一种探针卡探针的颗粒物清洁控制方法技术

本发明专利技术公开了一种探针卡探针的颗粒物清洁控制方法，在每片晶圆的电性测试完毕后及在探针的每次清洁后，分别进行对相邻探针针尖部位的光学影像之间进行逐个比对的颗粒物沾染检查，据此作出探针是否需要进行清洁或再次清洁的判断及进行对应处理，并限定了允许再次清洁的次数，可及时采取报警及停机处理措施，对多次清洁的效果进行控制，从而可以及时清洁探针沾染的颗粒物，避免盲目清针现象和因缺乏清针效果检测造成沾染颗粒物的探针继续用于晶圆的电性测试、导致测试结果偏差甚至器件烧毁的严重后果，因此，可以对探针卡机台的探针清洁周期及清洁效果进行有效控制。

【技术实现步骤摘要】
一种探针卡探针的颗粒物清洁控制方法
本专利技术涉及一种在半导体微电子测试领域用于晶圆验收测试的探针卡的清洁技术，更具体地，涉及一种对探针卡的探针进行颗粒物清洁时的控制方法。
技术介绍
半导体晶圆制作完成后、进行封装前，为了确保晶圆的良率及避免封装的浪费，在半导体制程中需要进行晶圆验收测试(WaferAcceptanceTest，WAT)。WAT探针卡机台广泛用于对晶圆进行的电性测试，是连接WAT测量仪器与晶圆之间的测试接口。其工作原理是将连接测量仪器的探针卡的探针与待测芯片上的测试焊垫(PAD)或凸块电极直接接触，构成测量回路，通过探针向待测芯片馈入测试信号及回馈芯片信号，再配合测量仪器与软件控制筛选出电性不良的芯片，实现自动化检测。探针卡包括了用来与测试PAD接触的多个探针。在进行测试时，由于探针头部尖端需要与测试PAD表面接触及刮擦(扎针)，会带起测试PAD表面的氧化物或者氮化物等刮屑，导致探针头部沾染上刮擦颗粒物，这会干扰探针和测试PAD之间的电连接，造成检测结果的偏差。因此，需要对使用一定次数后的探针采用与砂纸摩擦的方式(扎针)进行清洁(清针)。现有的探针卡清洁方法，是在对晶圆经过固定扎针次数的测试后，或者是在测试固定片数的晶圆后，将探针与砂纸进行摩擦来清针的。但是，采用这种清洁方式无法确认清针的效果，而且对于在一个清洁周期(通常为一个由多片晶圆组成的测试批)内的测试中途沾染上的颗粒物也无法及时予以清除。随着半导体芯片的高度集成化，测试PAD的数量也在增加、而单位面积也相应缩小，测试PAD之间的排列也变得更加密集。在这种状况下，探针的针尖如果沾染有颗粒物，非但会影响到测试时接触电阻的检测准确性，而且，由于测试PAD和芯片的金属导线之间的间距极小(约为2μm)，沾染颗粒物的探针将造成测试PAD和金属导线之间短路，导致器件烧毁等严重后果。在进行芯片测试时，未能通过测试的芯片会被标上不良品的标示记号，而在其后进行芯片切割时被筛检出来，只有功能正常的芯片才能进行下一阶段的封装制程。芯片测试正成为减低成本与提高良率不可缺少的过程。因此，在当今封装单位成本逐渐提高的趋势下，WAT的准确率和效率已成为晶圆制造成本控制中的一个重要影响环节，对探针清洁的有效控制需求也变得越来越迫切。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种新的探针卡探针的颗粒物清洁控制方法，通过将所述探针卡的每个所述探针与其相邻探针的针尖部位的光学影像之间是否存在差异，作为判断所述探针是否存在颗粒物沾染的条件，在每片晶圆的电性测试完毕后及在所述探针的每次清洁后，分别进行对相邻所述探针逐个比对的颗粒物沾染检查，据此作出所述探针是否需要进行清洁或再次清洁的判断及进行对应处理，并在再次清洁时增加了扎针次数及扎针针压，实现对所述探针是否需要清洁及清洁效果的有效控制。