測(cè)試探針對(duì)準(zhǔn)控制的方法
【專利摘要】公開了對(duì)準(zhǔn)諸如晶圓級(jí)測(cè)試探針的探針和晶圓接觸件的系統(tǒng)和方法。一種示例性方法包括在晶圓測(cè)試系統(tǒng)接收包括多個(gè)對(duì)準(zhǔn)接觸件的晶圓和包括多個(gè)探測(cè)點(diǎn)的探針卡。接收歷史偏差校正。基于該歷史偏差校正，確定探針卡相對(duì)于晶圓的方位值。使用方位值對(duì)準(zhǔn)探針卡和晶圓以試圖使得第一探測(cè)點(diǎn)接觸第一對(duì)準(zhǔn)接觸件。評(píng)價(jià)第一探測(cè)點(diǎn)和第一對(duì)準(zhǔn)接觸件的連接性。利用對(duì)準(zhǔn)的探針卡實(shí)施晶圓的電測(cè)試，以及基于方位值更新歷史偏差校正。
【專利說明】測(cè)試探針對(duì)準(zhǔn)控制的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對(duì)準(zhǔn)探針和晶圓接觸件的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體集成電路(IC)產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷快速增長(zhǎng)。在IC發(fā)展的過程中，當(dāng)幾何尺寸(即，使用制造工藝可制造的最小的部件(或線))減小時(shí)，功能密度(即，每芯片面積的互連器件的數(shù)目)通常會(huì)增大。這種按比例縮小的工藝通常會(huì)提供提高生產(chǎn)效率和降低相關(guān)成本的利益。這種按比例縮小同樣也增加了加工和制造IC的復(fù)雜性，而且，對(duì)將要實(shí)現(xiàn)的這些改進(jìn)來說，還需要IC制造方面的相似發(fā)展。
[0003]例如，晶圓測(cè)試是其中一個(gè)具有改進(jìn)空間的制造領(lǐng)域，晶圓測(cè)試是用于確定器件性能和制造缺陷的機(jī)制。在切割(從半導(dǎo)體晶圓去除諸如芯片的電路元件)之前，對(duì)測(cè)試結(jié)構(gòu)和位于晶圓上的功能器件進(jìn)行電性能方面的評(píng)價(jià)。晶圓測(cè)試系統(tǒng)通常利用探針卡建立與晶圓上的測(cè)試焊盤的穩(wěn)定電連接。探針和晶圓測(cè)試焊盤的不對(duì)準(zhǔn)影響測(cè)試結(jié)果并可對(duì)探針卡、晶圓、IC產(chǎn)生損壞，并且造成產(chǎn)量損失。目前的探針對(duì)準(zhǔn)方法需要操作者目測(cè)檢查探針和焊盤之間的接觸。如果探針和晶圓沒有適當(dāng)?shù)貙?duì)準(zhǔn)，則從晶圓去除探針卡，對(duì)其校正并再次應(yīng)用。
[0004]盡管限定測(cè)試操作者的任職資格，但是仍存在效率低和潛在的失誤。此外，朝著更小器件和更大晶圓的發(fā)展可能增加對(duì)準(zhǔn)時(shí)間并導(dǎo)致人類操作者在沒有高昂費(fèi)用的顯微檢查工具下不能目測(cè)對(duì)準(zhǔn)部件的境況。因此雖然目前的晶圓測(cè)試方法已經(jīng)提供積極的結(jié)果，但是他們并不能在各方面都盡如人意。需要對(duì)準(zhǔn)機(jī)制方面的改進(jìn)，因?yàn)樗鼈兙哂刑岣咝?、減小晶圓損壞并實(shí)現(xiàn)先進(jìn)技術(shù)的測(cè)試的可能性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種方法，包括:在晶圓測(cè)試系統(tǒng)接收包括多個(gè)對(duì)準(zhǔn)焊盤的晶圓；在所述晶圓測(cè)試系統(tǒng)接收包括多個(gè)探測(cè)點(diǎn)的探針卡；接收歷史偏差校正；基于所述歷史偏差校正確定所述探針卡相對(duì)于所述晶圓的方位值；以及使用所述方位值將所述探針卡對(duì)準(zhǔn)至所述晶圓，其中所述對(duì)準(zhǔn)是試圖使所述多個(gè)探測(cè)點(diǎn)中的第一探測(cè)點(diǎn)與所述多個(gè)對(duì)準(zhǔn)焊盤中的第一對(duì)準(zhǔn)焊盤接觸。
[0006]在上述方法中，其中，基于所述晶圓、與所述晶圓相關(guān)的設(shè)計(jì)、所述探針卡和所述晶圓測(cè)試系統(tǒng)中的至少一個(gè)的特征進(jìn)一步確定所述方位值。
[0007]在上述方法中，其中，所述方位值的確定包括多元回歸模型分析、多元方差分析和偏最小二乘回歸分析中的至少一種。
[0008]在上述方法中，還包括:評(píng)價(jià)所述第一探測(cè)點(diǎn)和所述第一對(duì)準(zhǔn)焊盤的連接性；以及當(dāng)確定所述第一探測(cè)點(diǎn)和所述第一對(duì)準(zhǔn)焊盤連接時(shí):利用對(duì)準(zhǔn)的所述探針卡實(shí)施所述晶圓的電測(cè)試；以及基于所述方位值更新所述歷史偏差校正。
