一種半導(dǎo)體晶圓測(cè)試的多參數(shù)并行測(cè)試系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體晶圓測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試領(lǐng)域，具體涉及一種半導(dǎo)體晶圓測(cè)試的多參數(shù)并行測(cè)試系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]晶圓是制造集成電路的的基本原料，它是指半導(dǎo)體集成電路制作所用的晶片，由于其形狀為圓形，故稱為晶圓。在晶圓上可加工制作成各種電路元件結(jié)構(gòu)，在晶圓狀態(tài)下的半導(dǎo)體器件電性能已經(jīng)確定，處于還未切割及封裝成半導(dǎo)體成品器件的裸片狀態(tài)，半導(dǎo)體晶圓測(cè)試系統(tǒng)主要用于半導(dǎo)體器件在晶圓狀態(tài)下的裸片參數(shù)測(cè)試，測(cè)試晶圓上成千上萬(wàn)個(gè)半導(dǎo)體裸片電性能指標(biāo)，判定并標(biāo)記其好壞，為下一步器件封裝做好準(zhǔn)備。從測(cè)試的角度看，由于半導(dǎo)體器件種類多種多樣，因此半導(dǎo)體裸片的測(cè)試也是測(cè)試參數(shù)最多、測(cè)試實(shí)現(xiàn)最復(fù)雜的一類。
[0003]用于半導(dǎo)體晶圓測(cè)試的測(cè)試系統(tǒng)(如圖1所示)，主要包括主控計(jì)算機(jī)、測(cè)試儀器設(shè)備、測(cè)試裝置、探針臺(tái)+測(cè)試探針幾大部分，其中探針臺(tái)和測(cè)試探針是針對(duì)晶圓上半導(dǎo)體裸片典型的引腳形式(GSG/GS/GSSG……)而引入的專用測(cè)試連接設(shè)備，測(cè)試裝置則實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)通用測(cè)試儀器和測(cè)試探針間的連接橋梁工作，承擔(dān)著多種類通用測(cè)試儀器與測(cè)試探針間各條測(cè)試通道的建立和激勵(lì)/信號(hào)調(diào)理工作。
[0004]對(duì)晶圓上半導(dǎo)體裸片的測(cè)試，測(cè)試效率至關(guān)重要。通常在半導(dǎo)體器件生產(chǎn)線上，每片晶圓的空間都會(huì)被充分利用，上面往往可能密布上萬(wàn)片半導(dǎo)體裸片，對(duì)晶圓上每個(gè)裸片進(jìn)行篩選測(cè)試，其測(cè)試量是巨大的。另外對(duì)功率類器件來(lái)說(shuō)，由于器件處于晶圓上裸片狀態(tài)，沒(méi)有封裝及散熱措施，為避免測(cè)試時(shí)間過(guò)長(zhǎng)造成過(guò)熱燒毀，也要限定其每次測(cè)試的時(shí)間，為確保被測(cè)半導(dǎo)體裸片不被燒毀，目前很多廠家不得不在半導(dǎo)體裸片的測(cè)試過(guò)程設(shè)置多個(gè)測(cè)試節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)配備一套儀器設(shè)備測(cè)試一個(gè)參數(shù)，在整條測(cè)試線上設(shè)置多套測(cè)試探針臺(tái)及儀器設(shè)備實(shí)現(xiàn)多參數(shù)測(cè)試，這無(wú)疑造成了測(cè)試成本和周期上的浪費(fèi)。
[0005]測(cè)試裝置是半導(dǎo)體器件在晶圓上裸片狀態(tài)(未經(jīng)切割及封裝)測(cè)試系統(tǒng)中的重要組成部分，也是為數(shù)不多需要定制的硬件部分，它一端與測(cè)試儀器進(jìn)行連接，另一端與測(cè)試探針連接，主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)試通道的自動(dòng)建立和切換，也完成信號(hào)的調(diào)理(如激勵(lì)信號(hào)耦合、放大、功分等)，它是實(shí)現(xiàn)測(cè)試自動(dòng)化的關(guān)鍵因素。同時(shí)測(cè)試裝置以其重要性和復(fù)雜性，它對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的性能指標(biāo)、測(cè)試效率、測(cè)試規(guī)模、維修性也有著深刻的影響。
