晶片测试系统及方法技术方案

本发明专利技术公开晶片测试系统及方法。晶片测试系统用于测试晶片，晶片具有第一面和第二面。晶片测试系统包括测试机台、第一探针组、载体、膜片、第二探针组、以及工作台。测试机台包括测试电路。第一探针组与测试机台电学连接，第一探针组用于在操作时与晶片的第一面电学接触。载体与测试机台机械连接，并且承载第一探针组。膜片具有多个孔，膜片用于在操作时与晶片的第二面物理接触。第二探针组用于在操作时通过多个孔与晶片的第二面电学接触。工作台用于承载第二探针组。根据本发明专利技术的晶片测试系统及方法既能实现在封装前对薄晶片的电学测试，又能提供机械保护，改善芯片在电传导和热传导方面的性能。面的性能。面的性能。

【技术实现步骤摘要】
晶片测试系统及方法


[0001]本专利技术涉及半导体领域，更具体而言，涉及晶片测试系统及方法。

技术介绍

[0002]在晶片切片封装之前，通常需要对晶片中的各个芯片进行芯片探针测试(chip probing,即CP测试)，以识别坏的芯片，减少后续封装和测试成本。由于独特的优点，作为第三代半导体成员的碳化硅(SiC)获得了广泛的关注和研究。碳化硅拥有10倍于硅材料的临界电场强度，因此在电子功率器件中，允许使用更薄的漂移区来维持更高的阻断电压。目前的碳化硅晶片的厚度可薄至200微米(um)或以下。当碳化硅晶片进一步减薄之后(比如达100um或以下)，同时由于碳化硅晶片相比于硅晶片而言更脆，难以在封装之前直接将晶片置于测试平台上进行CP测试。如果不进行CP测试就直接封装，则坏的芯片只能在后续成品测试中才能被发现，这不只会增加芯片的制造成本，还会延误发现芯片制造中存在的问题以及解决相应问题的时间，因而是十分不利的。