[0009]在上述方法中，還包括:評(píng)價(jià)所述第一探測(cè)點(diǎn)和所述第一對(duì)準(zhǔn)焊盤的連接性；以及當(dāng)確定所述第一探測(cè)點(diǎn)和所述第一對(duì)準(zhǔn)焊盤連接時(shí):利用對(duì)準(zhǔn)的所述探針卡實(shí)施所述晶圓的電測(cè)試；以及基于所述方位值更新所述歷史偏差校正，其中，所述晶圓是第一晶圓并且所述多個(gè)對(duì)準(zhǔn)焊盤是多個(gè)第一對(duì)準(zhǔn)焊盤，所述方法還包括:在所述晶圓測(cè)試系統(tǒng)接收包括多個(gè)第二對(duì)準(zhǔn)焊盤的第二晶圓；基于更新的歷史偏差校正確定所述探針卡相對(duì)于所述第二晶圓的第二方位值；使用所述第二方位值對(duì)準(zhǔn)所述探針卡至所述第二晶圓，其中所述對(duì)準(zhǔn)是試圖使所述第一探測(cè)點(diǎn)與所述多個(gè)第二對(duì)準(zhǔn)焊盤的第二對(duì)準(zhǔn)焊盤接觸；以及利用對(duì)準(zhǔn)的探針卡實(shí)施所述第二晶圓的電測(cè)試。
[0010]在上述方法中，還包括:評(píng)價(jià)所述第一探測(cè)點(diǎn)和所述第一對(duì)準(zhǔn)焊盤的連接性；以及當(dāng)確定所述第一探測(cè)點(diǎn)和所述第一對(duì)準(zhǔn)焊盤連接時(shí):利用對(duì)準(zhǔn)的所述探針卡實(shí)施所述晶圓的電測(cè)試；以及基于所述方位值更新所述歷史偏差校正，其中，所述連接性的評(píng)價(jià)包括檢測(cè)所述第一對(duì)準(zhǔn)焊盤的可識(shí)別的電特征。
[0011]在上述方法中，還包括:評(píng)價(jià)所述第一探測(cè)點(diǎn)和所述第一對(duì)準(zhǔn)焊盤的連接性；以及當(dāng)確定所述第一探測(cè)點(diǎn)和所述第一對(duì)準(zhǔn)焊盤連接時(shí):利用對(duì)準(zhǔn)的所述探針卡實(shí)施所述晶圓的電測(cè)試；以及基于所述方位值更新所述歷史偏差校正，其中，所述連接性的評(píng)價(jià)包括檢測(cè)所述第一對(duì)準(zhǔn)焊盤的可識(shí)別的電特征，其中，所述電特征是所述第一對(duì)準(zhǔn)焊盤和所述多個(gè)對(duì)準(zhǔn)焊盤的第二對(duì)準(zhǔn)焊盤之間的低電阻連接。
[0012]在上述方法中，還包括:評(píng)價(jià)所述第一探測(cè)點(diǎn)和所述第一對(duì)準(zhǔn)焊盤的連接性；以及當(dāng)確定所述第一探測(cè)點(diǎn)和所述第一對(duì)準(zhǔn)焊盤連接時(shí):利用對(duì)準(zhǔn)的所述探針卡實(shí)施所述晶圓的電測(cè)試；以及基于所述方位值更新所述歷史偏差校正，其中，所述連接性的評(píng)價(jià)包括檢測(cè)所述第一對(duì)準(zhǔn)焊盤的可識(shí)別的電特征，其中，所述電特征是所述第一對(duì)準(zhǔn)焊盤和所述多個(gè)對(duì)準(zhǔn)焊盤的第二對(duì)準(zhǔn)焊盤之間的低電阻連接，其中，所述低電阻連接具有小于20Ω的電阻。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種方法，包括:確定影響在半導(dǎo)體晶圓上設(shè)置的對(duì)準(zhǔn)焊盤的位置的半導(dǎo)體晶圓特征；確定影響在探針卡上設(shè)置的探測(cè)點(diǎn)的位置的探針卡特征；接收用于對(duì)準(zhǔn)所述對(duì)準(zhǔn)焊盤和所述探測(cè)點(diǎn)的長(zhǎng)期基準(zhǔn)因子；基于所述半導(dǎo)體晶圓特征、所述探針卡特征和所述長(zhǎng)期基準(zhǔn)因子確定用于定位所述探測(cè)點(diǎn)和所述對(duì)準(zhǔn)焊盤的對(duì)準(zhǔn)因子；使所述探針卡和所述半導(dǎo)體晶圓在由所述對(duì)準(zhǔn)因子確定的方向上接觸；然后使用接觸的所述探針卡實(shí)施所述半導(dǎo)體晶圓的電測(cè)試；以及基于所述對(duì)準(zhǔn)因子更新所述長(zhǎng)期基準(zhǔn)因子。
[0014]在上述方法中，還包括:在使所述探針卡和所述半導(dǎo)體晶圓接觸后，評(píng)價(jià)所述探測(cè)點(diǎn)和所述對(duì)準(zhǔn)焊盤的連接性；以及當(dāng)從所述連接性的評(píng)價(jià)中確定所述探測(cè)點(diǎn)沒有與所述對(duì)準(zhǔn)焊盤連接時(shí):修改所述對(duì)準(zhǔn)因子；從所述半導(dǎo)體晶圓分離所述探針卡；以及然后使用經(jīng)過修改的對(duì)準(zhǔn)因子使所述探針卡和所述半導(dǎo)體晶圓接觸。
