申请/专利权人：上海华虹宏力半导体制造有限公司

申请日：2018-04-23

公开（公告）日：2020-11-24

公开（公告）号：CN108535519B

主分类号：G01R1/067(20060101)

分类号：G01R1/067(20060101);G01R31/26(20140101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.11.24#授权;2018.10.16#实质审查的生效;2018.09.14#公开

摘要：本发明公开了一种半导体芯片测试探针卡，该探针卡上制造有同一晶圆上所有类型芯片电学测试所需要的探针。本发明还公开了一种利用上述探针卡的半导体芯片测试系统，通过探针卡连接测试被测芯片，将测试结果记录为不同种类的失效信息，根据失效信息的种类将失效信息输出至对应的存储服务器。本发明还公开了一种利用上述探针卡的半导体芯片测试方法。本发明的测试系统和测试方法降低了探针卡制卡成本，避免多次制造探针卡，总体生产成本降低，并且一个多合一探针卡对应一个晶圆上的所有芯片，便于探针卡的管理。本发明能一次完成多个芯片的全流程测试，提高了测试效率。

主权项：1.一种半导体芯片测试系统，其特征在于,包括：探针卡和测试装置；探针卡，制造有同一晶圆上所有类型芯片电学测试所需要的探针；芯片类型的划分条件：芯片种类、芯片形状、芯片尺寸和芯片焊垫排布关系均不同的芯片被划分为不同类型；测试装置，通过探针卡连接被测芯片，将测试结果记录为不同种类的失效信息，根据失效信息的种类将失效信息输出至对应的存储服务器；测试装置采用SOC测试仪；SOC测试仪的DFM模块记录不同类型的失效BIN信息,SOC测试仪对不同种类的失效BIN信息进行区分，将不同种类的失效BIN信息上传到对应的服务器上。

