用于晶圆测试的方法以及用于该方法的探针卡技术

本发明专利技术提供了一种测试晶圆的方法以及用于该方法的探针卡，所述方法在使用探针卡测试晶圆期间能够使得探针卡的不对称热变形最小化并且使得测试次数最小化以有效地测试大面积的晶圆。对于使用探针卡测试晶圆上的半导体芯片的晶圆测试方法来说，所述方法包括生成与Ｎ个半导体芯片对应的虚拟重复单元，其中所述Ｎ为大约或者等于２的自然数，将所述多个重复单元设置在所述晶圆上，移动所述探针卡或者所述晶圆Ｎ次并且测试晶圆上的所述半导体芯片，其中在每次触压中依次逐一地测试所述重复单元中的所述半导体芯片。此外，描述了用于实现上述方法的探针卡。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
下面的描述涉及一种测试晶圆的方法以及用于该方法的探针卡，更具体而言，涉 及一种在使用探针卡进行晶圆测试期间能够使得探针卡的不对称热变形最小化并且使得 探针卡的触压(touchdown)次数最小化以便有效地测试大面积晶圆的方法，还涉及用于该 方法的探针卡。
技术介绍
通常，半导体制造工艺划分为前端工艺和后端工艺。作为制造工艺的前端工艺是 用于在晶圆上形成集成电路图案的工艺。作为组装工艺的后端工艺是用于通过下列步骤形 成集成电路封装的工艺将晶圆划分成多个芯片，将导电铅或球连接至每个芯片以便提供 到外部器件的电通路，然后利用环氧树脂模制芯片。在执行组装工艺之前，执行各个芯片的检验电特性的管芯电特性筛选(EDS)工 艺。在EDS工艺中，在构成晶圆的芯片中，对存在缺陷的芯片区别对待，使得对可修补的芯 片进行修补并且去除不可修补的芯片以节省在随后的组装工艺中花费的时间和成本。通过探针台执行EDS工艺。如图1所示，探针台100通常包括在其上设置待测试 的晶圆102的晶圆吸盘101以及包括探针卡的测试头103。在探针卡上设置多个探针，并且 将探针电连接到设置在晶圆的各个芯片上的焊盘以确定对应的芯片是否存在缺陷。随着半导体技术的发展，为了节省成本和提高生产率，在单个晶圆上形成大量的-H-· I I心片。如上所述，大晶圆尺寸意味着在执行晶圆测试的EDS工艺中一次待测试的半导体 芯片的数量可能增加。因此，设置在探针卡上的探针的数量将增加。然而，制造尺寸与大面积晶圆的尺寸对应的探针卡，从而具有足够的探针使得可 以一次测试晶圆上所有半导体芯片是很困难的。此外，用于处理通过探针卡在晶圆上传送 至半导体芯片或者接收自半导体芯片的电信号的测试仪器的容量是有限的。考虑到上述问题，在现有技术中，选择了其中将大面积晶圆的待测试的区域划分 为多个单元区域并且依次测试所述区域的方法。例如，如图2和图3所示，将晶圆划分成6 个区域，TDl至TD6，或者划分为四个区域，TDl至TD4，从区域TDl至区域TD4或者TD6依次 执行触压(TD)从而测试整个晶圆。此时，在探针卡上与一个单元区域对应的面积中形成探 针。在这里，触压意味着探针卡接触晶圆，使得探针卡上的探针接触晶圆上的半导体芯片的 焊盘。如上所述，在现有晶圆测试方法中，可以使用更小的探针卡测试大面积晶圆。然 而，因为通常在例如高于85°C的高温下多次执行所述测试，所以探针卡受到热变形。如图2 和图3所示，由于每次触压面积例如TDl和TD2具有不同的形状，当从第一次触压到最后一 次触压依次测试时探针卡与晶圆的热接触部分不同。最终的结果是在每次触压期间可能导 致相应的探针卡存在不对称热变形。热变形能够恶化探针卡的对准精度以及平面度，这能 够导致探针卡和晶圆之间的不稳定接触，从而导致不可信的测试结果。此外，在测试各个区域时存在大量不参与测试的探针，导致测试资源使用效率的下降。
技术实现思路
(技术问题)为了解决与现有技术相关的上述问题，下面的描述涉及一种在使用探针卡测试晶 圆时能够使得探针卡的不对称热变形最小化并且使得测试次数最小化以有效地测试大面 积晶圆的方法，并且还涉及用于该方法的探针卡。(技术方案)一方面，提供了一种使用探针卡测试晶圆上的半导体芯片的晶圆测试方法。在该 晶圆测试方法中，生成与N(N为不小于2的自然数)个半导体芯片对应的虚拟重复单元，使 得多个重复单元覆盖晶圆上的所有芯片，探针卡或晶圆移动N次并且在每次移动之后执行 用于半导体芯片测试的触压。对于探针卡来说，仅在探针卡上与构成重复单元的N个半导体芯片中的一个半导 体芯片对应的区域中形成探针。