晶圆测试方法与流程

1.本发明涉及半导体测试技术领域，尤其涉及一种晶圆测试方法。


背景技术：

2.晶圆测试为工厂出货判定的指标，其通过探针机中的探针与晶圆直接接触进行测试，因此探针与晶圆之间的连接是否合适直接影响电性量测结果，因此监控探针与晶圆之间的连接尤其重要。其中，针压量（探针的下针量）直接体现了探针与晶圆之间的连接是否合适，通常探针机的针压量异常会直接导致测试数据异常，待整批晶圆测试完成后检查测试结果，探针机暂时停止测试，经由工程师多方面分析，检查探针机的针压量，最终确定探针机的针压量有问题导致测试数据异常，耗时耗力造成产能和人力的浪费。
3.不同晶圆的针压量可能存在不同，相同晶圆在研发阶段和量产阶段的针压量也可能存在不同，相同晶圆在进行不同测试时的针压量也可能存在不同。目前在晶圆测试前，工程师需要检查对应的晶圆的针压量是否合适，若不合适，则需要工程师手动调整针压量，比较耗时；相同晶圆在研发阶段和量产阶段的针压量若不同，或者相同晶圆在进行不同测试时的针压量若不同，工程师很有可能会遗忘更新针压量，而导致测试数据异常。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种晶圆测试方法，实现根据晶圆的厚度值自动分配针压量，降低晶圆测试异常的可能性及提高测试效率。
5.为了达到上述目的，本发明提供了一种晶圆测试方法，利用探针机对晶圆进行测试，包括：提供一晶圆，放置于所述探针机的承载台上，所述晶圆具有匹配信息；提供电磁波发射器和电磁传感器，所述电磁波发射器和所述电磁传感器均位于所述承载台的上方，所述电磁波发射器发射电磁波投射于所述晶圆的表面和所述承载台的表面，所述电磁传感器接收所述晶圆的表面和所述承载台的表面反射的电磁波以形成所述晶圆的厚度信号，以及利用所述晶圆的厚度信号获得所述晶圆的厚度值；根据所述晶圆的厚度值及所述匹配信息获得所述晶圆的针压量；以及，所述探针机获取所述晶圆的针压量，并根据所述晶圆的针压量对所述晶圆进行测试。
6.可选的，所述匹配信息存储于控制所述探针机运行的控制系统中。
7.可选的，所述匹配信息包括晶圆编号、晶圆器件类型和工艺节点。
8.可选的，获得所述晶圆的针压量的步骤包括：根据所述匹配信息查找所述控制系统中所述晶圆对应的数据源；以及，根据所述晶圆的厚度值从所述控制系统中所述晶圆对应的数据源中获得所述晶圆的针压量。
9.可选的，查找所述控制系统中所述晶圆对应的数据源的步骤包括：
根据所述晶圆编号识别所述晶圆为特殊产品、研发产品或量产产品，以及识别后根据所述晶圆编号获得所述控制系统中的特殊产品数据库、研发产品数据库或量产产品数据库；以及，根据所述晶圆器件类型和所述工艺节点在所述特殊产品数据库、所述研发产品数据库或所述量产产品数据库中检索，以获得所述匹配信息对应的数据源作为所述晶圆对应的数据源。
10.可选的，形成所述晶圆的厚度信号及获得所述晶圆的厚度值的步骤包括：在所述晶圆的表面设定若干个第一测试点，在所述承载台的表面设定第二测试点；所述电磁波发射器发射电磁波依次投射于每个所述第一测试点和所述第二测试点上，所述电磁传感器接收每个所述第一测试点和所述第二测试点反射的电磁波以形成若干所述晶圆的厚度信号；以及，利用若干所述晶圆的厚度信号获得所述晶圆的厚度值。
11.可选的，利用若干所述晶圆的厚度信号得到若干所述晶圆的测试厚度值，并对若干所述晶圆的测试厚度值取平均值以作为所述晶圆的厚度值。
