CN113009321A - 晶圆漏电流测试方法、装置、晶圆级测试仪及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种晶圆漏电流测试方法、装置、晶圆级测试仪及存储介质，所述方法应用于晶圆，所述晶圆包括多个待测量单元，所述方法包括：获取所述晶圆上每个所述待测量单元的漏电流；根据所有所述待测量单元的漏电流，获取漏电流中位数及漏电流第一统计特征值；根据所述漏电流中位数及所述漏电流第一统计特征值，获取漏电流偏移量；根据所述漏电流中位数及所述漏电流偏移量，获取漏电流测量阈值；根据所述漏电流测量阈值筛选所述待测量单元。本申请实施例提高晶圆中芯片筛选的准确性和覆盖率，提升芯片的可靠性，降低芯片使用过程中的不良率。
Description
技术领域
本申请涉及晶圆测试领域，尤其涉及一种晶圆漏电流测试方法、装置、晶圆级测试仪及存储介质。
背景技术
晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，在晶圆上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能之IC芯片。在晶圆制造完成之后，切割封装之前，需要进行晶圆测试，晶圆测试是对晶片上的每个IC芯片进行测试，通过探针卡(probe card)与芯片上的外触点(pad)接触，测试其电气特性，看是否符合出厂标准。
在晶圆的实际制造过程中，由于制程因素的限制，在实际IC芯片内部会产生一定的缺陷，在实际IC芯片工作时形成寄生效应，增大IC芯片的漏电流，漏电流过大引起IC芯片静态功率损耗，影响IC芯片性能，甚至导致IC芯片失效。因此漏电流测试是晶圆测试中一项非常重要的测试项。
但是，现有漏电流测试方案中利用固定的电流条件筛选漏电流有异常的芯片，且不能准确筛选晶圆制造过程中工艺发生偏移时，漏电流异常的芯片。
发明内容
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种晶圆漏电流测试方法、装置、晶圆级测试仪及存储介质，提高芯片筛选的准确性和覆盖率，提升芯片的可靠性，降低使用过程中的不良率。
第一方面，本申请提供了一种晶圆漏电流测试方法，应用于晶圆，所述晶圆包括多个待测量单元，所述方法包括：
获取所述晶圆上每个所述待测量单元的漏电流；
根据所有所述待测量单元的漏电流，获取漏电流中位数及漏电流第一统计特征值；
根据所述漏电流中位数及所述漏电流第一统计特征值，获取漏电流偏移量；
根据所述漏电流中位数及所述漏电流偏移量，获取漏电流测量阈值；
根据所述漏电流测量阈值筛选所述待测量单元。
可选的，所述统计所有所述待测量单元的漏电流，获取漏电流中位数及漏电流第一统计特征值包括：
根据所有所述待测量单元的漏电流大小顺序，获取所述漏电流中位数；
根据所有所述待测量单元的漏电流，获取漏电流均值和漏电流标准方差；
根据所述漏电流均值和所述漏电流方差，获取所述漏电流第一统计特征值。
可选的，所述根据所述漏电流均值和所述漏电流方差，获取所述漏电流第一统计特征值包括：
计算所述漏电流均值和所述漏电流方差之和，作为所述漏电流第一统计特征值。
可选的，所述根据所述漏电流中位数及所述漏电流第一统计特征值，获取漏电流偏移量包括：
计算所述漏电流第一统计特征值与所述漏电流中位数之差，作为第一漏电流差值；
计算所述第一漏电流差值与预设倍数之积，作为所述漏电流偏移量。
可选的，所述根据所述漏电流中位数及所述漏电流偏移量，获取漏电流测量阈值包括：
计算所述漏电流中位数与所述漏电流偏离量之和，作为所述漏电流测量阈值。
可选的，所述根据所述漏电流测量阈值筛选所述待测量单元包括：
若所述待测量单元的漏电流大于等于所述漏电流测量阈值，则将所述待测量单元标记为漏电流不合格；
若所述待测量单元的漏电流小于所述漏电流测量阈值，则将所述待测量单元标记为漏电流合格。
可选的，所述待测量单元包括NAND flash的存储块和/或NOR flash的存储块。
第二方面，本申请提供了一种晶圆漏电流测试装置，所述装置包括：
漏电流获取模块，用于获取所述晶圆上每个所述待测量单元的漏电流；