全文数据：半导体芯片测试探针卡及测试系统和测试方法技术领域[0001]本发明涉及半导体领域，特别是涉及一种半导体芯片测试探针卡。本发明还涉及一种半导体芯片测试系统和一种半导体芯片测试方法。背景技术[0002]现有的晶圆测试机台在进行一般测试时，硅片放置于测试机台中，通过专用的探针卡连接到晶圆上的单个芯片DIE上的焊垫PAD上，探针与晶圆上的待测器件进行物理和电学的接触，在电学测试中，它们传递进出晶圆测试结构焊垫的电流，一张探针卡上一般有数百个探针，排列正确且保持在同一个平面上。[0003]在现有半导体领域的测试中，测试对象都是针对单一种类或单一型号的芯片进行测试的，测试数据存储在DFM模块DataFailureMemory，数据失效存储模块）中。对于同时具有多个种类芯片，芯片形状大小都不相同，且芯片PAD排布各不相同的晶圆，也是挑选出晶圆芯片图形中相同位置的同种芯片进行测试的。这种常规的测试方法效率低，测试成本高。发明内容[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种半导体芯片测试探针卡，该探针卡能适用于同一晶圆上所有类型芯片的电学测试。芯片类型的划分条件:芯片种类、芯片形状、芯片尺寸和芯片焊垫排布关系均不同的芯片被划分为不同类型。[0005]本发明要解决的另一技术问题是提供一种利用上述半导体芯片测试探针卡对芯片种类、芯片形状、芯片尺寸和芯片焊垫排布关系均不同且位于同一晶圆上的半导体芯片进行半导体芯片测试的系统。[0006]本发明要解决的再一技术问题是提供一种利用上述半导体芯片测试探针卡对芯片种类、芯片形状、芯片尺寸和芯片焊垫排布关系均不同且位于同一晶圆上的半导体芯片进行半导体芯片测试的方法。[0007]为解决上述技术问题，本发明提供的一种半导体芯片测试探针卡，该探针卡上制造有同一晶圆上所有类型芯片电学测试所需要的探针；[0008]芯片类型的划分条件:芯片种类、芯片形状、芯片尺寸和芯片焊垫排布关系均不同的芯片被划分为不同类型。[0009]进一步改进所述半导体芯片测试探针卡，其中：各被测芯片的探针预定顺序排布在测试探针卡上。预定顺序可以根据实际测试任意指定，比如芯片A和芯片B相邻则优选将芯片A和芯片B探针也相邻设置，以此类推。根据各芯片的位置关系合理的设置探针的排布。[0010]本发明提供一种半导体芯片测试系统，包括:探针卡和测试装置；[0011]探针卡，制造有同一晶圆上所有类型芯片电学测试所需要的探针;芯片类型的划分条件包括:芯片种类、芯片形状、芯片尺寸和芯片焊垫排布关系；[0012]测试装置，通过探针卡连接测试被测芯片，将测试结果记录为不同种类的失效信息，根据失效信息的种类将失效信息输出至对应的存储服务器。[0013]其中，测试装置采用SOC测试仪。SOC测试仪的DFM模块记录不同类型的失效BIN信息，SOC测试仪对不同种类的失效BIN信息进行区分，将不同种类的失效BIN信息上传到对应的服务器上。[0014]本发明提供一种半导体芯片测试方法，包括以下步骤：[0015]1将同一晶圆上所有类型芯片电学测试所需要的探针制造在同一张探针卡上;芯片类型的划分条件:芯片种类、芯片形状、芯片尺寸和芯片焊垫排布关系均不同的芯片被划分为不同类型。[0016]2将探针卡连接被测芯片，通过测试装置执行测试；[0017]3将测试结果记录为不同种类的失效信息；[0018]4根据失效信息的种类将失信息输出至对应的存储服务器。[0019]进一步改进所述半导体芯片测试方法，测试装置采用S0C测试伩。S0C测试仪的DFM模块记录不同类型的失效BIN信息，SOC测试仪对不同种类的失效BIN信息进行区分，将不同种类的失效BIN信息上传到对应的服务器上。[0020]本发明将同一晶圆上芯片种类、芯片形状、芯片尺寸和芯片焊垫排布关系均不同的各被测试芯片的所有探针制造在同一张探针卡上。利用此张多合一（多芯片探针合一）的探针卡完成多芯片的全流程测试。本发明不同类型芯片的定义，在本发明中没有任何限制，例如包括芯片种类、芯片形状、芯片尺寸、芯片焊垫排布、各信号PIN的类型等。利用测试仪，例如S0C测试仪的DFM模块对记录的BIN信息进行存储。记录的BIN信息为不同类型的失效BIN信息，不是芯片内的失效数据。利用S0C测试仪CPU对BIN信息进行处理，将测试结果上传到对应的服务器上。将BIN信息进行处理包含对不同种类的失效BIN信息进行区分，以将不同的BIN信息上传到对应的正确的服务器。[0021]本发明有益效果至少包括：[0022]1、多合一探针卡降低了探针卡制卡成本，避免多次制造探针卡，总体生产成本降低，并且一个多合一探针卡对应一个晶圆上的所有芯片，便于探针卡的管理；[0023]2、一次完成多个芯片的全流程测试，提高了测试效率，这同时也反映在降低测试成本上。附图说明[0024]下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：[0025]图1是现有半导体芯片探针卡测试示意图。[0026]图2是本发明半导体芯片探针卡测试示意图。[0027]附图标记说明[0028]1是第一探针卡[0029]2是第二探针卡[0030]3是第一探针卡对应第一芯片电源PIN1焊垫的探针[0031]4是第二探针卡对应第二芯片电源PIN2焊垫的探针[0032]5是第一探针卡对应第一芯片GND1焊垫的探针[0033]6是第二探针卡对应第二芯片GND2焊垫的探针[0034]7是第一探针卡对应第一芯片普通信号PIN1焊垫的探针[0035]8是第二探针卡对应第二芯片普通信号PIN2焊垫的探针[0036]9是多合一探针卡，图中所示为二合一探针卡[0037]10是多合一探针卡对应电源PIN1焊垫的探针[0038]11是多合一探针卡对应电源PIN2焊垫的探针[0039]12是多合一探针卡对应GND1焊垫的探针[0040]I3是多合一探针卡对应GND2焊垫的探针[0041]14是多合一探针卡对应普通信号PIN1焊垫的探针[0042]15是多合一探针卡对应普通信号PIN2焊垫的探针[0043]1’是第一探针卡对应的第一芯片[0044]2’是第二探针卡对应的第二芯片[0045]3’是第一芯片的电源PIN1的焊垫[0046]4’是第二芯片的电源PIN2的焊垫[0047]5’是第一芯片的GND1的焊垫[0048]6’是第二芯片的GND2的焊垫[0049]7’是第一芯片的普通信号PIN1的焊垫[0050]8’是第二芯片的普通信号PIN2的焊垫具体实施方式[0051]参考图1所示，某晶圆上设有多个第一芯片1’和多个第二芯片2’。