一种MEMS空气流量计晶圆上芯片质量检测方法、装置及系统与流程

本发明涉及芯片测试领域，特别涉及一种MEMS空气流量计晶圆上芯片质量检测方法、装置及系统。

背景技术：

汽车空气流量计是用来检测汽车发动机单位时间内吸进气体体积或质量(进气量)，并将进气量物理信号变换成电信号的传感器。该传感器为汽车ECU(电子控制单元)提供进气量信息，以便动态控制实际进气量、喷油量及点火时间，使发动机工作在最佳空燃比状态，保证汽车动力输出、燃油经济性与尾气排放等指标最优。

空气流量计主要分为体积流量型和质量流量型；前者又分为翼片式、量芯式和涡流式。这三种类型的体积流量型空气流量计都存在结构复杂、可靠性差、需要温度与压力信息补偿测量误差等缺点。质量流量型主要分为热线式和热膜式，都具有进气阻力小、响应速度快等特点，其中热膜式质量流量计利用MEMS工艺生产，具有低成本、高精度等特点，是目前汽车空气流量计市场的主流产品。MEMS空气流量计基于托马斯原理，采用图形化的复合金属膜电阻群测量气体流动造成的局部温度变化，获得对应的气体质量流量信息。

目前，在进行MEMS空气流量计批生产时，往往都需要先对完成微加工工艺流程的晶圆进行划切、裂片，然后用万用表对单个的芯片(DIE)上的电阻阵列逐个测试并记录，这种方式不仅效率低、记录容易出现错误，而且也不利于整片晶圆的工艺状况数据的积累和统计分析。

技术实现要素：

本发明技术要解决的问题是：克服现有技术不足，提供一种MEMS空气流量计晶圆上芯片质量检测方法、装置及系统，通过控制电阻测试装置按预设扫描参数对待测晶圆上的芯片进行扫描测试，并根据扫描测试信息判断该芯片是否合格，通过控制待测晶圆移动，使晶圆上的其他芯片依次进行扫描测试，并依次根据扫描测试信息判断其他芯片是否合格，可全自动完成整个晶圆上所有芯片的连续测试，极大地提高了测试效率。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种MEMS空气流量计晶圆上芯片质量检测方法，包括：