漏电流统计模块，用于根据所有所述待测量单元的漏电流，获取漏电流中位数及漏电流第一统计特征值；
漏电流偏移量获取模块，用于根据所述漏电流中位数及所述漏电流第一统计特征值，获取漏电流偏移量；
漏电流测量阈值获取模块，用于根据所述漏电流中位数及所述漏电流偏移量，获取漏电流测量阈值；
待测量单元筛选模块，用于根据所述漏电流测量阈值筛选所述待测量单元。
第三方面，本申请提供了一种晶圆级测试仪，所述晶圆级测试仪包括上述第一方面所述的晶圆漏电流测试装置。
第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面所述的晶圆漏电流测试方法的步骤。
本申请实施例提供的该方法，应用于晶圆，所述晶圆包括多个待测量单元，所述方法包括：获取所述晶圆上每个所述待测量单元的漏电流；根据所有所述待测量单元的漏电流，获取漏电流中位数及漏电流第一统计特征值；根据所述漏电流中位数及所述漏电流第一统计特征值，获取漏电流偏移量；根据所述漏电流中位数及所述漏电流偏移量，获取漏电流测量阈值；根据所述漏电流测量阈值筛选所述待测量单元。本申请实施例自适应晶圆制造工艺发生偏移时的飘移量，根据晶圆上所有待测量单元的漏电流，获取一个动态漏电流测量阈值，可以提高筛选的准确性和覆盖率，提升待测量单元的可靠性，降低使用过程中的不良率。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种晶圆漏电流测试方法的流程示意图。
图2为本申请实施例提供的一种漏电流中位数及漏电流第一统计特征值获取方法的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的一种获取漏电流偏移量的方法的流程示意图；
图4为本申请实施例提供的一种晶圆漏电流测试装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
图1为本申请实施例提供的一种晶圆漏电流测试方法的流程示意图，晶圆漏电流测试方法，应用于晶圆，所述晶圆包括多个待测量单元，如图1所示，所述方法包括：
步骤110：获取所述晶圆上每个所述待测量单元的漏电流；
本申请实施例中，所述待测量单元包括NAND flash的存储块和/或NOR flash的存储块，所述待测量单元也可以是DRAM芯片，晶圆中漏电流测试颗粒度可以依据本片晶圆中实际芯片的类型而设置，比如，NAND flash芯片以存储块为单位进行漏电流测试，DRAM芯片以整个芯片颗粒为单位进行漏电流测试。
步骤120：根据所有所述待测量单元的漏电流，获取漏电流中位数及漏电流第一统计特征值；
本申请实施例，在晶圆漏电流测试中考虑晶圆制作工艺发生偏移的情况，利用本片晶圆上所有待测量单元的漏电流测试的实际情况，通过本片晶圆漏电流的中位数以及另一体现本片晶圆漏电流的统计特征的漏电流第一统计特征值，获取后续本片晶圆的漏电流测量阈值。图2为本申请实施例提供的一种漏电流中位数及漏电流第一统计特征值获取方法的流程示意图，如图2所示，获取漏电流中位数及漏电流第一统计特征值的方法包括：
步骤221：根据所有所述待测量单元的漏电流大小顺序，获取所述漏电流中位数；
本申请实施例中，将所有所述待测量单元的漏电流按照大小顺序排列，获取位于中间位置的待测单元的漏电流，即所述漏电流中位数，当所述待测量单元的漏电流的个数为偶数，则选取中间两位数据的均值作为中位数。
步骤222：根据所有所述待测量单元的漏电流，获取漏电流均值和漏电流标准方差；
本申请实施例中，根据所有所述待测量单元的漏电流，通过数学统计算法获取本片晶圆的漏电流的统计特征，得到所述漏电流均值和所述漏电流标准方差，
步骤223：根据所述漏电流均值和所述漏电流方差，获取所述漏电流第一统计特征值。本申请实施例中，计算所述漏电流均值和所述漏电流方差之和，作为所述漏电流第一统计特征值。当本片晶圆中所有所述待测量单元的漏电流呈正态分布，所述漏电流中位数和所述漏电流均值相同，则根据正态分布的1sigma原则待测单元漏电流小于等于所述漏电流第一统计特征值的概率约为85％.
