监测探针卡针痕偏移的测试结构、方法及可读存储介质与流程

本发明涉及半导体，尤其涉及一种监测探针卡针痕偏移的测试结构、方法及可读存储介质。

背景技术：

1、在半导体集成电路行业中，在全自动测试系统上进行晶圆级的可靠性测试时通常会使用到探针卡(probe card)来进行辅助测试，现有的探针卡是将探针(probe)的一端固定在电路板(pcb)上，然后再通过电路板与测试机台连接，探针的另一端则与晶圆上的每一块待测单元(dut)的金属焊盘（pad）接触，从而形成一个完整的测试系统。探针卡的作用是通过扎针金属焊垫，从而使测试机台和被测试结构实现连通。

2、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)划片槽（scribe line）上的测试结构(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，设计多个测试结构，这些测试结构形成在芯片之间的划片槽上，通过探针卡(probe card)扎到测试结构的金属焊盘（pad）上来进行测量。

3、然而，探针台在移动过程中可能会有机械问题发生，导致移动出现偏差，使得探针卡扎到其它错误的位置上，针痕偏移造成测试异常，甚至扎坏芯片，目前没有有效的方法预防。目前常用的解决方案是在相邻金属焊垫之间设置测试电阻，然后通过扎针量测相邻金属焊垫之间的阻值来判断探针卡的针痕是否发生偏移，但是探针卡错扎到芯片中的位置是随机的，只靠测一种测试电阻只能监测到探针扎到不导电的地方，导致监测情况不全，如探针扎到介于芯片和划片槽之间的金属保护环（seal ring）或者其它小测试电阻导体上，也会检测到相邻金属焊垫之间存在阻值，容易造成误判。

4、因此，如何监测探针卡针测时的针痕是否偏移，是保证测试准确可靠的前提。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种监测探针卡针痕偏移的测试结构、方法及可读存储介质，以解决如何监测探针卡针测时的针痕是否发生偏移的问题。

2、为了达到上述目的，本发明提供了一种监测探针卡针痕偏移的测试结构，包括至少两个间距分布的测试单元，所述测试单元包括至少两个金属焊垫及至少一个测试电阻，同一个所述测试单元的每两个相邻的所述金属焊垫之间连接有一个所述测试电阻。

3、可选的，各个所述金属焊垫包括从下往上堆叠的多个金属层，相邻两个金属层通过通孔连接。

4、可选的，所述测试电阻连接于相邻两个所述金属焊垫的最底层金属层之间。

5、可选的，所述监测探针卡针痕偏移的测试结构位于晶圆的划片槽和/或芯片内。

6、基于同一发明构思，本发明还提供了一种监测探针卡针痕偏移的方法，用于对如上所述的监测探针卡针痕偏移的测试结构进行监测，包括以下步骤：

7、将探针卡的探针与所述测试结构的金属焊垫接触；

8、对每两个相邻的所述金属焊垫之间的阻值进行遍历测试；

9、根据测得的阻值判断所述探针卡的针痕是否发生偏移。

10、可选的，在将探针卡的探针与所述测试结构的金属焊垫接触之前，所述监测探针卡针痕偏移的方法还包括：

11、获取所述测试结构的金属焊垫的数量，选择合适的探针卡，所述探针的数量与所述金属焊垫的数量相同。

12、可选的，当所述测得的阻值不在预设范围内且不为无穷大时，判断所述探针卡的针痕发生偏移。

13、可选的，当所述测得的阻值不在预设范围内且不为无穷大时，测试机台终止测试并报警。

14、可选的，所述测得的阻值按照所属晶圆记录保存。

15、基于同一发明构思，本发明还提供了一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时能实现如上所述的监测探针卡针痕偏移的方法。

16、在本发明提供的监测探针卡针痕偏移的测试结构、方法及可读存储介质中，至少具有以下有益效果之一：

17、1）由于相邻两个测试单元之间具有间距，相当于两个测试单元相邻的金属焊垫之间为断路，而同一个测试单元相邻的两个金属焊垫之间连接有一个所述测试电阻（其阻值为已知），故通过探针卡对每两个相邻的金属焊垫之间的阻值进行遍历测试，根据测得的阻值即可判断探针卡的针痕是否发生偏移；

