CN109741779A - 一种在晶圆测试过程中动态调整测试条件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在晶圆测试过程中动态调整测试条件的方法，包括以下步骤：S100，晶圆起测；S200，监测测试项运行，使用该监测测试项的测试结果来预判当前被测晶圆的良率：如果通过监测测试项的结果预判当前被测晶圆良率合格，则按照第一组测试参数进行步骤S300；如果预判当前被测晶圆良率不合格，则按照第二组测试参数进行步骤S300；S300，按顺序执行晶圆常规测试项目；S400，测试结束。该方法节省了封装的成本，并提高了后端测试的良率。

Description

一种在晶圆测试过程中动态调整测试条件的方法

技术领域

本发明属于存储器晶圆制造技术领域，涉及一种在晶圆测试过程中动态调整测试条件的方法。

背景技术

现有的晶圆测试中，一旦测试程序发布，每一测试项的关键参数就固定不变，不可以修改，其测试流程如图1所示。

随着DRAM制造工艺越来越小，同一批次中的不同晶圆以及不同批次中的晶圆在制作过程中都会存在工艺差异，这种差异会导致晶圆之间存在质量差异。在测试端呈现出的一个明显趋势是，由同一版测试程序测试的晶圆中，工艺误差较大的晶圆往往会因为测试参数的设定太宽松而导致大量质量不合格的芯片被判定为合格。这些不合格的芯片进入封装流程和后端测试流程会增加芯片封装的成本并降低后端测试的良率。如果这些芯片被发送给下游产品制造流程，会给最终产品造成质量问题。

发明内容

为了解决由于晶圆制作工艺差异导致的测试质量差异的问题，本发明的目的是提供一种在晶圆测试过程中动态调整测试条件的方法，该方法节省了封装的成本，并提高了后端测试的良率。

为实现上述目的，本发明采用以下技术手段：

一种在晶圆测试过程中动态调整测试条件的方法，包括以下步骤：

S100，晶圆起测；

S200，监测测试项运行，使用该监测测试项的测试结果来预判当前被测晶圆的良率：

如果通过监测测试项的结果预判当前被测晶圆良率合格，则按照第一组测试参数进行步骤S300；

如果预判当前被测晶圆良率不合格，则按照第二组测试参数进行步骤S300；

S300，按顺序执行晶圆常规测试项目；

S400，测试结束。

作为本发明的进一步改进，步骤S200中，监测测试项选择测试结果和良率相关性较强的测试项，且满足每片晶圆监测测试项的测试时间不大于整片晶圆测试时间的10％。

作为本发明的进一步改进，测试结果和良率相关性较强是指晶圆测试数据中测试项的测试结果值分布曲线和晶圆的良率值分布曲线相同或相似。

作为本发明的进一步改进，步骤S200中，预判当前被测晶圆的良率具体步骤为：

在监测测试项运行完成后，将监测测试项的结果和一个标准结果进行比较：如果监测测试项的结果低于标准结果，则预判当前被测晶圆良率合格；反之，则预判当前被测晶圆良率不合格。

作为本发明的进一步改进，所述的标准结果的计算方法为：

通过计算一定量良率合格晶圆该测试项的平均值和一定量良率不合格晶圆该测试项的平均值，然后取这两个平均值的中值来设定标准结果。

作为本发明的进一步改进，所述的标准结果的设定为失效存储单元的个数不能超过单个芯片存储单元总数的12％。

作为本发明的进一步改进，步骤S200中，第一组参数为常规测试项目的默认设置；

第二组参数设置比第一组参数设置严格。

作为本发明的进一步改进，第二组参数与第一组参数相比，DRAM存储单元数据保存能力测试项的保存时间延长0～10％，时序测试项的时序设置缩短1～2NS，老化测试项的老化电压提高0～10％，老化时间延长0～50％。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

在半导体晶圆测试中引入了一种可以动态调整测试项测试参数的方法。开始常规测试项之前先进行监测测试项，通过预判待测晶圆的良率，对质量较差的晶圆使用一套严格的测试参数进行测试，从而保证了通过了晶圆测试流程的芯片的质量和可靠性；通过检测测试项的初步判断，对于质量较差的待测晶圆，在晶圆测试阶段将更多质量不合格的芯片进行了过滤，节省了封装的成本，并提高了后端测试的良率；通过对检测测试项不合格产品加严测试参数，提高了下游产品芯片的质量和模组级测试的良率。

附图说明

图1：传统的晶圆测试流程

图2：优化后的晶圆测试流程。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明的具体实施情况做进一步的说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

为了解决由于晶圆制作工艺差异导致的测试质量差异的问题，在晶圆级测试中引入了一种在晶圆测试过程中动态调整测试条件的方法，该方法如图2所示。具体包括以下步骤：

在晶圆起测后，首先将运行一个监测测试项，使用该监测测试项的测试结果来预判当前被测晶圆的良率：

如果通过监测测试项的结果预判当前被测晶圆良率合格，则后续所有测试项将按照原测试参数的设定进行测试；如果预判当前被测晶圆良率不合格，则程序自动调整后续所有测试项的测试参数设定，使用较为严格的测试参数进行测试，保证当前晶圆测试中不会把质量不合格的芯片判断为合格，从而避免不必要的芯片封装成本和后端测试。

选择监测测试项要求为：监测测试项的选择需要对一定量的晶圆测试数据进行分析，选取测试结果和良率相关性较强的测试项。例如，在一定量的晶圆测试数据中发现某一测试项的测试结果值分布曲线和这些晶圆的良率值分布曲线相同，这个测试项的测试结果就和良率具有较强的相关性，可以被选作监测测试项。

