[发明专利]监测探针卡状态的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种监测方法，尤其涉及半导体制程电性测量中监测探针卡状态的方法。

背景技术

在半导体制程中，常使用电性测量WAT(Wafer Acceptance Testing)，通过测量晶圆(wafer)切割道上的测试键(Testkey)的电性参数来反映生产线上的问题。其方式为在晶圆上欲量测的芯片(Chip or Die)周围，提供多个测试键，这些测试键形成在芯片之间的切割道(Scribe Line)上，以金属焊垫(Pad)连接外部组件，内部组件和测试组件。然后，选择一模块(Module)的测试键，以量测不同的晶圆特性，例如临界电压V_TH(Threshold Voltage)或是饱和电流I_DSAT(Saturate Current)等。

电性测量是一项重要的监测步骤，采用探针卡(Probe Card)扎到测试键的金属Pad上来进行测量。然而随着探针卡针测次数的增加，针尖会发生磨损、氧化或者粘污，针尖与Pad的接触电阻增大将会影响电性测量的准确性。同时，若探针卡针尖扎到上的位置发生意外偏移，将会导致芯片(Chip)内部金属导线短路，会极大影响量测的准确性。若探针卡有异常，针痕粘污或针痕Pad偏出时，造成测试异常，扎坏wafer；检验wafer与探针卡，并选择正常探针卡重测，浪费人力与时间。

因此，如何监视探针卡针测时的状态、保证测试准确可靠、是半导体测量的重要课题。目前业界尚无有效快速的监视手段。

发明内容

本发明的目的是提供一种半导体制程电性测量中监测探针卡状态的方法，采用新的测试键图形，通过对探针卡实时针测，实现快速监视探针卡状态，确保电性监测准确可靠。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

监测探针卡状态的方法，其特征在于包括以下步骤——

①首先在测试键各金属垫间设置阻值相同的电阻阵列，最左边的金属垫与最右边的电阻通过围绕测试键的两条金属线相连；

②测金属垫I和金属垫II之间的电阻；

③判断测到的电阻是否为正常值：如果是，则继续测金属垫II和金属垫III之间的电阻；如果不是，则报警，表明监测到附加电阻产生或电阻为零，可立即停止探针卡的使用，作适当检查，确保后续半导体测试的准确可靠进行；

④重复以上步骤直到所有相邻金属垫之间测到的电阻都为正常值，表明探针卡没有任何问题；

⑤进行正常的半导体电性测量。

进一步地，上述的监测探针卡状态的方法，所述金属垫的材质为铝或铜。

更进一步地，上述的监测探针卡状态的方法，测试键上金属垫的数量与探针数相同。

本发明技术方案的突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

本发明采用新的测试键图形，通过对探针卡实时针测，实现快速监视探针卡状态，当针痕粘污，会产生附加接触电阻或断路，机台发出警告讯息通知检查；当针痕偏出金属垫，与上面金属线短路，机台发出警告讯息通知检查；从而确保电性监测准确可靠。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1：本发明测试键的结构示意图；

图2：本发明监测状态示意图；

图中各附图标记的含义为：1-金属线，2-金属垫，3-电阻。

具体实施方式

本发明在现有测试键的各金属垫间设置阻值相同的电阻阵列，通过量测相邻两金属垫间的电阻来判断各针尖是否有接触电阻产生。同时，最左边的金属垫与最右边的电阻通过围绕测试键的两条金属线相连，一旦针尖位置偏出金属垫，将首先与金属线短路，此时测到的各金属垫间的电阻将为零，即可有效监测探针卡的状态。当监测到附加电阻产生或电阻为零，即可立即停止探针卡的使用，作适当检查，保证后续半导体测试的准确可靠进行。如图1所示测试键结构，测试键的各金属垫2之间设置阻值相同的电阻3，最左边的金属垫与最右边的电阻通过围绕测试键的两条金属线1相连。

在正常电性测量(WAT)开始测试前，先将探针卡接触到本发明设计的测试键上，相同电阻(R)连接在各个金属垫上，进行针痕粘污测试；金属线围绕测试键，进行针痕偏出金属垫测试。探针卡接触测试键后，另用程序进行各间阻值测试；图2所示监测状态示意图。

具体步骤为——

①首先在测试键各金属垫间设置阻值相同的电阻阵列，最左边的金属垫与最右边的电阻通过围绕测试键的两条金属线相连；

②测金属垫I和金属垫II之间的电阻；