18、2）若测得的阻值不在预设范围内且不为无穷大时，说明探针既未扎到同一个测试单元的相邻两个金属焊垫上，同时也未扎到相邻两个测试单元的金属焊垫上，说明探针卡的针痕出现了偏移，根据该阻值对应的探针可以快速定位出异常部位，便于工程师及时发现并处理，大大地缩短了处理周期。

19、3）根据测得的阻值还可以进一步判断出探针卡是否扎到了芯片与划片槽之间的金属环或其它小电阻导体，以及探针卡是否扎到了金属线上，进而能够监测多种情况，监测情况更全面：

20、4）测试电阻和断路设计是交替分布的，这样的规律设计更便于判断出探针卡是否扎错位置以及扎针的质量好坏；

21、5）通过监测探针卡的针痕是否发生偏移能够反映出探针台在测试过程中的机械移动是否出错，进而及时停机检查，避免晶圆被扎报废，造成重大损失；

22、6）测得的阻值按照所属晶圆记录保存，便于以后查找接触（contact）引起的测试问题。

技术特征：

1.一种监测探针卡针痕偏移的测试结构，其特征在于，包括至少两个间距分布的测试单元，所述测试单元包括至少两个金属焊垫及至少一个测试电阻，同一个所述测试单元的每两个相邻的所述金属焊垫之间连接有一个所述测试电阻。

2.根据权利要求1所述的监测探针卡针痕偏移的测试结构，其特征在于，各个所述金属焊垫包括从下往上堆叠的多个金属层，相邻两个金属层通过通孔连接。

3.根据权利要求2所述的监测探针卡针痕偏移的测试结构，其特征在于，所述测试电阻连接于相邻两个所述金属焊垫的最底层金属层之间。

4.根据权利要求1所述的监测探针卡针痕偏移的测试结构，其特征在于，所述监测探针卡针痕偏移的测试结构位于晶圆的划片槽和/或芯片内。

5.一种监测探针卡针痕偏移的方法，用于对根据权利要求1-4中任一项所述的监测探针卡针痕偏移的测试结构进行监测，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的监测探针卡针痕偏移的方法，其特征在于，在将探针卡的探针与所述测试结构的金属焊垫接触之前，所述监测探针卡针痕偏移的方法还包括：

7.根据权利要求5所述的监测探针卡针痕偏移的方法，其特征在于，当所述测得的阻值不在预设范围内且不为无穷大时，判断所述探针卡的针痕发生偏移。

8.根据权利要求5所述的监测探针卡针痕偏移的方法，其特征在于，当所述测得的阻值不在预设范围内且不为无穷大时，测试机台终止测试并报警。

9.根据权利要求5所述的监测探针卡针痕偏移的方法，其特征在于，所述测得的阻值按照所属晶圆记录保存。

10.一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时能实现根据权利要求5-9中任一项所述的监测探针卡针痕偏移的方法。

技术总结本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种监测探针卡针痕偏移的测试结构、方法及可读存储介质，测试结构包括至少两个间距分布的测试单元，测试单元包括至少两个金属焊垫及至少一个测试电阻，同一个测试单元的每两个相邻的金属焊垫之间连接有一个测试电阻。由于相邻两个测试单元之间具有间距，相当于两个测试单元的金属焊垫之间为断路，而同一个测试单元相邻的两个金属焊垫之间连接有测试电阻，故通过探针卡对每两个相邻的金属焊垫之间的阻值进行遍历测试，根据测得的阻值即可判断探针卡的针痕是否发生偏移。并且，通过监测探针卡的针痕是否发生偏移，能够监测探针台在测试过程中的机械移动是否出错，从而避免晶圆被扎报废。技术研发人员：赵志伟,杨峰,赵利华受保护的技术使用者：杭州积海半导体有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17