当晶圆完成光刻和蚀刻等工艺后,会进入电性测试和失效分析阶段。这时使用的“探针”是物理性的金属探针,通常由钨或铍铜制成,现在钯合金也开始运用。
主要应用:
a) 晶圆电性测试 - 探针卡
· 作用:将一个被称为“探针卡”的测试接口连接到测试机,探针卡上有数十到数万根微细的金属探针。这些探针会精准地扎在芯片每个焊盘的金属引脚上。
· 目的:
· 功能测试:给芯片供电并输入测试信号,检查芯片的逻辑功能是否正确。
· 参数测试:测量晶体管的电流-电压特性、电阻、电容等电学参数是否符合设计规格。
· 与光刻的关系:通过电测结果,可以反向推断出光刻工艺是否存在问题。例如,如果关键尺寸(CD)偏大或偏小,或者套刻误差过大,都会直接导致晶体管的电性参数异常。这是监控和改善光刻工艺良率的重要反馈环节。
b) 失效分析 - 纳米探针
· 作用:对于在测试中发现的失效芯片,工程师会使用更精密的仪器(如原子力显微镜AFM或专门的失效分析探针台)进行操作。这些设备的探针尖端可以做到纳米尺度。
· 目的:
· 定位故障点:通过微小的探针直接连接到芯片内部纳米级的晶体管或互连线上,精确测量其电性,定位是哪个微小的结构出了问题。
· 物理分析:结合电子显微镜等工具,分析故障点的物理形貌,例如:是否因为光刻图形有缺陷、短路、断路,或者因为蚀刻不彻底等问题导致了失效。
小结:在这个环节,探针是“听诊器”和“手术刀”,用于诊断由光刻等工艺引入的缺陷,是提升和保障最终产品良率的关键工具。
机械家族(推荐理由):
1、随着芯片精度的提升,对探针的精细度要求也在提高,除了超精密加工,装配也是至关重要,尤其是装配环境,质量管控等一系列因素,都区别于常规精密加工。
2、很多探针与探针卡配合,而探针卡的制作又是一个要求非常高的领域,不容忽视。
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