CN1285110C - 封装后测试参数分析方法 - Google Patents
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Abstract
一种封装后测试参数分析方法，用以分析多批分别具有批号的产品，经多个机台所制得，且每批产品中每片晶片经多道封装后检测以产生测试参数值，这些测试项目和参数值、及与其相关的封装工艺站别储存于一数据库中，本方法包括以下步骤：搜寻数据库以取得每批产品的封装后测试参数值；比较这些参数值，选出一具代表性参数值及项目；判断测试项目是否与封装工艺站别相关；当判断相关时，依据代表性的封装后测试项目将多批产品区分为一个第一合格产品组及一个第一不合格产品组；搜寻第一合格产品组于封装工艺站别所经过的机台；搜寻第一不合格产品组于封装工艺站别所经过的机台；及判断第一不合格产品组经过机率高于第一合格产品组经过机率的机台。
Description
技术领域
本发明涉及一种工艺参数分析方法，特别涉及一种封装后测试参数的分析方法。
背景技术
在半导体制造技术中，要完成一半导体产品通常要经过许多个工艺，例如光刻工艺、蚀刻工艺、离子注入工艺等；亦即在半导体制造过程中必须应用到庞大数量的机台，以及许多繁琐的程序。因此，本领域技术人员皆致力于确保机台运作正常、维持或提高产品合格率、侦测确认问题点以及机台维修等作业，以期使半导体产品的生产速度及品质能够合乎客户需求。
一般而言，要探讨半导体工艺的问题可以从下列数项资料着手进行分析，包括工艺参数资料、线上品质测试(In-line QC)资料、缺陷检测(defect inspection)资料、样品测试(sample test)资料、晶片测试(wafer test)资料以及封装后测试(final test)资料。其中，封装后测试资料乃是当晶片切割并进行封装程序后，对所制得的半导体组件进行产品测试所得到的检测值。
在现有技术中，请参照图1所示，首先进行步骤101，此时本领域技术人员会针对经过封装工艺之后的每一半导体组件进行各项封装后测试项目的测试，如半导体组件的接脚(pin)的电性测试。
接着，在步骤102中，本领域技术人员会观察每一半导体组件的各项封装后测试项目的结果，以便找出封装后测试结果有偏差的产品。
步骤103是由本领域技术人员根据经验，以及从步骤102中所选出的异常产品的封装后测试结果，来判断可能有问题的工艺站别，如封装工艺，或是其它测试资料的站别有问题，如线上品质检测站别、样品测试站别等。
最后，在步骤104中，本领域技术人员检查步骤103所判断的工艺站别中的各机台，以便找出异常的机台，或是重新设定步骤103所判断的测试站别的各项测试设定值。举例而言，若本领域技术人员判断半导体组件的某一接脚有问题，可以搜索进行此封装工艺的工艺站别，并检查出异常的机台，如打线接合(wire bonding)机台、封胶(molding)机台等；另外，若本领域技术人员判断半导体组件的问题是与先前的制造过程有关，则可能是之前的某一线上检测站别有问题，导致无法有效地检出有问题的产品，所以本领域技术人员会修正此一线上检测站别的各项预设规格(spec)，以期在后续产品中避免相同问题发生。
然而，由于在现有技术中是利用人为经验判断来决定分析结果(步骤103)及修正的数值(步骤104)，所以最后分析出来的结果的精确度及可信度将有待商榷；再加上半导体制造业的人士更迭频繁，导致前后期工程师之间的经验传承不易，且每一位工程师能力有限、无法兼顾厂区所有机台的操作状态，故当半导体产品的测试结果发生异常时，工程师不见得有足够的经验快速且正确地判断出是哪一个环节出问题，因而可能必须耗费许多时间来进行相关研究，甚至有可能做出错误的判断，如此一来，不但降低工艺的效率、增加生产成本，还无法及时改善线上生产情形以提高合格率。
因此，如何提供一种能够在半导体产品的封装后测试资料发生异常时，快速且正确地判断出是哪一个环节出问题、以及正确地更正预设规格的分析方法，正是当前半导体制造技术的重要课题之一。
发明内容
为了克服现有技术的不足之处，本发明的目的是提供一种能够在半导体产品的封装后测试资料发生异常时，快速且正确地判断出是哪一个环节出问题的封装后测试参数分析方法。
