專利名稱：探針臺晶圓測試設備以及晶圓測試方法
技術領域：
本發明涉及半導體制造及測試領域，更具體地說，本發明涉及一種探針臺晶圓測試設備以及晶圓測試方法。
背景技術：
探針臺(Prober)是用在半導體領域對晶圓上的器件進行特性或故障分析而使用的精密機臺。具體地說，晶圓測試設備包括測試機以及探針臺(探針卡)，晶圓測試設備通過探針臺實現晶圓中的芯片上每個焊盤(PAD)與測試機的穩定連接；并且由測試機判定晶圓上芯片的特性。其中，探針臺可分為手動探針臺、半自動探針臺以及全自動探針臺。比較好的探針臺主要由基臺(精密機械)部分、光學系統、配件(例如，探針座，防震桌，光罩)、以及其他輔助增強系統(例如，激光切割機，溫度控制組件)組成。現如今，探針臺主要應用于半導體行業以及光電行業的測試。探針臺被廣泛應用于復雜、高速器件的精密電氣測量的研發，旨在確保質量及可靠性，并縮減研發時間和器件制造工藝的成本。隨著半導體技術的發展，芯片的集成度越來越高，因此芯片上每個焊盤的尺寸也越來越小，甚至到達了皮(Pico，兆分之一)米以及納米數量級的程度，由此給晶圓中的芯片上每個焊盤與測試機的穩定連接帶來了挑戰。由此，希望提供一種能夠實現皮米級或納米級的芯片焊盤自動探測的晶圓測試設備以及晶圓測試方法。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在上述缺陷，提供一種能夠實現皮米級或納米級的芯片焊盤自動探測的探針臺晶圓測試設備以及晶圓測試方法。根據本發明的第一方面，提供了一種探針臺晶圓測試設備，其包括測試機，用于判斷所述晶圓上的芯片的特性；探針臺，用于通過探針與晶圓中的芯片上的焊盤的接觸來將所述焊盤連接至測試機；定位器，用于將所述探針臺探針定位至晶圓中的芯片上的焊盤；以及探針臺顯微鏡，其位于所述探針臺上方，并且用于捕獲所述焊盤與所述探針的對齊情況的圖像。 優選地，上述探針臺晶圓測試設備還包括顯示器，用于顯示所述焊盤與所述探針的對齊情況的圖像。優選地，在上述探針臺晶圓測試設備中，所述探針臺是自動探針臺。 優選地，在上述探針臺晶圓測試設備中，所述定位器是微定位器。優選地，在上述探針臺晶圓測試設備中，所述定位器通過真空連接器連接至所述探針臺。根據本發明的第二方面，提供了一種晶圓測試方法，其包括利用定位器將所述探針臺探針定位至晶圓中的芯片上的焊盤；通過探針臺的探針與晶圓中的芯片上的焊盤的接觸來將所述焊盤連接至測試機；利用探針臺顯微鏡捕獲所述焊盤與所述探針的對齊情況的圖像；以及利用測試機判斷所述晶圓上的芯片的特性。優選地，優選地晶圓測試方法還包括利用顯示器顯示所述焊盤與所述探針的對齊情況的圖像。優選地，在上述晶圓測試方法中，所述探針臺是自動探針臺。優選地，在上述晶圓測試方法中，所述定位器是微定位器。優選地，在上述晶圓測試方法中，所述定位器通過真空連接器連接至所述探針臺。根據本發明的探針臺晶圓測試設備以及晶圓測試方法能夠實現皮米級或納米級的芯片焊盤自動探測。
結合附圖，并通過參考下面的詳細描述，將會更容易地對本發明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優點和特征，其中圖I示意性地示出了根據本發明實施例的探針臺晶圓測試設備的框圖。圖2示意性地示出了根據本發明實施例的晶圓測試方法的流程圖。
需要說明的是，附圖用于說明本發明，而非限制本發明。注意，表示結構的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標有相同或者類似的標號。
具體實施例方式為了使本發明的內容更加清楚和易懂，下面結合具體實施例和附圖對本發明的內容進行詳細描述。<第一實施例>在半導體工業中，制造于晶圓上的各種獨立器件，最終都使用焊盤來引出各個電學端點。測試這些獨立器件的時候，測試機臺的探針扎到焊盤，以實現器件的電學連接，從而才能完成各種電學功能測試。圖I示意性地示出了根據本發明第一實施例的探針臺晶圓測試設備的框圖。如圖I所示,探針臺晶圓測試設備100包括測試機10，用于判斷所述晶圓上的芯片的特性；探針臺20，用于通過探針與晶圓中的芯片上的焊盤的接觸來將所述焊盤連接至測試機；定位器30，用于將所述探針臺探針定位至晶圓中的芯片上的焊盤；以及探針臺顯微鏡40，其位于所述探針臺上方，并且用于捕獲所述焊盤與所述探針的對齊情況的圖像。優選地，探針臺晶圓測試設備還包括顯示器50，用于顯示所述焊盤與所述探針的對齊情況的圖像。由此，可以實時地監控并反饋探針與焊盤的對齊接觸情況。例如，所述探針臺是自動探針臺，并且可以采用任意合適的自動探針臺。例如，所述定位器是微定位器。優選地，所述定位器通過真空連接器60連接至所述探針臺。
