专利名称：探针台晶圆测试设备以及晶圆测试方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造及测试领域，更具体地说，本发明涉及一种探针台晶圆测试设备以及晶圆测试方法。
背景技术：
探针台(Prober)是用在半导体领域对晶圆上的器件进行特性或故障分析而使用的精密机台。具体地说，晶圆测试设备包括测试机以及探针台(探针卡)，晶圆测试设备通过探针台实现晶圆中的芯片上每个焊盘(PAD)与测试机的稳定连接；并且由测试机判定晶圆上芯片的特性。其中，探针台可分为手动探针台、半自动探针台以及全自动探针台。比较好的探针台主要由基台(精密机械)部分、光学系统、配件(例如，探针座，防震桌，光罩)、以及其他辅助增强系统(例如，激光切割机，温度控制组件)组成。现如今，探针台主要应用于半导体行业以及光电行业的测试。探针台被广泛应用于复杂、高速器件的精密电气测量的研发，旨在确保质量及可靠性，并缩减研发时间和器件制造工艺的成本。随着半导体技术的发展，芯片的集成度越来越高，因此芯片上每个焊盘的尺寸也越来越小，甚至到达了皮(Pico，兆分之一)米以及纳米数量级的程度，由此给晶圆中的芯片上每个焊盘与测试机的稳定连接带来了挑战。由此，希望提供一种能够实现皮米级或纳米级的芯片焊盘自动探测的晶圆测试设备以及晶圆测试方法。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够实现皮米级或纳米级的芯片焊盘自动探测的探针台晶圆测试设备以及晶圆测试方法。根据本发明的第一方面，提供了一种探针台晶圆测试设备，其包括测试机，用于判断所述晶圆上的芯片的特性；探针台，用于通过探针与晶圆中的芯片上的焊盘的接触来将所述焊盘连接至测试机；定位器，用于将所述探针台探针定位至晶圆中的芯片上的焊盘；以及探针台显微镜，其位于所述探针台上方，并且用于捕获所述焊盘与所述探针的对齐情况的图像。 优选地，上述探针台晶圆测试设备还包括显示器，用于显示所述焊盘与所述探针的对齐情况的图像。优选地，在上述探针台晶圆测试设备中，所述探针台是自动探针台。 优选地，在上述探针台晶圆测试设备中，所述定位器是微定位器。优选地，在上述探针台晶圆测试设备中，所述定位器通过真空连接器连接至所述探针台。根据本发明的第二方面，提供了一种晶圆测试方法，其包括利用定位器将所述探针台探针定位至晶圆中的芯片上的焊盘；通过探针台的探针与晶圆中的芯片上的焊盘的接触来将所述焊盘连接至测试机；利用探针台显微镜捕获所述焊盘与所述探针的对齐情况的图像；以及利用测试机判断所述晶圆上的芯片的特性。优选地，优选地晶圆测试方法还包括利用显示器显示所述焊盘与所述探针的对齐情况的图像。优选地，在上述晶圆测试方法中，所述探针台是自动探针台。优选地，在上述晶圆测试方法中，所述定位器是微定位器。优选地，在上述晶圆测试方法中，所述定位器通过真空连接器连接至所述探针台。根据本发明的探针台晶圆测试设备以及晶圆测试方法能够实现皮米级或纳米级的芯片焊盘自动探测。


结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中图I示意性地示出了根据本发明实施例的探针台晶圆测试设备的框图。图2示意性地示出了根据本发明实施例的晶圆测试方法的流程图。
需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
具体实施例方式为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。<第一实施例>在半导体工业中，制造于晶圆上的各种独立器件，最终都使用焊盘来引出各个电学端点。测试这些独立器件的时候，测试机台的探针扎到焊盘，以实现器件的电学连接，从而才能完成各种电学功能测试。图I示意性地示出了根据本发明第一实施例的探针台晶圆测试设备的框图。如图I所示,探针台晶圆测试设备100包括测试机10，用于判断所述晶圆上的芯片的特性；探针台20，用于通过探针与晶圆中的芯片上的焊盘的接触来将所述焊盘连接至测试机；定位器30，用于将所述探针台探针定位至晶圆中的芯片上的焊盘；以及探针台显微镜40，其位于所述探针台上方，并且用于捕获所述焊盘与所述探针的对齐情况的图像。优选地，探针台晶圆测试设备还包括显示器50，用于显示所述焊盘与所述探针的对齐情况的图像。由此，可以实时地监控并反馈探针与焊盘的对齐接触情况。例如，所述探针台是自动探针台，并且可以采用任意合适的自动探针台。例如，所述定位器是微定位器。优选地，所述定位器通过真空连接器60连接至所述探针台。