本发明的另一目的是提供一种能够依据封装后测试及线上品质检测或样品测试的结果来修正线上品质检测或样品测试的控制标准(control spec)的封装后测试参数分析方法。
本发明的特征为以较佳的产品为对照组，并以统计及共通性分析手法来分析较差的产品的各项测试资料及机台资料。
于是，为达上述目的，依本发明的封装后测试参数分析方法为用以分析多批分别具有一批号的产品，每批产品经过多个机台所制得，且每批产品中的每一片晶片系经过多道封装后测试项目的检测以产生多个封装后测试参数值，这些封装后测试项目、这些封装后测试参数值、及与这些封装后测试项目相关的一封装工艺站别系储存于一数据库中，本方法包括以下多个步骤：搜寻数据库以取得每批产品的封装后测试参数值；比较这些封装后测试参数值以选出一具代表性的封装后测试参数值及相对应的一具代表性的封装后测试项目；判断具代表性的封装后测试项目是否与封装工艺站别相关；当判断相关时，分别比较多批产品的具代表性的封装后测试项目的参数值与一预设规格，以便将具代表性的封装后测试项目的参数值大于预设规格者区分为一个第一不合格产品，而将具代表性的封装后测试项目的参数值小于预设规格者区分为一个第一合格产品组；搜寻第一合格产品组的各批产品于封装工艺站别所经过的机台；搜寻第一不合格产品组的各批产品于封装工艺站别所经过的机台；以及判断第一不合格产品组经过机率高于第一合格产品组经过机率的机台。
此外，每批产品中的每一片晶片都曾经经过与封装后测试项目相关的一线上品质检测项目及一样品测试项目的检测以产生一线上品质检测参数值及一样品测试参数值，而数据库中还储存有这些资料，而依本发明的封装后测试参数分析方法更以统计分析手法来分析封装后测试及线上品质检测或样品测试的结果，以便修正线上品质检测或样品测试的控制标准。
承上所述，因依本发明的封装后测试参数分析方法是以较佳之数批产品为对照组，并以统计及共通性分析手法来分析较差的产品的各项测试资料及机台资料，所以能够在半导体产品的封装后测试资料发生异常时，快速且正确地判断出是哪一个环节出问题，以便能够正确地判断出有问题的工艺站别，进而找出异常的机台，并能够依据分析结果来修正线上品质检测或样品测试的控制标准，所以能够有效地减少人为判断的错误来提高工艺的效率、减少生产成本、并及时改善线上生产情形以提高合格率。
附图说明
图1为一流程图，显示现有晶片测试参数分析方法的流程；
图2为一流程图，显示依本发明较佳实施例的封装后测试参数分析方法的流程；以及
图3为一流程图，显示延续图3所示的流程图的流程。
具体实施方式
以下将参照相关图，说明依本发明较佳实施例的封装后测试参数分析方法，其中相同的组件将以相同的参照符号加以说明。
如图2所示，其显示本发明较佳实施例的封装后测试参数分析方法的流程图。此实施例可分析并找出问题封装机台。
如图2所示，首先，在步骤201中，依本发明较佳实施例的封装后测试参数分析方法先搜寻多批产品的多个封装后测试参数值，然后步骤202比较这些封装后测试参数值，然后选出一具代表性的封装后测试参数值及相对应的一具代表性的封装后测试项目。举例而言，假设共有n批产品，而所分析的封装后测试项目有A项目、B项目及C项目三种，则所有的封装后测试参数值如下表所示：
| 批号 | A项目 | B项目 | C项目 |
| Lot 1 | 20％ | 5％ | 6％ |
| Lot 2 | 19％ | 7％ | 9％ |
| Lot 3 | 23％ | 5％ | 7％ |
| … | … | … | … |
| Lot n | 22％ | 6％ | 8％ |
| 平均值 | 22％ | 6％ | 7％ |
其中所显示的各项百分比为各批号在各封装后测试项目的不合格率；在本步骤中，所选出的具代表性的封装后测试项目为平均值最高者，即A项目。换言之，此具代表性的封装后测试项目为扼杀(killed)封装后测试项目，其为多批产品中不合格率的平均值最高的封装后测试项目。
在本实施例中，每一批(lot)产品具有一批号(lot number)，且每批产品包括有25片晶片，而每批产品经过多道工艺的多个机台，最后经过多道封装后测试项目的检测以产生多个封装后测试参数值。
接着，步骤203可判断具代表性的封装后测试项目是否与封装工艺站别相关。一般而言，每一道封装后测试项目会与某些特定的工艺机台相关，而本实施例可将此相关性储存于一数据库中，以避免人为的判断。