此外，当探针卡或者晶圆移动N次以测试重复单元中的每 个半导体芯片时，移动距离能够与半导体芯片的尺寸对应。通过探针卡的N次触压可以测 试晶圆上的所有芯片。当N为质数时，能够沿着一行或一列设置构成重复单元的N个半导体芯片。当N为 合数时，能够将构成重复单元的N个半导体芯片设置成具有a行和b列的矩阵形式(aXb)， 其中a和b为N的约数，包括1和N。在这里所公开的用于测试晶圆上的半导体芯片的探针卡中，当在晶圆上设置分别 由N(N为不小于2的自然数)个半导体芯片构成的重复单元时，仅在探针卡上与构成重复 单元的N个半导体芯片中的一个半导体芯片对应的区域中形成探针。此时，与在探针卡中 形成探针的区域对应的半导体芯片可以在所有重复单元中位于相同的位置。另一方面，提供了一种探针卡，包括依次叠置的电路板和探针头体、在所述探针头 体上彼此间隔开设置的多个单元探针模块、以及电连接到设置在所述探针头体上的所述单 元探针模块并且与所述单元探针模块相邻的一个或多个子板。所述单元探针模块的尺寸能够与所述半导体芯片的尺寸对应或者为所述半导体 芯片尺寸的大约20%到500%。此时，所述单元探针模块可以包括设置在所述探针头体的 上表面上的探针模块体、设置在所述探针模块体的上表面上的探针、能够设置在所述探针 模块体的上表面上以电连接至所述探针的导电路径、以及能够在所述导电路径的一端形成 的焊盘。此外，当生成与N(N为不小于2的自然数)个半导体芯片对应的虚拟重复单元以 便所述多个重复单元覆盖晶圆上的所有芯片时，可以仅在探针卡上与构成所述重复单元的 N个半导体芯片中的一个半导体芯片对应的区域形成单元探针模块。将垂直孔径设置在所述探针头体中，能够将互连器插入到所述垂直孔径中并且子 板可以通过所述互连器电连接到电路板。在这里，所述单元探针模块可以通过引线键合或 者通过柔性印刷电路板(FPCB)电连接到所述子板。可以将一个或者多个单元探针模块连 接到所述子板的一侧。在所述探针头体中设置所述探针模块和所述子板的上表面上，放置所述探针模块的区域的高度可以与放置所述子板的区域的高度不同。还可以在所述电路板的背侧表面上设置刚性板(stiffener plate)。可以设置完 全穿透所述刚性板和所述电路板以及部分穿透所述探针头体的多个孔径，并且可以在相应 的位置中定位在所述探针头体、所述电路板以及所述刚性板中形成的所述孔径。此外，可以 在所述孔径中插入在所述探针模块上调节所述探针的平面度的螺钉并且可以利用该该螺 钉。具有弹簧特性的弹性体可以与平面度调节螺钉一起使用，并且所述弹性体可以位于所 述电路板和所述探针头体之间。可以在所述子板、所述互连器、所述电路板以及所述刚性板的相应位置设置多个 孔径，并且可以在所述孔径中设置结合一些或者所有上述部件的结合螺钉。可以在所述子 板的下表面上设置内螺纹(female screw)，可以在所述互连器、所述电路板以及所述刚性 板中设置孔径，并且可以在所述孔径中设置外螺纹(male screw)，使得所述内螺纹与所述 外螺纹结合。所述子板的面积能够与所述探针头体的面积对应。此外，可以在所述探针头体上 设置多个子板。N可以为2到50之间的自然数。(有益效果)这里所公开的晶圆测试方法和用于该方法的探针卡提供了下列效果。通过使用相对均勻地设置在探针卡的整个表面上的探针来执行多次测试，使得能 够防止所述探针卡的不对称热变形或者使得探针卡的不对称热变形最小化。与现有测试方 法相比，由于每次触压中不参与测试的探针的数量更小，所以在利用相同量的测试资源的 同时，能够减本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用探针卡测试晶圆上的半导体芯片的晶圆测试方法，生成与Ｎ个半导体芯片对应的虚拟重复单元，其中所述Ｎ为大于或等于２的自然数，在所述晶圆上设置所述多个重复单元，以及移动所述探针卡或所述晶圆Ｎ次并且测试晶圆上的所述半导体芯片，其中通过Ｎ次触压依次逐一测试所述重复单元中的所述半导体芯片。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑仁范，宋柄昌，金东日，
申请(专利权)人：AMST株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]