TWI246139B - A method for detecting and monitoring wafer probing process instability - Google Patents

Description

1246139 狄、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種透過立即的重新探測法和立即的重 新探測資料來偵測及監視晶圓探測程序不穩定之方法。 【先前技術】 h :晶圓製造中，探測係一種測試晶圓上所形成的晶粒 疋否犯夠運作的程序。探測一晶圓的晶粒涉及於複數個預 °又^處刺入该晶圓的表面，用以接觸每個晶粒的該等觸點 更/才木測杰會使用複數根探測針來接觸每個晶粒的該等觸 點。二旦該探測器刺入該晶粒的表面之後，電信號便會從 至::：根探測針穿過該晶粒流到至少另一根探測針。從該 a、铋測針中所接收到的資訊中便可判斷出該晶粒 疋否正常。 由於各種不同的原因， 多間曰菅> + u於垓铋測耘序中可能會出現】 夕問讀。该些原因包括 等探钏私L n 洛於口亥4探測針之上的灰塵、f ' 、 斤k成的表面殘餘物、Jit 形。 戈铢物以及该等探測針彎曲g ^^, 肩杈視該等探測結果，並且藉由 測結果為失敗的晶I切定低產 藉由對本 以判斷是否有探翊方 、，’°果進仃目視檢查， 失敗晶粒的數量逐漸提高 田母片曰曰回中 測的問題。本方法的 ，、貝便必須懷疑可能有探 J 點係，於作堂g占、 題之前已經過很長的睥 、"、硎出該等探測問 晶粒導致探測失敗 ㈢使侍大ΐ良好的 1246139 【發明内容】 本發明的目的係提供一種改良的評估方法’用以評估 探測穩定性，或至少提供眾人一種實用的選擇。 廣義地說，本發明的其中-項觀點包括-種賴測及監 視晶圓探測穩定性之方法，#包括下面的步驟： 探測一晶圓上的每個晶粒； 針對每個晶粒來判斷探測結果究竟係成功或失敗； 如果探測結果係失敗的話，便重新探測該晶粒並且判 斷該重新探測結果究竟係成功或失敗； -旦探測過全部晶粒之後，便可決定成功的晶粒重新 探測率； 將該重新探測的成功率和一預設限制值作比較；以及 如果该重新探測的成功率大於該預設限制值的話，那 麼便可判定該探測狀態為不穩定。 ，佳的係1定探測狀態為不穩定的步驟包括於該監 :衣^設定一旗標。判定探測狀態為不穩定的步驟可能 二】！發出警示聲音及/或於-監視器上提供-指示 該探測設2測狀恶為不穩定的步驟可能進-步包括關閉 較佳的係，重新探測第一次 粒的步驟會實施預設次數。於其中一;=敗之任何晶 第-次探測結果為失敗的每個晶粒 ；僅會：對 實施例中，.心 里何《測-次。於替代 重新探測則可能會實施一次以上。 車乂佳的係，該方法進一步包括針對 母片晶圓產生一探 1246139 測茶考檔。較佳的係，該探測參考檔含有 值、重新探測還原率資1 曰^ 斤板測限制 、 原羊貝矾、〆曰日粒倉重新探測限制伯、一 敏感性限制值、以及重新探測的還原率。 較佳的係，該重新探測還原率資訊包 於其中-實施例中，就具有數百個以上晶粒的晶圓:：: 隸難可μ 2%。於其它實施例中，可將該限制㈣為 先則所提供之貧料的重新探測還原率之標準差的三件。… 較佳的是，該敏感性限制值包括和—晶圓中-預：的敏 感性晶粒數量有關的資料。 .較佳的是，可以下面的公式來決定重新探測的還原率 好的數量-從敏感性限制値_咛的，贵） (已測試之良好晶粒的總數昼5 ' 較佳的是，該方法進一步包括從每個已完成之晶圓測 試的探測參考槽中產生一份報告的步驟。較佳的係，該份 報告包括裝置識別資訊以及從失敗至良好的探測資訊。 