[0015]在上述方法中，還包括:在使所述探針卡和所述半導(dǎo)體晶圓接觸后，評(píng)價(jià)所述探測(cè)點(diǎn)和所述對(duì)準(zhǔn)焊盤的連接性；以及當(dāng)從所述連接性的評(píng)價(jià)中確定所述探測(cè)點(diǎn)沒有與所述對(duì)準(zhǔn)焊盤連接時(shí):修改所述對(duì)準(zhǔn)因子；從所述半導(dǎo)體晶圓分離所述探針卡；以及然后使用經(jīng)過修改的對(duì)準(zhǔn)因子使所述探針卡和所述半導(dǎo)體晶圓接觸，其中，所述連接性的評(píng)價(jià)包括檢測(cè)所述對(duì)準(zhǔn)焊盤的可識(shí)別的電特征。
[0016]在上述方法中，還包括:在使所述探針卡和所述半導(dǎo)體晶圓接觸后，評(píng)價(jià)所述探測(cè)點(diǎn)和所述對(duì)準(zhǔn)焊盤的連接性；以及當(dāng)從所述連接性的評(píng)價(jià)中確定所述探測(cè)點(diǎn)沒有與所述對(duì)準(zhǔn)焊盤連接時(shí):修改所述對(duì)準(zhǔn)因子；從所述半導(dǎo)體晶圓分離所述探針卡；以及然后使用經(jīng)過修改的對(duì)準(zhǔn)因子使所述探針卡和所述半導(dǎo)體晶圓接觸，其中，所述連接性的評(píng)價(jià)包括檢測(cè)所述對(duì)準(zhǔn)焊盤的可識(shí)別的電特征，其中，所述電特征是所述對(duì)準(zhǔn)焊盤和設(shè)置在所述半導(dǎo)體晶圓上的另一對(duì)準(zhǔn)焊盤之間的低電阻連接。
[0017]在上述方法中，還包括:在使所述探針卡和所述半導(dǎo)體晶圓接觸后，評(píng)價(jià)所述探測(cè)點(diǎn)和所述對(duì)準(zhǔn)焊盤的連接性；以及當(dāng)從所述連接性的評(píng)價(jià)中確定所述探測(cè)點(diǎn)沒有與所述對(duì)準(zhǔn)焊盤連接時(shí):修改所述對(duì)準(zhǔn)因子；從所述半導(dǎo)體晶圓分離所述探針卡；以及然后使用經(jīng)過修改的對(duì)準(zhǔn)因子使所述探針卡和所述半導(dǎo)體晶圓接觸，其中，所述連接性的評(píng)價(jià)包括檢測(cè)所述對(duì)準(zhǔn)焊盤的可識(shí)別的電特征，其中，所述電特征是所述對(duì)準(zhǔn)焊盤和設(shè)置在所述半導(dǎo)體晶圓上的另一對(duì)準(zhǔn)焊盤之間的低電阻連接，其中，所述低電阻連接具有小于20Ω的電阻。
[0018]在上述方法中，其中，所述半導(dǎo)體晶圓是第一半導(dǎo)體晶圓并且所述對(duì)準(zhǔn)焊盤是第一對(duì)準(zhǔn)焊盤，所述方法還包括:確定影響在第二半導(dǎo)體晶圓上設(shè)置的第二對(duì)準(zhǔn)焊盤的位置的第二半導(dǎo)體晶圓特征；基于所述第二半導(dǎo)體晶圓特征、所述探針卡特征和更新的長(zhǎng)期基準(zhǔn)因子確定用于定位所述探測(cè)點(diǎn)和所述第二對(duì)準(zhǔn)焊盤的第二對(duì)準(zhǔn)因子；使所述探針卡和所述第二半導(dǎo)體晶圓在由所述第二對(duì)準(zhǔn)因子確定的方向上接觸；然后使用接觸的探針卡實(shí)施所述第二半導(dǎo)體晶圓的電測(cè)試；以及基于所述第二對(duì)準(zhǔn)因子更新所述長(zhǎng)期基準(zhǔn)因子。
[0019]在上述方法中，其中，所述對(duì)準(zhǔn)因子的確定包括多元回歸模型分析、多元方差分析和偏最小二乘回歸分析中的至少一種。
[0020]在上述方法中，其中，在使所述探針卡和所述半導(dǎo)體晶圓接觸中使用的方向是第一方向，所述第一方向被確定以對(duì)準(zhǔn)所述對(duì)準(zhǔn)焊盤和所述探測(cè)點(diǎn)，所述方法還包括:在所述第一方向上接觸后，從所述半導(dǎo)體晶圓去除所述探針卡；以及然后使所述探針卡和所述半導(dǎo)體晶圓在由所述對(duì)準(zhǔn)因子確定的第二方向上接觸，所述第二方向被確定以對(duì)準(zhǔn)所述探測(cè)點(diǎn)和設(shè)置在所述半導(dǎo)體晶圓上的測(cè)試焊盤；其中使用在所述第二方向上接觸的探針卡實(shí)施電測(cè)試。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，還提供了一種晶圓，包括:襯底；一個(gè)或多個(gè)管芯，設(shè)置在所述襯底上；保留區(qū)，設(shè)置在所述襯底上并位于所述一個(gè)或多個(gè)管芯的外面；以及對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，設(shè)置在所述襯底上并且包括一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)焊盤，所述對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)被配置以將所述晶圓對(duì)準(zhǔn)至探針。
