TW466657B - Method for calculating the yield loss - Google Patents

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--UL-89112376 车月日 修正 五、發明說明（1) ' ' 本發明係有關於一種獲得一特徵所造成的良率損失的 方法’尤指一種能夠較為精準的獲得—特徵對半導體晶片 的良率所造成之損失的方法。 良率是一個大量生產工廠的一個非常重要的指標，一 方面’良率代表了 一個工廠的生產技術，另一方面，良率 反映出生產一個產品所需要的成本。尤其是對於半導體 晶片製作工廠而言，良率更是攸關乎整個工廠的獲利率。 因此’如何提高良率，是大量生產時的主要課題。 經過產品測試後’半導體晶圓（wafer)上的每一個晶 片便可以分為—正常晶片（normal chip)或毀損晶片 (failure chip)。因此，可以決定出良率。如第1圖所 示’第1圖為一半導體晶圓上晶片的位置以及好壞示意 圖。晶片在半導體晶圓i 〇上以陣列的方式排列。每一個暗 色的晶片1 2代表了一個毀損的晶片，每一個白色的晶片j 4 代表了一個正常的晶片。 有時半導體晶圓上之毀損的晶片會構成一些特殊的圖 案（pat tern)，而且這樣的圖案經常的出現在不同的半導 體ea圓上’這些圖案就稱為特徵（signature)。如第1圖在 晶圓中央區域的瑞典（Sweden)4〇、在晶圓邊緣部位的邊際 效應4 2以及對準不良4 4。一.個特徵的重複出現，往往代表 了整個生產流程中的某一個或是某些個步驟經常的處於不 正常狀態，同時也代表了良率不斷的因該特徵而降低。 〇不同的特徵對一段觀察時間内之良率所造成的總良率 ί貝失必須被加以辨認，如此，才可以提供一個生產流程中 I JL調整的優先順序。譬如說，如果瑞典特徵在一個月中

0593-5118twfl.ptc 第5頁 4 66 65', ^S_ 89112376 五、發明說明（2) 修正

所造成的總，率損失會比其他的特徵所造成的總良率損失 來的大，那就應該先對相關於瑞典特徵的製程加以修正 整’以快速的增加良率以及獲利率。 習知一個特徵所造成的良率損失之計算方法包含 列步驟： r 1二提供所有相關的晶圓之良率表列，每一良率表列用 以表不一日B圓的良率以及該晶圓是否受到特徵所影響。譬 如說，假設有兩種特徵（S1與$2);而晶圓總共有5片 (W卜W5)。第1表為可能之所有的良率表列。 其中，在S1攔位中有V者表示該晶 響，以此類推。 圓有受到S1之特徵 所影 晶圓 良率(Yreal) S1 S2 __Wl 95% — W2 92% V W3 ----- 89% V W4 85% V V W5 97% — 以第ί./二歸法求出一次特徵出現時會造成的良率損失 以第1表而S ，回歸方程式可以寫為 其中，未知數是γ real average Is丨以及k，由第1表中之晶片W1可

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Yaverage — IsJSi - IS2*S2 = γ ________(i) 4 6 6 65\ -—案號.刖119!V7R_年月曰 你^___ 五、發明說明（3^ " " ~- 以提供^,^ΥγμΙΧο,ο,μ%)，由第1表中之晶片以可 以提供（81，32，¥]^&1) = (1，〇,92%)’以此類推。如此，可以 產生5個帶有3個未知數之方程式，以求取出以1與&為獨 立變數（independent variable)、aYrea]為依賴變數 (dependent variable)的最接近之平面方程式。如第2圖 所示’分佈區域DQ、h、D2以及D12分別表示 (Sl,S2)，(〇,〇) , 〇,〇) 、（0，1)以及（1，1)時的晶片良率 分佈，而平面P則表示回歸法所求出之最接近分佈區域 D0、D丨、D2以及Dia的平面。根據第1表，經過推算， (Yaverage ’ Is丨，IS2) = ( 9 6%，4 %，7%)。IS1 與 IS2 便是分別代表 s i 與 S2出現一次所造成的單片晶圓之良率損失，如第2圖的右 半邊所示。 3.依照特徵所出現的機率求出每一個特徵所影響的總 良率損失。以第1表為例。S1出現在5片晶圓中的2片晶圓‘ 中’所以S1所造成的總良率損失就是〗S1 *2/5 = 1, 6%。相同 道理’ S2所造成的總良率損失sIs2*2/5 = 2· 8%。如此，便 可以知道每一個特徵所貢獻的總良率損失有多少。 但疋，因為統計上的不確定性，當兩個以上的特徵出 現於同一片晶圓上時，習知的方法就無法辨認出個別的特 徵對該晶圓所造成的影響，‘譬如第1表中的^晶圓。因 此，由如此的資料所歸納出來的總良率損失當然會有較大 的不確定性。 另一方面’萬一有一片晶圓的測試結果僅僅能辨識出 一個特徵’而且該晶圓的良率又比一般僅僅有一特徵之晶 圓的良率來的低很多。這表示該晶圓除了該特徵會造成良