廣義地說，本發明的另一項觀點包括一種偵測及監視 晶圓探測穩定性之系統，其中該系統係被設計成： 探測一晶圓上的每個晶粒； 針對每個晶粒來判斷探測結果究竟係成功或失敗； 如果探測結果係失敗的話，便重新探測該晶粒並且判 斷該重新探測結果究竟係成功或失敗； 一旦探測過全部晶粒之後，便可決定成功的晶粒重新 探測率； 將該重新探測的成功率和一預設限制值作比較；以及 1246139 如果該重新探測的成功率大於該預設限制值的話，那 麼便可判定該探測狀態為不穩定。 【實施方式】 圖1所示的係測試器模組和探測器之間的通信示咅圖 。該測試器模組係被設計成用以控制該探測器和該探測程 =。—開始，該探測器會測試晶圓上的第一晶粒。該等: 式、°果會如圖1最頂端所示般地被傳送至該測試器模組。 該測試器模組會對該等源自該探測器的結果進行判斷、。’、 如果該測試結果為測試成功的話，那麼該測試器模組 便會命令該探測器測試該晶圓中的下一個晶粒。接著，、該 測試器模組還會記錄該晶粒已經通過該探測器的測試。 如果該測試結果為測試失敗的話，那麼該測試器便會 移至圖1所示之IF敘述中的其它部份，並且命令該探測； ，刻重新探測該晶粒。該探測器會重新進行探測，並且將 x等則忒結果如圖1最底端所示般地傳送至該測試器模組 合^果4 κ結果為測試成功的肖，那麼該測試器模組便 妗：1:亥抓心移至該晶圓中的下一個晶粒。如果該測試 :二測試失敗的話’那麼該測試器模組可能會被建構成 么以令4探測器再次重新探測該晶粒，或是該測試器模 會被建構成W命令該探❹去探測個晶粒。 Ζ疋何種情況，該測試器模組都會記錄該晶粒上每次測 或的結果。 該測試器模組係被建 結果失敗的任何晶粒 如下文參考圖2之進一步說明， 冓成用以命令該探測器針對首次探測 Ϊ246139 貝她預設次數的重新探測。

=上所述，當_晶粒首次探測結果失料，便合 對该曰曰粒進行重新探測。其優點係可㈣ 二J 便重新探測該晶粒，如此便 ：："尚"的時候 環境。和Μ日…、 晶粒提供較佳的測試 果為失敗I所：曰Ρ探測完畢之後才重新探測首次探測結 常低❹、、、晶粒不同的係，立刻進行重新探測具有非 測索引時間…b便可以節省重新探測 箄浐心… 貞U係於重新楝測時，當形成該 孔之後，該探測器便可進—步刺人該晶圓並且 曰曰粒中的該等觸點建立更佳的接觸效果。 —圖2所示的係用於探測—晶圓之製造程序的流程圖。 母片晶圓或每種晶圓皆具有探測參考檔。該參考檔可能含 有：該晶圓有關的資訊，例如晶圓類型、豸晶圓中的晶粒 數量、該晶圓中該等晶粒的間隔、測試該晶圓中每個晶粒 所需要的探測針組態、以及良好晶圓中預期的探測結果。 »亥k測參考檔可能還含有下面的f訊：晶粒首次探測結果 失敗時所允許的重新探測次數、重新探測還原率限制值、 以及晶圓中預期的敏感性晶粒倉的預期數量。 當測試器模組讀取該參考檔之後，便可將下一片晶圓 2入該探測裝置之中並且利用上面參考圖1所述之探測器 來進行探測。於下個步驟中，進行探測期間，該測試器模 組會收集重新探測資料。當該探測器已經探測該晶圓中所 有的晶粒之後，便可計算出該晶圓的重新探測還原率。 於圖2所示的最後步驟中，會評估重新探測還原率， 1246139 以便判斷其是否超過該 原率限制值。如果料」、，考棺中所提供的重新探測還 ^ 〇x 4奴測還原率低於該重新探# 率限制值的話，那麼便· 以木而還原 業並且將新的曰η韵 經完成該晶圓上的探測作 測試程序。 、j為杈組之中，以便繼續進行 如果該重新探測還原率 的話，那麼便备路Φ敬 、亥重新抓測還原率限制值 那盾便會發出警示信號並且通知作業 現至貝會调查造成高重新探測還原率的原因並且修復所發 =::題。探測時可能發生的問題包括未最= 髒用設定值、探測標記偏移、探測卡損壞或變 :探測參考檑可能係駐存於—中央㈣器之中。該探 包有該探測程序的各種預設限制值。該些限制值 ’木測限制值、重新探測還原率限制值、晶粒倉重 新探測限制值、以及敏感性晶粒倉。 