CN105789081B - 一种加速wat测试的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种加速WAT测试的系统和方法，用于通过测试探针定位对一个晶圆上的M个测试结构进行测试，其中M为正整数，该系统包括测试单元，所述测试单元包括文件配置模块、参数初测模块、判断模块、计算模块和执行模块。本发明可以使得在不需要缩减测试参数的同时可以有效的缩短WAT测试时间。

Description

一种加速WAT测试的系统和方法
技术领域
本发明涉及微电子技术领域，尤其涉及一种加速WAT测试(Wafer AcceptanceTest，晶圆允收测试)的系统和方法。
背景技术
随着集成电路加工工艺日益复杂，在集成电路的WAT测试时需要测试的参数越来越多，相应的所耗费的时间成本就会不断增加。
WAT测试主要是通过测试分布在切割道上的多个测试结构(test key)来得到器件特性的。目前，业界只能查到通过WAT测试一整片晶圆所需要的时间，无法精确到测量每个测试结构的参数所需要的时间，更无法知道用于WAT测试的探针在前后参数所对应的测试结构之间移动所需要的时间。因此，为了加速WAT的测试以改善WPH(Wafer Per Hour，每小时芯片产出量)，现有技术通常采取的方法是缩减需要测试的参数。
这种缩减测试参数的方法的确可以显著地减少测试时间，但是同时也引入了严重的缺陷。因为面对日益复杂的集成电路工艺，很多时候每个参数都有它无可替代的测试意义，一旦删除该测试参数，就意味着同时牺牲对器件某性能的测试结果，这种方法是得不偿失的。
如何提供一种WAT测试的系统和方法，使得在不需要缩减测试参数的同时可以有效的缩短WAT测试时间，已成为本领域技术人员需要解决的技术。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明公开一种加速WAT测试的系统和方法，通过减少探针在各个测试结构之间不必要的移动时间，以实现既有效缩短WAT测试时间，同时又保留必要的测试参数的目的，具有明确的物理意义和量产适应性。
为实现上述目的，本发明提供一种加速WAT测试的系统，用于通过测试探针定位对一个晶圆上的M个测试结构进行测试，其中，M为正整数；还包括测试控制单元；所述测试控制单元包括：
文件配置模块，用于初始化设置参数；其中，设置参数包括设定初始测试结构、测试路径、最后测试结构、两个测试结构间的距离以及每一步测量完成后的时间阈值参数表；
参数初测模块，用于根据预定的测试路径记录初始每个测试结构中参数测试的时间和所述探针在所述测试结构和下一个测试结构距离间移动的时间，并得到完成每一步测量后的时间叠加表；
判断模块，用于将每一步测量后的时间叠加表与每一步测量完成后的时间阈值参数表进行比较，并判断得出每一个超出时间阈值参数表的所述测试结构；
计算模块，用于计算每个测试结构与相邻测试结构间的相对位置坐标，并确定需要优化的路径所包括的N个起止测试结构，其中，N为正整数，M大于等于N；
执行模块，用于从需要优化的路径起始测试结构开始，至少一个测试结构确定距离本测试结构最近的一个测试结构作为下一个进行测试，直到需要优化的路径中的最后一个。
在一些优选的实施例中，所述加速WAT测试的系统还包括确认模块，用于确认每一个测试结构域所有相邻测试结构间的移动时间与距离成正比。
在一些优选的实施例中，所述执行模块，用于从需要优化的路径起始测试结构开始，每一个测试结构需确定距离本测试结构最近的一个测试结构作为下一个进行测试，直到需要优化的路径中的最后一个。
为实现上述目的，本发明又提供一种加速WAT测试的系统，用于通过测试探针定位对一个晶圆上的M个测试结构进行测试，其中，M为正整数；还包括测试控制单元；所述测试控制单元包括：
文件配置模块，用于初始化设置参数；其中，设置参数包括设定初始测试结构、测试路径、最后测试结构、两个测试结构间的距离以及测量完成后的时间阈值；