0593-51l8twfl,ptc 第7頁 案號 89112376 五、發明說明（4) f損失外’還有其他未知的因素造成了良率的損失。但 =，依照習知的方法。該晶圓的良率損失將會歸納到該特 ::造成的總良率損失，會造成最後計算所得到因該特徵 所造成之總良率損失比較不精確。 攻有鑑於此，本發明的主要目的，在於能夠更清楚的釐 率損失與特徵之間的關係…得到更精確的特徵所 k成之總良率損失。 根據上述之目的，本發明提供一種獲得一特徵所造成 :,良率損失的方&。首先，分割一製作後晶圓表面上之 :陣列，以定義出複數個相鄰之區域。接著，提供複數 ^圓之複數良率表列，每—良率表列包含有複數個區域 二以及一特徵欄位。每一區域良率對應至一相關之晶圓 姓相對區域β該特徵攔位表示該相關之晶圓是否受到該 尨所影響。接著，提供至少一該特徵會影響到的區域。 木，以線性回歸之方法，根據該複數良率表列，計算出 二=特徵出現一次時，對至少一被影響到的區域所造成的 ::性良率損《。接著，依據該被影響到的區域在該晶片 所佔的比例，加總該等區域性良率損失，以計算出該 現於-晶料，對單—晶圓所造成的單片良率損 =後，依據該單片良率損失以及被該特徵所影響之晶 ;，複數片晶圓中的比例，以估計出該總良率損失。 發明提出另一種獲得一特徵所造成的總良率損失的 、首先，提供複數片晶圓之複數良率表列，每一良率 率二^含有複數個特性良率以及一特徵欄位。每一特性良 ;，，，至一相關之晶圓在一測試條件下之良率。該特徵欄

EH

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案號891〗237fi 五、發明說明（5) 位表示該相關之晶圓是否夸 出至少-該特徵會影響到的測:武條=所影！。接著’提供 之方法，根據該複數良率矣' 1条,。接者，以線性回歸 時，至少-關於被影響到:皮2出在該特徵出現-次 I接著，加總該等特性件=的^率損 失。最後，依據該單片良率m以產生早片良率損 於該複數片晶圓中的比二羊=及該特徵所影響之晶圓 本發明再提出另一m該總良率損失。 的方法。首先，分割u::特徵所造成的總良率損失 定義出複數個相鄰之區*〖：圓表面上之晶片陣列，以 及特徵攔位。每含有複數個區域性特性良率以 相斟F&域特性良率對應至一相關之晶圓的一 相對Q域在-相關之測試條 該相關之晶因是否受到該特徵所影上著特 歸；；ΐ會Γ到的區域以及測試條件。接著；= -欠時，被景/继據4複數良率表列，計算出當該特徵出現一 夺被影β之測試條件對至少一被影響到的區域，所造 m 1特性良率損失β接著依據該被影響到的 在該曰曰片陣列所佔的比例，加總該等區域性特性良率損 出該特徵出現於-晶圓時，對單-晶圓所造成 的單片良率損失。最後’依據該單片良率損失以及被該特 徵所影響之晶圓於該複數片晶圓中的比例，以估計出該魄 良率損失。 〜 本發明之優點在於良率被區域、特性或區域加特性的 條件所切割’所以’進行統計時，由一特徵所影響不到的

