[發明專利]一種晶圓上MMIC裸片的快速自動測試方法

在審

• 申請號: 201710727174.1
• 申請日: 2017-08-23
• 公開（公告）號: CN107589364A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 朱學波;胡寶剛
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十一研究所
• 主分類號: G01R31/28
• 分類號: G01R31/28;H01L21/66
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司37252
• 代理人: 朱玉建

技術領域

本發明涉及一種晶圓上MMIC裸片的快速自動測試方法。

背景技術

晶圓是制作MMIC(即微波單片集成電路)所用的晶片，是制造MMIC的基本原料。在晶圓上可以加工制作各種電路元件結構，形成未切割、未封裝的微波單片集成電路的裸片，微波單片集成電路綜合測試系統可用于晶圓狀態下的MMIC裸片參數綜合測試，測試每片晶圓上成千上萬個MMIC裸片電性能指標。對于大量生產MMIC情況，其所用晶圓量較多，每片晶圓上設計的MMIC裸片位置有規律且一致，因此對自動測試系統而言，只要輸入一片晶圓上每個MMIC裸片的測試點坐標，雖然測試點坐標數據量大，輸入用時長，但因為可以滿足同類其它所有晶圓上MMIC裸片的測試，因此分攤到每個MMIC裸片而言，其測試時間可以接受。而對于國內更多的小批量MMIC定制用戶而言，由于他們委托MMIC廠家定制芯片量少，一般一片晶圓幾千個MMIC器件就可以滿足需求，如采用批量晶圓測試同樣的測試方式，花費大量的時間精力輸入的各測試點坐標卻只能使用一次，就凸顯出單片晶圓測試成本高和測試效率差的問題，因此目前一般對委托加工好的一片或少量晶圓上MMIC裸片的測試，通常采用手動控制探針臺對晶圓上每個MMIC裸片測試的方式，測試工作較為復雜，需要花費大量時間用于探針臺探針對MMIC裸片測試點的定位工作。對晶圓上MMIC裸片的測試是有一定風險的，因為此時MMIC裸片還沒有進行切割和封裝，沒有封裝就沒有良好的散熱能力，因此采用上述方式長時間對MMIC裸片進行測試時，裸片特別是功率類MMIC裸片工作溫度可能很高，測試時間一旦延長，燒毀MMIC裸片的風險就急劇增加。因此對MMIC裸片的測試還需要盡可能的快速、使其處工作狀態的時間越短越好，手動測試需要中斷以便晶圓散熱，這是目前采用的對小批量MMIC裸片手動測試的另一個缺點。采用微波單片集成電路綜合測試系統對小批量MMIC裸片測試方面可以提供更好的測試支持，在參數測試方面可以通過自動程控各測試儀器加快測試時間，但目前在測試探針的坐標定位方面仍需時間較長。

如圖1所示，微波單片集成電路綜合測試系統組成包括主控計算機、各類通用儀器等設備及開關切換裝置、探針臺和測試探針等專用測試設備。探針臺及探針實現開關切換裝置與MMIC管腳連接測試；開關切換裝置實現通用儀器與探針之間的測試通道切換及測試信號調理；各類通用儀器實現開關切換裝置信號的加載、測試和分析；主控計算機實現系統軟件平臺的運行，控制系統所有儀器設備運行并進行測試數據的最終分析。晶圓上被測MMIC裸片的管腳具有統一的標準形式，分為G(地)和S(信號)兩類，通過G-S-G、G-S-S-G等不同排列方式組成測試連接管腳列，相鄰管腳間距有100μm、150μm、200μm、250μm等標準距離，這種間距的管腳只能通過顯微鏡才能進行區分。因此現階段對小批量特別是單片晶圓上成千上萬片MMIC裸片的測試，一般采用顯微鏡下手動方式逐片測試的方式。測試時，根據被測MMIC裸片管腳間距及排列組成方式選擇相對應的測試探針進行測試，由于要在顯微鏡下控制探針臺移動以實現探針針尖與被測管腳的連接，所以在手動控制方式下對每片MMIC裸片測試時所用的連接時間都很長，相應的每片MMIC裸片測試時間也很長，測試效率很低。同時，由于被測MMIC裸片測試時間長，即通電工作時間長，由于MMIC裸片為管芯狀態，不具備良好散熱能力，易造成被測MMIC裸片過熱損壞。

發明內容

本發明的目的在于提出一種晶圓上單種類MMIC裸片的快速自動測試方法，該方法在采用微波單片集成電路綜合測試系統加快測試過程的基礎上，同時通過三點定位的方式批量計算被測MMIC裸片測試管腳坐標，加快測試系統對MMIC裸片的測試速度。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種晶圓上單種類MMIC裸片的快速自動測試方法，基于微波單片集成電路綜合測試系統對MMIC裸片進行測試；利用三點式坐標定位法實現被測晶圓上MMIC裸片測試點的快速自動定位，被測晶圓上MMIC裸片測試點的具體定位過程如下：

首先將晶圓上的MMIC裸片以行、列的形式進行編號，則MMIC裸片以m行n列的方式有序排列，m、n均為自然數；被測晶圓上MMIC裸片測試點的定位步驟包括：

s1手動控制探針移動確定初始參考點編號(1,1)的MMIC裸片管腳坐標(a₁,b₁)；