步骤130：根据所述漏电流中位数及所述漏电流第一统计特征值，获取漏电流偏移量；
本申请实施例，在晶圆漏电流测试中考虑晶圆制作工艺发生偏移的情况，通过本片晶圆的中位数和其他统计特征值，获取本片晶圆的漏电流偏移量。图3为本申请实施例提供的一种获取漏电流偏移量的方法的流程示意图，如图3所示，获取漏电流偏移量的方法包括：
步骤331：计算所述漏电流第一统计特征值与所述漏电流中位数之差，作为第一漏电流差值；
本申请实施例中，当本片晶圆中所有所述待测量单元的漏电流呈正态分布，所述漏电流中位数和所述漏电流均值相同，所述第一漏电流差值即为所述漏电流标准方差。
步骤332：计算所述第一漏电流差值与预设倍数之积，作为所述漏电流偏移量。
本申请实施例中，所述预设倍数的设置综合考虑存储芯片良率和可靠性，漏电流阈值设置过高，提高了存储芯片良率，但是产品可靠性降低，影响用户使用；漏电流阈值设置过低，提高了存储芯片可靠性但是产品良率降低，加大产品成本；本申请实施例可以对一定量的晶圆样片进行漏电测试，根据不良存储芯片(即可靠性测试不通过的存储芯片)的漏电流分布情况，多次调试，确定最佳预设倍数，以使存储芯片良率和可靠性达到最佳均衡状态。
步骤140：根据所述漏电流中位数及所述漏电流偏移量，获取漏电流测量阈值；
本申请实施例中，在确定本片晶圆的漏电流中位数及漏电流偏移量后，计算所述漏电流中位数与所述漏电流偏离量之和，作为所述漏电流测量阈值。
步骤150：根据所述漏电流测量阈值筛选所述待测量单元。
本申请实施例中，若所述待测量单元的漏电流大于等于所述漏电流测量阈值，则将所述待测量单元标记为漏电流不合格；若所述待测量单元的漏电流小于所述漏电流测量阈值，则将所述待测量单元标记为漏电流合格。相应的，晶圆测试仪的机械手臂将漏电流不合格的待测单元所在芯片颗粒标记为失效颗粒。
例如，一片晶圆上面有100颗NAND flash存储芯片，一颗NAND flash存储芯片有100个存储块，那么利用晶圆级测试仪针对每颗NAND flash存储芯片的存储块进行漏电流测量，则总共获取10000个漏电流测试样本；
将本片晶圆中10000个漏电流测试样本按照大小顺序排列，计算得到中位数为50nA；
计算本片晶圆获取10000个漏电流测试样本的均值与方差之和，得到漏电流第一统计特征值为60nA；
将漏电流第一统计特征值与中位数之差10nA作为偏移值的基准值，缩放预设倍数，比如2倍，将20nA作为本片晶圆漏电流偏移量。
将中位数值(50nA)和漏电偏移量(20nA)之和(70nA)作为最终的漏电流测试阈值，及测试标准，将漏电流超过70nA的存储块视为漏电流超标的不合格块。
图4为本申请实施例提供的一种晶圆漏电流测试装置的结构示意图，如图4所示，所述装置包括：
漏电流获取模块410，用于获取所述晶圆上每个所述待测量单元的漏电流；
本申请实施例中，所述待测量单元包括NAND flash的存储块和/或NOR flash的存储块。所述待测量单元也可以是DRAM颗粒。例如，一片晶圆上面有100颗存储芯片，一颗存储芯片有100个存储块，那么利用晶圆级测试仪，针对每颗存储芯片的存储块进行漏电流测量，则总共获取10000个漏电流测试样本。
漏电流统计模块420，用于根据所有所述待测量单元的漏电流，获取漏电流中位数及漏电流第一统计特征值；
本申请实施例，在晶圆漏电流测试中考虑晶圆制作工艺发生偏移的情况，利用本片晶圆上所有待测量单元的漏电流测试的实际情况，通过本片晶圆漏电流的中位数以及另一体现本片晶圆漏电流的统计特征的漏电流第一统计特征值，获取后续本片晶圆的漏电流测量阈值。
漏电流统计模块420包括：
漏电流中位数获取子模块：根据所有所述待测量单元的漏电流大小顺序，获取所述漏电流中位数；