[0022]在上述晶圓中，其中，所述一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)焊盤中的每一個(gè)都具有可識(shí)別的電特征。
[0023]在上述晶圓中，其中，所述一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)焊盤中的每一個(gè)都具有可識(shí)別的電特征，其中，所述可識(shí)別的電特征是與所述一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)焊盤中的另一個(gè)的低電阻電連接。
[0024]在上述晶圓中，其中，所述對(duì)準(zhǔn)焊盤布置在所述襯底上以形成多軸對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，根據(jù)下面詳細(xì)的描述可以更好地理解本發(fā)明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，對(duì)各種部件沒有按比例繪制并且僅僅用于說明的目的。實(shí)際上，為了清楚討論起見，各種部件的尺寸可以被任意增大或縮小。
[0026]圖1是根據(jù)本發(fā)明的各方面的半導(dǎo)體晶圓的簡(jiǎn)化俯視圖；
[0027]圖2是根據(jù)本發(fā)明的各方面的半導(dǎo)體晶圓的區(qū)域的簡(jiǎn)化俯視圖；
[0028]圖3是根據(jù)本發(fā)明的各方面的位于半導(dǎo)體晶圓的區(qū)域內(nèi)的對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化俯視圖；
[0029]圖4是根據(jù)本發(fā)明的各方面的晶圓級(jí)測(cè)試系統(tǒng)的示意圖；
[0030]圖5a和圖5b是根據(jù)本發(fā)明的各方面實(shí)施晶圓級(jí)器件測(cè)試的方法的流程圖；
[0031]圖6是根據(jù)本發(fā)明的各方面評(píng)價(jià)探針卡和晶圓的對(duì)準(zhǔn)的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]本發(fā)明大體上涉及晶圓測(cè)試系統(tǒng)和工序，更具體而言，涉及對(duì)準(zhǔn)探針接觸件和晶圓接觸件的系統(tǒng)和方法。
[0033]為了實(shí)施本發(fā)明的不同部件，以下公開內(nèi)容提供了許多不同的實(shí)施例或?qū)嵗Ｔ谙旅婷枋鲈筒贾玫奶囟▽?shí)例以簡(jiǎn)化本發(fā)明。當(dāng)然這些僅僅是實(shí)例并不打算限定。例如，在下面的描述中第一部件形成在第二部件上方或者上可以包括其中第一和第二部件以直接接觸形成的實(shí)施例，并且也可以包括其中可以在第一和第二部件之間形成額外的部件使得第一和第二部件不直接接觸的實(shí)施例。此外，在各種實(shí)例中本發(fā)明可能重復(fù)參考編號(hào)和/或字母。這種重復(fù)是為了簡(jiǎn)明和清楚的目的，且他本身并不表示所討論的各種實(shí)施例和/或配置之間的關(guān)系。
[0034]圖1是根據(jù)本發(fā)明的各方面的半導(dǎo)體晶圓100的簡(jiǎn)化俯視圖。半導(dǎo)體晶圓100包括襯底102,該襯底可以包括諸如娃或鍺的元素半導(dǎo)體和/或諸如娃鍺、碳化娃、砷化鎵、砷化銦、氮化鎵和磷化銦的化合物半導(dǎo)體。其他示例性的襯底102包括合金半導(dǎo)體，諸如碳化硅鍺、磷化砷鎵和磷化鎵銦。襯底102可以具有在其內(nèi)限定的一層或多層。在一些實(shí)施例中，襯底層包括外延層。在一個(gè)這種實(shí)施例中，襯底包括覆蓋在塊狀半導(dǎo)體上面的外延層。其他層狀的襯底包括絕緣體上半導(dǎo)體(SOI)襯底。在一個(gè)這種SOI襯底中，襯底102包括通過諸如氧注入分離(SIMOX)的工藝形成的埋氧(BOX)層。
[0035]襯底102可以包括通過諸如離子注入和/或擴(kuò)散的工藝注入的各種P型摻雜區(qū)和/或η型摻雜區(qū)。位于襯底102內(nèi)的這些摻雜區(qū)可以提供各種功能器件或部件，如金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管、圖像傳感器和它們的組合。襯底102可以包括諸如淺溝槽隔離(STI)部件的橫向隔離部件，被設(shè)置以分隔通過包括如光刻圖案化、蝕刻和介電材料沉積的工藝在襯底102上形成的各種器件。在實(shí)施例中，襯底102的區(qū)域包括組合在一起以形成互連件多個(gè)圖案化的介電層和圖案化的導(dǎo)電層，互連件被配置連接各種P型和η型摻雜區(qū)和其他的功能器件。在實(shí)施例中，襯底102包括多層互連(MLI)結(jié)構(gòu)，其中層間電介質(zhì)(ILD)設(shè)置在MLI結(jié)構(gòu)中。