12.可选的，所述晶圆的直径小于所述承载台的直径以预留出所述承载台的圆周边缘。
13.可选的，若干个所述第一测试点呈阵列分布设置于所述晶圆的表面，所述第二测试点设置于所述承载台的圆周边缘的表面。
14.可选的，当所述电磁波发射器发射电磁波依次投射于每个所述第一测试点和所述第二测试点上时，所述电磁波发射器绕所述承载台旋转。
15.在本发明提供的晶圆测试方法中，提供一晶圆，放置于承载台上，晶圆具有匹配信息；提供电磁波发射器和电磁传感器，电磁波发射器和电磁传感器均位于承载台的上方，电磁波发射器发射电磁波投射于晶圆的表面和承载台的表面，电磁传感器接收晶圆的表面和承载台的表面反射的电磁波以形成晶圆的厚度信号，以及利用晶圆的厚度信号获得晶圆的厚度值；根据晶圆的厚度值及匹配信息获得晶圆的针压量，实现根据晶圆的厚度值自动分配针压量；然后探针机获取晶圆的针压量，并根据晶圆的针压量对晶圆进行测试，自动分配晶圆的针压量能够有效降低晶圆测试异常的可能性，并且提高测试效率。
附图说明
16.图1为本发明一实施例提供的晶圆测试方法的流程图。
17.图2为本发明一实施例提供的晶圆测试方法中探针机的部分结构示意图。
18.图3为本发明一实施例提供的晶圆测试方法中获得晶圆的厚度值的流程图。
19.图4为本发明一实施例提供的晶圆测试方法中获得晶圆的针压量的流程图。
20.其中，附图标记为：10-晶圆；20-承载台；30-电磁波发射器；40-电磁传感器。
具体实施方式
21.下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，
本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
22.图1为本实施例提供的晶圆测试方法的流程图。请参考图1，本发明提供了一种晶圆测试方法，利用探针机对晶圆进行测试，包括：步骤s1：提供一晶圆，放置于探针机的承载台上，晶圆具有匹配信息；步骤s2：提供电磁波发射器和电磁传感器，电磁波发射器和电磁传感器均位于承载台的上方，电磁波发射器发射电磁波投射于晶圆的表面和承载台的表面，电磁传感器接收晶圆的表面和承载台的表面反射的电磁波以形成晶圆的厚度信号，以及利用晶圆的厚度信号获得晶圆的厚度值；步骤s3：根据晶圆的厚度值及匹配信息获得晶圆的针压量；步骤s4：探针机获取晶圆的针压量，并根据晶圆的针压量对晶圆进行测试。
23.图2为本实施例提供的晶圆测试方法中探针机的部分结构示意图，图3为本实施例提供的晶圆测试方法中获得晶圆的厚度值的流程图，图4为本实施例提供的晶圆测试方法中获得晶圆的针压量的流程图。下面结合图2~图4对本实施例提供的晶圆测试方法进行详细说明。
24.请参考图2，执行步骤s1：探针机具有承载台20，提供晶圆10，将晶圆10放置于承载台20上，此晶圆10为器件晶圆，晶圆10包括衬底和器件结构，且晶圆10具有匹配信息。在本实施例中，晶圆10的直径小于承载台20的直径以预留出承载台20的圆周边缘。在本实施例中，匹配信息存储于控制探针机运行的控制系统（图中未示出）中，匹配信息包括晶圆编号、晶圆器件类型和工艺节点，其中根据晶圆编号能够识别出晶圆为特殊产品、研发产品或量产产品，晶圆器件类型包括逻辑驱动芯片（ddic）、图像传感器（cis）、闪存（flash）或电源管理芯片（pmic），工艺节点包括28nm、38nm、55nm、90nm、110nm、150nm，不限于上述晶圆编号、晶圆器件类型和工艺节点的范围。