本申请实施例中，将所有所述待测量单元的漏电流按照大小顺序，当所有所述待测量单元的漏电流的数据分布呈对称分布，获取位于中间位置的待测单元的漏电流，即所述漏电流中位数。
漏电流均值与统计特征获取子模块：根据所有所述待测量单元的漏电流，获取漏电流均值和漏电流标准方差；
本申请实施例中，根据所有所述待测量单元的漏电流，通过数学统计算法获取本片晶圆的漏电流的统计特征，得到所述漏电流均值和所述漏电流标准方差，
漏电流第一统计特征值获取子模块：根据所述漏电流均值和所述漏电流方差，获取所述漏电流第一统计特征值。
本申请实施例中，计算所述漏电流均值和所述漏电流方差之和，作为所述漏电流第一统计特征值。当本片晶圆中所有所述待测量单元呈正态分布，则根据正态分布的1sigma原则待测单元漏电流小于等于所述漏电流第一统计特征值的概率约为85％.
漏电流偏移量获取模块430，用于根据所述漏电流中位数及所述漏电流第一统计特征值，获取漏电流偏移量；
本申请实施例，在晶圆漏电流测试中考虑晶圆制作工艺发生偏移的情况，通过本片晶圆的中位数和其他统计特征值，获取本片晶圆的漏电流偏移量。漏电流偏移量获取模块430包括：
第一漏电流差值获取子模块：计算所述漏电流第一统计特征值与所述漏电流中位数之差，作为第一漏电流差值；
漏电流偏移量获取子模块：计算所述第一漏电流差值与预设倍数之积，作为所述漏电流偏移量。
本申请实施例中，所述预设倍数的设置综合考虑本片晶圆上存储芯片良率和可靠性，漏电流阈值设置过高，提高了存储芯片良率但是产品可靠性降低，影响用户使用；漏电流阈值设置过低，提高了存储芯片可靠性但是产品良率降低，加大产品成本；本申请实施例可以对一定量的晶圆样片进行漏电流测试，根据不良存储芯片(即在预设可靠性测试中不通过的存储芯片)的漏电流分布情况，多次调试，确定最佳预设倍数，以使存储芯片良率和可靠性达到最佳均衡状态。
漏电流测量阈值获取模块440，用于根据所述漏电流中位数及所述漏电流偏移量，获取漏电流测量阈值；
本申请实施例中，考虑晶圆制作过程中，工艺偏移发生的情况，在确定本片晶圆的漏电流中位数及漏电流偏移量后，计算所述漏电流中位数与所述漏电流偏离量之和，作为所述漏电流测量阈值。利用本片晶圆实际测量的漏电流中位数和本片晶圆由于工艺发生偏移导致的漏电流偏移量，获取本片晶圆最佳漏电流测量阈值，避免了每一片晶圆均采用相同的漏电流测量阈值导致筛选标准单一，存在漏检或误检的情况。
待测量单元筛选模块450，用于根据所述漏电流测量阈值筛选所述待测量单元。
本申请实施例中，若所述待测量单元的漏电流大于等于所述漏电流测量阈值，则将所述待测量单元标记为漏电流不合格；若所述待测量单元的漏电流小于所述漏电流测量阈值，则将所述待测量单元标记为漏电流合格。相应的，晶圆测试仪的机械手臂将漏电流不合格的待测单元所在芯片颗粒标记为失效颗粒。
本申请实施例在晶圆测试考虑晶圆制造过程中发生工艺偏移的情况，根据晶圆上所有待测量单元的漏电流的统计特征，获取晶圆漏电流偏移量，进而获取最佳漏电流测量阈值，针对每一片晶圆设置其漏电流测量阈值，提高芯片筛选的准确性和覆盖率，提升芯片的可靠性，降低使用过程中的不良率。
现有晶圆级测试仪用固定的漏电流测量阈值筛选所有晶圆，但是未考虑工艺发生偏移时候的漏电流异常的芯片，不能准确筛选漏电流发生偏移的晶圆。本申请实施例提供了一种晶圆级测试仪，所述晶圆级测试仪包括上述装置实施例所述的晶圆漏电流测试装置。本申请实施例考虑晶圆制造过程中发生工艺偏移的情况，根据晶圆上所有待测量单元的漏电流的统计特征，获取晶圆漏电流偏移量，进而获取最佳漏电流测量阈值，提高芯片筛选的准确性和覆盖率，提升芯片的可靠性，降低使用过程中的不良率。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述任意一个方法实施例提供的晶圆漏电流测试方法的步骤。所述晶圆漏电流测试方法包括：获取所述晶圆上每个所述待测量单元的漏电流；根据所有所述待测量单元的漏电流，获取漏电流中位数及漏电流第一统计特征值；根据所述漏电流中位数及所述漏电流第一统计特征值，获取漏电流偏移量；根据所述漏电流中位数及所述漏电流偏移量，获取漏电流测量阈值；根据所述漏电流测量阈值筛选所述待测量单元。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种晶圆漏电流测试方法，应用于晶圆，所述晶圆包括多个待测量单元，其特征在于，所述方法包括：