[0006]目前對(duì)半導(dǎo)體器件晶圓上裸片的測(cè)試主要以參數(shù)序列順序進(jìn)行測(cè)試的模式，即先進(jìn)行一項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)試，測(cè)試完成后進(jìn)行下一項(xiàng)指標(biāo)測(cè)試。這種測(cè)試模式以當(dāng)前晶圓上集成器件上萬(wàn)枚來(lái)計(jì)算的話，其測(cè)試量和測(cè)試時(shí)間是巨大的，并且測(cè)試用的儀器設(shè)備也多數(shù)處于等待狀態(tài)，只有與當(dāng)前測(cè)試參數(shù)相關(guān)的儀器設(shè)備處于工作模式，這無(wú)疑也造成測(cè)試資源的浪費(fèi)。
[0007]現(xiàn)階段對(duì)半導(dǎo)體晶圓上裸片的測(cè)試是基于開關(guān)通路切換模式對(duì)被測(cè)器件指標(biāo)參數(shù)逐一進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試速度慢，測(cè)試儀器利用率不高，無(wú)疑帶來(lái)了測(cè)試成本和周期上的增加。即使增加多個(gè)測(cè)試節(jié)點(diǎn)分別對(duì)指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行測(cè)試以保證測(cè)試速度，由于測(cè)試用儀器設(shè)備的數(shù)量急劇增加，也增大了測(cè)試設(shè)備成本出現(xiàn)故障的幾率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種半導(dǎo)體晶圓測(cè)試的多參數(shù)并行測(cè)試系統(tǒng)及方法，設(shè)計(jì)合理，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提高了測(cè)試效率。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0010]—種半導(dǎo)體晶圓測(cè)試的多參數(shù)并行測(cè)試系統(tǒng)，包括信號(hào)檢測(cè)裝置、信號(hào)激勵(lì)提取裝置、多臺(tái)信號(hào)處理裝置以及主控計(jì)算機(jī)，所述信號(hào)激勵(lì)提取裝置包括信號(hào)激勵(lì)部分和信號(hào)提取部分，所述信號(hào)激勵(lì)部分包括開關(guān)通道切換結(jié)構(gòu)，所述信號(hào)提取部分包括開關(guān)通道切換結(jié)構(gòu)和信號(hào)分流結(jié)構(gòu)，所述信號(hào)分流結(jié)構(gòu)包括耦合器和若干功分器；
[0011]所述信號(hào)激勵(lì)部分，被配置為用于通過(guò)信號(hào)檢測(cè)裝置加載信號(hào)至被測(cè)半導(dǎo)體器件；
[0012]所述信號(hào)提取部分，被配置為用于通過(guò)信號(hào)檢測(cè)裝置從被測(cè)半導(dǎo)體器件提取信號(hào)；
[0013]所述耦合器，被配置為用于從主干通道中耦合出一小部分測(cè)試信號(hào)；
[0014]所述功分器，被配置為用于將耦合器耦合出的部分測(cè)試信號(hào)進(jìn)行功分；
[0015]所述信號(hào)處理裝置，被配置為用于對(duì)經(jīng)過(guò)功分器功分后的被測(cè)信號(hào)進(jìn)行處理；
[0016]所述信號(hào)激勵(lì)部分采用開關(guān)通道切換模式，通過(guò)信號(hào)檢測(cè)裝置加載信號(hào)至被測(cè)半導(dǎo)體器件;所述信號(hào)提取部分通過(guò)信號(hào)檢測(cè)裝置從被測(cè)半導(dǎo)體器件提取信號(hào)，在開關(guān)通道切換模式的基礎(chǔ)上，通過(guò)在信號(hào)測(cè)試主路的通道增加耦合器耦合出部分測(cè)試信號(hào)，耦合出的信號(hào)經(jīng)若干功分器進(jìn)行功分，功分后的信號(hào)提供給多臺(tái)信號(hào)處理裝置，通過(guò)多臺(tái)信號(hào)處理裝置對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行處理。
[0017]優(yōu)選地，所述信號(hào)提取部分采用集成結(jié)構(gòu)，所述開關(guān)通道切換結(jié)構(gòu)和信號(hào)分流結(jié)構(gòu)通過(guò)線路集成在一起。
[0018]優(yōu)選地，所述信號(hào)提取部分采用分體結(jié)構(gòu)，所述信號(hào)分流結(jié)構(gòu)分體，通過(guò)引線和開關(guān)通道切換結(jié)構(gòu)連接。