当步骤203判断此具代表性的封装后测试项目与封装工艺站别不相关时，本方法会从其它相关工艺着手进行分析(如图3所示)，如线上品质检测、或样品测试等。当步骤203判断此具代表性的封装后测试项目与封装工艺站别相关时，接着进行步骤204，其依据具代表性的封装后测试项目将多批产品区分为至少一个第一合格产品组及一个第一不合格产品组。举例而言，本步骤分析比较每批产品的A项目的参数值(不合格率)是否大于A项目的预设规格(如20％)，若不是，则将此批产品归类于A组(第一合格产品组)产品，例如包括批号1、2、3、4、及5(如步骤205所示)；若是，则将此批产品归类于B组(第一不合格产品组)产品，例如包括批号6、7、8、9、及10(如步骤206所示)。
然后，步骤207计算B组产品中，所有产品经过此封装工艺站别的多个机台的机率；一般而言，一封装工艺站别包括多个机台，例如E1，E2，E3…。另外，步骤208可计算A组产品经过此封装工艺站别的这些机台的机率。最后，于步骤209中，利用共通性分析手法，找出B组产品经过机率高于A组产品经过机率的机台。因此，由步骤209所求得的这些B组产品经过机率高的机台，就是依本发明较佳实施例的封装后测试参数分析方法所分析出的可能有问题的封装机台。
另外，请参照图3所示，当步骤203判断具代表性的封装后测试项目与封装工艺站别不相关时，接着会进行步骤301，其系依据具代表性的封装后测试项目将多批产品区分为一第二合格产品组及第二不合格产品组。在本实施例中，本步骤系分析比较每批产品的A项目的参数值(不合格率)是否大于A项目的预设规格(如20％)，若否则将此批产品归类于第二合格产品组；若是则将此批产品归类于第二不合格产品组。
接着，步骤302自数据库中分别搜寻第二合格产品组及第二不合格产品组中，与A项目(具代表性的封装后测试项目)相关的线上品质检测项目或样品测试项目及其参数值。在本实施例中，本步骤系选出与A项目相关的一线上品质检测项目(如步骤303所示)。
然后，步骤304及步骤305系以统计方式分析第二不合格产品组的搜寻结果与第二合格产品组的搜寻结果是否有差异。在本实施例中，步骤304先分析步骤303所搜寻到的线上品质检测项目的参数值，以计算出其平均数(mean)及变异数(variance)；然后步骤305比较第二不合格产品组的线上品质检测参数值的平均数及变异数与第二合格产品组的线上品质检测参数值的平均数及变异数，以判断出二者之间是否有差异。若步骤305的判断结果显示二者无差异时，则表示造成A项目不合格率过高的原因并非为步骤302所选出的线上品质检测项目(如步骤303所示)，此时便停止分析；若步骤305的判断结果显示二者有差异时，则表示造成A项目不合格率过高的原因与步骤302所选出的线上品质检测项目(如步骤303所示)可能相关，于是便接着进行步骤306。
在步骤306～311中，主要是要分析出造成线上品质检测项目出问题的原因为何，并设法提供修正线上品质检测项目的控制标准(controlspec)的方法。
在步骤306中，依据步骤302所选出的线上品质检测项目(如步骤303所示)的预设规格，以统计方式计算出第二不合格产品组的不合规格(out of spec)部分与第二合格产品组的不合规格部分的数量，及二者分别占第二不合格产品组与第二合格产品组的产品批数的比例。在本实施例中，线上品质检测项目的预设规格为一定范围，其具有一预设规格上限(up spec limit)及一预设规格下限(low spec limit)。因此，本步骤系计算出第二不合格产品组中超过预设规格上限的产品批数占第二不合格产品组的总产品批数的比例PaL，与第二合格产品组中超过预设规格上限的产品批数占第二合格产品组的总产品批数的比例PaH；另外，本步骤亦计算出第二不合格产品组中低于预设规格下限的产品批数占第二不合格产品组的总产品批数的比例PbL，与第二合格产品组中低于预设规格下限的产品批数占第二合格产品组的总产品批数的比例PbH。
接着，步骤307分别比较PaL与PaH、及PbL与PbH，以便判断在第二合格产品组及第二不合格产品组中超过预设规格上限的部分及低于预设规格下限的部分是否有差异。若步骤307判断的结果为有差异时，进行步骤308，其系判断造成具代表性的封装后测试参数值(扼杀封装后测试项目之参数值)过高的原因是由步骤302所搜寻到的线上品质检测项目(如步骤303所示)的测试结果偏移所造成。在本实施例中，步骤308可以利用一CDF(cumulative distribution function，累积分布函数)图输出步骤302所搜寻到的线上品质检测项目(如步骤303所示)的测试结果，因此，工程师可以参考此CDF图来校准修正线上品质检测的规格资料。
