[發(fā)明專利]一種共用基底集成電路測試方法、裝置和系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910044937.8
• 申請日: 2009-01-03
• 公開（公告）號: CN101770967A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發(fā)明（設計）人: 林正浩;耿紅喜;任浩琪;張冰淳;鄭長春
• 申請（專利權）人: 上海芯豪微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66;G01R31/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明屬于集成電路領域，具體為一種集成電路測試方法、裝置和系統(tǒng)。

背景技術

典型的半導體制作過程是在一個薄而均勻的半導體材料晶圓(wafer)上制作多個相同的矩形晶粒(die)。晶粒間被寬度為60～80微米的切割道(scribe?line)所隔離。切割道上經(jīng)常放置掩膜(mask)對準符(alignment?mark)和生產(chǎn)過程中監(jiān)測質量的晶圓接受測試(wafer?acceptance?test，WAT)的測試元件。

在制作過程中，光刻機一次曝光一個區(qū)域，稱作光刻區(qū)域(stepper?field)，每個光刻區(qū)域包含一個或多個晶粒。當所有的制作工序完成后，晶圓上的每個晶粒都要通過功能測試。晶圓測試臺(wafer?prober)使用針測卡(probe?card)接觸所要被測晶粒的焊墊(pad)，把測試程序生成的測試激勵傳遞到被測晶粒中，被測晶粒響應輸入產(chǎn)生相應輸出，經(jīng)針測卡傳遞到測試臺(tester)中與預期結果進行比較，若兩者相等/匹配，則認為被測晶粒功能正確。一次測試一個晶粒。

當一個被測晶粒通過所有的測試程序后，其位置將被記錄下來，為后續(xù)的封裝做準備。沒有通過測試的被測晶粒將使用墨水進行標記或把位置信息存入一個叫做晶圓地圖(wafermap)的文件。當所有的測試完成后，將沿著切割道切割晶圓，被分離的功能正確的晶粒將被封裝，失效的晶粒將被丟棄。封裝后的芯片將進行封裝后測試，功能正確的芯片將被交付給客戶。

圖1為一般晶圓測試(wafer?test)示意圖，待測晶圓(101)放在晶圓測試臺(102)上，測試器(103)把測試向量產(chǎn)生器(104)所產(chǎn)生的測試激勵通過輸入電纜(105)傳遞給測試頭(106)上的針測卡(107)，針測卡(107)把數(shù)據(jù)輸入到待測晶粒(108)中，并從待測晶粒(108)中讀出運行結果，通過測試頭(106)和輸出電纜(111)傳遞給測試器(103)，測試器(103)把該結果送入比較器(109)中，與預期結果(110)進行比較來判定該待測晶粒(107)是否失效。

隨著集成電路生產(chǎn)工藝的發(fā)展，晶圓的尺寸已經(jīng)從1英寸增長到12英寸，使得晶粒生產(chǎn)的并行度不斷的提高，每個晶圓上能容納近萬個晶粒。但是由于測試臺通道(channel)數(shù)的限制，使得晶圓測試仍是串行進行，逐一測試每個晶粒，晶圓測試時間和晶圓上晶粒的數(shù)目成正比，測試時間變得極長，測試成本變得很高。在測試臺上，僅探針(probe)在測試完一個晶粒后移動到另一個晶粒的時間就為100ms～250ms，這段時間無法用于測試，被白白浪費。這進一步增加了測試時間，提高了測試成本。目前，在集成電路生產(chǎn)中，測試、封裝成本已約占整個生產(chǎn)成本的25％～30％，甚至已經(jīng)達到50％。

此外由于測試臺到晶粒的連線延遲限制了測試頻率，測試只能在較低頻率下進行。

為解決該問題，一種方法是使用多探針(Multi-site)實現(xiàn)并行測試。但是該方法受到測試臺的通道數(shù)的限制；每個測試臺的通道數(shù)在128～1024之間，而一個晶粒的焊墊已成百上千，使得測試的并行度上升空間不大，一般在二到四路，且通道價格昂貴，增加通道將大幅增加測試臺的價格，提高了測試成本。

還有一種方法就是實現(xiàn)晶圓上芯片自測試，以下三個專利涉及該方法，但與本專利不同。

專利號為200510008164.X的中國專利“可實施老化與電性測試的晶圓及其實施方法”提出一種可以在晶圓上同時進行老化和電性測試的方法。該方法在晶圓上設置了老化圖案生成電路(aging?pattern?generation?circuit)，該電路可以產(chǎn)生無功能意義、不斷反轉的激勵送到晶粒中同時進行老化和電性測試，它不需要向測試臺輸出測試結果。

專利號為200410046002.0的中國專利“具有測試電路之半導體晶圓及制造方法”提出一種可以在晶圓上精確測量芯片電壓的方法。該方法在切割道上設置了測試電路，使輸出阻抗遠小于探針的阻抗，且其輸入阻抗遠大于晶粒的輸出阻抗，便于探針可以精確的測出晶粒各電極墊的參考電壓。