Hpredetermined，并将该预设位置自动指示给测试系统。根据人工或者自动得到的预设位置，支撑台5的驱动系统将其自动移动到该预设位置。理想情况下，如果没有人工或者设备失误，在该预设位置处，待测晶圆10会与探针卡12非常接近但是并不会与探针卡12的探针相接触。在支撑台5达到所述预设位置后，探针卡12或者支撑台5中的至少一个可以被微调以使得待测晶圆10的测试键15的焊盘与探针卡12的探针接触。优选地，支撑台5在X轴和Y轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶圆测试系统，包括：探针卡；以及机台，所述机台设置有：承载晶圆的支撑台，所述支撑台被配置为至少在竖直方向上朝向所述探针卡移动到达预设位置；高度监测装置，被配置为监测所述晶圆在竖直方向上的位置，其中，响应于所述高度监测装置监测到所述晶圆在竖直方向上的位置满足预定条件，所述支撑台重新调节其竖直位置。

【技术特征摘要】
1.一种晶圆测试系统，包括：探针卡；以及机台，所述机台设置有：承载晶圆的支撑台，所述支撑台被配置为至少在竖直方向上朝向所述探针卡移动到达预设位置；高度监测装置，被配置为监测所述晶圆在竖直方向上的位置，其中，响应于所述高度监测装置监测到所述晶圆在竖直方向上的位置满足预定条件，所述支撑台重新调节其竖直位置。2.根据权利要求1所述的测试系统，其中所述高度监测装置包括：激光光源，所述激光光源朝向所述晶圆发射激光；以及位置感测器件，所述位置感测器件接收从所述晶圆反射的激光以感测所述晶圆在竖直方向上的位置。3.根据权利要求1所述的测试系统，其中所述高度监测装置包括：激光光源，在水平方向上发射激光；以及激光接收器，所述激光接收器接收所述激光光源所发射的激光，其中，所述激光光源和所述激光接收器的位置被设置为使得当所述晶圆在竖直方向上的位置满足所述预定条件时，所述激光接收器无法接收到所述激光光源所发射的激光。4.根据权利要求1所述的测试系统，其中所述预定条件包括以下至少一个：在竖直方向上所述晶圆与所述探针卡之间的距离达到第一阈值；在竖直方向上所述晶圆与所述探针卡的探针之间的距离达到第二阈值；以及所述晶圆在竖直方向上的位置达到第三阈值。5.根据权利要求1所述的测试系统，其中，在所述支撑台到达所述预设位置后，所述探针卡或者所述支撑台中的至少一个能够被微调以使得所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张藏文，朱鹏，
申请(专利权)人：德淮半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32