0593-511Stwfl.ptc 第9頁 4 6 6 ί 修正 a 五、發明說明（6) 區域或是特性所貢獻 $ ^ ^ ^馱之良率損失便可以被排除在外。因

Jb # H Β確的計算出該特徵所造成的總良率損失。 下文辂嚴一纪1i上述目的、特徵和優點能更明顯易僅， . 父 把例’並配合所附圖式，作詳細說明如 下· 圖式之簡單說明： 第1圖為一半導·贈曰P1 的， 阳圓上晶片的位置以及好壞示意 圖， 第2圖為歸納法所求出 你OOP*丄W Λ出之最接近平面的示意圖； 第3圖為本發明切名丨_ Λ|| . 後的區域示意圖； 作後晶圓表面上之晶片陣列 第4圖為本發明中所提供之複數良率表列的示意圖； 以及 第5圖為特徵SI 、S2以je qq & 丄 乂及S3所造成之總良率損失的比 較圖。 符號說明： 1 0、20 晶圓 12 14 正常的晶片 30 32 特徵資訊 40 42 邊際效應 44 毁損的晶片 良率資訊 瑞典 對準不良 實施例： 本發明之精神在於將一 ^ α ^ ^ ^ ^ 晶圓的良率分類成複數個部分 良率，益且定義出每個特糌县；1刀 二二+會對部分良率產生影響， _______‘個」^徵所產生的總良率損失

0593.5118twfl.ptc 第10頁 1^^ 4 6 6 6 5 案號 89112376 五、發明說明（7) 時，可以排除掉不會影響到部分良率損失之特徵，所以， 得到的結果便會更加精確。 第一實施例 請參閱第3圖’第3圖為本發明切割—製作後晶圓表面 上之晶月陣列後的區域示意圖。第3圖中的每一個格子代 表-個晶片（chip)。由内而外’製作後晶圓⑼之表面可以 定義成複數個近似環狀區域，分別命名為區域A、b、c、d 以及E。 f J ’從測試晶片後之資料中，可以獲得複數片晶圓 的良率表列。如第4圖所示，第4圖為本發明中所提供之複 數良率表列的示意圖。第4圖令共提供了21片晶圓 表Γ每一個良率表列包含有良率資訊3。 =及特徵資《2。I率資訊3〇包含有複數個區域 率（regional bin yield)，每一區域特性良率對應至一二 關之晶圓的一相對區域在一相關之測試條件下之 謂測試條件是一些驗證一晶片（chi p)是否為—可成的 :之Ϊ:寫：ί:算直流電壓電流條#、交流電““ ^ ^ ^τι "T21 ^ ^ ^ * i乙m汉id。而YTi A則表不a區域ψ + B tj 通過T1測試條件後的良率，‘YT2j表示Λ區域中之曰曰片 η測試條件且通過”測試條件後的良率，卩此類：片=過 資訊32中含有三個特徵攔位，分別命名為si、sj =徵 在S1爛位中記上v符號表示一晶圓的測試結果。 1圖的測試結果）包含有特徵S1的圖f，也中a(:如第 沒义到任以；到 0593-5118twfl.ptc 第11頁 4 6 6 65 五、發明說明（8) 案號 89112376

晶圓W2受到特徵S2與S3的影響，以此類推。 接著’定義出至少一該特徵會影響到的區域以及測試 條件《從測試的經驗中可以得知，每一特徵僅僅會影響到 某些區域的良率，而且僅僅會在某種測試條件才可能被筛 選出來。因此，可以定義出至少一該特徵會影響到的區域 以及測試條件。請參閱第2表’第2表為本發明中的一定義

