本期應(yīng)用專題重點介紹晶圓針測中可能出現(xiàn)的問題。通過晶圓針測，半導(dǎo)體制造商可以獲取晶粒的電氣特性。晶圓針測為電氣測試，由晶圓針測系統(tǒng)自動完成。測試過程中，系統(tǒng)將晶圓固定于一個穩(wěn)定的卡盤上，一組精準(zhǔn)探針下探，與晶粒上指定的焊墊（pad）接觸。通常情況下，探針系統(tǒng)通過特殊的硬件接口與自動化測試設(shè)備（ATE）相連接。晶圓針測具有明確的限制條件，其主要目的是識別并剔除不適用于封裝和集成的晶粒、芯片和芯粒。

使用探針卡或探針檢查芯片時，多個尖銳且微小的探針觸點將與晶圓上的焊墊接觸。部分小型探針卡含有數(shù)千個探針觸點，其排列間距僅有20至30微米。探針卡的正常使用壽命一般可達(dá)數(shù)十萬至數(shù)百萬次。

探針卡和探針在使用過程中可能出現(xiàn)諸多問題：

?探針磨損或接觸異常，導(dǎo)致采集到的數(shù)據(jù)有誤，錯誤剔除合格芯片，減少產(chǎn)量。

?探針磨損，導(dǎo)致電阻變化，造成判斷錯誤，影響品控和產(chǎn)量。

?探針接觸力過大，導(dǎo)致被測器件（DUT）和晶粒焊點受損。

使用大量晶圓批量制造芯片時，全面掌握探針狀態(tài)是確保產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。制造商必須避免探針對微凸塊施加過大的接觸力。即使探針處于超程位置，也應(yīng)將其施加的接觸力控制在極低的水平。

晶圓測試需使用多種不同類型的探針卡。

探針卡測試流程的不同階段：測試者可通過針測發(fā)現(xiàn)鍵合缺陷。

解決方案

作為一項久經(jīng)考驗的理想解決方案，過程監(jiān)控能夠幫助制造商全面掌控機(jī)械應(yīng)力等損害因素。而基于動態(tài)力測量構(gòu)建的過程監(jiān)控解決方案，則可有效且最大程度地降低該等損害因素導(dǎo)致的不良后果。奇石樂動態(tài)力測量解決方案能夠為用戶提供精確的監(jiān)控數(shù)據(jù)，其卓越的性能源自核心組件——壓電式（PE）傳感器獨特的物理性質(zhì)：

?高分辨率和高重復(fù)精度——適用于極微小力的監(jiān)測

?剛度極佳——抗磨損，使用壽命長，性能穩(wěn)定

?緊湊型設(shè)計

?能夠捕捉極微小的力偏移（應(yīng)力計等傳統(tǒng)測量技術(shù)無法實現(xiàn)該功能）

?支持超高測試頻率下的動態(tài)測量

?極寬的測量范圍（毫牛到千牛）

過程監(jiān)控技術(shù)是監(jiān)控探針卡的理想解決方案。制造商可在探針臺內(nèi)部安裝測力系統(tǒng)，確保探針卡在整個生命周期內(nèi)保持良好的運行狀態(tài)。

【探針卡】

探針卡在測試流程中的位置示意圖

適用于探針卡監(jiān)控的典型測量連：支持在線、離線及線下監(jiān)測

實用示例

奇石樂為探針卡驗證打造的解決方案清晰地展現(xiàn)了過程監(jiān)控的優(yōu)勢，該解決方案主要由9217A型壓電式壓力傳感器和5015A1010型實驗室電荷放大器組成。

奇石樂基于旗下壓電式力傳感器（9132CD型）和maXYmos BL過程監(jiān)控系統(tǒng)（5867B型）構(gòu)建解決方案，支持產(chǎn)線集成應(yīng)用，幫助制造商妥善開展探針卡測試。

制造商可通過在探針卡和探針的生產(chǎn)過程中集成力測量技術(shù)，并在探針卡測試過程中部署產(chǎn)線集成式力測量解決方案，實現(xiàn)以下目標(biāo)：

?保證測試結(jié)果

?避免晶圓和晶粒受損

奇石樂通過提供本地及全球售后支持服務(wù)，為半導(dǎo)體行業(yè)客戶的生產(chǎn)工作提供全方位支持。奇石樂售后支持服務(wù)全面覆蓋系統(tǒng)生命周期的四個階段：

?設(shè)備研發(fā)：提供可行性和產(chǎn)品選擇的應(yīng)用建議，提供研發(fā)支持和傳感器安裝服務(wù)；

?測試和調(diào)試：測試設(shè)備集成、調(diào)試和培訓(xùn)；

?運行和優(yōu)化：測量結(jié)果分析、工廠優(yōu)化、傳感器定期校準(zhǔn)；

?改造：設(shè)備分析、定制化建議、測量鏈的安裝和調(diào)試。