[0019]此外，本發(fā)明還提到一種半導(dǎo)體晶圓測(cè)試的多參數(shù)并行測(cè)試方法，該方法采用所述的一種半導(dǎo)體晶圓測(cè)試的多參數(shù)并行測(cè)試系統(tǒng)，按如下步驟進(jìn)行:
[0020]步驟1:通過(guò)信號(hào)檢測(cè)裝置加載信號(hào)至被測(cè)半導(dǎo)體器件；
[0021]步驟2:通過(guò)信號(hào)檢測(cè)裝置從被測(cè)半導(dǎo)體器件提取信號(hào)；
[0022]步驟3:通過(guò)耦合器將從被測(cè)半導(dǎo)體器件輸出的信號(hào)中耦合出一小部分測(cè)試信號(hào)，后送入功分器；
[0023]步驟4:通過(guò)若干功分器功分后的被測(cè)信號(hào)提供給多臺(tái)信號(hào)處理裝置；
[0024]步驟5:通過(guò)對(duì)信號(hào)激勵(lì)提取裝置的各個(gè)通道進(jìn)行校準(zhǔn)，來(lái)修正信號(hào)激勵(lì)提取裝置的通道誤差；
[0025]步驟6:通過(guò)信號(hào)處理裝置對(duì)經(jīng)過(guò)功分器功分并校準(zhǔn)后的被測(cè)信號(hào)進(jìn)行處理。
[0026]本發(fā)明所帶來(lái)的有益技術(shù)效果:
[0027]本發(fā)明提出了一種半導(dǎo)體晶圓測(cè)試的多參數(shù)并行測(cè)試系統(tǒng)及方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，一種半導(dǎo)體晶圓測(cè)試的多參數(shù)并行測(cè)試系統(tǒng)及方法，改變?cè)瓉?lái)半導(dǎo)體單片集成電路測(cè)試系統(tǒng)中信號(hào)激勵(lì)提取裝置只進(jìn)行測(cè)試信號(hào)通道切換的單一模式，以通道切換、功分、耦合、取樣相結(jié)合，將被測(cè)信號(hào)同時(shí)提供給多臺(tái)信號(hào)處理裝置，通過(guò)系統(tǒng)通道校準(zhǔn)修正通道誤差，同時(shí)對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行功率、頻譜、脈沖、波形等多參數(shù)分析測(cè)試，在半導(dǎo)體裸片功率、頻譜、波形等參數(shù)測(cè)試方面實(shí)現(xiàn)了并行測(cè)試的能力，減少對(duì)每一半導(dǎo)體器件的測(cè)試時(shí)間和測(cè)試次數(shù)，有效提高了晶圓上半導(dǎo)體裸片的測(cè)試效率;減少了信號(hào)處理裝置的使用數(shù)量，降低了測(cè)試成本，同時(shí)也降低了設(shè)備維護(hù)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1為本發(fā)明一種半導(dǎo)體晶圓測(cè)試的多參數(shù)并行測(cè)試系統(tǒng)的基本構(gòu)成示意圖。
[0029]圖2為本發(fā)明一種半導(dǎo)體晶圓測(cè)試的多參數(shù)并行測(cè)試系統(tǒng)中信號(hào)提取部分采用集成結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0030]圖3為本發(fā)明一種半導(dǎo)體晶圓測(cè)試的多參數(shù)并行測(cè)試系統(tǒng)中信號(hào)提取部分采用分體結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0031]圖4為本發(fā)明一種半導(dǎo)體晶圓測(cè)試的多參數(shù)并行測(cè)試方法的流程框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:
[0033]實(shí)施例1:
[0034]如圖1-2所示，我們以在晶圓上測(cè)試微波功放集成電路裸片為例。
[0035]—種半導(dǎo)體晶圓測(cè)試的多參數(shù)并行測(cè)試系統(tǒng)，包括信號(hào)檢測(cè)裝置、信號(hào)激勵(lì)提取裝置、多臺(tái)信號(hào)處理裝置以及主控計(jì)算機(jī)。所述信號(hào)激勵(lì)提取裝置包括信號(hào)激勵(lì)部分和信號(hào)提取部分，所述信號(hào)激勵(lì)部分包括開關(guān)通道切換結(jié)構(gòu)，所述信號(hào)提取部分包括開關(guān)通道切換結(jié)構(gòu)和信號(hào)分流結(jié)構(gòu)，所述信號(hào)分流結(jié)構(gòu)包括耦合器和若干功分器。
[0036]所述信號(hào)激勵(lì)部分，被配置為