一种半导体芯片测试系统的制作方法

技术特征：
1.一种半导体芯片测试系统，其特征在于：包括校准机箱(1)、机械手臂(2)、测试头(3)和探针台(4)，所述测试头(3)内部设置有测试板卡，所述机械手臂(2)用于带着所述测试头(3)进行上下运动和翻转运动，进行cp测试和ft测试，所述校准机箱(1)用来校准所述测试头(3)里面的所述测试板卡，所述校准机箱(1)上设置有工作站电脑(5)，所述探针台(4)设置为集成的第三方全自动探针台(4)；所述测试头(3)内部的设置有测试板卡，所述测试板卡通过连接器与dib板卡对接，所述测试板卡用于将所述测试头(3)内部的板卡信号转移到dib板卡的pogo pin上，所述dib板卡的下方设置有load board，所述pogo pin和所述负载板上面的pad自动对接，将测试信号引到探针卡上，所述load board下方设置有probe card，所述probe card与待测晶圆上面的die直接连接，将测试头(3)内部的激励信号引导待测的晶圆上面，所述load board上面安装有直流光模块，所述probe card上面安装有脉冲光模块。2.根据权利要求1所述的一种半导体芯片测试系统，其特征在于：所述工作站电脑(5)通过pci总线控制所述测试头(3)，所述工作站电脑(5)通过gpib总线控制探针台(4)，所述校准机箱(1)用于给整个测试系统供电，并且通过plc对所述机械臂进行控制。3.根据权利要求1所述的一种半导体芯片测试系统，其特征在于：所述测试头(3)包括dps板卡、dm板卡、icld板卡、ccb板卡、ld板卡和bb板卡，所述dps板卡包括dpsh板卡和dpsl板卡。4.根据权利要求3所述的一种半导体芯片测试系统，其特征在于：所述dpsh板卡设置为大功率模块，包括8通道，具有电源和电子负载功能，用于对待测die供电或者作为待测die的负载使用；所述dpsl板卡设置为电源模块，包括40通道，具有电源和电子负载功能，用于对待测die供电或者作为待测die的负载使用；所述dm板卡设置为数字信号模块，速率为10mhz，包括128路数字通道和16路ppmu，所述ppmu具有fvmi/fimv/fvmv、拉电流和灌电流功能，且每8路数字通道共用一路ppmu模块，所述数字信号模块具有信号的驱动、信号比较、高阻态、波形发生、pattern产生功能；所述icld板卡设置为图像采集和激光驱动板卡，用于4路lvds图像和4路mipi图像的采集，采用xilinx的ultrascale plus v系列的fpga，将图像数据采集、缓存、存储，转换为光口网络，通过pcie端口，发送到工作站电脑(5)，在多个die并行测试的时候，达到万兆数据传输速度，所述4路lvds的信号输出用于驱动vcsel脉冲激光发光；所述ccb板卡设置为电源输出功能，包括8路iic、8路spi、8路uart、128路gpio，用于给直流光模块提供电源，并且提供通讯端口，调节直流光模块的亮度；所述ld板卡用于输出1ns脉冲和0.2ns上升沿激光脉冲，所述激光脉冲重复频率为200mhz max，用于编程控制；所述bb板卡用于资源分配，包括8个插槽，用于将dpsh、dpsl、ccb、icld、dm以任意位置插入。5.根据权利要求4所述的一种半导体芯片测试系统，其特征在于：所述测试头(3)的测试流程包括以下步骤：s1.开短路测试：通过dpsh/dpsl板卡，以及icld板卡和dm板卡的ppmu模块，对待测晶圆进行开短路测试，开短路测试采取force current measure voltage方法，通过实际采集的电压值，对芯片进行open-short测试；s2.功耗测试：通过dpsh/dpsl板卡给die供电，测试电压电流，进行功耗测试；s3.通讯测试：通过dm板卡给die提供io信号，同时通过dm板卡和die之间进行iic/spi通讯，配置die内部对应的寄存器的值，让芯片工作在不同的模式；
s4.静态图像采集模式：通过ccb控制直流光源发光，照射多个die，icld板卡同时通过mipi/lvds接口，采集die的图像数据；s5.动态图像采集模式：通过icld的lvds输出接口激励ld板卡，使得ld板卡上面的vcsel激光器发出脉冲光，照射die，icld通过mipi/lvds接口采集die的图像数据。6.根据权利要求1所述的一种半导体芯片测试系统，其特征在于：所述直流光模块采用直流850/940nm led光源，经过多层匀光板，变为均匀光，然后通过半透半反镜入射到die上；所述脉冲光模块采用vcsel脉冲激光光源，通过半透半反射镜反射到待测die上面，进行多个die的并行测试。7.根据权利要求4所述的一种半导体芯片测试系统，其特征在于：所述icld板卡的fpga通过lvds信号驱动vcsel的驱动芯片，用于产生超快可编程脉冲激光，所述脉冲激光的重复频率由fpga的lvds的频率进行控制，所述脉冲激光的脉宽通过fpga的spi接口对驱动芯片ic-hs05进行编程控制。8.根据权利要求4所述的一种半导体芯片测试系统，其特征在于：所述校准机箱(1)对dps板卡输出电压校准的校准流程包括以下步骤：s101.由dps板卡产生一个电压，然后由标准仪器对此电压进行测试，完成多个点的电压采集，进行误差计算；s102.按照校准算法，将补偿值写入dps板卡；s103.重新由dps板卡产生电压，由标准仪器再次测量，确认二者误差是否满足精度要求；s104.如果精度达到要求，则校准结束；如果不能达到要求，则返回s101重新执行，如果重复3次依然校准失败，则校准失败。9.根据权利要求1所述的一种半导体芯片测试系统，其特征在于：所述工作站电脑(5)通过pci板卡，经过桥接芯片转换为本地总线，所述本地总线通过if板卡，进入bb背板，用于控制测试头(3)内部的各个不同板卡的输出。10.根据权利要求9所述的一种半导体芯片测试系统，其特征在于：所述pci卡具有4根读写控制位﹑16根数据线﹑23根地址线；所述if板用于实现8个slot槽选信号和本地总线通信信号的中继功能；所述bb背板设置有
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54vp﹑
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24vp﹑
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48vf﹑
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15v﹑ 5v﹑ 5vr﹑ 5vd﹑ 12vd外部电源，还包括8个可插板卡槽位。

技术总结
本发明公开了一种半导体芯片测试系统，包括校准机箱、机械手臂、测试头和探针台，所述测试头内部设置有测试板卡，所述机械手臂用于带着所述测试头进行上下运动和翻转运动，进行CP测试和FT测试，所述校准机箱用来校准所述测试头里面的所述测试板卡，所述校准机箱上设置有工作站电脑，所述探针台设置为集成的第三方全自动探针台；所述测试头内部的设置有测试板卡，所述测试板卡通过连接器与DIB板卡对接，所述测试板卡用于将所述测试头内部的板卡信号转移到DIB板卡的pogo pin上。本发明能够完成超快脉冲激光产生，使同一个wafer上面多个die脉冲光电性能并行测试，具有完成混合光驱动技术、万兆光纤数据传输技术和多通道大功率四象限电源技术。限电源技术。限电源技术。


技术研发人员：王丽国 冯龙 柴国占
受保护的技术使用者：深钛智能科技（苏州）有限公司
技术研发日：2021.10.13
技术公布日：2022/1/28