一种探针卡的测评方法技术

本发明专利技术提出了一种探针卡的测评方法，通过对分布于所述待测晶圆中心位置的压电陶瓷力传感器阵列中所包含的N*N个压电陶瓷组件的钨和铜上下两极板间的电压和位移依次进行精确测量，并利用正压电效应计算获得所述探针针位、平面度和弹性系数三个参数，通过三个参数的变化范围是否在允许变化范围内以充分评估探针卡全部探针的健康状态。本发明专利技术避免了在CP测试过程中，探针卡因多次使用后产生磨损、接触或者操作不当等原因而可能导致探针移位、变形等难以满足检测需求的问题。同时，通过对探针卡健康状态的充分评估后，健康状态的探针卡可以针对每种特殊情况而不用重新制作探针卡，进而避免了生产成本、测试时间成本的增加和测试低良问题的出现。试低良问题的出现。试低良问题的出现。

【技术实现步骤摘要】
一种探针卡的测评方法


[0001]本专利技术涉及半导体集成电路测试领域，特别涉及一种探针卡的测评方法。

技术介绍

[0002]探针卡(Prober Card)是晶圆测试(CircuitProbing，CP)中被测芯片和测试设备之间的接口。探针卡的使用原理是利用探针卡上的探针(Probe)直接与芯片上的焊盘(Pad)接触，使测试机和探针卡构成一个测试通路，实现信号传输，从而引出芯片信号，筛出待测芯片的不良品。
[0003]在CP测试过程中，一张探针卡的使用寿命在几十万次到几百万次，在使用过程中，磨损、接触或者操作不当等原因都有可能导致探针移位、变形难以满足检测需求，若针对每种特殊情况都重新制作探针卡，不仅增加了生产成本，还增加了测试时间成本。因此探针需要定期的进行维护和保养，否则会导致测试低良。
[0004]探针针位(X，Y)的变化会导致针痕移位，这意味着探针卡测试的可重复性会有问题。平面度若超过25μm会导致高位探针与晶圆接触不良或者低位探针使焊盘(Pad)受损。探针触点压力是探针在接触面上施加的力，探针弹性系数对触电压力有影响，触点压力太高会损坏焊盘(Pad)，触点压力太低又不能穿透焊盘(Pad)表面的氧化层，从而产生不可信的测试结果，进而影响测试效率。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种探针卡的测评方法，以解决当前在CP测试过程中，一张探针卡在使用过程中因磨损、接触或者操作不当等原因都有可能导致探针移位、变形难以满足检测需求，若针对每种特殊情况都重新制作探针卡，不仅增加了生产成本，还增加了测试时间成本等问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种探针卡的测评方法，包括如下步骤：
[0007]提供一待测晶圆，对所述待测晶圆进行晶圆测试；
[0008]在所述晶圆测试过程中获得探针针位、平面度和弹性系数三个参数；
[0009]根据所述三个参数对所述晶圆测试过程中用到的探针卡的全部探针进行健康状态评估。
[0010]进一步的，所述晶圆测试系统可以包括：测试仪、升降台、电路板、固定环、探针悬臂承载环和多个测试探针；其中，
[0011]所述升降台，用于承载及移动待测晶圆；
[0012]所述电路板，所述电路板内设置有测试电路，用于晶圆上芯片内部情况的电性检测；
[0013]所述探针悬臂承载环，通过所述固定环固定在电路板的下方；以及，
[0014]多个所述测试探针，所述测试探针固定在探针悬臂承载环的底部，所述测试探针的针尖用于与所述待测晶圆上的至少一个待测芯片上的焊盘接触，并在所述接触发生时，
所述探针在待测晶圆表面上的焊盘上形成针痕。
[0015]进一步的，所述待测晶圆中心位置分布有包含N*N个压电陶瓷组件的压电陶瓷力传感器阵列，其中，N≥3。
[0016]进一步的，所述压电陶瓷传感器阵列大小与所述待测芯片上所设置的焊盘的大小相同，所述压电陶瓷传感器阵列的尺寸范围可以为50μm*50μm～90μm*90μm。
[0017]进一步的，所述压电陶瓷组件可以包括：一个预置高度的绝缘基座，以及从上自下依次堆叠在所述绝缘基座上的钨、压电陶瓷和铜部件。
[0018]进一步的，所述压电陶瓷的尺寸范围可以为20*20*10μm～30*30*10μm。
[0019]进一步的，在所述压电陶瓷组件中，所述钨为上极板，所述铜为下极板；在所述晶圆测试过程中获得探针针位、平面度和弹性系数三个参数的步骤，包括：通过所述晶圆测试系统读取所述压电陶瓷组件的上下两极板间的电压和位移，并利用所述压电陶瓷的正压电效应计算获得所述探针针位、平面度和弹性系数三个参数。
[0020]进一步的，所述参数探针针位的允许变化范围可以为
‑
6μm～6μm。
[0021]进一步的，所述参数平面度的允许变化范围可以为
‑
