用于晶圓測試的方法以及用于該方法的探針卡技術

本發明專利技術提供了一種測試晶圓的方法以及用于該方法的探針卡，所述方法在使用探針卡測試晶圓期間能夠使得探針卡的不對稱熱變形最小化并且使得測試次數最小化以有效地測試大面積的晶圓。對于使用探針卡測試晶圓上的半導體芯片的晶圓測試方法來說，所述方法包括生成與Ｎ個半導體芯片對應的虛擬重復單元，其中所述Ｎ為大約或者等于２的自然數，將所述多個重復單元設置在所述晶圓上，移動所述探針卡或者所述晶圓Ｎ次并且測試晶圓上的所述半導體芯片，其中在每次觸壓中依次逐一地測試所述重復單元中的所述半導體芯片。此外，描述了用于實現上述方法的探針卡。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
下面的描述涉及一種測試晶圓的方法以及用于該方法的探針卡，更具體而言，涉 及一種在使用探針卡進行晶圓測試期間能夠使得探針卡的不對稱熱變形最小化并且使得 探針卡的觸壓(touchdown)次數最小化以便有效地測試大面積晶圓的方法，還涉及用于該 方法的探針卡。
技術介紹
通常，半導體制造工藝劃分為前端工藝和后端工藝。作為制造工藝的前端工藝是 用于在晶圓上形成集成電路圖案的工藝。作為組裝工藝的后端工藝是用于通過下列步驟形 成集成電路封裝的工藝將晶圓劃分成多個芯片，將導電鉛或球連接至每個芯片以便提供 到外部器件的電通路，然后利用環氧樹脂模制芯片。在執行組裝工藝之前，執行各個芯片的檢驗電特性的管芯電特性篩選(EDS)工 藝。在EDS工藝中，在構成晶圓的芯片中，對存在缺陷的芯片區別對待，使得對可修補的芯 片進行修補并且去除不可修補的芯片以節省在隨后的組裝工藝中花費的時間和成本。通過探針臺執行EDS工藝。如圖1所示，探針臺100通常包括在其上設置待測試 的晶圓102的晶圓吸盤101以及包括探針卡的測試頭103。在探針卡上設置多個探針，并且 將探針電連接到設置在晶圓的各個芯片上的焊盤以確定對應的芯片是否存在缺陷。隨著半導體技術的發展，為了節省成本和提高生產率，在單個晶圓上形成大量的-H-· I I心片。如上所述，大晶圓尺寸意味著在執行晶圓測試的EDS工藝中一次待測試的半導體 芯片的數量可能增加。因此，設置在探針卡上的探針的數量將增加。然而，制造尺寸與大面積晶圓的尺寸對應的探針卡，從而具有足夠的探針使得可 以一次測試晶圓上所有半導體芯片是很困難的。此外，用于處理通過探針卡在晶圓上傳送 至半導體芯片或者接收自半導體芯片的電信號的測試儀器的容量是有限的。考慮到上述問題，在現有技術中，選擇了其中將大面積晶圓的待測試的區域劃分 為多個單元區域并且依次測試所述區域的方法。例如，如圖2和圖3所示，將晶圓劃分成6 個區域，TDl至TD6，或者劃分為四個區域，TDl至TD4，從區域TDl至區域TD4或者TD6依次 執行觸壓(TD)從而測試整個晶圓。此時，在探針卡上與一個單元區域對應的面積中形成探 針。在這里，觸壓意味著探針卡接觸晶圓，使得探針卡上的探針接觸晶圓上的半導體芯片的 焊盤。如上所述，在現有晶圓測試方法中，可以使用更小的探針卡測試大面積晶圓。然 而，因為通常在例如高于85°C的高溫下多次執行所述測試，所以探針卡受到熱變形。如圖2 和圖3所示，由于每次觸壓面積例如TDl和TD2具有不同的形狀，當從第一次觸壓到最后一 次觸壓依次測試時探針卡與晶圓的熱接觸部分不同。最終的結果是在每次觸壓期間可能導 致相應的探針卡存在不對稱熱變形。熱變形能夠惡化探針卡的對準精度以及平面度，這能 夠導致探針卡和晶圓之間的不穩定接觸，從而導致不可信的測試結果。此外，在測試各個區域時存在大量不參與測試的探針，導致測試資源使用效率的下降。
技術實現思路