发送测试控制指令以使电阻测试装置对待测晶圆上的一个芯片进行扫描测试；

获取并存储扫描测试信息，所述扫描测试信息包括所述芯片上各电阻的电阻值；

根据所述扫描测试信息与预设电阻范围进行比对，判断所述芯片质量是否合格；

发送移动控制指令以使所述待测晶圆按预设路径运动，从而对所述待测晶圆上的下一个芯片进行扫描测试并根据扫描信息判断所述下一个芯片是否合格。

在一可选实施例中，所述扫描测试信息还包括芯片在待测晶圆上的位置标识，所述判断所述芯片质量是否合格之后，还包括：

显示所述待测晶圆的芯片分布图，并根据所述位置标识在所述芯片分布图的对应位置显示是否合格标识。

在一可选实施例中，所述发送测试控制指令之前，还包括：

显示各电阻的电阻标识；

获取并存储所述电阻标识对应的电阻范围。

在一可选实施例中，所述判断所述芯片质量是否合格之后，还包括：

显示所述当前芯片对应的各电阻的实测电阻值及各电阻是否合格标识。

一种MEMS空气流量计晶圆上芯片质量检测装置，包括：

第一发送模块，用于发送测试控制指令以使电阻测试装置对待测晶圆上的一个芯片进行扫描测试；

获取及存储模块，用于获取并存储扫描测试信息，所述扫描测试信息包括所述芯片上各电阻的电阻值；

判断模块，用于根据所述扫描测试信息与预设电阻范围进行比对，判断所述芯片质量是否合格；

第二发送模块，用于发送移动控制指令以使所述待测晶圆按预设路径运动，从而对所述待测晶圆上的下一个芯片进行扫描测试并根据扫描信息判断所述下一个芯片是否合格。

在一可选实施例中，所述扫描测试信息还包括芯片在待测晶圆上的位置标识，所述装置还包括：

第一显示模块，用于显示所述待测晶圆的芯片分布图，并根据所述位置标识在所述芯片分布图的对应位置显示是否合格标识。

在一可选实施例中，所述的MEMS空气流量计晶圆上芯片质量检测装置，还包括：

第二显示模块，用于：显示各电阻的电阻标识；

所述获取及存储模块，还用于获取并存储所述电阻标识对应的电阻范围。

在一可选实施例中，所述第二显示模块，还用于：

显示所述当前芯片对应的各电阻的实测电阻值及各电阻是否合格标识。

一种MEMS空气流量计晶圆上芯片质量检测系统，包括检测装置、探针台及电阻测试装置，待测晶圆固定在所述探针台上，所述探针台用于带动所述待测晶圆按预设轨迹移动，所述电阻测试装置用于测试所述待测晶圆的芯片上的各电阻的电阻值，所述检测装置包括：第一发送模块，用于发送测试控制指令以使电阻测试装置对待测晶圆上的一个芯片进行扫描测试；获取及存储模块，用于获取并存储扫描测试信息，所述扫描测试信息包括所述芯片上各电阻的电阻值；判断模块，用于根据所述扫描测试信息与预设电阻范围进行比对，判断所述芯片质量是否合格；第二发送模块，用于发送移动控制指令以使所述待测晶圆按预设路径运动，从而对所述待测晶圆上的下一个芯片进行扫描测试并根据扫描信息判断所述下一个芯片是否合格。

在一可选实施例中，所述电阻测试装置包括电阻测试仪及探针卡，所述探针卡位于所述探针台上。

本发明与现有技术相比有益效果为：

(1)本发明提供的一种MEMS空气流量计晶圆上芯片质量检测方法、装置及系统，通过控制电阻测试装置按预设扫描参数对待测晶圆上的芯片进行扫描测试，并根据扫描测试信息判断该芯片是否合格，通过控制待测晶圆移动，使晶圆上的其他芯片依次进行扫描测试，并依次根据扫描测试信息判断其他芯片是否合格，可全自动完成整个晶圆上所有芯片的连续测试，极大地提高了测试效率；

(2)通过存储记录测试信息，避免了信息记录错误，且利于整片晶圆的工艺状况数据的积累和统计分析；

(3)通过在待测晶圆的芯片分布图上显示已测芯片是否合格信息，以使工作人员根据芯片分布图显示的信息确定如何对晶圆进行划片，避免了不必要的全片划片，以节省划片成本、提高生产效率；

(4)通过显示各电阻标识，提示工作人员根据应用需求自行设置电阻合格范围，适用范围广；

(5)通过显示芯片及其对应的各电阻的合格标识，能够直接确定芯片上受损的电阻。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种MEMS空气流量计晶圆上芯片质量检测方法流程图；

图2为本发明提供的一种MEMS空气流量计晶圆上芯片质量检测系统结构示意图；

图3为本发明一具体实施例的人机交互界面框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

参见图1，本发明实施例提供了一种MEMS空气流量计晶圆上芯片质量检测方法，包括：

步骤101、发送测试控制指令以使电阻测试装置对待测晶圆上的一个芯片进行扫描测试；

步骤102、获取并存储扫描测试信息，所述扫描测试信息包括所述芯片上各电阻的电阻值；

步骤103、根据所述扫描测试信息与预设电阻范围进行比对，判断所述芯片质量是否合格；

具体地，本发明实施例中，当所述芯片上各电阻的电阻值均在预设电阻范围内时，所述芯片质量合格，当有至少一个电阻值不在预设电阻范围内时，所述芯片质量不合格；

步骤104、发送移动控制指令以使所述待测晶圆按预设路径运动，从而对所述待测晶圆上的下一个芯片进行扫描测试并根据扫描信息判断所述下一个芯片是否合格。

具体地，本发明实施例中，可以将待测晶圆放置在移动装置上，通过控制移动装置移动带动待测晶圆按预设路径运动；

本发明提供的一种MEMS空气流量计晶圆上芯片质量检测方法，通过控制电阻测试装置按预设扫描参数对待测晶圆上的芯片进行扫描测试，并根据扫描测试信息判断该芯片是否合格，通过控制待测晶圆移动，使晶圆上的其他芯片依次进行扫描测试，并依次根据扫描测试信息判断其他芯片是否合格，可全自动完成整个晶圆上所有芯片的连续测试，极大地提高了测试效率；通过存储记录测试信息，避免了信息记录错误，且利于整片晶圆的工艺状况数据的积累和统计分析。