晶圆在放置于承载台20之前，被放置于前开式标准箱中，前开式标准箱放置的是同一个批次的晶圆，前开式标准箱上具有条形码或二维码，传动机台读取条形码或二维码获取前开式标准箱中的这批晶圆的所有生产信息，在读取所有生产信息后，晶圆才被允许传送放置于承载台20上；其中所有生产信息包括匹配信息，当然还包括除匹配信息外的其它信息，例如工艺时间、工艺流程等，只是在本实施例中优选根据晶圆编号、晶圆器件类型和工艺节点进行匹配。
25.请继续参考图2，执行步骤s2：提供电磁波发射器30和电磁传感器40，电磁波发射器30和电磁传感器40均位于承载台20的上方且可安装于探针机上，电磁波发射器30和电磁传感器40均与控制系统电性连接。电磁波发射器30发射电磁波投射于晶圆10的表面和承载台20的表面，电磁传感器40接收晶圆10的表面和承载台20的表面反射的电磁波以形成晶圆10的厚度信号，以及利用晶圆10的厚度信号获得晶圆10的厚度值。图2中，电磁波发射器30发射电磁波投射于晶圆10的表面，电磁传感器40接收晶圆10的表面反射的电磁波（图2中虚线所示），电磁波发射器30发射电磁波投射于承载台20的圆周边缘，电磁传感器40接收承载台20的表面反射的电磁波（图2中实线所示）。
26.具体的，请参考图3，执行步骤s21：在晶圆10的表面设定若干个第一测试点，在承载台20的表面设定第二测试点，由于承载台20的表面是平整的，而晶圆10的表面因具有图案而不平整，所以需要设定若干个第一测试点，可只设定一个第二测试点，且第一测试点和
第二测试点的位置储存于控制系统中。
27.执行步骤s22：当晶圆10被放置于承载台20上，控制系统下发指令，控制电磁波发射器30发射电磁波依次投射于每个第一测试点和第二测试点上，电磁传感器40接收每个第一测试点和第二测试点反射的电磁波以形成若干晶圆10的厚度信号。
28.执行步骤s23：晶圆10的厚度信号传递至控制系统，控制系统中具有厚度计算单元，根据第一测试点与第二测试点反射的电磁波，能够获得第一测试点与第二测试点反射的电磁波的时间差，时间差代表着晶圆的厚度值，在厚度计算单元中存储有关于时间差与晶圆的厚度值的换算式，因此通过控制系统实现根据晶圆10的厚度信号得到晶圆10的厚度值。在本实施例中，将若干晶圆10的厚度信号传递至控制系统，控制系统根据若干晶圆10的厚度信号分别计算得到若干晶圆10的测试厚度值，根据一个第一测试点与第二测试点反射的电磁波得到一个晶圆10的测试厚度值；并对若干晶圆10的测试厚度值取平均值以作为晶圆10的厚度值，通过设定若干个第一测试点得到若干晶圆10的测试厚度值，再取平均值以作为晶圆10的厚度值，以使获得的晶圆10的厚度值更加准确，利于后续获得更准确的针压量。在本实施例中，第一测试点呈阵列分布设置于晶圆10的表面，第二测试点设置于承载台20的圆周边缘的表面；当电磁波发射器30发射电磁波依次投射于每个第一测试点和第二测试点上时，电磁波发射器30可绕承载台20旋转，便于电磁波发射器30发射电磁波投射于各个测试点（第一测试点和第二测试点）上。
29.执行步骤s3：根据晶圆的厚度值及匹配信息获得晶圆的针压量的步骤包括根据匹配信息查找控制系统中晶圆对应的数据源及根据晶圆的厚度值从控制系统中晶圆对应的数据源中获得晶圆的针压量，根据晶圆的厚度值及匹配信息获得晶圆的针压量在控制系统中执行。