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种探针卡探针的颗粒物清洁控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：设定所述探针卡的所述探针的颗粒物沾染的检查周期，并按照检查周期，对规定片数的晶圆进行晶圆的电性测试；步骤二：在所述检查周期规定片数晶圆的电性测试完毕后，对所述探针卡的全部所述探针逐个进行颗粒物的沾染检查，通过将所述探针卡的每个所述探针与其相邻探针的针尖部位的光学影像之间进行比对，根据定义相比对的相邻所述探针针尖部位的光学影像的面积之间是否存在差异的条件，来整体判断所述探针是否存在颗粒物沾染，并设定相比对的相邻所述探针针尖部位的光学影像的面积之间的差异率容差，来避免将相邻所述探针针尖部位面积大小有略微不同时的比对结果误判为存在颗粒物沾染；其中，当每组相比对的相邻所述探针针尖部位的光学影像之间都不存在差异时，判断所述探针整体不存在颗粒物沾染，当只要其中一组相比对的相邻所述探针针尖部位的光学影像之间存在差异时，即判断所述探针整体存在颗粒物沾染；其中，所述探针针尖部位的光学影像是指从垂直朝向所述探针针尖方向所拍摄的光学影像；步骤三：当判断所述探针整体不存在颗粒物沾染时，执行对所述探针继续用于进行晶圆的电性测试；当判断所述探针整体存在颗粒物沾染时，即执行对全部的所述探针进行砂纸扎针清洁；步骤四：对清洁完毕的所述探针，按照步骤二再次进行所述颗粒物的沾染检查，并根据对所述探针整体是否存在颗粒物沾染的判断结果，按照步骤三执行对所述探针继续用于进行晶圆的电性测试或进行再次清洁的处理；步骤五：对进行再次清洁后的所述探针，在允许再次清洁的次数范围内，重复按照步骤四执行对所述探针的沾染检查和再次清洁的处理，直至所述探针被判断已整体不存在颗粒物沾染，可继续进行晶圆的电性测试，或在到达允许再次清洁的次数限值后仍判断所述探针整体存在颗粒物沾染时，进行报警并停机处理；其中，对所述探针进行清洁和再次清洁时，通过设定所述清洁时的扎针次数以及扎针针压，来对清洁的效果进行控制，并且，对所述探针进行所述再次清洁时，通过设定增加所述清洁时的扎针次数以及扎针针压，来对再次清洁的效果进行控制。进一步地，步骤一中，所述探针的颗粒物沾染的检查周期设定为在每片晶圆的电性测试完毕后进行所述探针的颗粒物沾染的检查。进一步地，对所述探针进行多次的所述再次清洁时，通过设定按照一定的比例或固定数值增加每次清洁时的扎针次数以及扎针针压，来对多次再次清洁的效果进行控制。进一步地，对所述探针进行多次的所述再次清洁时，通过设定按照一定的比例或固定数值增加每次清洁时的扎针次数以及扎针针压，来对多次再次清洁的效果进行控制，所述清洁时的扎针次数以及扎针针压分别具有上限值，所述允许再次清洁的次数，根据所述扎针次数以及扎针针压的增加比例或增加数值与其各自上限值之间的对应关系得出。进一步地，在所述清洁时的扎针次数以及扎针针压到达上限值后，仍判断所述探针整体存在颗粒物沾染时，进行报警并停机处理。在上述技术方案中，当每一片晶圆测试完毕后，就按照设定的检查周期的要求，进行探针的颗粒物沾染的检查。现有的清洁方式通常是在设定的一个晶圆测试批全部测试完毕后，才进行清针，非但清针效果无法知晓，而且对于测试中途沾染的颗粒物无法及时清除。探针的针尖如果沾染有颗粒物，非但会影响到测试时接触电阻的检测准确性，而且，由于测试PAD和芯片的金属导线之间的间距极小(约为2μm)，沾染颗粒物的探针将造成测试PAD和金属导线之间短路，甚至导致器件烧毁等严重后果。采用本专利技术的技术方案，在一个晶圆测试批的测试中途，就可通过对颗粒物沾染的检查，及时发现探针是否存在颗粒物沾染，并及时清针，是通过较高的检查频率，来保证探针处于经常的清洁使用状态，从而有效避免了沾染颗粒物的探针无法被及时发现的问题。本专利技术的技术方案在实施时，先通过探针卡机台的影像成像单元对探针针尖进行垂直拍照，然后探针卡机台会对相邻探针针尖的光学影像所形成的面积进行比对，通过计算辨别相比对的探针针尖的光学影像之间是否大小形状一致，并逐个对每一个探针进行检查。正常的探针针尖的光学影像之间基本相同，而出现颗粒物的探针针尖的光学影像之间将出现明显的差异，从而找出沾染颗粒物的探针。