根据本发明第一实施例的探针台晶圆测试设备能够实现皮米级或纳米级的芯片焊盘自动探测。<第二实施例>图2示意性地示出了根据本发明第二实施例的晶圆测试方法的流程图。如图2所示，根据本发明第二实施例的晶圆测试方法包括利用定位器将所述探针台探针定位至晶圆中的芯片上的焊盘(SI)；通过探针台的探针与晶圆中的芯片上的焊盘的接触来将所述焊盘连接至测试机
(S2)；
利用探针台显微镜捕获所述焊盘与所述探针的对齐情况的图像(S3)；利用测试机判断所述晶圆上的芯片的特性(S4)。优选地，晶圆测试方法还包括利用显示器显示所述焊盘与所述探针的对齐情况的图像(S5)。由此，可以实时地监控并反馈探针与焊盘的对齐接触情况。需要说明的是，本发明并不限定上述步骤的执行顺序。举例来说，为了判定晶圆上的芯片异常与否，可以在该芯片上执行使用探针系统的测试以确定该芯片的电特性。其中，探针台中的探针与芯片上的焊盘发生接触。此后则可以通过探针向焊盘施加测试电流。随后，例如，测试机将与接触焊盘的输出电流相对应的电特性与该探针系统中的数据相比较以判定该芯片正常与否。根据本发明第二实施例的晶圆测试方法能够实现皮米级或纳米级的芯片焊盘自动探测。可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
权利要求
1.一种探针台晶圆测试设备，其特征在于包括 测试机，用于判断所述晶圆上的芯片的特性； 探针台，用于通过探针与晶圆中的芯片上的焊盘的接触来将所述焊盘连接至测试机；定位器，用于将所述探针台探针定位至晶圆中的芯片上的焊盘；以及探针台显微镜，其位于所述探针台上方，并且用于捕获所述焊盘与所述探针的对齐情况的图像。
2.根据权利要求I所述的探针台晶圆测试设备，其特征在于还包括显示器，用于显示所述焊盘与所述探针的对齐情况的图像。
3.根据权利要求I或2所述的探针台晶圆测试设备，其特征在于，所述探针台是自动探针台。
4.根据权利要求I或2所述的探针台晶圆测试设备，其特征在于，所述定位器是微定位器。
5.根据权利要求I或2所述的探针台晶圆测试设备，其特征在于，所述定位器通过真空连接器连接至所述探针台。
6.一种晶圆测试方法，其特征在于包括 利用定位器将所述探针台探针定位至晶圆中的芯片上的焊盘； 通过探针台的探针与晶圆中的芯片上的焊盘的接触来将所述焊盘连接至测试机； 利用探针台显微镜捕获所述焊盘与所述探针的对齐情况的图像；以及 利用测试机判断所述晶圆上的芯片的特性。
7.根据权利要求6所述的晶圆测试方法，其特征在于还包括利用显示器显示所述焊盘与所述探针的对齐情况的图像。
8.根据权利要求6或7所述的晶圆测试方法，其特征在于，所述探针台是自动探针台。
9.根据权利要求6或7所述的晶圆测试方法，其特征在于，所述定位器是微定位器。
10.根据权利要求6或7所述的晶圆测试方法，其特征在于，所述定位器通过真空连接器连接至所述探针台。
全文摘要
本发明提供了一种探针台晶圆测试设备以及晶圆测试方法。根据本发明的探针台晶圆测试设备包括测试机，用于判断所述晶圆上的芯片的特性；探针台，用于通过探针与晶圆中的芯片上的焊盘的接触来将所述焊盘连接至测试机；定位器，用于将所述探针台探针定位至晶圆中的芯片上的焊盘；以及探针台显微镜，其位于所述探针台上方，并且用于捕获所述焊盘与所述探针的对齐情况的图像。探针台晶圆测试设备还包括显示器，用于显示所述焊盘与所述探针的对齐情况的图像。根据本发明的探针台晶圆测试设备以及晶圆测试方法能够实现皮米级或纳米级的芯片焊盘自动探测。
文档编号G01R31/26GK102749570SQ201210261888
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月26日 优先权日2012年7月26日
发明者马松 申请人:上海宏力半导体制造有限公司