一种实现隔离开尔文测试的半导体芯片测试方法技术

本发明专利技术提供了一种实现隔离开尔文测试的半导体芯片测试方法，探针卡安装在探针台上，晶圆安装于晶圆卡盘上；在探针卡上连接一块单片机，并在探针卡上设置2~16组并行测试组，其中每一组并行测试组的Hi、Shi通道均共同焊接到一根探针上，并行测试组的Slo通道通过导线连接至所述晶圆卡盘上，探针均与晶圆上的不同芯片相接触；由单片机控制其中一组并行测试组导通，其他所有组均处于关闭状态；实现对Hi、Shi和Slo的开关控制，并由单片机传输数据至终端存储；本发明专利技术可以实现在尽可能减少探针台移动的情况下实现对芯片的切换和测试，减少探针台机械移动的耗时。台机械移动的耗时。台机械移动的耗时。

【技术实现步骤摘要】
一种实现隔离开尔文测试的半导体芯片测试方法


[0001]本专利技术属于半导体激光器测试
，具体涉及一种实现隔离开尔文测试的半导体芯片测试方法。

技术介绍

[0002]探针卡是专为晶圆测试而设计的供电或提供信号的部件。探针卡在工作时，需将探针接触到芯片的电极，从而实现供电、提供信号和测试的功能。探针卡需要安装到探针台上，配合探针台的移动来实现对芯片的逐个测试。
[0003]一片晶圆上，可能存在数万颗至数十万颗芯片，因此如何提升单个芯片的测试效率（UPH），是业界研究的重要课题。传统方法中，芯片的每一次测试，都需要探针台多个电机的移动来实现被测芯片的更换，因此为了提升晶圆测试效率，主流的方法是在保障电机运动精度的前提下，尽可能地提升电机的运行速度。然而针对高速测试的要求，往往测试时间还没有电机需要的运动时间长，从而导致测试效率难以大幅提升。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决提升晶圆上单个芯片的测试效率的难题，为此提供了实现隔离开尔文测试的半导体芯片测试方法，实现单步测试多颗芯片的目的，从而大幅提升测试效率。
[0005]本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是：一种实现隔离开尔文测试的半导体芯片测试方法，包括探针卡、晶圆以及晶圆卡盘，所述探针卡安装在探针台上，所述晶圆安装于所述晶圆卡盘上；方法包括：在探针卡上连接一块基于ARM的单片机，并在探针卡上设置2~16组并行测试组，其中每一组并行测试组的Hi、Shi通道均共同焊接到一根探针上，每一组并行测试组的Slo通道通过导线连接至所述晶圆卡盘上，并使每一根探针均与所述晶圆上的不同芯片相接触；基于每一根探针与对应的芯片相接触，单片机控制其中一组并行测试组导通，并使其他所有组均处于关闭状态；响应于处于导通状态的并行测试组，终端通过光耦分别控制三路隔离开关电源，实现对Hi、Shi和Slo三个通道的开关控制，完成对该并行测试组中芯片的供电和测量，并由单片机传输数据至终端存储；响应于该并行测试组中芯片测试已完成，则关闭该并行测试组，导通下一组并行测试组，直至每一根探针连通的芯片均被测量完毕。
[0006]较佳的，所述Hi、Shi和Slo三个通道分别采用三个MOS管作为开关器件来实现隔离驱动和开关。
[0007]较佳的，Hi通道为供电正极，Shi通道为电压表测量正极，Slo通道为电压表测量负极，三路隔离开关电源分别与Hi、Shi和Slo三个通道共正极或共负极实现被测件两端的检测线同步开闭。
[0008]较佳的，所述单片机负责接收终端命令以及负责导通和关闭相应的通道，实现可
程控的多通道测试。
[0009]较佳的，所述单片机与终端之间采用115200波特率进行串口通讯。
[0010]较佳的，当探针卡上的所有并行测试组所对应的芯片均测量完毕后，探针台会自动移动至晶圆的下一个测量区域进行下一组芯片的测量。
[0011]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：1、本专利技术通过不移动位置的状态下对多个芯片的测试，减少电机的运动次数，从而降低了探针台在移动过程中所损耗的时长，大幅提升了晶圆的测试效率；2、本专利技术的探针卡在每个检测芯片之间可实现微秒级的切换，极大减少切换耗时；3、本专利技术通过使用三路隔离开关电源作为MOS管的控制电源，从而实现三个MOS管可以在任意电位下实现整体控制，以满足多通道条件下的开尔文测试法。
附图说明
[0012]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0013]图1为本专利技术实施例的用于驱动MOS管的三路隔离电源图；图2为本专利技术实施例的三通道隔离开关原理电路图；图3为本专利技术实施例的探针连接示意图；图4为本专利技术实施例的系统连接图；图中：1、源表输出线Hi； 2、源表测试线SHi；3、源表测试线SLo；4、源表输出线Lo；5、晶圆卡盘；6、探针卡；7、通讯线；8、终端；9、SMU源表。
