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Hintergrund
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1. Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Offenlegung betrifft die Halbleiterprüfung und
insbesondere ein Verfahren zur Bereitstellung von Ausfallbitmaps
aus Redundanzdaten für
Halbleiterbausteine. Ein Verfahren zum Prüfen eines Halbleiterspeicherbausteins
gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 ist aus WO-A-9820487 bekannt.
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2. Allgemeiner
Stand der Technik
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Halbleiterbausteine
und insbesondere Speicherbausteine werden in der Regel durch Erzeugen
eines Musters von Eingaben und Transferieren des Musters von Eingaben
in das Array von Speicherzellen geprüft. Die in die Speicherzellen
geschriebenen Daten werden dann abgerufen und mit dem Eingangsmuster
verglichen, um Abnormitäten oder
Ausfälle
zu identifizieren. Die Ausfälle
der Zellen werden in einem Tester in einem Adressenausfallspeicher
gespeichert und korreliert, um die Ausfälle durch Ersetzen ausgefallener
Zellen mit Redundanzen zu reparieren. In der Regel liefert ein Tester
eine Ausfallredundanz-Latch-Map (FRL) mit 256 Regionen, die der
Menge an Eingangs-/Ausgangsports (E/As), ungeachtet der Größe des Bausteins,
zugeordnet sind. Dies führt
zu weiteren Beschränkungen bezüglich der
Fähigkeiten
der Map zur Anzeige einer Bitmap.
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Bei
typischen Einrichtungen wird eine vollständige Prüfsequenz auf dem Tester abgespielt,
um Ausfälle
zu identifizieren, die dann in einem Adressenausfallspeicher gespeichert
werden, und um Redundanzberechnungen durchzuführen. Um dann eine Bitmap der
Ausfälle
bereitzustellen, werden die Daten in dem Adressenausfallspeicher
in eine Datei ausgelesen, um die Testdaten für die Bitmap zusammenzustellen.
In bestimmten Fällen
muß der
gesamte Chip oder Wafer neu geprüft
werden, um die Daten abzurufen. Dieser Ausleseprozeß kann sehr
zeitaufwendig sein und erhöht
die Prüfzeit.
Außerdem
sind zur Zeitverringerung spezialisierte Softwareprogramme notwendig,
um diese Auslesezeit zu verringern. Diese spezialisierten Programme
sind meist sehr kostspielig.
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Deshalb
wird ein Verfahren zur Bereitstellung einer Bitmap benötigt, das
Redundanzdaten in einem ersten Prüfdurchlauf verwendet, um eine Bitmapanzeige
zu erzeugen, während
die für
zusätzliche
Datentransfers notwendige Zeit eliminiert wird.
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Kurze Darstellung
der Erfindung
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Die
Erfindung definiert ein Verfahren zum Prüfen eines Halbleiterspeicherbausteins
gemäß Anspruch
1.
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Die
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
hervorgehen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
vorliegende Offenlegung gibt im Detail die folgende Beschreibung
bevorzugter Ausführungsformen
mit Bezug auf die folgenden Figuren. Es zeigen:
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1 ein
Block-/Flußdiagramm
eines Systems/Verfahrens zum Anzeigen von Ausfallinformationen für Halbleiterbausteine
durch Verwenden von Redundanzdaten gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
beispielhafte Ausgabe einer Redundanzdaten-Datei vor der Übersetzung
in ein Anzeigeformat gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
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3 einen
Monitor mit einer angezeigten Bitmap gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Ausführliche
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
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Die
vorliegende Erfindung liefert ein Verfahren zur Verwendung von Redundanzdaten
zur Erzeugung einer Bitausfallmapanzeige. Auf diese Weise können während einer
Produktionsprüfung
eines Halbleiterbausteins erhaltene Ausfalldaten angezeigt werden,
ohne daß die
Produktionsprüfung
neu initialisiert und neu ausgeführt
werden muß.
Indem vorteilhafterweise die Redundanzdaten verwendet werden, wird
eine Bitmap bereitgestellt, während
die notwendige Verarbeitungszeit zum Erhalten einer Anzeige der
Ausfalldaten verringert wird.
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Es
versteht sich, daß die
in 1 gezeigten Elemente in verschiedenen Formen von
Hardware, Software oder Kombinationen davon implementiert werden
können.