参数初测模块，用于根据预定的测试路径记录初始每个测试结构中参数测试的时间和所述探针在所述测试结构和下一个测试结构距离间移动的时间，并得到完成测量后的时间；
判断模块，用于将最后的测量时间与时间阈值进行比较，并判断该次晶圆的测量时间是否满足要求；
计算模块，用于确定每个测试结构与相邻测试结构间的相对位置坐标和优化路径；
执行模块，用于从起始测试结构开始，每一个测试结构需确定距离本测试结构最近的一个测试结构作为下一个进行测试，直到需要优化的路径中的最后一个。
在一些优选的实施例中，所述加速WAT测试的系统还包括确认模块，用于确认每一个测试结构域所有相邻测试结构间的移动时间与距离成正比。
为实现上述目的，本发明再提供一种技术方案如下：
一种加速WAT测试的方法，用于通过测试探针定位对一个晶圆上的M个测试结构进行测试，其中，M为正整数；包括如下步骤：
步骤S1：对系统文件进行配置并初始化设置参数，其中，设置参数包括设定初始测试结构、测试路径、最后测试结构、两个测试结构间的距离以及每一步测量完成后的时间阈值参数表；
步骤S2：根据预定的测试路径记录初始每个测试结构中参数测试的时间和所述探针在所述测试结构和下一个测试结构距离间移动的时间，并得到完成每一步测量后的时间叠加表；
步骤S3：收集每个测试结构与相邻测试结构间的相对位置坐标，并确认所移动的时间与距离成正比；
步骤S4：确定需要优化的路径所包括的N个起止测试结构，其中，N为正整数，M大于等于N；
步骤S5：从需要优化的路径起始测试结构开始，至少一个测试结构需确定距离本测试结构最近的一个测试结构作为下一个进行测试，直到需要优化的路径中的最后一个。
在一些优选的实施例中，所述需要优化的路径是从起始测试结构开始，每一个测试结构需确定距离本测试结构最近的一个测试结构作为下一个进行测试，直到需要优化的路径中的最后一个。
为实现上述目的，本发明再提供一种技术方案如下：
一种加速WAT测试的方法，用于通过测试探针定位对一个晶圆上的M个测试结构进行测试，其中，M为正整数；包括如下步骤：
步骤S1：对系统文件进行配置并初始化设置参数，其中，设置参数包括设定初始测试结构、测试路径、最后测试结构、两个测试结构间的距离以及测量完成后的时间阈值；
步骤S2：根据预定的测试路径记录初始每个测试结构中参数测试的时间和所述探针在所述测试结构和下一个测试结构距离间移动的时间，并得到完成测量后的时间；
步骤S3：收集每个测试结构与相邻测试结构间的相对位置坐标，并确认所移动的时间与距离成正比；
步骤S4：确定需要优化的路径所包括的N个起止测试结构，其中，N为正整数，M大于等于N；
步骤S5：从起始测试结构开始，每一个测试结构需确定距离本测试结构最近的一个测试结构作为下一个进行测试，直到需要优化的路径中的最后一个。
从上述技术方案可以看出，本发明提供的一种加速WAT测试的系统和方法，其有益效果在于：
第一，通过确认移动的时间与距离成正比，进行WAT测试的排序，模块运行相对稳定；
第二，遵循距离探针所在测试结构距离最近的一个测试结构作为下一个进行测量原则，减少了测试探针在各个测试结构之间不必要的重复移动，节省了大量的测试时间；
第三，不需要缩减测试参数，对器件的WAT测试结果更为全面和可靠。
附图说明
图1所示为根据本发明的加速WAT测试系统的结构流程图和实施步骤示意图
图2所示为初始化后记录的每个测试结构之间的测试时间
图3所示为各个测试结构在版图中所对应的坐标
图4所示为优化测量路径前后所需测量时间的对比
具体实施方式
以下结合附图和实施例进一步详细阐述本发明。以下实施例并不是对本发明的限制。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中。
图1示出的是本发明提供的一种加速的WAT测试系统的结构流程图和实施步骤，该测试系统用于通过测试探针定位对一个晶圆上的M个测试结构进行测试，其中，M为正整数，此处仅仅选取M为4作为实施例，结合图2说明本发明的测试系统。