在一可选实施例中，所述扫描测试信息还包括芯片在待测晶圆上的位置标识，所述判断所述芯片质量是否合格之后，还包括：

显示所述待测晶圆的芯片分布图，并根据所述位置标识在所述芯片分布图的对应位置显示是否合格标识。

具体地，如图2所示，所述位置标识可以是芯片在待测晶圆上的横纵坐标，可以通过建立扫描次数与位置标识的对应关系的方式获得位置标识；所述是否合格标识可以包括合格标识和不合格标识，可以通过不同颜色和/或形状等区分合格标识和不合格标识。

通过在待测晶圆的芯片分布图上显示已测芯片是否合格信息，以使工作人员根据芯片分布图显示的信息确定如何对晶圆进行划片，避免了不必要的全片划片，以节省划片成本、提高生产效率。

在一可选实施例中，所述发送测试控制指令之前，还包括：

显示各电阻的电阻标识；获取并存储所述电阻标识对应的电阻范围。

通过显示各电阻标识，提示工作人员根据应用需求自行设置电阻合格范围，适用范围广

在一可选实施例中，所述判断所述芯片质量是否合格之后，还包括：

显示所述当前芯片对应的各电阻的实测电阻值及各电阻是否合格标识。所述是否合格标识可以包括合格标识和/或不合格标识，例如合格采用绿色表示，不合格采用红色表示，通过显示芯片及其对应的各电阻的合格标识，能够直接确定芯片上质量不合格的电阻。

本发明实施例还提供了一种MEMS空气流量计晶圆上芯片质量检测装置，包括：

第一发送模块，用于发送测试控制指令以使电阻测试装置对待测晶圆上的一个芯片进行扫描测试；

获取及存储模块，用于获取并存储扫描测试信息，所述扫描测试信息包括所述芯片上各电阻的电阻值；

判断模块，用于根据所述扫描测试信息与预设电阻范围进行比对，判断所述芯片质量是否合格；

第二发送模块，用于发送移动控制指令以使所述待测晶圆按预设路径运动，从而对所述待测晶圆上的下一个芯片进行扫描测试并根据扫描信息判断所述下一个芯片是否合格。

在一可选实施例中，所述扫描测试信息还包括芯片在待测晶圆上的位置标识，所述装置还包括：

第一显示模块，用于显示所述待测晶圆的芯片分布图，并根据所述位置标识在所述芯片分布图的对应位置显示是否合格标识。

进一步地，所述的MEMS空气流量计晶圆上芯片质量检测装置，还包括：

第二显示模块，用于：显示各电阻的电阻标识；

所述获取及存储模块，还用于获取并存储所述电阻标识对应的电阻范围。

在一可选实施中，所述第二显示模块，还用于：

显示所述当前芯片对应的各电阻的实测电阻值及各电阻是否合格标识。

本发明提供的装置实施例与方法实施例一一对应，具体描述参见方法实施例，在此不再赘述。

参见图2，本发明实施例提供了一种MEMS空气流量计晶圆上芯片质量检测系统，包括检测装置、探针台3及电阻测试装置，待测晶圆6固定在探针台3上，探针台3用于带动待测晶圆6按预设轨迹移动，所述电阻测试装置用于测试所述待测晶圆的芯片上的各电阻的电阻值，所述检测装置，包括：第一发送模块，用于发送测试控制指令以使电阻测试装置对待测晶圆上的一个芯片进行扫描测试；获取及存储模块，用于获取并存储扫描测试信息，所述扫描测试信息包括所述芯片上各电阻的电阻值；判断模块，用于根据所述扫描测试信息与预设电阻范围进行比对，判断所述芯片质量是否合格；第二发送模块，用于发送移动控制指令以使所述待测晶圆按预设路径运动，从而对所述待测晶圆上的下一个芯片进行扫描测试并根据扫描信息判断所述下一个芯片是否合格。