获取所述晶圆上每个所述待测量单元的漏电流；
根据所有所述待测量单元的漏电流，获取漏电流中位数及漏电流第一统计特征值；
根据所述漏电流中位数及所述漏电流第一统计特征值，获取漏电流偏移量；
根据所述漏电流中位数及所述漏电流偏移量，获取漏电流测量阈值；
根据所述漏电流测量阈值筛选所述待测量单元。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所有所述待测量单元的漏电流，获取漏电流中位数及漏电流第一统计特征值包括：
根据所有所述待测量单元的漏电流的大小顺序，获取所述漏电流中位数；
根据所有所述待测量单元的漏电流，获取漏电流均值和漏电流标准方差；
根据所述漏电流均值和所述漏电流方差，获取所述漏电流第一统计特征值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述漏电流均值和所述漏电流方差，获取所述漏电流第一统计特征值包括：
计算所述漏电流均值和所述漏电流方差之和，作为所述漏电流第一统计特征值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述漏电流中位数及所述漏电流第一统计特征值，获取漏电流偏移量包括：
计算所述漏电流第一统计特征值与所述漏电流中位数之差，作为第一漏电流差值；
计算所述第一漏电流差值与预设倍数之积，作为所述漏电流偏移量。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述漏电流中位数及所述漏电流偏移量，获取漏电流测量阈值包括：
计算所述漏电流中位数与所述漏电流偏离量之和，作为所述漏电流测量阈值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述漏电流测量阈值筛选所述待测量单元包括：
若所述待测量单元的漏电流大于等于所述漏电流测量阈值，则将所述待测量单元标记为漏电流不合格；
若所述待测量单元的漏电流小于所述漏电流测量阈值，则将所述待测量单元标记为漏电流合格。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待测量单元包括NAND flash的存储块和/或NOR flash的存储块。
8.一种晶圆漏电流测试装置，其特征在于，所述装置包括：
漏电流获取模块，用于获取所述晶圆上每个所述待测量单元的漏电流；
漏电流统计模块，用于根据所有所述待测量单元的漏电流，获取漏电流中位数及漏电流第一统计特征值；
漏电流偏移量获取模块，用于根据所述漏电流中位数及所述漏电流第一统计特征值，获取漏电流偏移量；
漏电流测量阈值获取模块，用于根据所述漏电流中位数及所述漏电流偏移量，获取漏电流测量阈值；
待测量单元筛选模块，用于根据所述漏电流测量阈值筛选所述待测量单元。
9.一种晶圆级测试仪，其特征在于，所述晶圆级测试仪包括如权利要求8所述的晶圆漏电流测试装置。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的晶圆漏电流测试方法的步骤。
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