影响探针痕迹深度的有关因素

摘 要：晶圆测试是通过探针接触晶圆上被测试的芯片焊接点位置后，以电性测试的方式对芯片的性能好坏进行初步筛选。接触芯片的同时，在焊接位置上会留下探针接触后的痕迹，我们称之为探针痕迹。探针痕迹对晶圆测试有着至关重要的作用，针痕过深会造成接触不良，测试结果不准确，良品性降低，而针痕过深会扎穿焊点，最终使芯片报废，浪费成本。随着半导体行业的发展，人们对质量的要求不仅仅局限于产品的好或坏，这个概念也延伸至是否适用于客户和如何向客户保证质量的层面，本文将从几个方面以理论联系实践的方法探讨影响探针痕迹深度的相关因素及控制方法。
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　　关键字：探针痕迹；探针；焊接点；晶圆；芯片
　　1 影响针痕深度的主要探针卡技术指标
　　1.1 针尖的压力
　
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　探针的针压系数是指描述探针作用于测试点上时，单位下移度下所施加的压力大小。针压系数大小是判断探针性能的重要指标，也对针痕的深度有着重要影响。针压过大迫使芯片焊接点单位面积所承受的压力过大，针痕深度就越深，探针扎穿焊接点的可能性越大，造成芯片不良和报废等重大质量事故。
　　1.2 针尖的直径
　　根据芯片焊接点的大小，探针直径也会被设计为更适应焊接点的大小，工业上规定针尖直径要小于焊接直径的二分之一。针尖直径对针尖压力有直接的影响，针尖直径太大，单位面积焊点收到的压力越小，接触焊点不充分会导致电性测试失真导致良品率下降；相反，针尖直径太小，更加容易扎穿芯片上焊点，暴露底层电路后最终导致产品报废。
　　1.3 探针卡类型
　　探针卡大致可分为两种：悬臂型探针卡和垂直型探针卡。悬臂型探针在接触芯片焊点后会发生一定位移，从而在焊点处呈现带有一定滑动的长椭圆形针痕；垂直型探针卡，顾名思义即以垂直的方向接触芯片焊点，呈现圆形针痕且比悬臂型探针获得更好的针痕形状。对针痕深度的影响被施加在焊点上的距离所决定。
　　2 影响针痕深度的测试机台参数
　　2.1 机台精密度
　　众所周知，在现代半导体行业的探针测试机台中，根据光学和机械原理的不同，厂家的不同，不同型号的