为避免该方法造成测试时间显著增加从而增加测试成本，需要权衡监测测试项的测试时间对测试成本的影响，选取的监测测试项的测试时间要尽可能的短，一般以每张晶圆因为监测测试项额外增加的测试时间不超过单片晶圆测试总时间的10％为限度。例如，以每小时测试费用的支出为参考，每片晶圆监测测试项的测试时间不超过10分钟。

在监测测试项运行完成后，程序需要将监测测试项的结果和一个标准结果进行比较。如果监测测试项的结果低于标准结果，则可以预判当前被测晶圆良率合格；如果监测测试项的高于标准结果，则可以预判当前被测晶圆良率不合格。

标准结果的设定是在对一定量的晶圆测试数据的分析的基础上设定的，可以查看监测测试项在一定量良率合格晶圆和一定量良率不合格晶圆上的测试数据来设定标准结果。可以通过计算一定量良率合格晶圆该测试项的平均值和一定量良率不合格晶圆该测试项的平均值，然后取这两个平均值的中值来设定标准结果。例如，标准结果的设定为失效存储单元的个数不能超过单个芯片存储单元总数的12％。

使用该方法后，在测试程序中会为每一个测试项设置两组测试项测试参数。第一组参数为默认设置，这组参数设置相对比较适中，来保证质量比较稳定的晶圆通过测试后良率也比较稳定，测试合格的芯片质量稳定；第二组设置比第一组设置更严格，这组参数在监测测试项预判当前被测晶圆良率不合格的时候切换使用，这组参数设置中将DRAM存储单元数据保存能力测试项的数据保存时间延长0～10％，时序测试项的时序设置缩短1～2NS，老化测试项的老化电压提高0～10％，老化时间延长0～50％，以期望达到对工艺质量较差的晶圆进行更严格的测试。

本发明的原理为：在晶圆起测后，首先将运行监测测试项。测试程序在监测测试项运行完毕，第一个正常测试项运行前会对监测测试项的测试结果进行分析运算，并和预设的标准结果进行比较。如果通过监测测试项的结果预判当前被测晶圆良率合格，则后续所有测试项将按照默认测试参数的设定进行测试；如果预判当前被测晶圆良率不合格，则程序自动调整后续所有测试项的测试参数设定，使用较为严格的第二组测试参数进行测试。

例如：通过对某一现有产品测试数据的分析，发现某一测试项的测试结果和晶圆良率具有较强的相关性。以整个芯片划分为4096个存储单元为例，当该测试项在晶圆所有芯片发现的失效存储单元个数平均值在500个以上时，该晶圆良率不合格；当该测试项在晶圆所有芯片发现的失效存储单元个数平均值在500个以下时，该晶圆良率合格。因此，选取该测试项为监测测试项，标准结果设置为500个失效存储单元。在晶圆起测后，首先运行监测测试项，在监测测试项测试完毕后，测试程序计算被测晶圆上所有芯片监测测试项结果的平均值并和标准结果进行比较。如果监测测试项结果平均值大于500，则预判当前被测晶圆失效存储单元较多，良率不合格；如果监测测试项结果平均值小于500，则预判当前被测晶圆失效存储单元较少，良率合格。该产品每个芯片有4096个数据存储单元，500个存储单元约占总数的12％。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的，技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施例而已，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，凡在本发明的精神和原则之内，做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

尽管以上结合附图对本发明的具体实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的、而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下，在不脱离本发明的权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。

Claims (8)

1.一种在晶圆测试过程中动态调整测试条件的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100，晶圆起测；

S200，监测测试项运行，使用该监测测试项的测试结果来预判当前被测晶圆的良率：

如果通过监测测试项的结果预判当前被测晶圆良率合格，则按照第一组测试参数进行步骤S300；

如果预判当前被测晶圆良率不合格，则按照第二组测试参数进行步骤S300；

S300，按顺序执行晶圆常规测试项目；

S400，测试结束。

2.根据权利要求1所述的在晶圆测试过程中动态调整测试条件的方法，其特征在于，步骤S200中，监测测试项选择测试结果和良率相关性较强的测试项，且满足每片晶圆监测测试项的测试时间不大于整片晶圆测试时间的10％。

3.根据权利要求2所述的在晶圆测试过程中动态调整测试条件的方法，其特征在于，测试结果和良率相关性较强是指晶圆测试数据中测试项的测试结果值分布曲线和晶圆的良率值分布曲线相同或相似。

4.根据权利要求1所述的在晶圆测试过程中动态调整测试条件的方法，其特征在于，步骤S200中，预判当前被测晶圆的良率具体步骤为：

在监测测试项运行完成后，将监测测试项的结果和一个标准结果进行比较：如果监测测试项的结果低于标准结果，则预判当前被测晶圆良率合格；反之，则预判当前被测晶圆良率不合格。

5.根据权利要求4所述的在晶圆测试过程中动态调整测试条件的方法，其特征在于，所述的标准结果的计算方法为：

通过计算一定量良率合格晶圆该测试项的平均值和一定量良率不合格晶圆该测试项的平均值，然后取这两个平均值的中值来设定标准结果。

6.根据权利要求4所述的在晶圆测试过程中动态调整测试条件的方法，其特征在于，所述的标准结果的设定为失效存储单元的个数不能超过单个芯片存储单元总数的12％。

7.根据权利要求1所述的在晶圆测试过程中动态调整测试条件的方法，其特征在于，步骤S200中，第一组参数为常规测试项目的默认设置；

第二组参数设置比第一组参数设置严格。

8.根据权利要求7所述的在晶圆测试过程中动态调整测试条件的方法，其特征在于，第二组参数与第一组参数相比，DRAM存储单元数据保存能力测试项的保存时间延长0～10％，时序测试项的时序设置缩短1～2NS，老化测试项的老化电压提高0～10％，老化时间延长0～50％。