另外，若步骤307判断的结果为无差异时，进行步骤309，其依据一缩小规格(narrowed spec)以统计方式分析第二不合格产品组的不合缩小规格(out of narrowed spec)部分与该第二合格产品组的不合缩小规格部分的数量，及二者分别占第二不合格产品组与第二合格产品组的产品批数的比例。在本实施例中，线上品质检测项目的缩小规格为一定范围，其具有一缩小规格上限(up narrowed spec limit)及一缩小规格下限(low narrowed spec limit)。需注意的是，上述的预设规格的范围通常为此线上品质检测制程的标准差的六倍，而缩小规格上限与预设规格上限相差一倍的标准差，缩小规格下限与预设规格上限相差一倍的标准差，所以缩小规格的范围通常为此标准差的四倍。
因此，步骤309计算出第二不合格产品组中超过缩小规格上限的产品批数占第二不合格产品组的总产品批数的比例PaL’，与第二合格产品组中超过缩小规格上限的产品批数占第二合格产品组的总产品批数的比例PaH’；另外，本步骤亦计算出第二不合格产品组中低于缩小规格下限的产品批数占第二不合格产品组的总产品批数的比例PbL’，与第二合格产品组中低于缩小规格下限的产品批数占第二合格产品组的总产品批数的比例PbH’。
接着，步骤310系分别比较PaL’与PaH’、及PbL’与PbH’，以便判断在第二合格产品组及第二不合格产品组中超过缩小规格上限的部分及低于缩小规格下限的部分是否有差异。若步骤307判断的结果为无差异时，则表示造成A项目不合格率过高的原因并非为步骤302所选出的线上品质检测项目(如步骤303所示)，此时便停止分析；若步骤310判断的结果为有差异时，进行步骤311，其系判断造成具代表性的封装后测试参数值(扼杀封装后测试项目的参数值)过高的原因是由步骤302所搜寻到的线上品质检测项目(如步骤303所示)的测试结果偏移所造成。在本实施例中，步骤311亦可以利用一CDF图输出步骤302所搜寻到的线上品质检测项目(如步骤303所示)的测试结果，因此，工程师可以参考此CDF图来校准修正线上品质检测的规格资料。
另外，在本发明的另一较佳实施例中，步骤302所搜寻到的可以是一样品测试项目，此时，在上述步骤303～311中，所分析比较者即从线上品质检测项目改为样品测试项目(图中未显示)，其分析结果同样能够提供给工程师以校准修正样品测试的规格资料。
以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于权利要求中。
Claims (13)
1.一种封装后测试参数分析方法，其特征在于：用以分析多批分别具有一批号的产品，该多批产品经过多个机台所制得，而每批产品中的每一片晶片经过多道封装后测试项目的检测以产生多个封装后测试参数值，这些封装后测试项目、这些封装后测试参数值、及与这些封装后测试项目相关的一封装工艺站别储存于一数据库中，该封装后测试参数分析方法包含：
搜寻该数据库以取得该多批产品的封装后测试参数值；
比较这些封装后测试参数值以选出一具代表性的封装后测试参数值及相对应的一具代表性的封装后测试项目；
判断该具代表性的封装后测试项目是否与该封装工艺站别相关；
当判断该具代表性的封装后测试项目与该封装工艺站别相关时，依据该具代表性的封装后测试项目将该多批产品区分为一个第一合格产品组及一个第一不合格产品组；
搜寻该第一合格产品组于该封装工艺站别所经过的机台；
搜寻该第一不合格产品组于该封装工艺站别所经过的机台；以及
判断该第一不合格产品组经过机率高于该第一合格产品组经过机率的机台。
2.如权利要求1所述的封装后测试参数分析方法，其特征在于：该具代表性的封装后测试项目为一扼杀封装后测试项目。
3.如权利要求1所述的封装后测试参数分析方法，其特征在于：利用共通性分析手法来判断该第一不合格产品组经过机率高于该第一合格产品组经过机率的机台。
