[发明专利]晶圆测试监控接触电阻按需清针的方法

说明书

本发明涉及一种晶圆测试监控接触电阻按需清针的方法，只需在测试过程中增加对接触电阻进行测试的测试项，实时监测接触阻抗，当超出控制范围立即通知探针台进行清针。清针后仍会测试接触阻抗，保证起到有效的清针效果。灵活的清针操作，即达到效果，减少接触阻抗带来的误测问题，又节省了测试时间，减少了探针卡的过度消耗。延长探针卡寿命。

技术领域

本发明涉及一种测试技术，特别涉及一种晶圆测试监控接触电阻按需清针的方法。

背景技术

在晶圆量产的测试过程中，探针每次下针的时候，都会刮擦焊盘，在摩擦力和电磁场的作用下，一些非导电材料(例如：碎片、残渣和氧化等)就会在针尖积累，造成针尖的沾污，接触阻抗变大，进一步地造成一些对电压/电流值敏感的测试项失效率比预期的高，比如VOH,VOL和Vddmin的测量等等，误测增多。

接触阻抗上升不采取任何措施，会导致误测增多,目前通用的方法是在量产过程中进行定期的清针(needle clean)来保证良率。通常的测试工厂的做法是设置每几百颗磨一次，但不同的探针卡以及产品特性对磨针要求不一，清针不到位会导致误测很多，而过量的清针既会增加不必要的测试时间又会导致针卡提前到使用寿命。

在量产测试时，影响针尖接触阻抗的主要是由于针尖下针刮擦焊盘产生碎屑，在摩擦力和电磁场的作用下，粘附到针尖上造成的。其次，随着针卡使用针尖形状产生变化，接触面积跟着变化，接触表面变得粗糙也会影响接触阻抗。此外，圆片测试的温度影响氧化过程，造成碎片的生成，也是影响接触阻抗的重要因素。

CP(晶圆测试)测试中解决接触阻抗对良率的影响就靠清针，但清针的过程，对针尖总是有磨损的。磨平了，接触面积大了，probe mark(扎针针迹)太大，封装可靠性会受影响。如果针尖磨尖，局部压强过大，把焊盘下面的电路扎坏。而且，磨的太多，针卡就提前达到寿命。所以，需要设置一个合适的磨针频率。

目前测试工厂的通用做法是定期清针。首先，不同的探针卡和不同的产品对清针的要求不一，往往要通过一定量的测试，不断的调整才能找到一个折中的清针频率；同样的产品不同的测试温度条件，这个频率也需有所调整。其次，随着针卡使用，针尖磨损，原来设置好的清针频率已不满足要求，又需要根据误测的情况来调整磨针的频率。再次，清针的高度和频次设置是否合理，清针后的效果，是否确实清针到位了是没有办法把控的。但是往往测试工厂不会针对每个探针卡的清针频率做这么详细的分析，为保证测试良率的情况下，通常会设置一个较高的清针频率，如此大大浪费了测试时间，又加速了探针卡的损耗速度。

发明内容

本发明是针对清针频率设置不合理、清针效果无法把控、过量清针造成测试时间浪费和探针卡损耗过快的问题，提出了一种晶圆测试监控接触电阻按需清针的方法,将原本的按时清针变为按需清针，通过测试接触阻抗，随时监测是否需要清针，以及清针后的效果。既保证清针的有效性，又减少过多清针对针尖的磨损，延长探针卡寿命。

本发明的技术方案为：一种晶圆测试监控接触电阻按需清针的方法，具体包括如下步骤：

1)小批量测试分析，求出探针前端芯片管脚内部二极管压降：首先，对探针台不设置清针，进行小批量的量产测试，对开/短路的测试结果进行分析，得到二极管压降U2；

2)在晶圆测试中接触测试后面，以及对接触阻抗敏感的测试项前面，加入接触阻抗的测试项Cres：给焊盘施加测试电流I1，测试焊盘管脚的电压为U1，对结果进行处理接触阻抗计算Cres＝(U1-|U2|)/|I1|，设置的极限电阻值，并进行Cres值判断，即Cres值一旦大于极限电阻值则判定该项失效，并分配对应编号；

3)对探针台进行设置，设置失效限制次数，如有连续的Cres项失效，并达到失效限制次数，则触发探针台发出对失效编号的探针进行清针操作指令；