本期應(yīng)用專(zhuān)題重點(diǎn)介紹晶圓針測(cè)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題。通過(guò)晶圓針測(cè)，半導(dǎo)體制造商可以獲取晶粒的電氣特性。晶圓針測(cè)為電氣測(cè)試，由晶圓針測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)完成。測(cè)試過(guò)程中，系統(tǒng)將晶圓固定于一個(gè)穩(wěn)定的卡盤(pán)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(guò)特殊的硬件接口與自動(dòng)化測(cè)試設(shè)備（ATE）相連接。晶圓針測(cè)具有明確的限制條件，其主要目的是識(shí)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(shí)，多個(gè)尖銳且微小的探針觸點(diǎn)將與晶圓上的焊墊接觸。部分小型探針卡含有數(shù)千個(gè)探針觸點(diǎn)，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(wàn)至數(shù)百萬(wàn)次。

探針卡和探針在使用過(guò)程中可能出現(xiàn)諸多問(wèn)題：

?探針磨損或接觸異常，導(dǎo)致采集到的數(shù)據(jù)有誤，錯(cuò)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(cuò)誤，影響品控和產(chǎn)量。

?探針接觸力過(guò)大，導(dǎo)致被測(cè)器件（DUT）和晶粒焊點(diǎn)受損。

使用大量晶圓批量制造芯片時(shí)，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(duì)微凸塊施加過(guò)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(cè)試需使用多種不同類(lèi)型的探針卡。

探針卡測(cè)試流程的不同階段：測(cè)試者可通過(guò)針測(cè)發(fā)現(xiàn)鍵合缺陷。

解決方案

作為一項(xiàng)久經(jīng)考驗(yàn)的理想解決方案，過(guò)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(dòng)態(tài)力測(cè)量構(gòu)建的過(guò)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(lè)動(dòng)態(tài)力測(cè)量解決方案能夠?yàn)橛脩籼峁┚_的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，其卓越的性能源自核心組件——壓電式（PE）傳感器獨(dú)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(cè)

?剛度極佳——抗磨損，使用壽命長(zhǎng)，性能穩(wěn)定

?緊湊型設(shè)計(jì)

?能夠捕捉極微小的力偏移（應(yīng)力計(jì)等傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)該功能）

?支持超高測(cè)試頻率下的動(dòng)態(tài)測(cè)量

?極寬的測(cè)量范圍（毫牛到千牛）

過(guò)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(tái)內(nèi)部安裝測(cè)力系統(tǒng)，確保探針卡在整個(gè)生命周期內(nèi)保持良好的運(yùn)行狀態(tài)。

【探針卡】

探針卡在測(cè)試流程中的位置示意圖

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

實(shí)用示例

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

奇石樂(lè)基于旗下壓電式力傳感器（9132CD型）和maXYmos BL過(guò)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(kāi)展探針卡測(cè)試。

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

?保證測(cè)試結(jié)果

?避免晶圓和晶粒受損

奇石樂(lè)通過(guò)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(lè)售后支持服務(wù)全面覆蓋系統(tǒng)生命周期的四個(gè)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(cè)試和調(diào)試：測(cè)試設(shè)備集成、調(diào)試和培訓(xùn)；

?運(yùn)行和優(yōu)化：測(cè)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(cè)量鏈的安裝和調(diào)試。