4.如权利要求1所述的封装后测试参数分析方法，其特征在于：每批产品中的每一片晶片经过与该封装后测试项目相关的一线上品质检测项目及一样品测试项目的检测以产生一线上品质检测参数值及一样品测试参数值，该数据库更储存有该线上品质检测项目、该样品测试项目、该线上品质检测参数值及该样品测试参数值，该封装后测试参数分析方法还包含：
当判断该具代表性的封装后测试项目与该封装工艺站别不相关时，依据该具代表性的封装后测试项目将该多批产品区分为一个第二合格产品组及一个第二不合格产品组；
自该数据库中分别搜寻该第二合格产品组及该第二不合格产品组中与该具代表性的封装后测试项目相关的该线上品质检测项目及该样品测试项目其中的至少一个、及相对应的该线上品质检测参数值及该样品测试参数值其中的至少一个；
以统计方式分析该第二不合格产品组的搜寻结果与该第二合格产品组的搜寻结果是否有差异；
当搜寻结果的分析结果为无差异时，停止分析动作；
当搜寻结果的分析结果为有差异时，依据一预设规格以统计方式分析该第二不合格产品组的不合规格部分与该第二合格产品组的不合规格部分是否为明显差异；
当依据该预设规格的分析结果为有明显差异时，判断造成该具代表性的封装后测试参数值过高的原因为所搜寻到的与该具代表性的封装后测试项目相关的该线上品质检测项目及该样品测试项目其中的至少一个的测试结果偏移；
当依据该预设规格的分析结果为无明显差异时，依据一相对于该预设规格的缩小规格以统计方式分析该第二不合格产品组的不合缩小规格部分与该第二合格产品组的不合缩小规格部分是否为明显差异；
当依据该缩小规格的分析结果为无明显差异时，停止分析动作；以及
当依据该缩小规格的分析结果为有明显差异时，判断该具代表性的封装后测试参数值过高是由所搜寻到的与该具代表性的封装后测试项目相关的该线上品质检测项目及该样品测试项目其中的至少一个所造成的。
5.如权利要求4所述的封装后测试参数分析方法，其特征在于：判断该第二不合格产品组的搜寻结果与该第二合格产品组的搜寻结果的平均数及变异数是否有差异，来分析该第二不合格产品组的搜寻结果与该第二合格产品组的搜寻结果是否有差异。
6.如权利要求4所述的封装后测试参数分析方法，其特征在于：该预设规格具有一预设规格上限及一预设规格下限。
7.如权利要求6所述的封装后测试参数分析方法，其特征在于：比较该第二不合格产品组中超过该预设规格上限的产品批数占该第二不合格产品组的总产品批数的比例，与该第二合格产品组中超过该预设规格上限的产品批数占该第二合格产品组的总产品批数的比例是否有差异。
8.如权利要求6所述的封装后测试参数分析方法，其特征在于：比较该第二不合格产品组中低于该预设规格下限的产品批数占该第二不合格产品组的总产品批数的比例，与该第二合格产品组中低于该预设规格下限的产品批数占该第二合格产品组的总产品批数的比例是否有差异。
9.如权利要求6所述的封装后测试参数分析方法，其特征在于：该缩小规格具有一缩小规格上限及一缩小规格下限，该缩小规格上限小于该预设规格上限，该缩小规格下限大于该预设规格下限。
10.如权利要求9所述的封装后测试参数分析方法，其特征在于：该预设规格的范围为一标准差的六倍，而该缩小规格上限与该预设规格上限相差一倍的该标准差，该缩小规格下限与该预设规格上限相差一倍的该标准差。
11.如权利要求8所述的封装后测试参数分析方法，其特征在于：比较该第二不合格产品组中超过该缩小规格上限的产品批数占该第二不合格产品组的总产品批数的比例，与该第二合格产品组中超过该缩小规格上限的产品批数占该第二合格产品组的总产品批数的比例是否有差异。
12.如权利要求8所述的封装后测试参数分析方法，其特征在于：比较该第二不合格产品组中低于该缩小规格下限的产品批数占该第二不合格产品组的总产品批数的比例，与该第二合格产品组中低于该缩小规格下限的产品批数占该第二合格产品组的总产品批数的比例是否有差异。
13.如权利要求4所述的封装后测试参数分析方法，其特征在于：当依据该预设规格的分析结果为有明显差异时，利用一CDF图输出所搜寻到的与该具代表性的封装后测试项目相关的该线上品质检测项目及该样品测试项目其中的至少一个的测试结果、或是利用一CDF图输出所搜寻到的与该具代表性的封装后测试项目相关的该线上品质检测项目及该样品测试项目其中的至少一个的测试结果。
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