根据本发明的实施例，测试探针将对一个位于晶圆编号为AP0****#02的晶圆上的4个测试结构进行WAT测试，该4个测试结构分别为：WAT_A000、WAT_AO07、WAT_AT07和WAT_AQ07。根据图1所示，首先在文件配置模块101中初始化设置参数，初始化后的部分设置参数如图2所示，初始测试结构为WAT_A000，测试路径为WAT_A000——WAT_AO07——WAT_AT07——WAT_AQ07，即最后的测试结构为WAT_AQ07。在文件配置模块101中，需要初始化的设置参数还包括两个测试结构间的距离以及每一步测量完成后的时间阈值参数表，或者，在另一些优选的实施例中，包括测量完成后的时间阈值。
在参数初测模块102中，根据上述初始化后的测试路径，记录每个测试结构中参数测试的时间和所述探针在所述测试结构和下一个测试结构距离间移动的时间，并得到完成每一步测量后的时间叠加表或者得到完成测量后的时间。如图2所示，通过该参数初测模块102，得到了测试探针从到达初试测试结构WAT_A000至到达下一个测试结构WAT_AO07的时间为1129.5毫秒，这个时间包括测试探针对WAT_A000进行测试的时间和测试探针从WAT_A000移动到WAT_AO07所需要的时间。同理，根据图2可以得出，测试探针从到达测试结构WAT_AO07至到达下一个测试结构WAT_AT07的时间为446.7毫秒；从到达测试结构WAT_AT07至最后的测试结构WAT_AQ07的时间为650.2毫秒。
在判断模块103中，将上述每一步测量后的时间叠加表与文件配置模块101中得到的每一步测量完成后的时间阈值参数表进行比较，判断得出每一个超出时间阈值参数表的测试结构。在另一些优选的实施例中，判断模块103只需将最后的测量时间与时间阈值进行比较，并判断该次晶圆的测量时间是否满足要求。
在计算模块104中，用于计算每个测试结构与相邻测试结构间的相对位置坐标和优化路径。如图3所示，以初始测试结构WAT_A000的位置为原点，标识出其余3个测试结构的相对坐标。通过对比图2和图3可以发现，两个相邻的测试结构之间的距离越长，则所需要的时间即越长，成正比相关，因此需要根据距离本测试结构最近的一个测试结构作为下一个进行测试的原则优化路径。基于此，针对图3中的相对位置坐标，计算出本次需要优化的路径包括除初始测试结构WAT_A000和最后测试结构WAT_AQ01以外的其它2个测试结构。如图4所示，对两个测试结构WAT_AT007和WAT_AO007的测试顺序进行了优化，初试测试结构和最后测试结构依然分别是WAT_A000和WAT_AQ07。
在执行模块105中，执行上述优化后的测试路径，即从起始测试结构WAT_A000开始，执行每一个测试结构需确定距离本测试结构最近的一个测试结构作为下一个进行测试的优化路径，直到需要优化的路径中的最后一个测试结构WAT_AQ07。再次参考图4可以看出，执行优化后的测试路径后，每一步测试所需要的时间都大幅减少，优化后总的测试时间为909毫秒，相比于优化之前总的测试时间2226.4毫秒，显著提高了WAT测试的速度和测试效率。
以上的仅为本发明的优选实施例，实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种加速WAT测试的系统，用于通过测试探针定位对一个晶圆上的M个测试结构进行测试，其中，M为正整数；其特征在于，包括测试控制单元，所述测试控制单元包括：
文件配置模块，用于初始化设置参数，其中，设置参数包括设定初始测试结构、测试路径、最后测试结构，两个测试结构间的距离以及每一步测量完成后的时间阈值参数表；
参数初测模块，用于根据预定的测试路径记录初始每个测试结构中参数测试的时间和所述探针在所述测试结构和下一个测试结构距离间移动的时间，并得到完成每一步测量后的时间叠加表；
判断模块，用于将每一步测量后的时间叠加表与每一步测量完成后的时间阈值参数表进行比较，并判断得出每一个超出时间阈值参数表的所述测试结构；