根據本發明第一實施例的探針臺晶圓測試設備能夠實現皮米級或納米級的芯片焊盤自動探測。<第二實施例>圖2示意性地示出了根據本發明第二實施例的晶圓測試方法的流程圖。如圖2所示，根據本發明第二實施例的晶圓測試方法包括利用定位器將所述探針臺探針定位至晶圓中的芯片上的焊盤(SI)；通過探針臺的探針與晶圓中的芯片上的焊盤的接觸來將所述焊盤連接至測試機
(S2)；
利用探針臺顯微鏡捕獲所述焊盤與所述探針的對齊情況的圖像(S3)；利用測試機判斷所述晶圓上的芯片的特性(S4)。優選地，晶圓測試方法還包括利用顯示器顯示所述焊盤與所述探針的對齊情況的圖像(S5)。由此，可以實時地監控并反饋探針與焊盤的對齊接觸情況。需要說明的是，本發明并不限定上述步驟的執行順序。舉例來說，為了判定晶圓上的芯片異常與否，可以在該芯片上執行使用探針系統的測試以確定該芯片的電特性。其中，探針臺中的探針與芯片上的焊盤發生接觸。此后則可以通過探針向焊盤施加測試電流。隨后，例如，測試機將與接觸焊盤的輸出電流相對應的電特性與該探針系統中的數據相比較以判定該芯片正常與否。根據本發明第二實施例的晶圓測試方法能夠實現皮米級或納米級的芯片焊盤自動探測。可以理解的是，雖然本發明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本發明。對于任何熟悉本領域的技術人員而言，在不脫離本發明技術方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本發明技術方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發明技術方案保護的范圍內。
權利要求
1.一種探針臺晶圓測試設備，其特征在于包括 測試機，用于判斷所述晶圓上的芯片的特性； 探針臺，用于通過探針與晶圓中的芯片上的焊盤的接觸來將所述焊盤連接至測試機；定位器，用于將所述探針臺探針定位至晶圓中的芯片上的焊盤；以及探針臺顯微鏡，其位于所述探針臺上方，并且用于捕獲所述焊盤與所述探針的對齊情況的圖像。
2.根據權利要求I所述的探針臺晶圓測試設備，其特征在于還包括顯示器，用于顯示所述焊盤與所述探針的對齊情況的圖像。
3.根據權利要求I或2所述的探針臺晶圓測試設備，其特征在于，所述探針臺是自動探針臺。
4.根據權利要求I或2所述的探針臺晶圓測試設備，其特征在于，所述定位器是微定位器。
5.根據權利要求I或2所述的探針臺晶圓測試設備，其特征在于，所述定位器通過真空連接器連接至所述探針臺。
6.一種晶圓測試方法，其特征在于包括 利用定位器將所述探針臺探針定位至晶圓中的芯片上的焊盤； 通過探針臺的探針與晶圓中的芯片上的焊盤的接觸來將所述焊盤連接至測試機； 利用探針臺顯微鏡捕獲所述焊盤與所述探針的對齊情況的圖像；以及 利用測試機判斷所述晶圓上的芯片的特性。
7.根據權利要求6所述的晶圓測試方法，其特征在于還包括利用顯示器顯示所述焊盤與所述探針的對齊情況的圖像。
8.根據權利要求6或7所述的晶圓測試方法，其特征在于，所述探針臺是自動探針臺。
9.根據權利要求6或7所述的晶圓測試方法，其特征在于，所述定位器是微定位器。
10.根據權利要求6或7所述的晶圓測試方法，其特征在于，所述定位器通過真空連接器連接至所述探針臺。
全文摘要
本發明提供了一種探針臺晶圓測試設備以及晶圓測試方法。根據本發明的探針臺晶圓測試設備包括測試機，用于判斷所述晶圓上的芯片的特性；探針臺，用于通過探針與晶圓中的芯片上的焊盤的接觸來將所述焊盤連接至測試機；定位器，用于將所述探針臺探針定位至晶圓中的芯片上的焊盤；以及探針臺顯微鏡，其位于所述探針臺上方，并且用于捕獲所述焊盤與所述探針的對齊情況的圖像。探針臺晶圓測試設備還包括顯示器，用于顯示所述焊盤與所述探針的對齊情況的圖像。根據本發明的探針臺晶圓測試設備以及晶圓測試方法能夠實現皮米級或納米級的芯片焊盤自動探測。
文檔編號G01R31/26GK102749570SQ201210261888
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月26日 優先權日2012年7月26日
發明者馬松 申請人:上海宏力半導體制造有限公司