Vorzugsweise werden diese Elemente auf einem oder mehreren entsprechend
programmierten Vielzweck-Digitalcomputern
mit einem Prozessor und einem Speicher und Eingangs-/Ausgangs-Schnittstellen
implementiert. Nunmehr unter spezifischer Bezugnahme auf die Einzelheiten
der Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszahlen in allen der mehreren
Ansichten ähnliche
oder identische Elemente identifizieren, und unter anfänglicher
Bezugnahme auf 1 ist ein Block-/Flußdiagramm zum
Erzeugen einer Bitmapanzeige aus Redundanzdaten gezeigt. Im Block 100 wird
ein Tester 102 zum Prüfen
eines Halbleiterwafers 104 (oder eines zu prüfenden Bausteins
(DUT – Device
Under Test)) auf Ausfälle
verwendet. Der Tester 102 enthält einen Mustergenerator und
einen Verwürfler
und andere Module oder Bausteine zum Eingeben von Datenmustern in
ein Speicherarray auf dem DUT 104. Außerdem können weitere Tests ausgeführt werden,
um zu bestimmen, ob Komponenten auf dem DUT 104 ausgefallen
sind. Der Tester 102 enthält einen Adressenausfallspeicher 103,
der Daten bezüglich
durchgelassener und ausgefallener Bausteine und/oder Zellen auf
dem DUT 104 speichert.
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Bei
einer Ausführungsform
verwendet der Tester 102 verschiedene Testsequenzen zur
Bestimmung von Ausfällen
von Komponenten auf dem DUT 104. Auf diese Weise wird eine
erste Testsequenz im Block 105 ausgeführt, Ausfälle werden im Block 106 bestimmt
und im Block 107 wird eine Redundanzberechnung für diese
Testsequenz durchgeführt.
Diese Schritte können
für weitere
Prüfungen
wiederholt werden. Jede Testsequenz gibt eine Daten-Datei 110 aus
dem Block 108 aus. Die Blöcke 105, 106, 107 und 108 können parallel
ausgeführt
werden, z.B. können
gleichzeitig ablaufen, um die Zeit zu verringern. Zum Beispiel werden
während
des Prüfens
im Block 105 Ausfälle
bestimmt und die Redundanzberechnung kann gleichzeitig im Block 107 begonnen
werden. Eine neue Testsequenz kann eingeleitet werden, bevor die
vorherige Testsequenz zu Ende ist. Während der Redundanzberechnung
wird eine Reparatursteuerdatei (RFC) 112 verwendet, um
entsprechende redundante Komponenten zuzuweisen, Abhängigkeiten
und Anforderungen zu prüfen,
die dem Zuweisen redundanter Regionen und der Steuerung und der
Verfolgung anderer relevanter Informationen zugeordnet sind.
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Der
Block 106 verzeichnet Durchgangs-/Ausfalldaten in dem Adressenausfallspeicher 103 des
Testers 102. Vorteilhafterweise werden die im Block 108 erzeugten
Ausgangsdaten-Dateien 110 (siehe z.B. 2)
nur mit Adressen ausgefallener Komponenten ausgegeben und werden
in einer einzigen Daten-Datei 114 kombiniert. Die Daten-Datei 114 enthält Daten
für alle
Komponenten, die Ausfälle enthalten,
die der Redundanzberechnung des Blocks 107 zugeordnet sind.
Die Daten-Datei 114 enthält Adressen von ausgewechselten „spärlichen
Ausfällen" oder einzelner Speicherzellen.
Spärliche
Ausfalladressen enthalten sowohl x- als auch y-Komponenten in dem Speicherarray. Spärliche Ausfälle können eine
oder mehrere Speicherzellen enthalten, die gemäß Redundanzberechnungsanforderungen,
die durch eine Reparatursteuerdatei 112 gesteuert werden,
gruppiert werden. Die Daten-Datei 114 kann außerdem Zeilen-
und Spaltenadressen (entweder x- oder y-Adressenwerte) enthalten,
die die Zeilen- oder Spaltenausfälle
identifizieren, die durch Prüfung
entdeckt wurden. In einem Produktionsprüfprogramm können bis zu 5 beliebige Redundanzberechnungen durchgeführt werden.
Jede Redundanzberechnung ergibt eine Daten-Datei 110. Außerdem können Touchdown-Dateien
erzeugt werden, um einzelne Chips zu identifizieren, die auf einem
Wafer geprüft wurden.