计算模块，用于计算每个测试结构与相邻测试结构间的相对位置坐标，并确定需要优化的路径所包括的N个起止测试结构，其中，N为整数，M大于等于N；
执行模块，用于从需要优化的路径起始测试结构开始，至少一个测试结构确定距离本测试结构与最近的一个测试结构作为下一个进行测试，直到需要优化的路径中的最后一个。
2.根据权利要求1所述的加速WAT测试的系统，其特征在于，还包括确认模块，用于确认每一个测试结构与所有相邻测试结构间的移动时间与距离成正比。
3.根据权利要求1所述的加速WAT测试的系统，其特征在于，所述执行模块，用于从需要优化的路径起始测试结构开始，每一个测试结构需确定距离本测试结构与最近的一个测试结构作为下一个测试结构，直到需要优化的路径中的最后一个。
4.一种加速WAT测试的系统，用于通过测试探针定位对一个晶圆上的M个测试结构进行测试，其中，M为正整数；其特征在于，包括测试控制单元；所述测试控制单元包括：
文件配置模块，用于初始化设置参数，其中，设置参数包括设定初始测试结构、测试路径、最后测试结构、两个测试结构间的距离以及测量完成后的时间阈值；
参数初测模块，用于根据预定的测试路径记录初始每个测试结构中参数测试的时间和所述探针在所述测试结构和下一个测试结构距离间移动的时间，并得到完成每一步测量后的时间；
判断模块，用于将最后的测量时间与时间阈值进行比较，并判断上述包含M个测试结构的晶圆的测量时间是否满足要求；
计算模块，用于确定每个测试结构与相邻测试结构间的相对位置坐标和优化路径；
执行模块，用于从起始测试结构开始，每个测试结构需要确定距离本测试结构与最近的一个测试结构作为下一个进行测试，直到需要优化的路径中的最后一个。
5.根据权利要求4所述的加速WAT测试的系统，其特征在于，还包括确认模块，用于确认每一个测试结构与所有相邻测试结构间的移动时间与距离成正比。
6.一种加速WAT测试的方法，用于通过测试探针定位对一个晶圆上的M个测试结构进行测试，其中，M为正整数；包括如下步骤：
步骤S1：对系统文件进行配置并初始化设置参数，其中，设置参数包括设定初始测试结构、测试路径、最后测试结构、两个测试结构间的距离以及每一步测量完成后的时间阈值参数表；
步骤S2：根据预定的测试路径记录初始每个测试结构中参数测试的时间和所述探针在所述测试结构和下一个测试结构距离间移动的时间，并得到完成每一步测量后的时间叠加表；
步骤S3：收集每个测试结构与相邻测试结构间的相对位置坐标，并确认所移动的时间与距离成正比；
步骤S4：确定需要优化的路径所包括的N个起止测试结构，其中，N为正整数，M大于等于N；
步骤S5：从需要优化的路径起始测试结构开始，至少一个测试结构需确定距离本测试结构与最近的一个测试结构作为下一个进行测试，直到需要优化的路径中的最后一个。
7.根据权利要求6所述的加速WAT测试的方法，其特征在于，所述需要优化的路径是从起始测试结构开始，每一个测试结构需确定距离本测试结构最近的一个测试结构作为下一个进行测试，直到需要优化的路径中的最后一个。
8.一种加速WAT测试的方法，用于通过测试探针定位对一个晶圆上的M个测试结构进行测试，其中，M为正整数；包括如下步骤：
步骤S1：对系统文件进行配置并初始化设置参数，其中，设置参数包括设定初始测试结构、测试路径、最后测试结构、两个测试结构间的距离以及每一步测量完成后的时间阈值；
步骤S2：根据预定的测试路径记录初始每个测试结构中参数测试的时间和所述探针在所述测试结构和下一个测试结构距离间移动的时间，并得到完成测量后的时间；
步骤S3：收集每个测试结构与相邻测试结构间的相对位置坐标，并确认所移动的时间与距离成正比；
步骤S4：确定需要优化的路径所包括的N个起止测试结构，其中，N为正整数，M大于等于N；
步骤S5：从起始测试结构开始，每一个测试结构需确定距离本测试结构最近的一个测试结构作为下一个进行测试，直到需要优化的路径中的最后一个。
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