因而避免了盲目清针现象和因缺乏清针效果检测造成沾染颗粒物的探针继续用于电性测试、导致测试结果偏差甚至器件烧毁的严重后果。为了避免误将探针针尖本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种探针卡探针的颗粒物清洁控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：设定所述探针卡的所述探针的颗粒物沾染的检查周期，并按照检查周期，对规定片数的晶圆进行晶圆的电性测试；步骤二：在所述检查周期规定片数晶圆的电性测试完毕后，对所述探针卡的全部所述探针逐个进行颗粒物的沾染检查，通过将所述探针卡的每个所述探针与其相邻探针的针尖部位的光学影像之间进行比对，根据定义相比对的相邻所述探针针尖部位的光学影像之间是否存在差异的条件，来整体判断所述探针是否存在颗粒物沾染；其中，当每组相比对的相邻所述探针针尖部位的光学影像之间都不存在差异时，判断所述探针整体不存在颗粒物沾染，当只要其中一组相比对的相邻所述探针针尖部位的光学影像之间存在差异时，即判断所述探针整体存在颗粒物沾染；步骤三：当判断所述探针整体不存在颗粒物沾染时，执行对所述探针继续用于进行晶圆的电性测试；当判断所述探针整体存在颗粒物沾染时，即执行对全部的所述探针进行砂纸扎针清洁；步骤四：对清洁完毕的所述探针，按照步骤二再次进行所述颗粒物的沾染检查，并根据对所述探针整体是否存在颗粒物沾染的判断结果，按照步骤三执行对所述探针继续用于进行晶圆的电性测试或进行再次清洁的处理；步骤五：对进行再次清洁后的所述探针，在允许再次清洁的次数范围内，重复按照步骤四执行对所述探针的沾染检查和再次清洁的处理，直至所述探针被判断已整体不存在颗粒物沾染，可继续进行晶圆的电性测试，或在到达允许再次清洁的次数限值后仍判断所述探针整体存在颗粒物沾染时，进行报警并停机处理。...

【技术特征摘要】
1.一种探针卡探针的颗粒物清洁控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：设定所述探针卡的所述探针的颗粒物沾染的检查周期，并按照检查周期，对规定片数的晶圆进行晶圆的电性测试；步骤二：在所述检查周期规定片数晶圆的电性测试完毕后，对所述探针卡的全部所述探针逐个进行颗粒物的沾染检查，通过将所述探针卡的每个所述探针与其相邻探针的针尖部位的光学影像之间进行比对，根据定义相比对的相邻所述探针针尖部位的光学影像的面积之间是否存在差异的条件，来整体判断所述探针是否存在颗粒物沾染，并设定相比对的相邻所述探针针尖部位的光学影像的面积之间的差异率容差，来避免将相邻所述探针针尖部位面积大小有略微不同时的比对结果误判为存在颗粒物沾染；其中，当每组相比对的相邻所述探针针尖部位的光学影像之间都不存在差异时，判断所述探针整体不存在颗粒物沾染，当只要其中一组相比对的相邻所述探针针尖部位的光学影像之间存在差异时，即判断所述探针整体存在颗粒物沾染；其中，所述探针针尖部位的光学影像是指从垂直朝向所述探针针尖方向所拍摄的光学影像；步骤三：当判断所述探针整体不存在颗粒物沾染时，执行对所述探针继续用于进行晶圆的电性测试；当判断所述探针整体存在颗粒物沾染时，即执行对全部的所述探针进行砂纸扎针清洁；步骤四：对清洁完毕的所述探针，按照步骤二再次进行所述颗粒物的沾染检查，并根据对所述探针整体是否存在颗粒物沾染的判断结果，按照步骤三执行对所述探针继续用于进行晶圆的电性测试或进行再次清洁的处理；步骤五：对进行再次清洁后的所述探针，在允许再次清洁的次数范围内，重...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雨凡，莫保章，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31