本发明实施例所用检测装置由上述装置实施例提供，具体描述参见方法与装置实施例，在此不再赘述；本发明实施例的待测晶圆优选4吋～8吋晶圆。

以下为本发明的一具体实施例：

参见图2和3，本实施例提供了一种MEMS空气流量计晶圆上芯片质量检测系统，包括上位机1(检测装置)、探针台3及电阻测试装置(包括电阻测试仪2和探针卡5)，待测晶圆6通过吸盘固定在探针台3上，探针台3设有通讯与控制单元4，并通过通讯与控制单元4实现与上位机1的通讯，探针台3用于带动待测晶圆6按预设轨迹移动。

上位机1控制电阻测试仪2和自动探针台3的协同工作。具体来说，上位机1将待测芯片的定位、单个芯片的测试停留周期、连续测试路径等指令发送给通讯与控制单元4，电阻测试仪2待自动探针台3准备好后，进行连续扫描测试，完成单个芯片上所有电阻的阻值测试，然后上传给上位机1。

图2所示为本发明的上位机软件人机交互界面框图，主要由测试数据显示区域a、功能设置区域b和测试结果图形化显示区域c组成。功能设置区域b包括“开始测试”、“结束测试”、“保存结果”、“结果统计”、“结果导出”等按钮，可以进行各项功能配置，比如开始测试、结束测试、保存结果、结果统计和结果导出等。数据显示区域a显示的是当前测试芯片的编号(标识)与测试结果。测试结果包括所有电阻的测试值。图2所示的是8个电阻，具体数量可以根据待测电阻的数量进行调整。电阻符合要求时测试值背景框为绿色，不符合要求时测试背景框为红色。当所有电阻值落在设定的合格范围内，“该芯片测试结论”后面的结果框显示“通过”，结果框背景为绿色，且在图形化显示区域c的对应坐标块里显示方块状图案，图案背景为绿色。当有任何一个电阻不在设定的合格范围内时，“该芯片测试结论”后面的结果框显示“不通过”，结果框背景为红色，且在图形化显示区域c的对应坐标块里显示斜纹状图案，图案背景为红色。通过图形化显示区域c可以直观看到目前的测试进度以及已测试芯片的合格情况，据此可以得到芯片的良率及不合格品分布情况。

本实施例提供的MEMS流量计晶圆的芯片质量批量测试流程包括：

S1：系统初始化，包含上位机1与自动探针台3、电阻测试仪2的通讯协议配置、通讯正常与否验证，电阻测试仪2的扫描通道及扫描速率配置，自动探针台的探针卡位置校准、连续测量路径设置等系列准备操作。

S2：设置流量计电阻合格范围。通过在上位机及软件界面中设置电阻群各个电阻的判定合格范围，为晶圆所有芯片的测试结果合格与否提供判据。

S3：电阻测试仪2进行分时扫描测量，获得单个芯片所有待测电阻的阻值，并通过串口或USB或GPIB等通讯接口发给上位机。

S4：上位机软件进行数据记录，并逐一与设定的合格范围进行比对，若所有电阻均在合格范围内，给出该芯片合格的判定。同时，在图形化晶圆对位图中将该芯片位置标示绿色方块状图案。否则，给出该芯片不合格的判定，并在图形化晶圆对位图中将该芯片位置标示红色斜纹状图案。

S5：上位给自动探针台发出指令，移动晶圆到下一个芯片对应位置，并将探针卡探针阵列与焊盘对应、可靠接触。

S6：上位机判断晶圆测试进度，若所有芯片测试完，跳到S7；若有未测芯片将跳到S3，继续循环测试。

S7：单片晶圆上所有芯片的电阻群测试完毕后，上位机软件自动进行测试统计分析，如芯片合格率，不合格芯片在晶圆上的位置分布情况等分析结果。

本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。所述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的人员可以对所述的具体实施例做不同的修改或补充或采用类似的方式代替，但不偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。