曰曰位倉重 号繼限制值係一通用設定值，其為命令該探測 心、,個日日粒之則被允許的重新探測次數。舉例來 二==重新探測限制值設為1的話，那麼便僅能對 ，將：重二敗的任何晶粒重新探測-次。-般來說 將该重新探測限制值設為“更已經足夠。 驗值來設定重新探測還原率限制值，並且將 ::,新厂。於一製造測試中，可利用下面的公式來決 疋该重新探測還原率·· 1246139 ί從失敗_至良好的數量） (已測試之良好晶粒的總數量） 此數值可以表示成百分率。製造測試所產生的資料通 常會如圖3所示般地發生偏斜。圖3顯示出重新探測還原 率通常都非常小。從此資料中便可決定出重新探測還原率 限制值。 就具有數百個以上晶粒的許多晶圓而言，通常約2%的 重新探測還原率限制值便已經足夠。就晶粒較少的晶圓或 是就探測測試作業仍然需要改良（也就是，尚未決定出足 夠的重新探測還原率限制值）的晶圓而言，則可以使用統 計法控制方式來決定，採用所收集到之重新探測還原率資 料之標準差的三倍值。 重新探測還原率限制值可限制發出警示信號前測試狀 態由初始測試結果為失敗變成測試結果為成功的重新探測 百分率或數量。如果該限制值設得過低的話，便需要警告 作業員’使其知道該探測器常常必須在毫無任何問題的情 況下進行檢查。如果該限制值設得過高的話，便無法充份 地警告作業員，致使在不經意的情況下發生嚴重的探測問 題’造成不必要的失效晶粒。 曰曰粒层重新探測限制值和重新探測限制值相同，不過 其係專供測試中的晶圓類型來使用。如果設定此限制值的 舌/、便會凌駕重新探測限制值。如果未設定此限制值的 活，便可利用重新探測限制值來決定可對首次探測結果為 失敗之晶粒實施重新探測的次數。 部份晶圓於首次探測測試中造成失敗結果的原因可能 11 1246139 和任何的探測條件盔 b ,、 些首次失敗杜果μ 一疋郃和測試中的晶圓有關。該 中扣除，因為ϋ γ Λ、、Q果和δ亥專重新探測結果 中的晶粒很容易φ $ι|挪、βι & 卞…關如果已知一晶圓 敗的話，便可併Λ〜^ θ且f —人彳木測可能會失 敏感性晶粒倉變數之中。 可將該些結果從重新探 &此方式，便 w W、、、口禾為成功的次數φ 映出因為任何探測問題所造“曰力的人數中扣除’以反 斤k成的日日粒的實際還原率。 、用於决疋重新探測還原率的最後一道公式： 鵪 —(從失敗還數量一從敏咸性〜丄在、to :果此比值超過重新探測還原率限制值的 動一警示信號並且通知作章昌 寻文 ;原率限制值的話’便將繼續對下-片晶圓進行該二:程 y所示的係數片已測試晶圓的探測卡效能的範例圖 。圖中的水平軸所示的係測試中的晶圓，而垂直轴所干的 則係以重新探測百分率為函數的探測效能。從圖中可以、看 出’探測卡效能-般都相當良好，並且通常會產生一低於 如上建狀2%標稱值的重新探測百分率。不過，從圖中可 以看出，就數個依序被測試的卡片而言，該重新探測率高 於預期值。此結果意謂著測試該些卡片時，有探測器方面 的問題。 -般來說’測試H於完成每片晶圓測試後便會產生一 份報告。於其中-實施例中，該份報告會顯示出和該已測 12 !246139 喊晶圓有關的基本資訊，並反#合駐_， 有關的資 、、還曰頌不出和其它探測計劃 劃有關的二:ΓΓ還會被設計成顯示出和其它探測計 的資訊為探測資1。:斤：的Γ 一份報告樣本。左下角中 晶圓的重新 11伤報告中的結果顯示的係測試中的 原百分百分率。於此範例中，該重新探測還 '·、 °，—般來說，其為一可接受的程度。 附的：請明加以說明，包括其較佳形式在内。隨 和修正例。 所定義的範嘴希望能夠涵蓋各種替代例 【圖式簡單說明】 (一）圖式部分 明（但並非限制）本發明的一種車 現在將參考附圖來說 佳形式： 之間 圖1所示的係一 的通信示意圖； 測試器模組和一探測該晶圓的探剩器 圖2所不的係製造流程的流程圖； 圖3所示的你_ # —特殊晶圓的重新探測還原率； 圖4所示的孫者々 诉數片晶圓上之探測器的效能；以及 圖5所示的孫_ 係一知探測報告範例圖。 13