25μm～25μm。
[0022]进一步的，所述钨和铼钨的弹性系数可以为4
×
10
‑4N/μm～1
×
10
‑3N/μm，铍铜和钯铜银合金的弹性系数可以为2
×
10
‑4N/μm～6.4
×
10
‑4N/μm。
[0023]与现有技术相比，本专利技术技术方案至少具有以下有益效果之一：
[0024]在本专利技术提出了一种探针卡的测评方法中，首先，对待测晶圆通过晶圆测试系统进行晶圆测试；接着，在所述晶圆测试过程中获得探针针位、平面度和弹性系数三个参数；最好，根据所述三个参数对所述晶圆测试过程中用到的探针卡的全部探针进行健康状态评估。本专利技术通过对分布于所述待测晶圆中心位置的压电陶瓷力传感器阵列中所包含的N*N个压电陶瓷组件的钨和铜上下两极板间的电压和位移依次进行精确测量，并利用所述压电陶瓷的正压电效应计算获得所述探针针位、平面度和弹性系数三个参数，并通过三个参数的变化范围是否在允许变化范围内以充分评估探针卡全部探针的健康状态。
[0025]因此，避免了在CP测试过程中，探针卡因多次使用后产生磨损、接触或者操作不当等原因而可能导致探针移位、变形等难以满足检测需求的问题。同时，通过对探针卡健康状态的充分评估后，健康状态的探针卡可以针对每种特殊情况而不用重新制作探针卡，进而避免了生产成本、测试时间成本的增加和测试低良问题的出现。
附图说明
[0026]图1为本专利技术一实施例中的探针卡的测评方法的流程示意图；
[0027]图2为本专利技术一实施例中提供的探针卡的测评方法在其测试过程中待测晶圆中心分布的压电陶瓷力传感器阵列示意图；
[0028]图3为本专利技术一实施例中提供的探针卡的测评方法在其测试过程中所述压电陶瓷组件的剖面结构示意图。
[0029]其中，附图3标记如下：
[0030]100
‑
待测晶圆；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
110
‑
绝缘基座；
[0031]120
‑
下极板；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
130
‑
压电陶瓷；
[0032]140
‑
上极板。
具体实施方式
[0033]承如
技术介绍
所述，探针卡(ProberCard)是晶圆测试(CircuitProbing，CP)中被测芯片和测试设备之间的接口。探针卡的使用原理是利用探针卡上的探针(Probe)直接与芯片上的焊盘(Pad)接触，使测试机和探针卡构成一个测试通路，实现信号传输，从而引出芯片信号，筛出待测芯片的不良品。
[0034]在CP测试过程中，一张探针卡的使用寿命在几十万次到几百万次，在使用过程中，磨损、接触或者操作不当等原因都有可能导致探针移位、变形难以满足检测需求，若针对每种特殊情况都重新制作探针卡，不仅增加了生产成本，还增加了测试时间成本。因此探针需要定期的进行维护和保养，否则会导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种探针卡的测评方法，其特征在于，包括如下步骤：提供一待测晶圆，对所述待测晶圆进行晶圆测试；在所述晶圆测试过程中获得探针针位、平面度和弹性系数三个参数；根据所述三个参数对所述晶圆测试过程中用到的探针卡的全部探针进行健康状态评估。2.如权利要求1所述的探针卡的测评方法，其特征在于，所述晶圆测试系统包括：测试仪、升降台、电路板、固定环、探针悬臂承载环和多个测试探针；其中，所述升降台，用于承载及移动待测晶圆；所述电路板，所述电路板内设置有测试电路，用于晶圆上芯片内部情况的电性检测；所述探针悬臂承载环，通过所述固定环固定在电路板的下方；以及，多个所述测试探针，所述测试探针固定在探针悬臂承载环的底部，所述测试探针的针尖用于与所述待测晶圆上的至少一个待测芯片上的焊盘接触，并在所述接触发生时，所述探针在待测晶圆表面上的焊盘上形成针痕。3.如权利要求1所述的探针卡的测评方法，其特征在于，所述待测晶圆中心位置分布有包含N*N个压电陶瓷组件的压电陶瓷力传感器阵列，其中N≥3。4.如权利要求3所述的探针卡的测评方法，其特征在于，所述压电陶瓷传感器阵列大小与所述待测芯片上所设置的焊盘的大小相同，所述压电陶瓷传感器阵列的尺寸范围为50μm*50μm～90μm*90μm。5.如权利要求3所述的探针卡的测评方法，其特征在于，所述压电陶瓷组件包括：一个预置高度的绝...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐慧霞，张雨田，谢锦锦，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：