[0036]半導(dǎo)體晶圓100包括一個(gè)或多個(gè)管芯104。每一個(gè)管芯104包括集成電路(IC)，該集成電路(IC)具有各種被配置和互連以形成電路或器件的電子部件106。在各種實(shí)施例中，集成電路包括場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)、雙極結(jié)型晶體管(BJT)、發(fā)光二極管(LED)、圖像傳感器、存儲(chǔ)器件、大功率晶體管和/或高頻器件，如藍(lán)牙器件或3G通訊器件。其他的實(shí)施例包括其他的集成電路器件。晶圓100還包括位于管芯104之間和周圍的保留區(qū)108(為清楚起見在此放大)。在實(shí)施例中，保留區(qū)108包括劃線和從晶圓100分離管芯104時(shí)使用的區(qū)域。
[0037]圖2是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面的半導(dǎo)體晶圓100的區(qū)域的簡(jiǎn)化俯視圖。圖2示出管芯104和保留區(qū)108的邊界。包括管芯104和保留區(qū)108的晶圓100包括若干測(cè)試焊盤202。在一些實(shí)施例中，測(cè)試焊盤202位于管芯104區(qū)域內(nèi)。在一些實(shí)施例中，測(cè)試焊盤202位于保留區(qū)108內(nèi)。在一個(gè)這種實(shí)施例中，測(cè)試焊盤202位于保留區(qū)108內(nèi)的劃線110內(nèi)。在另外的實(shí)施例中，晶圓包括位于管芯104區(qū)域內(nèi)和保留區(qū)108內(nèi)的測(cè)試焊盤202。
[0038]可以將測(cè)試焊盤202連接至功能電路，如位于管芯104內(nèi)的集成電路。在這種實(shí)施例中，晶圓測(cè)試系統(tǒng)可以評(píng)價(jià)功能電路的功能和性能而管芯104仍是晶圓100的一部分。晶圓還可包括電連接至測(cè)試焊盤202的測(cè)試結(jié)構(gòu)204或測(cè)試鍵。在各種實(shí)施例中，測(cè)試結(jié)構(gòu)204位于管芯104內(nèi)和/或保留區(qū)108內(nèi)。測(cè)試結(jié)構(gòu)204包括若干個(gè)諸如晶體管、電阻器、電容器、存儲(chǔ)單元、布線圖案、環(huán)形振蕩器和/或與生產(chǎn)性能相關(guān)的其他器件的器件。由于制造中的變化，電路元件的性能屬性可能在晶圓間顯著變化而且甚至可能在整個(gè)單個(gè)晶圓中變化。然而，隔離和分析位于功能電路內(nèi)的單個(gè)器件可能是困難的，測(cè)試結(jié)構(gòu)204提供一種機(jī)制以用簡(jiǎn)單直接的方式測(cè)試諸如電阻、電容、參考電壓、工作頻率和延遲的這些屬性。
[0039]圖3是根據(jù)本發(fā)明的各方面位于半導(dǎo)體晶圓100的區(qū)域內(nèi)的對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)300的簡(jiǎn)化俯視圖。圖3示出管芯104和保留區(qū)108的邊界。在一些實(shí)施例中，晶圓100包括幫助測(cè)試探針對(duì)準(zhǔn)的對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)300。對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)300包括具有明顯電特征的一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)焊盤302，該電特征允許諸如晶圓測(cè)試系統(tǒng)的系統(tǒng)確定何時(shí)與焊盤302接觸。例如，可以通過導(dǎo)電跡線304連接對(duì)準(zhǔn)焊盤302以在焊盤302之間形成短路(低電阻路徑)。在其他的實(shí)例中，可通過電容、電阻、連接性(如與可識(shí)別的器件或結(jié)構(gòu)的電連接性)和/或其他可測(cè)量的電參數(shù)識(shí)別對(duì)準(zhǔn)焊盤302。在示例性實(shí)施例中，沿著兩個(gè)垂直軸布置對(duì)準(zhǔn)焊盤302從而促進(jìn)多維對(duì)準(zhǔn)。其他的實(shí)施例可以包括單軸配置。