特微 測試條件_區域（受影響的） S1 T1_D，TI E S2 T1_A, TI B, T2_A, T2_B S3 T2_E 第2表 由第2表中可以得知’特徵S1僅僅會出現在區域中， 而且’只有在測試條件T1情形下才會出現，以此類推。 接著，以線性回歸之數學方法，根據該複數良率表 列，计算出當該特徵出現一次，測試條件對至少一被影響 到的區域所造成的區域性特性良率損失。譬如說，要計算 S1在測試條件T1時對區域D所造成之良率損失。S|，可以 藉由下列公式（2 )以及線性回歸所獲得。 YT1-Daverage - IT1 D S1 = YTl_DreaJ -------(2)。 由第4圖中的2 1個良率表列可以得到2 1組（S" YT1 _Dreal )的 值’接著代入公式（2 )並藉由回歸計算便可以得知係數 YTl_Daverage與卜丨丄sj的值。而丨化^便是表示，特徵出現

4 6 (· 修正 月 曰 案號 89Π2376 五、發明說明（9) 一次時’在D區域’於T1的測試條件下可能造成的區域性 特性良率損失。同樣方法，也可以得到[口人si。由第2表可 知’特徵S1僅僅會對Tl—D，Tl-Ε之條件下的良率產生影 響，所以除了1T1丄si與1η人S1之外，其他與特徵S1有關的區 域性特性良率損失，如Ιτ 、丨 、τ …笨，加* ^J.A.Sl hi—B_S1 、1丁2 一 A_S1 寻，都為 G。相同的概念，每一個因一個特徵產生的區域性特性良 率才貝失〖test _region_sig都可以求出。 接著，一片晶圓在特徵s 1出現時所造成的單片良率損 失可以由下列公式（3 )求出： lO_Sl in_A_Sl + CB iTI B S1 + Cc IT] C si + + ""total (3)

Ce Iti_e_si + CA IT2_A_S1 + cB IT2 B S1 + ....../c, 其中’ cx表示在區域X的晶片數目，Ct〇tai表示一片晶圓的 總晶片數目。公式（3)表示將所有有關於特徵s】的區域性 特性良率以他們的所佔之比例做總和。 最後，特徵S1在一段觀察時間内所造成的總良率損失 就可以以Iesi與31出現的機率加以計算。如公式（4)所示。

Iiiipact_Sl ~ J〇_Sl * ^Sl/Wt〇tal ---------------(碰) 其中，ffsl表示帶有特徵S1之晶圓的晶圓數，Wt。⑷表示總共 的晶圓數。 同樣的道理，特徵S2以及S3所造成的總良率損失都可 以以上述的方法加以求得。如此，便可以將所有特徵所造 成的總良率損失加以排序。請參閱第5圖所示。第5圖為特 徵SI、S2以及S3所造成之總良率損失的比較圖。第5圖可 以發現’特徵S2引起的總良率損失最大，所以會產生特徵 466 案號 89112376

R 曰 修正 五、發明說明（10) S2之製程步驟應該最先被加以改善，以提高良率。 第二實施例 根據將晶圓上的良率分類的概念，本發明也可以有另 一種實施方法。也就是將良率結果依據區域分類，而非如 第一實施例一樣依據區域以及測試條件而分類。 第二實施例可以簡略的以下列步驟表示： (1 )切割一製作後晶圓表面上之晶片陣列後的區域示 意圖，譬如第3圖； (2) 提供複數片晶圓之複數良率表列。每一良率表列 含有複數個區域良率（regi〇nal yield)以及複數個特徵攔 位。良率表列顯示每一晶圓之良率以區域加以分類的結 果，以及是否有被特徵所影響的關聯性； (3) 提供每一個特徵會影響到的區域； (4) 以線性回歸之方法，分別求出個別一特徵出現一 次時，對個別一區域所會造成的區域性良率損失； (5) 依照每區域於一個晶圓中所佔的比例，將一個特 徵所造成的所有區域性良率損失總和；以及 (6) 依照個別特徵出現的比例’求取個別 的嫵良率指尖。 Λ 第三實 一錄上的良率分類的概念，本發明也可以有另 、。也就是將良率結果依據測試條件而分 類’：非：第—實施例一樣依據區域以及測試條件。 可以簡略的以下列步驟表示：