30.请参考图4，开始根据晶圆编号识别判断晶圆为特殊产品、研发产品或量产产品，以及识别后根据晶圆编号获得中的特殊产品数据库、研发产品数据库或量产产品数据库。具体的，例如先根据晶圆编号识别判断晶圆是否为特殊产品，若是则获得特殊产品数据库，若否则继续根据晶圆编号识别判断晶圆是否为研发产品，若是则获得研发产品数据库，若否则继续根据晶圆编号识别判断晶圆是否为量产产品，若是则获得量产产品数据库，若否则发出量测指令，一般来说晶圆为特殊产品、研发产品或量产产品，当遇到判断错误或极少特定情形时发出量测指令。在图4中根据特殊产品、研发产品及量产产品的顺序进行判定的，实际上可不限于三者的判定顺序。
31.请继续参考图4，在获得特殊产品数据库、研发产品数据库或量产产品数据库后，根据晶圆器件类型和工艺节点在特殊产品数据库、研发产品数据库或量产产品数据库中检索，以获得匹配信息对应的数据源，如在特殊产品数据库中检索获得匹配信息对应的数据源、在研发产品数据库中检索获得匹配信息对应的数据源或在量产产品数据库中检索获得匹配信息对应的数据源，将匹配信息对应的数据源作为放置于承载台上的晶圆对应的数据源。
32.请继续参考图4，进而根据晶圆的厚度值从控制系统中晶圆对应的数据源中获得晶圆的针压量，并输出晶圆的针压量下发给探针机。
33.在本实施例中，晶圆对应的数据源中存储有晶圆的不同厚度值对应的晶圆的针压量，晶圆的不同厚度值对应的晶圆的针压量为工程师大量的测试经验得来。表1为本实施例
提供的晶圆测试方法中匹配信息、晶圆的厚度值与针压量的参考对应表。请参考表1，表1中仅举例示意了晶圆的厚度值与针压量的匹配关系，实际上针对不同的特殊产品、研发产品和量产产品，晶圆的厚度值与针压量有不同的匹配关系，晶圆的厚度值与针压量有不同的匹配关系存储于控制系统中。表1中根据晶圆编号能够得知晶圆为特殊产品、研发产品或量产产品，表1中举例示意了针对量产产品晶圆的厚度值与针压量的匹配关系，根据晶圆的厚度值获得相应的针压量。
34.表1、匹配信息、晶圆的厚度值与针压量的参考对应表执行步骤s4：探针机获取控制系统下发的晶圆的针压量，探针机根据晶圆的针压量控制探针下针与晶圆的表面接触以对晶圆进行测试，具体的测试内容不作限定。本实施例根据晶圆的厚度值自动分配晶圆的的针压量能够有效降低晶圆测试异常的可能性，并且提高测试效率。
35.综上，在本发明提供的晶圆测试方法中，提供一晶圆，放置于承载台上，晶圆具有匹配信息；提供电磁波发射器和电磁传感器，电磁波发射器和电磁传感器均位于承载台的上方，电磁波发射器发射电磁波投射于晶圆的表面和承载台的表面，电磁传感器接收晶圆的表面和承载台的表面反射的电磁波以形成晶圆的厚度信号，以及利用晶圆的厚度信号获得晶圆的厚度值；根据晶圆的厚度值及匹配信息获得晶圆的针压量，实现根据晶圆的厚度值自动分配针压量；然后探针机获取晶圆的针压量，并根据晶圆的针压量对晶圆进行测试，自动分配晶圆的针压量能够有效降低晶圆测试异常的可能性，并且提高测试效率。