[0052]第一芯片1’上设有第一芯片的电源PIN1的焊垫3’、是第一芯片的GND1的焊垫5’和第一芯片的普通信号PIN1的焊垫7’共三个焊垫，假设该三个焊垫的排布关系构成三角形A。[0053]第二芯片2’上设有第二芯片的电源PIN2的焊垫4’、第二芯片的GND2的焊垫6’和第二芯片的普通信号PIN2的焊垫8’共三个焊垫，，假设该三个焊垫的排布关系构成三角形B。其中三角形A和三角形B不同，即第一芯片1’的三个焊垫排布关系和第二芯片2’的三个焊垫排布关系不同。[0054]按现有技术的方案，分别制造第一探针卡1和第二探针卡2。[0055]该第一探针卡1上设有与第一芯片1’上三个焊垫对应的探针，即第一探针卡1对应第一芯片1’电源PIN1焊垫的探针3、第一探针卡1对应第一芯片1’GND1焊垫的探针5和第一探针卡1对应第一芯片1’普通信号PIN1焊垫的探针7。[0056]该第二探针卡2上设有与第二芯片2’上三个焊垫对应的探针，即第二探针卡2对应第二芯片2’电源PIN2焊垫的探针4、第二探针卡2对应第二芯片2’GND2焊垫的探针6和第二探针卡对应第二芯片普通信号PIN2焊垫的探针8。[0057]本发明提供的一种半导体芯片测试探针卡，该探针卡上制造有同一晶圆上所有类型芯片电学测试所需要的探针；[0058]芯片类型的划分条件包括:芯片种类、芯片形状、芯片尺寸和芯片焊垫排布关系。[0059]兹举上述半导体芯片测试探针卡一可行实施例，参考图2所示。[0060]某晶圆上设有多个第一芯片1’和多个第二芯片2’。[0061]第一芯片1’上设有第一芯片的电源PIN1的焊垫3’、是第一芯片的GND1的焊垫5’和第一芯片的普通信号PIN1的焊垫7’共三个焊垫，假设该三个焊垫的排布关系构成三角形A。[0062]第二芯片2’上设有第二芯片的电源PIN2的焊垫4’、第二芯片的GND2的焊垫6’和第二芯片的普通信号PIN2的焊垫8’共三个焊垫，，假设该三个焊垫的排布关系构成三角形B。其中三角形A和三角形B不同，即第一芯片1’的三个焊垫排布关系和第二芯片2’的三个焊垫排布关系不同。[0063]制造二合一探针卡9,该二合一探针卡9上探针的排布顺序按第一芯片1’和第二芯片2的位置关系确定，因该晶圆只有两种类型的芯片即第一芯片1’和第二芯片2并且各第一芯片1’和第二芯片2的位置关系相同，所以只要制造二合一探针卡9就可以完成晶圆上所有芯片的测试。当同一晶圆上芯片类型增减时可以采用类推的方式确定探针卡上探针的合理排布。优选方案:找出芯片类型的数量，然后每类型芯片提取一个，再根据提取的各不同类型芯片间的排布关系制造多合一探针卡。[0064]该二合一探针卡9上根据晶圆上第一芯片1’和第二芯片2的位置关系焊垫关系）排布有多合一探针卡对应电源PIN1焊垫的探针10、多合一探针卡对应电源PIN2焊垫的探针11、多合一探针卡对应GND1焊垫的探针12、多合一探针卡对应GND2焊垫的探针13、多合一探针卡对应普通信号PIN1焊垫的探针14和多合一探针卡对应普通信号PIN2焊垫的探针15。[0065]相应的，各被测芯片的探针预定顺序排布在测试探针卡上。预定顺序可以根据实际测试任意指定，比如芯片A和芯片B相邻则优选将芯片A和芯片B探针也相邻设置，以此类推。根据各芯片的位置关系合理的设置探针的排布。[0066]本发明提供一种半导体芯片测试系统，包括:探针卡和测试装置；[0067]假设测试晶圆的结构为:设有多个第一芯片1’和多个第二芯片2’。[0068]第一芯片1’上设有第一芯片的电源PIN1的焊垫3’、是第一芯片的GND1的焊垫5’和第一芯片的普通信号PIN1的焊垫7’共三个焊垫，假设该三个焊垫的排布关系构成三角形A。[0069]第二芯片2’上设有第二芯片的电源PIN2的焊垫4’、第二芯片的GND2的焊垫6’和第二芯片的普通信号PM2的焊垫8’共三个焊垫，，假设该三个焊垫的排布关系构成三角形B。其中三角形A和三角形B不同，即第一芯片1’的三个焊垫排布关系和第二芯片2’的三个焊垫排布关系不同。[0070]那么，参考图2所示，制造二合一探针卡9,二合一探针卡9上根据晶圆上第一芯片1’和第二芯片2的位置关系焊垫关系）排布有多合一探针卡对应电源PIN1焊垫的探针10、多合一探针卡对应电源PIN2焊垫的探针11、多合一探针卡对应GND1焊垫的探针12、多合一探针卡对应GND2焊垫的探针I3、多合一探针卡对应普通信号PIN1焊垫的探针14和多合一探针卡对应普通信号PIN2焊垫的探针15。[0071]测试装置，通过探针卡连接测试被测芯片，将测试结果记录为不同种类的失效信息，根据失效信息的种类将失效信息输出至对应的存储服务器。[0072]在一可行实施例中，测试装置采用S0C测试仪。S0C测试仪的DFM模块记录不同类型的失效BIN信息，S0C测试仪对不同种类的失效BIN信息进行区分，将不同种类的失效BIN信息上传到对应的服务器上。[0073]本发明提供一种半导体芯片测试方法，包括以下步骤：[0074]假设测试晶圆的结构为:设有多个第一芯片1’和多个第二芯片2’。[0075]第一芯片1’上设有第一芯片的电源PIN1的焊垫3’、是第一芯片的GND1的焊垫5’和第一芯片的普通信号PIN1的焊垫7’共三个焊垫，假设该三个焊垫的排布关系构成三角形A。[0076]第二芯片2,上设有第二芯片的电源PIN2的焊垫4’、第二芯片的GND2的焊垫6’和第二芯片的普通信号PIN2的焊垫8’共三个焊垫，，假设该三个焊垫的排布关系构成三角形B。其中三角形A和三角形B不同，即第一芯片1，的三个焊垫排布关系和第二芯片2’的三个焊垫排布关系不同。[0077]1参考图2所示，制造二合一探针卡9,二合一探针卡9上根据晶圆上第一芯片1’和第二芯片2的位置关系焊垫关系排布有多合一探针卡对应电源PIN1焊垫的探针1〇、多合一探针卡对应电源PIN2焊垫的探针11、多合一探针卡对应GND1焊垫的探针12、多合一探针卡对应GND2焊垫的探针13、多合一探针卡对应普通信号Pmi焊垫的探针14和多合一探针卡对应普通信号PIN2焊垫的探针15。[0078]2将二合一探针卡9顺序连接多个第一芯片1’和多个第二芯片2’，通过测试装置执行测试；[0079]3将测试结果记录为不同种类的失效信息；[0080]4根据失效信息的种类将失信息输出至对应的存储服务器。[0081]进一步改进所述半导体芯片测试方法，可以测试装置采用S0C测试仪。S0C测试仪的DFM模块记录不同类型的失效BIN信息，S0C测试仪对不同种类的失效BIN信息进行区分，将不同种类的失效BIN信息上传到对应的服务器上。[0082]以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