[0040]對(duì)準(zhǔn)焊盤302可以充當(dāng)測(cè)試焊盤202。然而，在一些實(shí)施例中，尤其在但不限于其中識(shí)別特征可能干擾其他測(cè)試的實(shí)施例中，晶圓100還包括與對(duì)準(zhǔn)焊盤302不同的測(cè)試焊盤202。在一些這種實(shí)施例中，布置對(duì)準(zhǔn)焊盤302從而幫助測(cè)試設(shè)備與測(cè)試焊盤202對(duì)準(zhǔn)。例如，在實(shí)施例中，適當(dāng)?shù)貙?duì)準(zhǔn)測(cè)試探針與對(duì)準(zhǔn)焊盤302將使位于相同探測(cè)器件上的另一測(cè)試探針與測(cè)試焊盤202對(duì)準(zhǔn)。作為更多的實(shí)例，在一些實(shí)施例中，對(duì)準(zhǔn)焊盤302平行或正交于測(cè)試焊盤202，和/或提供用于確定測(cè)試焊盤202的位置的參考位置。
[0041]圖4是根據(jù)本發(fā)明的各方面的晶圓級(jí)測(cè)試系統(tǒng)400的示意圖。晶圓測(cè)試系統(tǒng)400包括探針卡402和被設(shè)計(jì)用于可釋放地固定晶圓100的晶圓卡盤404。在各種實(shí)施例中，卡盤404或探針卡402或兩者都連接至鉸接式底座406 (測(cè)試頭)從而使得探針卡402可與晶圓100對(duì)準(zhǔn)。在一些實(shí)施例中，晶圓測(cè)試系統(tǒng)400包括位于鉸接式底座406和探針卡402之間的探針接口板(PIB，未示出)。該P(yáng)IB電連接測(cè)試系統(tǒng)400和探針卡402。
[0042]探針卡402包括被設(shè)計(jì)用于接觸晶圓100的測(cè)試焊盤202的一個(gè)或多個(gè)探測(cè)點(diǎn)408。探測(cè)點(diǎn)408的示例性材料包括鶴、鶴/錸合金、鈹、銅、鈕和/或它們的組合。在實(shí)施例中，探測(cè)點(diǎn)408具有方便接觸測(cè)試焊盤202的錐形接頭。在一些實(shí)施例中，探針卡402是一次性的探針卡。一次性探針卡402接觸位于晶圓100上的足夠的測(cè)試焊盤202以允許晶圓測(cè)試系統(tǒng)在不重新安置探針卡402的情況下評(píng)價(jià)晶圓100和其內(nèi)的器件。在可選的實(shí)施例中，探針卡402是步階式探針卡402。在這種配置中，探針卡402接觸位于晶圓上的測(cè)試焊盤202的子集。在各種實(shí)施例中，該子集連接單個(gè)管芯104，多管芯組(如2、4、6、8或16管芯組)和/或一個(gè)或多個(gè)測(cè)試結(jié)構(gòu)204。一旦探針卡402被用于測(cè)試晶圓100的第一區(qū)域，去除探針卡402并重新安置到第二區(qū)域以實(shí)施其他測(cè)試。
[0043]測(cè)試系統(tǒng)400也可以包括用于提供測(cè)試信號(hào)的信號(hào)發(fā)生器410和用于從晶圓100收集測(cè)試結(jié)果的數(shù)據(jù)記錄器412。在一些實(shí)施例中，測(cè)試系統(tǒng)還包括控制系統(tǒng)414以控制測(cè)試過程、協(xié)調(diào)測(cè)試系統(tǒng)400和探針卡402中的測(cè)試事件、分析測(cè)試結(jié)果以及評(píng)價(jià)晶圓100。
[0044]圖5a和圖5b是根據(jù)本發(fā)明的各方面實(shí)施晶圓級(jí)器件測(cè)試的方法500的流程圖。方法500適合于晶圓級(jí)測(cè)試如可以通過圖4的系統(tǒng)實(shí)施。應(yīng)該理解，可在方法500的步驟之前、之中和之后提供額外的步驟，可在該方法的其他實(shí)施例中替換或刪除所描述的一些步驟?？?02中，接收包括一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)焊盤302的晶圓100并將其裝入晶圓測(cè)試系統(tǒng)中?？?04中，另外接收探針卡402并將其裝入晶圓測(cè)試系統(tǒng)中。框506中，接收歷史偏差校正。歷史偏差校正可能是基于使用目前的晶圓、卡和系統(tǒng)以及其他相似的晶圓、卡和系統(tǒng)的現(xiàn)有晶圓級(jí)測(cè)試的一組現(xiàn)有偏差值?？?08中，為組合探針卡402和晶圓100確定對(duì)準(zhǔn)因子。對(duì)準(zhǔn)因子可被表示為對(duì)應(yīng)于晶圓100和探針卡402的一個(gè)或多個(gè)相對(duì)方位的坐標(biāo)(X，Y，Θ)。在為一次性探針卡402配置的實(shí)施例中，對(duì)準(zhǔn)因子包括被確定以使得探針卡402與對(duì)準(zhǔn)焊盤302接觸的單坐標(biāo)集。在利用步階式探針卡402的實(shí)施例中，對(duì)準(zhǔn)因子包括多個(gè)坐標(biāo)集，每一個(gè)坐標(biāo)集對(duì)應(yīng)于一組對(duì)準(zhǔn)焊盤302并被確定以使得探針卡402與對(duì)準(zhǔn)焊盤302的特定組接觸。