Dies kann mehrere Daten-Dateien 114 ergeben (eine für jeden
Chip auf einem Wafer).
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Bei
herkömmlichen
Systemen können
Daten-Dateien 110 eine Binärdatei enthalten, die durch Nachverarbeitung
gelesen und gelöscht
wird, um Fuse String oder RD-Datei (Redundanzdaten-Datei) 117 zu
erzeugen. Das Löschen
von Daten ist sowohl zeitaufwendig als auch ineffizient, wie oben
beschrieben. Die aus den Daten-Dateien 110 gelesenen Daten
werden durch einen Speicherreparaturalgorithmus in Block 116 verarbeitet,
der die Adressendaten in Zeilen- und Spaltenadressen für eine Reparatur durch
einen Fuser 119 umsetzt. Die Reparatursteuerdatei (RFC – Repair
Control File) 112 beschreibt die Art und Weise der Durchführung der
Redundanzberechnung, und wie die Daten in der RD-Datei 117 gespeichert
werden. Mit der RCF 112 enthält die RD-Datei 117 AMUST@-Reparaturadressen
von Zeilen und Spalten mit x- und y-Koordinaten. AMUST@-Reparaturen
sind zeilenorientierte oder spaltenorientierte Ausfälle, die
nicht durch die bereitgestellte Menge an Redundanzenspalten oder
Redundanzenzeilen repariert werden können. Durch Vergrößern der
Anzahl verfügbarer
redundanter Zeilen und redundanter Spalten können etwaige AMUST@-Reparaturen
verhindert werden. Dadurch würden
etwaige Probleme abgeschwächt,
die durch Verwenden redundanter Zeilen und redundanter Spalten verursacht
werden, mit denen Ausfälle
in der RD-Datei 117 repariert werden würden.
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In
Block 116 kann eine Übersetzung
der RD-Datei 117 durchgeführt werden, indem der Speicherreparaturalgorithmus
zum Umsetzen der Binärdaten
der Daten-Dateien 110 in
ein nützliches
Format für
den Fuser 119, wie zum Beispiel ein ASCII-Format oder eine „waf"-Datei, verwendet wird. Der Fuser 119 dient
zum Programmieren von Schmelzverbindungen zum Freigeben/Sperren
von Zeilen und Spalten zur Reparatur des DUT 104.
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Da
Informationen über
Zeilen, Spalten und spärliche
Ausfälle
verfügbar
sind, werden die Informationen in der Daten-Datei 114 gesammelt
und können
nun angezeigt werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung
werden Daten-Dateien 110 in
der Daten-Datei 114 gespeichert. Die in der Datei 114 enthaltenen
Daten werden für
eine Anzeigemethode in einen Importierer 121 importiert.
Der Importierer 121 liest die Daten-Datei 114,
um Ausfalladresseninformationen zu erhalten, und weist der Ausfalladresse eine
Pixeladresse oder Adressen zu, um eine umgesetzte Datei bereitzustellen.
Die Daten werden dann in Block 123 angezeigt.
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In
Block 123 wird die umgesetzte Daten-Datei 114 angezeigt.
Bei einem Beispiel wird die umgesetzte Daten-Datei 114 in
einem Format bereitgestellt, das mit handelsüblicher Displaysoftware kompatibel
ist. Die übersetzte
Datei wird dann zum Beispiel auf einem Monitor angezeigt, wodurch
eine Bitausfallmap für
den geprüften
Baustein 104 erzeugt wird. Das Importieren der Daten-Datei 114 führt zu Maps
mit ausfallenden ganzen Bitleitungen oder Wortleitungen. Ein Vorteil
der Verwendung der Daten-Datei 114 ist die Verfügbarkeit
von Einzelbitausfallinformationen, die in der Regel für herkömmliche Bitmaps
nicht verfügbar
sind. Einzelbitausfälle
können
durch Einstellung der Auflösung
der Reparatursteuerdatei 112 während Redundanzberechnungen erhalten
werden. Durch Wählen
der Redundanzgröße einer
einzigen Zelle kann eine vollständige
Bitmap erhalten werden.