36.上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种晶圆测试方法，利用探针机对晶圆进行测试，其特征在于，包括：提供一晶圆，放置于所述探针机的承载台上，所述晶圆具有匹配信息；提供电磁波发射器和电磁传感器，所述电磁波发射器和所述电磁传感器均位于所述承载台的上方，所述电磁波发射器发射电磁波投射于所述晶圆的表面和所述承载台的表面，所述电磁传感器接收所述晶圆的表面和所述承载台的表面反射的电磁波以形成所述晶圆的厚度信号，以及利用所述晶圆的厚度信号获得所述晶圆的厚度值；根据所述晶圆的厚度值及所述匹配信息获得所述晶圆的针压量；以及，所述探针机获取所述晶圆的针压量，并根据所述晶圆的针压量对所述晶圆进行测试。2.如权利要求1所述的晶圆测试方法，其特征在于，所述匹配信息存储于控制所述探针机运行的控制系统中。3.如权利要求2所述的晶圆测试方法，其特征在于，所述匹配信息包括晶圆编号、晶圆器件类型和工艺节点。4.如权利要求3所述的晶圆测试方法，其特征在于，获得所述晶圆的针压量的步骤包括：根据所述匹配信息查找所述控制系统中所述晶圆对应的数据源；以及，根据所述晶圆的厚度值从所述控制系统中所述晶圆对应的数据源中获得所述晶圆的针压量。5.如权利要求4所述的晶圆测试方法，其特征在于，查找所述控制系统中所述晶圆对应的数据源的步骤包括：根据所述晶圆编号识别所述晶圆为特殊产品、研发产品或量产产品，以及识别后根据所述晶圆编号获得所述控制系统中的特殊产品数据库、研发产品数据库或量产产品数据库；以及，根据所述晶圆器件类型和所述工艺节点在所述特殊产品数据库、所述研发产品数据库或所述量产产品数据库中检索，以获得所述匹配信息对应的数据源作为所述晶圆对应的数据源。6.如权利要求1所述的晶圆测试方法，其特征在于，形成所述晶圆的厚度信号及获得所述晶圆的厚度值的步骤包括：在所述晶圆的表面设定若干个第一测试点，在所述承载台的表面设定第二测试点；所述电磁波发射器发射电磁波依次投射于每个所述第一测试点和所述第二测试点上，所述电磁传感器接收每个所述第一测试点和所述第二测试点反射的电磁波以形成若干所述晶圆的厚度信号；以及，利用若干所述晶圆的厚度信号获得所述晶圆的厚度值。7.如权利要求6所述的晶圆测试方法，其特征在于，利用若干所述晶圆的厚度信号得到若干所述晶圆的测试厚度值，并对若干所述晶圆的测试厚度值取平均值以作为所述晶圆的厚度值。8.如权利要求6所述的晶圆测试方法，其特征在于，所述晶圆的直径小于所述承载台的直径以预留出所述承载台的圆周边缘。9.如权利要求8所述的晶圆测试方法，其特征在于，若干个所述第一测试点呈阵列分布设置于所述晶圆的表面，所述第二测试点设置于所述承载台的圆周边缘的表面。
10.如权利要求6所述的晶圆测试方法，其特征在于，当所述电磁波发射器发射电磁波依次投射于每个所述第一测试点和所述第二测试点上时，所述电磁波发射器绕所述承载台旋转。

技术总结
本发明提供了一种晶圆测试方法，提供一晶圆，放置于承载台上，晶圆具有匹配信息；提供电磁波发射器和电磁传感器，电磁波发射器和电磁传感器均位于承载台的上方，电磁波发射器发射电磁波投射于晶圆的表面和承载台的表面，电磁传感器接收晶圆的表面和承载台的表面反射的电磁波以形成晶圆的厚度信号，以及利用晶圆的厚度信号获得晶圆的厚度值；根据晶圆的厚度值及匹配信息获得晶圆的针压量，实现根据晶圆的厚度值自动分配针压量；然后探针机获取晶圆的针压量，并根据晶圆的针压量对晶圆进行测试，自动分配晶圆的针压量能够有效降低晶圆测试异常的可能性，并且提高测试效率。并且提高测试效率。并且提高测试效率。


技术研发人员：王朋 梁君丽 王柏翔 杨锃
受保护的技术使用者：合肥晶合集成电路股份有限公司
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/7/12