[0045]在各種實(shí)施例中，對(duì)準(zhǔn)因子反映包括歷史偏差校正的若干測(cè)試環(huán)境特征，以及設(shè)計(jì)特征、晶圓100的特征、探針卡402的特征和/或測(cè)試系統(tǒng)400的特征。就設(shè)計(jì)來說，設(shè)計(jì)是用于生產(chǎn)晶圓的模型并且包括部件的理想位置，該部件包括位于晶圓100上的對(duì)準(zhǔn)焊盤302。在實(shí)施例中，對(duì)準(zhǔn)因子取決于設(shè)計(jì)內(nèi)對(duì)準(zhǔn)焊盤302的位置。就晶圓的特征來說，對(duì)準(zhǔn)因子可以模擬多種屬性。這些包括表面不規(guī)則。例如，晶圓100的背部和/或圓周表面的輪廓可能影響晶圓100在卡盤404內(nèi)的適配。在實(shí)施例中，對(duì)準(zhǔn)因子解釋對(duì)對(duì)準(zhǔn)焊盤位置帶來的影響。作為另一實(shí)例，對(duì)準(zhǔn)因子可以解釋晶圓100的頂面或有源面的輪廓不規(guī)則，其影響對(duì)準(zhǔn)焊盤位置。這些不規(guī)則可能歸因于工藝偏差，包括晶圓成形和設(shè)計(jì)中的偏差、層對(duì)準(zhǔn)和層形成中的偏差，以及其他工藝偏差。在實(shí)施例中，對(duì)準(zhǔn)因子還解釋晶圓翹曲。翹曲是可以顯著影響對(duì)準(zhǔn)焊盤302的位置的特定類型的變形。通過內(nèi)力和外力共同作用于晶圓可以引起晶圓翹曲。在一些應(yīng)用中，隨著晶圓100的尺寸增大，晶圓翹曲變得更加顯著。這可能部分是因?yàn)閮?nèi)力和外力的相關(guān)增加，以及部分是因?yàn)閼?yīng)變(由力產(chǎn)生的變形)正比于受力物體的大小。在更多的實(shí)施例中，對(duì)準(zhǔn)因子將解釋其他的晶圓特征。正如所提到的晶圓特征的多個(gè)實(shí)例，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，在各種實(shí)施例中，調(diào)節(jié)因子將模擬任何一個(gè)或多個(gè)特征，并且沒有特定的特征是任何一個(gè)實(shí)施例所必需的。
[0046]對(duì)準(zhǔn)因子還可以模擬探針卡402的特征。正如所設(shè)計(jì)的，對(duì)準(zhǔn)因子可以包括所設(shè)計(jì)的位于探針卡402上的探測(cè)點(diǎn)408的位置。與晶圓100相似，由于測(cè)試系統(tǒng)400內(nèi)探針卡402的適配，由于工藝變化，和/或由于內(nèi)部和外部的變形力，探測(cè)點(diǎn)408可能偏差。此夕卜，非平面的晶圓表面可能扭曲探針卡402從而影響探測(cè)點(diǎn)408的位置進(jìn)而影響對(duì)準(zhǔn)。在一些實(shí)施例中，對(duì)準(zhǔn)因子解釋探針卡402的這些和其他方面。沒有特定的方面是任何單獨(dú)實(shí)施例所必需的。
[0047]就測(cè)試環(huán)境來說，對(duì)準(zhǔn)因子還可以模擬不被晶圓的100或探針卡402的設(shè)計(jì)或特征解釋的對(duì)準(zhǔn)因子。在實(shí)施例中，測(cè)試系統(tǒng)或測(cè)試環(huán)境的這些屬性包括在對(duì)準(zhǔn)因子中被模擬的變化因子ε。
[0048]在一些實(shí)施例中，確定對(duì)準(zhǔn)因子包括基于歷史的和當(dāng)前的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析。在一個(gè)這種實(shí)施例中，回歸分析是多元回歸模型的形式。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，其中晶圓100具有對(duì)應(yīng)于探針卡402和晶圓100的η個(gè)不同的步階式測(cè)試安排的η個(gè)測(cè)試方向，對(duì)準(zhǔn)因子可被確定為以下:
[0049]AF=E/Q
[0050]其中AF是對(duì)準(zhǔn)因子，E是對(duì)準(zhǔn)焊盤302和探測(cè)點(diǎn)408之間的偏差，以及Q是對(duì)偏差的探針靈敏度。Q，即探針靈敏度，是晶圓測(cè)試系統(tǒng)400的屬性而且在各種實(shí)施例中在0.9至1.2的范圍內(nèi)。偏差E，可以被模擬為:
[0051]E= n (Y-Ylt)
[0052]其中η是學(xué)習(xí)比(在一些實(shí)施例中，在0.5至1.5的范圍內(nèi)并且在成熟的技術(shù)中可以接近1.0)，Y是估算的偏差，以及Yu是基于對(duì)偏差長(zhǎng)期分析的偏差校正因子。在本實(shí)
施例中，通過利用多元回歸模型確定Y和Ylt，如下:
【權(quán)利要求】