具体实施方式
[0014]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0015]请参考图1
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4，如图4系统所示，本专利技术主要装置包括1、源表输出线Hi； 2、源表测试线SHi；3、源表测试线SLo；4、源表输出线Lo；5、晶圆卡盘；6、探针卡；7、通讯线；8、终端；9、SMU源表；源表（SMU）用于在探针卡6上附加电流和电压源功能，可同时精确采集和测量电压和/或电流值。
[0016]具体测试流程为：将探针卡6安装在探针台上，晶圆安装于晶圆卡盘5上，在探针卡6上连接一块基于ARM的单片机，并在探针卡6上设置4组并行测试组，其中每一组并行测试组的Hi、Shi通道均共同焊接到一根探针上，每一组并行测试组的Slo通道通过导线连接至晶圆卡盘上，并使每一根探针均与所述晶圆上的不同芯片相接触，即4根探针与4块芯片连通。此时，由终端向单片机发送信号，令单片机控制其中1组并行测试组导通，其余3组并行测试组关闭，此时被导通的并行测试组中的三路隔离开关电源驱动MOS管实现Hi、Shi和Slo三个通道的开启，待测试完成后，由单片机传输数据回到终端8存储，并继续下一组的导通和测试。
[0017]在本专利技术中，使用MOS管作为主要的开关器件，常规的开关器件采用的是继电器，
主要原因是继电器控制简单，双向电流均可以通过。但是由于继电器寿命较短，普通继电器仅有10万次的开关寿命，高端继电器最多也不超过100万次的重复开关。因此在晶圆测试领域，10万次的开关寿命远远不能满足需求，因此不适合作为开关器件。而且，继电器的开关速度也较慢，一般在5ms以上，与本专利技术提高检测效率的目的不符。
[0018]相比之下，MOS管是电压型器件，导通时对通道几乎没有电流上的影响；同时MOS管导通时正向和反向电流均可以正常流通；而且MOS管的开关寿命非常长，几乎是无限次数的开关。且开关速度很快，可以做到1μs甚至1μs以下。无论是速度和使用寿命，均非常适合本专利技术的应用。
[0019]与此同时，本专利技术是针对开尔文测试法进行技术方案设计的，因此开关器件的作用不仅仅是单纯的对供电端进行开关控制，还要在单个供电回路中控制供电的开关以及两根测试线的开关。此三个开关均处于不确定的电位，且相互关联，因此无法采用共地的方式对其进行电压控制来同时开启或关闭三个MOS管。
[0020]虽然MOS管可以实现开关的动作，但是由于MOS管是通过电压来实现控制的，因此需要和电流通道共电位才能实现开启和关闭。而实现开尔文测试，每个被测件的回路上都需要控制四个通道的开启和关闭，也就是说至少叠加3个MOS管才能实现开尔文测试。
[0021]为了让MOS管可以实现开尔文的测试，本专利技术采用了三套隔离电源来分别负责同一个回路上的三个MOS管的通断。从而解决了MOS管需要共电位才能开启的难题。无论回路中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实现隔离开尔文测试的半导体芯片测试方法，包括探针卡、晶圆以及晶圆卡盘，所述探针卡安装在探针台上，所述晶圆安装于所述晶圆卡盘上；其特征在于，方法包括：在探针卡上连接一块基于ARM的单片机，并在探针卡上设置2~16组并行测试组，其中每一组并行测试组的Hi、Shi通道均共同焊接到一根探针上，每一组并行测试组的Slo通道通过导线连接至所述晶圆卡盘上，并使每一根探针均与所述晶圆上的不同芯片相接触；基于每一根探针与对应的芯片相接触，单片机控制其中一组并行测试组导通，并使其他所有组均处于关闭状态；响应于处于导通状态的并行测试组，终端通过光耦分别控制三路隔离开关电源，实现对Hi、Shi和Slo三个通道的开关控制，完成对该并行测试组中芯片的供电和测量，并由单片机传输数据至终端存储；响应于该并行测试组中芯片测试已完成，则关闭该并行测试组，导通下一组并行测试组，直至每一根探针连通的芯片均被测量完毕。2.根据权利要求1所述实现隔离开尔文测试的半导...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟天霜，葛斌，田铮，蒋威，刘文，
申请(专利权)人：柯泰光芯常州测试技术有限公司，
类型：发明
国别省市：