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Der
Importierer 121 kann ein automatisches Mustererkennungsprogramm
(APRC) verwenden, um zuerst die Adresseninformationen in der Daten-Datei
zu identifizieren und dann einen Algorithmus anzuwenden, um den
Daten entsprechend Anzeigeadressen zuzuweisen. APRC identifiziert
Datenfelder, wie zum Beispiel x-, y-Koordinatendatenfelder und plaziert
diese dann in ein nützliches
Format, z.B. damit die Adressen gelesen und umgesetzt werden können. Adressenumsetzung
kann durch einen Algorithmus oder mit Hilfe einer manuellen Adressenumsetzungsoperation
durchgeführt
werden. Indem zum Beispiel vom Benutzer definierte Start- und Endadressen
als Referenzpunkte bereitgestellt werden und dann automatisch übrige Adressen-zu-Pixel-Orte
zugewiesen werden.
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Da
die Redundanzberechnung durch den Tester 102 durchgeführt wird,
wäre es
vorteilhaft, die Redundanzberechnung durchzuführen und ihre Ergebnisse zur
Erzeugung einer Bitausfallmap ohne erneutes Ausführen der Prüfungssequenz zu verwenden.
Auf diese Weise werden sowohl Redundanzdaten-Dateien erzeugt als
auch eine Anzeige der Einzelheiten der Redundanzberechnung erzielt.
Vorteilhafterweise wird Prüfzeit
gewonnen, da die Redundanzberechnungs informationen zur Anzeige einer Bitmap
verfügbar
sind, ohne daß die
Testsequenz neu ausgeführt
werden muß.
Dies steht im Gegensatz zu der herkömmlichen Bitmapprozedur, die
eine neue Prüfungssequenz
oder eine zeitaufwendige Ausleseprozedur erfordern kann. Die herkömmliche Bitmap
verbraucht außerdem
durch die Erzeugung zusätzliche
Zeit. Deshalb ist die Prüfzeitverringerung ein
weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung.
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Im
Block 125 wird die übersetzte
Datei für
zusätzliche
Analyse verwendet. Zum Beispiel kann eine KNIGHT-Analyse durchgeführt werden, um Daten bezüglich der
Prozeßbegrenzungsausbeute
(PLY – process
limited yield) für
die Erkennung von Partikeln auf einem Wafer zu vergleichen.
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Mit
Bezug auf 2 ist eine Daten-Datei 200 gezeigt.
Die Daten-Datei 200 enthält Adressen für ausgefallene
Zeilen 204, Spalten 206 und spärliche Ausfälle 208 (oder Einzelzellenausfälle). Man
beachte, daß spärliche Ausfälle sowohl
x- als auch y-Koordinaten enthalten. Die Redundanzdaten-Datei 200 ist ein
Veranschaulichungsbeispiel für
eine Daten-Datei 110, die oben mit Bezug auf 1 beschrieben
wurde.
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Mit
Bezug auf 3 ist die Redundanzdaten-Datei 200 in
der Anzeige 202 gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Die Daten-Datei 200 wird auf einem Monitor 210 angezeigt.
Der Monitor 210 zeigt ein Schirmbild, das eine graphische
Benutzeroberfläche
(GUI) 212 enthält,
die es einem Benutzer gestattet, mit einer angezeigten Redundanzdaten-Datei 200 gemäß der vorliegenden
Erfindung in Wechselwirkung zu treten. Die GUI 212 kann
virtuelle Steuerelemente zum Zugreifen auf Analysesoftware oder
-werkzeuge bereitstellen. Man beachte, daß die angezeigte Daten-Datei 200 ausgefallene
Zeilen 214, Spalten 216 und spärliche Ausfälle 218 enthält.
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Nachdem
nun bevorzugte Ausführungsformen
der Benutzung von Redundanzdaten zum Anzeigen von Ausfallbitmaps
für Halbleiterbausteine (die
als Veranschaulichung und nicht als Einschränkung gedacht sind) beschrieben
wurden, wird angemerkt, daß Fachleute
im Hinblick auf die obigen Lehren Modifikationen und Abwandlungen
vornehmen können.
Es versteht sich deshalb, daß an
den offengelegten konkreten Ausführungsformen
der Erfindung Änderungen
vorgenommen werden können, die
in den Schutzumfang der Erfindung fallen, der durch die angefügten Ansprüche abgegrenzt
wird. Nachdem also die Erfindung mit den von den Patentrechten vorgeschriebenen
Einzelheiten und Details beschrieben wurde, wird das durch das schriftliche Patent
zu schützende
in den angefügten
Ansprüchen dargelegt.