1.一種方法，包括: 在晶圓測(cè)試系統(tǒng)接收包括多個(gè)對(duì)準(zhǔn)焊盤的晶圓； 在所述晶圓測(cè)試系統(tǒng)接收包括多個(gè)探測(cè)點(diǎn)的探針卡； 接收歷史偏差校正； 基于所述歷史偏差校正確定所述探針卡相對(duì)于所述晶圓的方位值；以及使用所述方位值將所述探針卡對(duì)準(zhǔn)至所述晶圓，其中所述對(duì)準(zhǔn)是試圖使所述多個(gè)探測(cè)點(diǎn)中的第一探測(cè)點(diǎn)與所述多個(gè)對(duì)準(zhǔn)焊盤中的第一對(duì)準(zhǔn)焊盤接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，基于所述晶圓、與所述晶圓相關(guān)的設(shè)計(jì)、所述探針卡和所述晶圓測(cè)試系統(tǒng)中的至少一個(gè)的特征進(jìn)一步確定所述方位值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述方位值的確定包括多元回歸模型分析、多元方差分析和偏最小二乘回歸分析中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 評(píng)價(jià)所述第一探測(cè)點(diǎn)和所述第一對(duì)準(zhǔn)焊盤的連接性；以及 當(dāng)確定所述第一探測(cè)點(diǎn)和所述第一對(duì)準(zhǔn)焊盤連接時(shí): 利用對(duì)準(zhǔn)的所述探針卡實(shí)施所述晶圓的電測(cè)試；以及 基于所述方位值更新所述歷史偏差校正。
5.一種方法，包括: 確定影響在半導(dǎo)體晶圓上設(shè)置的對(duì)準(zhǔn)焊盤的位置的半導(dǎo)體晶圓特征； 確定影響在探針卡上設(shè)置的探測(cè)點(diǎn)的位置的探針卡特征； 接收用于對(duì)準(zhǔn)所述對(duì)準(zhǔn)焊盤和所述探測(cè)點(diǎn)的長(zhǎng)期基準(zhǔn)因子； 基于所述半導(dǎo)體晶圓特征、所述探針卡特征和所述長(zhǎng)期基準(zhǔn)因子確定用于定位所述探測(cè)點(diǎn)和所述對(duì)準(zhǔn)焊盤的對(duì)準(zhǔn)因子； 使所述探針卡和所述半導(dǎo)體晶圓在由所述對(duì)準(zhǔn)因子確定的方向上接觸； 然后使用接觸的所述探針卡實(shí)施所述半導(dǎo)體晶圓的電測(cè)試；以及 基于所述對(duì)準(zhǔn)因子更新所述長(zhǎng)期基準(zhǔn)因子。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，還包括: 在使所述探針卡和所述半導(dǎo)體晶圓接觸后，評(píng)價(jià)所述探測(cè)點(diǎn)和所述對(duì)準(zhǔn)焊盤的連接性；以及 當(dāng)從所述連接性的評(píng)價(jià)中確定所述探測(cè)點(diǎn)沒有與所述對(duì)準(zhǔn)焊盤連接時(shí): 修改所述對(duì)準(zhǔn)因子； 從所述半導(dǎo)體晶圓分離所述探針卡；以及 然后使用經(jīng)過修改的對(duì)準(zhǔn)因子使所述探針卡和所述半導(dǎo)體晶圓接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述連接性的評(píng)價(jià)包括檢測(cè)所述對(duì)準(zhǔn)焊盤的可識(shí)別的電特征。
8.—種晶圓，包括: 襯底； 一個(gè)或多個(gè)管芯，設(shè)置在所述襯底上； 保留區(qū)，設(shè)置在所述襯底上并位于所述一個(gè)或多個(gè)管芯的外面；以及 對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，設(shè)置在所述襯底上并且包括一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)焊盤，所述對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)被配置以將所述晶圓對(duì)準(zhǔn)至探針。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的晶圓，其中，所述一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)焊盤中的每一個(gè)都具有可識(shí)別的電特征。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的晶圓，其中，所述可識(shí)別的電特征是與所述一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)焊盤中的另一個(gè)的低電阻電`連接。
【文檔編號(hào)】H01L23/544GK103489807SQ201210359849
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月13日
【發(fā)明者】陳瑞龍, 廖建智, 羅增錦, 趙蕙韻, 李大勇, 牟忠一, 林進(jìn)祥 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司