0593-5118twfl.i)tc ( ϋ片晶圓之複數良率表列。每一良率表列

麵 第14頁 ^.6 6 65 平

五、發明說明（11) 含有複數個特性良率（bin yield)以及複數個特徵攔位。 良率表列顯示每一晶圓之良率以測試條件加以分類的結 果’以及是否有被特徵所影響的關聯性； ° (2) 提供每一個特徵會影響到的測試條件； (3) 以線性回歸之方法，分別求出個別一特徵出現一 次時，對個別一測試條件所會造成的特性良率損失； (4) 將一個特徵所造成的所有特性良率損失總和以及 (5) 依照個別特徵出現的比例，求取個別特徵所造成 的總良率損失。 ，本發明之良率表列中，良率已經適當的加以分類， » .¾丨：：據區域、也許是依據測試條件、或是依據區域以 f測ί條件。當然的，以其他的條件分類也可以，這在於 + ^ : f喜好。因為良率已經適當的加以分類，所以可以 此'月的分類出每個特徵對於晶片上的良率之影響，因 t匕φ ϋ,間對良率的干擾便可以減小’所以每個特徵的總 良率知失便可以比較精確的被計算出來。 本發"日月I” ^ , ^ π 雄以一較佳實施例揭露如上’然其並非用以限 和^固 可熟^此項技藝者，在不脫離本發明之精神 笳^米、S二當可做些許的更動與潤飾’因此本發明之保護 範圍备視後附之中請專利範‘圍所界定者為準。

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Claims (1)

1. - --~迎η 2呵___7 年7月〆曰__修正本__ 六、申請專利範圍 ' ? 1. 一種獲得一特徵所造成的總良率損失的方法，包含 有下列步驟： 分割一製作後晶圓（processed wafer)表面上之晶片 陣列’以定義出複數個相鄰之區域（regi〇n); 提供複數片晶圓之複數良率表列，每一良率表列包含 有： 複數個區域良率（regi〇nal yield)，每—區域良率 對應至一相關之晶圓的一相對區域；以及 一特徵攔位，以表示該相關之晶圓是否受到該特 所影響； 提供至少一該特徵會影響到的區域； 以線性回歸之方法’根據該複數良率表列，計算出當 該特徵出現一次時，對至少一被影響到的區域所造成的二 域性良率損失； 依據該被影響到的區域在該晶片陣列所佔的比例，加 總該等區域性良率損失，以計算出該特徵出現於一晶圓 時’對單一晶圓所造成的單片良率損失；以及 依據該單片良率損失以及被該特徵所影響之晶圓於該 複數片晶圓中的比例，以估計出該總良率損失。 2, 如申請專利範圍第丨項之方法，其中，該單片良率 損失係依照下列數學式而求得： “_Sis =㈣ ^Region lRegio„_Sig)/Ct〇tal 其中， #

   0593-5118twfl,ptc 第16頁 六 案號 89112376

   片 中 失 其 鄰 有 有 至 所 該複數個相 該

   0593-5118twfl.ptc 中請專利範圍 良率損失； ^Region 表示位於Reg ion區域中的晶片數； 11!咖。1^8表示當^&特徵出現一次時，對1^8 1〇]1區域 的晶片，所造成的區域性特性良率損失；以及 Ct〇tal表示一晶圓中的總晶片數； 3·如申請專利範圍第2項之方法，其中，該總良率 係依照下列數學式而求得： ^impact—Sig = I〇_Sig * WSig/Wt〇tal ; 中， I hpact_Sig表示該Sig特徵所造成之總良率損失； wsu表示帶有該Sig特徵之晶圓數；以及 Wt〇tal表示所有的總晶圓數。 4.如申請專利範圍第丨項之方法，其中 之區域的外觀大約為環形。 5· —種獲得一特徵所造成的總良率損失的方法， 下列步驟： 3 .提供複數片晶圓之複數良率表列，每一良率表列包含 複數個特性良率（bin yieid)，每—特性良率對應 一相關之晶圓在一測試條件下之良率；以及 ’ 了特徵欄位，以表示該相關之晶圓是否受到該特徵 T 提供出至少一該特徵會影響到的測試條件； 以線性回歸之方法’根據該複數良率表列，計算出在 i徵出現一次時’至少一被影響到之測試條件所造成的 麵