技术实现思路

[0003]本专利技术提出晶片测试系统及方法，以解决现有技术中上述一个或多个技术问题。
[0004]根据本专利技术的一方面，提供一种晶片测试系统，晶片测试系统用于测试晶片，晶片具有第一面和第二面。晶片测试系统包括测试机台、第一探针组、载体、膜片、第二探针组、以及工作台。测试机台包括测试电路。第一探针组与测试机台电学连接，第一探针组用于在操作时与晶片的第一面电学接触。
[0005]载体与测试机台机械连接，并且承载第一探针组。膜片具有多个孔，膜片用于在操作时与晶片的第二面物理接触。第二探针组用于在操作时通过多个孔与晶片的第二面电学接触。工作台用于承载第二探针组。
[0006]根据本专利技术的又一方面，提供一种晶片测试方法。该方法包括：提供晶片，晶片具有第一面和第二面，第一面处设置有多个芯片；将晶片的第二面与具有多个孔的膜片结合；将晶片和膜片定位在工作台上，使得工作台上设置的第二探针组的每个探针通过膜片的相应孔与晶片的第二面接触；移动工作台使得第一探针组的每个探针与多个芯片中的待测芯片对齐；移动工作台使得第一探针组的每个探针与多个芯片中的待测芯片电学接触；以及启动测试机台的测试电路对所述待测芯片进行晶片测试。
[0007]根据本专利技术的再一方面，提供一种晶片测试方法。该方法包括：提供晶片，晶片具有第一面和第二面，第一面处设置有多个芯片；将晶片的第二面与具有多个孔的膜片结合；将晶片和膜片放置在设置有第二探针组的工作台上使得第二探针组的每个探针通过多个孔中相应的孔与第二面电学接触；移动承载有第一探针组的载体使得第一探针组的每个探针与多个芯片中的待测芯片电学接触；以及启动测试机台的测试电路对待测芯片进行晶片测试。
[0008]根据本专利技术实施例的晶片测试系统和方法具有许多优点。例如，根据本专利技术的晶
片测试系统和方法能够对较薄的晶片(例如100um)进行电学测试，而且在测试时，能提供很好的机械保护，避免晶片挠曲、断裂等，从而能降低芯片封装和后续测试成本、增加芯片成品率，由此降低芯片的制造成本。而且，通过对膜片和工作台实施的创新性设计，可有效地对晶片进行测量，这对于薄晶片，例如厚度为150um或以下的碳化硅晶片，是特别有利的。根据本专利技术的晶片测试系统结构简单、成本有效、而且可灵活调整，对具有不同芯片的晶片具有普遍适用性。
[0009]本专利技术的其他实施例和更多技术效果将在下文详述。
附图说明
[0010]多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定。为方便计，相同或相似的元件在附图中采用相同或相似的附图标记，除非有特别说明，附图中的图不构成比例限制，其中，
[0011]图1示出根据本专利技术的一些实施例的晶片测试系统的示意图；
[0012]图2示出图1的具有多个孔的膜片的截面示意图；
[0013]图3示出图1的具有多个孔的膜片的顶平面示意图；
[0014]图4示出根据本专利技术的一些实施例的探针的示意图；
[0015]图5示出根据本专利技术的一些实施例的第二探针组的探针设计和操作原理示意图；
[0016]图6示出根据本专利技术的一些实施例的晶片测试方法的流程图；
[0017]图7示出根据本专利技术的另一些实施例的晶片测试方法的流程图。
具体实施方式
[0018]为了便于理解本专利技术，以下将结合相关附图描述多个示例性实施例。本领域技术人员要理解的是，本文实施例仅出于例示本专利技术的目的，而决非对本专利技术的限制。
[0019]根据本专利技术的一方面，图1-3示出根据本专利技术的一些实施例的晶片测试系统的示意图。晶片测试系统包括测试机台110、载体120、第一探针组130、膜片(blue tape)150、第二探针组160、和工作台170。
[0020]晶片测试系统可用于对待测晶片或晶片140进行电学测试，例如CP测试。晶片140具有第一面或正面142和与第一面142相对的第二面或背面144。在第一面142侧设置有多个芯片(例如几百、几千个芯片)，每个芯片包括一个或多个半导体器件，半导体器件之间例如可通过划道线分隔，半导体器件可以是肖特基二极管、双极型晶体管、绝缘栅双极晶体管、金属氧化物场效应晶体管、结型场效应晶体管、半导体存储器件、半导体光伏器件、或其他合适类型的半导体器件、或者由一种或多种半导体器件通过适当连接或集成构成的一个或多个集成电路。每个面都设置有导电体或电极，第一面的导电体例如是铝，第二面的导电体例如是钛、镍、银的合金。在图1的特定实施例中例示了待测试的四个芯片146、147、148、149。
[0021]测试机台110包括测试电路(未示出)，测试电路具有多个电学端子，测试电路用于对晶片140上设置的芯片146、147、148、149进行电学测试或晶片测试。电学测试可以测试电特性或磁特性，例如击穿电压、电阻特性、正向电压-电流曲线等。
[0022]载体120与测试机台110机械连接。测试机台110能通过机械装置(例如机械手)来
前后、左右、上下移动载体120。载体120承载或支撑第一探针组130。通过载体120的移动，能将第一探针组130移动或定位至合适的位置。载体120可由合适材料制成，例如可以是印刷电路板。在一些实施例中，载体120是探针卡(probe card)。
[0023]第一探针组130与测试机台110电学连接。第一探针组130可与测试机台110的相应电学端子直接连接，载体120仅提供机械承载功能。备选地，载体120可额外地作为电学中介，即具有多个输入端子(第一多个电学端子)和多个输出端子(第二多个电学端子)。多个输入端子与测试机台110的测试电路电学连接，多个输出端子与第一探针组130电学连接。第一探针组130包括多个探针，在操作时与晶片140的第一面142电学接触或连接。例如，第一探针组130可与芯片146(芯片146此时可称为待测芯片或目标待测芯片或目标芯片)的相应端子或电极接触，以对芯片146施加信号(例如电压)，进行电学测试。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶片测试系统，所述晶片测试系统用于测试晶片，所述晶片具有第一面和第二面，其特征在于，所述晶片测试系统包括：测试机台，包括测试电路；第一探针组，所述第一探针组与所述测试机台电学连接，所述第一探针组用于在操作时与所述晶片的第一面电学接触；载体，所述载体与所述测试机台机械连接，并且承载所述第一探针组；膜片，所述膜片具有多个孔，所述膜片用于在操作时与所述晶片的第二面物理接触；第二探针组，所述第二探针组用于在操作时通过所述多个孔与所述晶片的第二面电学接触；工作台，所述工作台用于承载所述第二探针组。2.根据权利要求1所述的晶片测试系统，其特征在于，所述多个孔的每个孔的直径在50微米至250微米范围。3.根据权利要求1所述的晶片测试系统，其特征在于，所述多个孔的相邻孔之间的距离在50微米至400微米范围。4.根据权利要求1至3中任一项所述的晶片测试系统，其特征在于，所述膜片的厚度在100微米至300微米范围。5.根据权利要求1至3中任一项所述的晶片测试系统，其特征在于，所述多个孔的每个孔的顶平面视图的形状为圆形或方形。6.根据权利要求1至3中任一项所述的晶片测试系统，其特征在于，所述第二探针组包括多个探针，每个探针包括探针体和探针头，所述探针头的截面呈近似三角形，所述探针体的截面呈方形，所述探针体设置在所述工作台上。7.根据权利要求1至3中任一项所述的晶片测试系统，其特征在于，所述第二探针组包括多个探针，每个探针包括弹性部。8.根据权利要求1至3中任一项所述的晶片测试系统，其特征在于，所述工作台设置有真空孔。9.根据权利要求1至3中任一项所述的晶片测试系统，其特征在于，所述工作台包括金属膜。10.一种晶片测试方法，其特征在于，所述方法包括：提供晶片，所述晶片具有第一面和第二面，所述第一面处设置有多个芯片；将所述晶片的第二面与具有多个孔的膜片结合；将所述晶片和膜片定位在工作台上，使得所述工作台上设置的第二探针组的每个探针通过所述膜片的相应孔与所述晶片的第二面接触；移动所述工作台使得第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙倩，陈伟钿，李浩南，
申请(专利权)人：飞锃半导体上海有限公司，
类型：发明
国别省市：