权利要求：1.一种半导体芯片测试探针卡，其特征在于：该探针卡上制造有同一晶圆上所有类型芯片电学测试所需要的探针；芯片类型的划分条件:芯片种类、芯片形状、芯片尺寸和芯片焊垫排布关系均不同的芯片被划分为不同类型。2.如权利要求1所述的半导体芯片测试探针卡，其特征在于:各被测芯片的探针预定顺序排布在探针卡上。3.—种半导体芯片测试系统，其特征在于，包括:探针卡和测试装置；探针卡，制造有同一晶圆上所有类型芯片电学测试所需要的探针；芯片类型的划分条件:芯片种类、芯片形状、芯片尺寸和芯片焊垫排布关系均不同的芯片被划分为不同类型；测试装置，通过探针卡连接测试被测芯片，将测试结果记录为不同种类的失效信息，根据失效信息的种类将失效信息输出至对应的存储服务器。4.如权利要求3所述的半导体芯片测试系统，其特征在于:测试装置采用SOC测试仪。5.如权利要求4所述的半导体芯片测试系统，其特征在于:SOC测试仪的DFM模块记录不同类型的失效BIN信息，SOC测试仪对不同种类的失效BIN信息进行区分，将不同种类的失效BIN信息上传到对应的服务器上。6.—种半导体芯片测试方法，其特征在于，包括以下步骤：1将同一晶圆上所有类型芯片电学测试所需要的探针制造在同一张探针卡上;芯片类型的划分条件:芯片种类、芯片形状、芯片尺寸和芯片焊垫排布关系均不同的芯片被划分为不同类型；2将探针卡连接被测芯片，通过测试装置执行测试；3将测试结果记录为不同种类的失效信息；4根据失效信息的种类将失信息输出至对应的存储服务器。7.如权利要求4所述的半导体芯片测试方法，其特征在于:测试装置采用SOC测试仪。8.如权利要求4所述的半导体芯片测试方法，其特征在于:S0C测试仪的DFM模块记录不同类型的失效BIN信息，SOC测试仪对不同种类的失效BIN信息进行区分，将不同种类的失效BIN信息上传到对应的服务器上。

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