[發(fā)明專利]一種探針卡探針的顆粒物清潔控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410215781.6
• 申請日: 2014-05-20
• 公開（公告）號: CN103969267B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李雨凡;莫保章
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: G01N21/94
• 分類號: G01N21/94;G01R1/073
• 代理公司: 上海天辰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)31275
• 代理人: 吳世華,林彥之

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種在半導體微電子測試領(lǐng)域用于晶圓驗收測試的探針卡的清潔技術(shù)，更具體地，涉及一種對探針卡的探針進行顆粒物清潔時的控制方法。

背景技術(shù)

半導體晶圓制作完成后、進行封裝前，為了確保晶圓的良率及避免封裝的浪費，在半導體制程中需要進行晶圓驗收測試(Wafer Acceptance Test，WAT)。WAT探針卡機臺廣泛用于對晶圓進行的電性測試，是連接WAT測量儀器與晶圓之間的測試接口。其工作原理是將連接測量儀器的探針卡的探針與待測芯片上的測試焊墊(PAD)或凸塊電極直接接觸，構(gòu)成測量回路，通過探針向待測芯片饋入測試信號及回饋芯片信號，再配合測量儀器與軟件控制篩選出電性不良的芯片，實現(xiàn)自動化檢測。探針卡包括了用來與測試PAD接觸的多個探針。

在進行測試時，由于探針頭部尖端需要與測試PAD表面接觸及刮擦(扎針)，會帶起測試PAD表面的氧化物或者氮化物等刮屑，導致探針頭部沾染上刮擦顆粒物，這會干擾探針和測試PAD之間的電連接，造成檢測結(jié)果的偏差。因此，需要對使用一定次數(shù)后的探針采用與砂紙摩擦的方式(扎針)進行清潔(清針)。

現(xiàn)有的探針卡清潔方法，是在對晶圓經(jīng)過固定扎針次數(shù)的測試后，或者是在測試固定片數(shù)的晶圓后，將探針與砂紙進行摩擦來清針的。但是，采用這種清潔方式無法確認清針的效果，而且對于在一個清潔周期(通常為一個由多片晶圓組成的測試批)內(nèi)的測試中途沾染上的顆粒物也無法及時予以清除。

隨著半導體芯片的高度集成化，測試PAD的數(shù)量也在增加、而單位面積也相應(yīng)縮小，測試PAD之間的排列也變得更加密集。在這種狀況下，探針的針尖如果沾染有顆粒物，非但會影響到測試時接觸電阻的檢測準確性，而且，由于測試PAD和芯片的金屬導線之間的間距極小(約為2μm)，沾染顆粒物的探針將造成測試PAD和金屬導線之間短路，導致器件燒毀等嚴重后果。在進行芯片測試時，未能通過測試的芯片會被標上不良品的標示記號，而在其后進行芯片切割時被篩檢出來，只有功能正常的芯片才能進行下一階段的封裝制程。芯片測試正成為減低成本與提高良率不可缺少的過程。因此，在當今封裝單位成本逐漸提高的趨勢下，WAT的準確率和效率已成為晶圓制造成本控制中的一個重要影響環(huán)節(jié)，對探針清潔的有效控制需求也變得越來越迫切。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種新的探針卡探針的顆粒物清潔控制方法，通過將所述探針卡的每個所述探針與其相鄰探針的針尖部位的光學影像之間是否存在差異，作為判斷所述探針是否存在顆粒物沾染的條件，在每片晶圓的電性測試完畢后及在所述探針的每次清潔后，分別進行對相鄰所述探針逐個比對的顆粒物沾染檢查，據(jù)此作出所述探針是否需要進行清潔或再次清潔的判斷及進行對應(yīng)處理，并在再次清潔時增加了扎針次數(shù)及扎針針壓，實現(xiàn)對所述探針是否需要清潔及清潔效果的有效控制。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種探針卡探針的顆粒物清潔控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：設(shè)定所述探針卡的所述探針的顆粒物沾染的檢查周期，并按照檢查周期，對規(guī)定片數(shù)的晶圓進行晶圓的電性測試；

步驟二：在所述檢查周期規(guī)定片數(shù)晶圓的電性測試完畢后，對所述探針卡的全部所述探針逐個進行顆粒物的沾染檢查，通過將所述探針卡的每個所述探針與其相鄰探針的針尖部位的光學影像之間進行比對，根據(jù)定義相比對的相鄰所述探針針尖部位的光學影像之間是否存在差異的條件，來整體判斷所述探針是否存在顆粒物沾染；其中，當每組相比對的相鄰所述探針針尖部位的光學影像之間都不存在差異時，判斷所述探針整體不存在顆粒物沾染，當只要其中一組相比對的相鄰所述探針針尖部位的光學影像之間存在差異時，即判斷所述探針整體存在顆粒物沾染；

步驟三：當判斷所述探針整體不存在顆粒物沾染時，執(zhí)行對所述探針繼續(xù)用于進行晶圓的電性測試；當判斷所述探針整體存在顆粒物沾染時，即執(zhí)行對全部的所述探針進行砂紙扎針清潔；

步驟四：對清潔完畢的所述探針，按照步驟二再次進行所述顆粒物的沾染檢查，并根據(jù)對所述探針整體是否存在顆粒物沾染的判斷結(jié)果，按照步驟三執(zhí)行對所述探針繼續(xù)用于進行晶圓的電性測試或進行再次清潔的處理；

步驟五：對進行再次清潔后的所述探針，在允許再次清潔的次數(shù)范圍內(nèi)，重復按照步驟四執(zhí)行對所述探針的沾染檢查和再次清潔的處理，直至所述探針被判斷已整體不存在顆粒物沾染，可繼續(xù)進行晶圓的電性測試，或在到達允許再次清潔的次數(shù)限值后仍判斷所述探針整體存在顆粒物沾染時，進行報警并停機處理。