(技術問題)為了解決與現有技術相關的上述問題，下面的描述涉及一種在使用探針卡測試晶 圓時能夠使得探針卡的不對稱熱變形最小化并且使得測試次數最小化以有效地測試大面 積晶圓的方法，并且還涉及用于該方法的探針卡。(技術方案)一方面，提供了一種使用探針卡測試晶圓上的半導體芯片的晶圓測試方法。在該 晶圓測試方法中，生成與N(N為不小于2的自然數)個半導體芯片對應的虛擬重復單元，使 得多個重復單元覆蓋晶圓上的所有芯片，探針卡或晶圓移動N次并且在每次移動之后執行 用于半導體芯片測試的觸壓。對于探針卡來說，僅在探針卡上與構成重復單元的N個半導體芯片中的一個半導 體芯片對應的區域中形成探針。此外，當探針卡或者晶圓移動N次以測試重復單元中的每 個半導體芯片時，移動距離能夠與半導體芯片的尺寸對應。通過探針卡的N次觸壓可以測 試晶圓上的所有芯片。當N為質數時，能夠沿著一行或一列設置構成重復單元的N個半導體芯片。當N為 合數時，能夠將構成重復單元的N個半導體芯片設置成具有a行和b列的矩陣形式(aXb)， 其中a和b為N的約數，包括1和N。在這里所公開的用于測試晶圓上的半導體芯片的探針卡中，當在晶圓上設置分別 由N(N為不小于2的自然數)個半導體芯片構成的重復單元時，僅在探針卡上與構成重復 單元的N個半導體芯片中的一個半導體芯片對應的區域中形成探針。此時，與在探針卡中 形成探針的區域對應的半導體芯片可以在所有重復單元中位于相同的位置。另一方面，提供了一種探針卡，包括依次疊置的電路板和探針頭體、在所述探針頭 體上彼此間隔開設置的多個單元探針模塊、以及電連接到設置在所述探針頭體上的所述單 元探針模塊并且與所述單元探針模塊相鄰的一個或多個子板。所述單元探針模塊的尺寸能夠與所述半導體芯片的尺寸對應或者為所述半導體 芯片尺寸的大約20%到500%。此時，所述單元探針模塊可以包括設置在所述探針頭體的 上表面上的探針模塊體、設置在所述探針模塊體的上表面上的探針、能夠設置在所述探針 模塊體的上表面上以電連接至所述探針的導電路徑、以及能夠在所述導電路徑的一端形成 的焊盤。此外，當生成與N(N為不小于2的自然數)個半導體芯片對應的虛擬重復單元以 便所述多個重復單元覆蓋晶圓上的所有芯片時，可以僅在探針卡上與構成所述重復單元的 N個半導體芯片中的一個半導體芯片對應的區域形成單元探針模塊。將垂直孔徑設置在所述探針頭體中，能夠將互連器插入到所述垂直孔徑中并且子 板可以通過所述互連器電連接到電路板。在這里，所述單元探針模塊可以通過引線鍵合或 者通過柔性印刷電路板(FPCB)電連接到所述子板。可以將一個或者多個單元探針模塊連 接到所述子板的一側。在所述探針頭體中設置所述探針模塊和所述子板的上表面上，放置所述探針模塊的區域的高度可以與放置所述子板的區域的高度不同。還可以在所述電路板的背側表面上設置剛性板(stiffener plate)。可以設置完 全穿透所述剛性板和所述電路板以及部分穿透所述探針頭體的多個孔徑，并且可以在相應 的位置中定位在所述探針頭體、所述電路板以及所述剛性板中形成的所述孔徑。此外，可以 在所述孔徑中插入在所述探針模塊上調節所述探針的平面度的螺釘并且可以利用該該螺 釘。具有彈簧特性的彈性體可以與平面度調節螺釘一起使用，并且所述彈性體可以位于所 述電路板和所述探針頭體之間。可以在所述子板、所述互連器、所述電路板以及所述剛性板的相應位置設置多個 孔徑，并且可以在所述孔徑中設置結合一些或者所有上述部件的結合螺釘。可以在所述子 板的下表面上設置內螺紋(female screw)，可以在所述互連器、所述電路板以及所述剛性 板中設置孔徑，并且可以在所述孔徑中設置外螺紋(male screw)，使得所述內螺紋與所述 外螺紋結合。所述子板的面積能夠與所述探針頭體的面積對應。此外，可以在所述探針頭體上 設置多個子板。N可以為2到50之間的自然數。(有益效果)這里所公開的晶圓測試方法和用于該方法的探針卡提供了下列效果。通過使用相對均勻地設置在探針卡的整個表面上的探針來執行多次測試，使得能 夠防止所述探針卡的不對稱熱變形或者使得探針卡的不對稱熱變形最小化。與現有測試方 法相比，由于每次觸壓中不參與測試的探針的數量更小，所以在利用相同量的測試資源的 同時，能夠減本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種使用探針卡測試晶圓上的半導體芯片的晶圓測試方法，生成與Ｎ個半導體芯片對應的虛擬重復單元，其中所述Ｎ為大于或等于２的自然數，在所述晶圓上設置所述多個重復單元，以及移動所述探針卡或所述晶圓Ｎ次并且測試晶圓上的所述半導體芯片，其中通過Ｎ次觸壓依次逐一測試所述重復單元中的所述半導體芯片。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭仁范，宋柄昌，金東日，
申請(專利權)人：AMST株式會社，
類型：發明
國別省市：KR[韓國]