   第17頁 JL__日 _ 案號刖丨 19T7R 六、申請專利範圍 特性良率損失； 加總該等特性良率損失， 及 失以產生一皁片良率損失；以 數片= = = = ;響…於該複 損失=方法’其中，該單片良率 I〇_Sig -抱 ^Bin.Sig ; 其中， I〇_su表示Sig特徵出現一 士技，料 片良率損失；以及 現次時’對-晶圓所造成的單 IBin_su表示當Sig特徵出現一次時，於 下，所造成的特性良率損失； I Π利忒條仵 7.如申請專利範圍第6jS之方法，盆ώ 失係依照下列數學式而求得： 、’該總良率損 * WSig/Wtotai Iimpact_Sig - [O—Sig 其中， ^impact—Sig 表示該Sig特徵所造成之總良率損失. 表示所有的總晶圓數 WSig表不帶有該Sig特徵之晶圓數；以及 ’ I total 8. 如申請專利範圍第5項之方法，其中，該p 包含有直流電壓電流條件、交流電壓電流條〜冽試條件 入能力。 U及資料寫 9. 一種獲得一特徵所造成的總良率損失 八叼方法，& ___ 古，包含

   ms 0593-51I8twfl.ptc 第18頁 6 65 7 t^_89ll2376 Λ. 修正 六、申請專利範圍 有下列步驟： 陣列^ ^ ^ ^作後晶圓（Pr〇CeSSed wafer)表面上之晶片 二ί出複數個相鄰之區域； 有：’、複數片晶圓之複數良率表列，每一良率表列包含 複數個區域神ή /一區域特性良率對應$ f率（1^以〇1131 bin yield)，每 關之測試條件下夕自*目關之晶圓的一相對區域在一相 T r <艮準；以及 所影響；·乂表示該相關之晶圓是否受到該特徵 提供出至少一姑必加A 以線性回歸之^法徵會影響到的區域以及測試條件； 該特徵出現一-欠時、，根據該複數良率表列，計算出當 的區域所造成的區域性；件對至少-被影響到 總該等ί i ί : T :區域在該晶片陣列所佔的比例，加 圓時，對單一晶圓言十算出該特徵出現於一晶 依據造成的單片良率損失；以及 複數片晶圓中的比例知失以及被該特徵所影響之晶圓於該 10如申估計出該總良率損失。 失係依照下列二數學式而求得： ，、中，該總良率知 τ Σi〇_sig - (c τ X /c Region ·ΐΒίη_]^εί〇η—gig』/ Lt〇ta丨 ； 曰 其中 表丁Sig」徵出現-次時’對一晶圓所造成的良 l〇-Sig

   0593-5118twfl.ptc 第19頁 4 6 6 6 5'/ ----案號89112376__年月日 修正_ 六、申請專利範圍 率損失； CRegi。。表不 位於Reg ion區域中的晶片數； ^Bin_Region_Sig 表不 當Sig特徵出現一次時，對Regi〇n區 域中的晶片，於B i η測試條件下，所造成的區域性特性良 率損失；以及 Ctotal表示一晶圓中的總晶片數。 11.如申請專利範圍第1 〇項之方法，其中，該總良率 損失係依照下列數學式而求得： Iimpact_Sig _ I〇_Sig * WSig/Wt〇ta 丨， 其中， Ii»pact_Sig表示該Sig特徵所造成之總良率損失； WSig表示帶有該Sig特徵之晶圓數；以及 Wt〇tal表示所有的總晶圓數。 12.如申請專利範圍篦q瑣之方法，甘+ Α 鄰 月牝固吊y峭 ，其中，該複數個 之區域的外觀大約為環形。 1 3 .如申請專利範圍第9 包含有直流電壓電流條件、 入能力。 之方法，其中，該測試條件 流電壓電流條件以及資料寫