Claims (1)

1246139 拾、申請專利範困： 1· 一種用於偵測及監視晶圓探測穩定性之方法，其包 括下面的步驟： 4木測一晶圓上的每個晶粒， 針對每個晶粒來判斷探測結果究竟係成功或失敗； 如果探測結果係失敗的話，便重新探測該晶粒並且判 斷該重新探測結果究竟係成功或失敗； 旦探測過全部晶粒之後’便可決定成功的晶粒重新 探測率； 將該重新探測的成功率和一預設限制值作比較；以及 如果該重新探測的成功率大於該預設限制值的話，那 麼便可判定該探測狀態為不穩定。 2·如申請專利範圍第1項之用於偵測及監視晶圓探測 穩定性之方法，其中判定探測狀態為不穩定的步驟包括於 該監視裝置上設定一旗標。 3·如申請專利範圍第2項之用於偵測及監視晶圓探測 穩定性之方法，其中判定探測狀態為不穩定的步驟進一步 包括發出警示聲音及/或於一監視器上提供一指示信號。 4·如申請專利範圍第2或3項之用於偵測及監視晶圓 探測穩定性之方法，其中判定探測狀態為不穩定的步驟進 一步包括關閉該探測設備。 5·如申請專利範圍第1項之用於偵測及監視晶圓探測 穩定性之方法，其中重新探測第一次探測結果為失敗之任 何晶粒的步驟會實施預設次數。 1246139 6·如申請專利範圍第5 貝之用於偵測及&視晶圓探測 穩定性之方法’其中僅會針對笛 A ^ ^ ^ ^ 对第一次彳木測、纟口果為失敗的每 個晶粒重新探測一次。 7·如申請專利範圍第5頊 、之用於偵利及jut視晶圓探測 穩定性之方法，其中重新探測可能會實施一次以上。 8·如申請專利範圍f i項中之用於偵測及監視晶圓探 測穩定性之方法，進一步包括針對每片晶圓產生一探測參 考檔。 ^ 9.如申請專利範圍第8項之用於偵測及監視晶圓探測 穩定性之方法，其中該探測參考檔含有一重新探測限制值 、重新探測還原率資訊、一晶粒倉重新探測限制值、一敏 感性限制值、以及重新探測的還原率。 1 〇·如申請專利範圍第9項之用於偵測及監視晶圓探測 穩定性之方法，其中該重新探測還原率資訊包括一限制數 值。 11·如申請專利範圍第丨〇項之用於偵測及監視晶圓探 測穩定性之方法，其中就具有數百個以上晶粒的晶圓而言 ，該限制值為2%。 12·如申請專利範圍第1 〇項之用於偵測及監視晶圓探 測穩定性之方法，其中可將該限制值設為先前所提供之資 料的重新探測還原率之標準差的三倍。 13.如申請專利範圍第9項之用於偵測及監視晶圓探測 穩定性之方法，其中該敏感性限制值包括和一晶圓中預期 的敏感性晶粒數量有關的資料。 15 1246139 14·如申請專利範圍第9項之用於偵測及監視晶圓探測 穩疋性之方法’其中可以下面的公式來決定重新探測的還 原率： -從敏感性限制値還原考_良好的數量） (已測試之良好晶粒的總數量） 15·如申請專利範圍第8項之用於偵測及監視晶圓探測 穩定性之方法，其中該方法進一步包括從每個已完成之晶 圓測試的探測參考檔中產生一份報告的步驟。 16·如申請專利範圍第15項之用於偵測及監視晶圓探 測穩定性之方法，其中該份報告包括裝置識別資訊以及從 失敗至良好的探測資訊。 17· —種偵測及監視晶圓探測穩定性之系統，其中該系 統係被設計成： 探測一晶圓上的每個晶粒； 針對每個晶粒來判斷探測結果究竟係成功或失敗； 如果探測結果係失敗的話，便重新探測該晶粒並且判 斷該重新探測結果究竟係成功或失敗； 一旦探測過全部晶粒之後，便可決定成功的晶粒重新 探測率； 將該重新探測的成功率和一預設限制值作比較；以及 如果該重新探測的成功率大於該預設限制值的話，那 麼便可判定該探測狀態為不穩定。 拾壹、圖式： 如次頁 16