TWI731671B

TWI731671B - 異常晶片檢測方法與異常晶片檢測系統

Info

Publication number: TWI731671B
Application number: TW109115248A
Authority: TW
Inventors: 范壽康; 楊連聖
Original assignee: 美商矽成積體電路股份有限公司
Priority date: 2020-05-07
Filing date: 2020-05-07
Publication date: 2021-06-21
Also published as: TW202143349A; US20210349147A1; US11378620B2

Abstract

一種異常晶片檢測方法與異常晶片檢測系統。此異常晶片檢測系統包含測試機台以及電腦系統。此異常晶片檢測方法包含：根據目標晶片之位置來決定周邊晶片；計算每一周邊晶片之電子特性值與目標晶片之電子特性值之差值；根據電子特性差值之絕對值來排序，並根據排序結果來從周邊晶片中決定出特性相近晶片；根據目標晶片之位置決定目標相關區域；根據目標晶片相關區域來從特性相近晶片決定出目標相關晶片；以及根據目標相關晶片來決定目標晶片是否合格。

Description

異常晶片檢測方法與異常晶片檢測系統

本發明是有關於一種異常晶片檢測方法與異常晶片檢測系統。

隨著科技的發達，積體電路的製造技術也越來越進步。在積體電路的製造過程中，會對晶圓會進行各種的處理步驟，以形成晶片(die)在晶圓上。為了保證這些晶片的功能正常，會對這些晶片的功能進行多次測試，以確保晶片的工作參數符合預設的規範。然而，成功通過所有測試的晶片仍可能有潛在的缺陷未被檢測出來。

目前大多採用零件平均測試法（Part Average Testing)來檢測這些具有潛在缺陷的異常晶片。然而，零件平均測試法仍無法滿足人們的需求。

本發明之實施例提出一種異常晶片檢測方法與異常晶片檢測系統，其可同時考慮晶片的電性及位置資訊，因此提高了異常晶片的檢測效率。

根據本發明之一實施例，此異常晶片檢測方法包含；提供晶圓；根據晶圓上之目標晶片之位置來決定複數個周邊晶片；計算每一周邊晶片之電子特性值與目標晶片之電子特性值之差值，以獲得複數個電子特性差值，其中這些電子特性差值係一對一對應至周邊晶片；根據電子特性差值之絕對值來排序，並根據排序結果來從周邊晶片中決定出複數個特性相近晶片；根據目標晶片之位置決定目標相關區域；根據目標晶片相關區域來從特性相近晶片中決定出至少一個目標相關晶片；以及根據目標相關晶片來決定目標晶片是否合格。

在一些實施例中，周邊晶片係環繞目標晶片。

在一些實施例中，目標相關區域為與目標晶片之位置相連接之八個晶片位置。

在一些實施例中，前述之根據目標晶片相關區域來從特性相近晶片中決定出至少一個目標相關晶片的步驟包含：判斷特性相近晶片之一者是否位於目標晶片相關區域中；當此特性相近晶片位於目標晶片相關區域中時，決定此特性相近晶片為目標相關晶片。

在一些實施例中，前述之根據目標相關晶片來決定目標晶片是否合格之步驟包含：判斷目標相關晶片的數量是否大於預設閥值；當目標相關晶片的數量大於該預設閥值時，決定目標晶片為不合格。

根據本發明之一實施例，此異常晶片檢測系統包含測試機台和電腦系統。測試機台係用以接收晶圓，此晶圓包含複數個晶片，其中該測試機台更用以取得每一晶片之電子特性值。電腦系統係電性連接至測試機台，其用以：根據晶圓上之目標晶片之位置來決定複數個周邊晶片，其中此目標晶片為前述晶片中之一者，周邊晶片為前述晶片中之複數者；計算每一周邊晶片之電子特性值與目標晶片之電子特性值之差值，以獲得複數個電子特性差值，其中電子特性差值係一對一對應至周邊晶片；根據電子特性差值之絕對值來排序，並根據排序結果來從周邊晶片中決定出複數個特性相近晶片；根據目標晶片之位置決定目標相關區域；根據目標晶片相關區域來從特性相近晶片決定出至少一個目標相關晶片；以及根據目標相關晶片來決定目標晶片是否合格。

在一些實施例中，周邊晶片係環繞目標晶片。

在一些實施例中，當電腦系統根據目標晶片相關區域來從特性相近晶片中決定出目標相關晶片時，此電腦系統用以：判斷特性相近晶片之一者是否位於目標晶片相關區域中；當此特性相近晶片位於目標晶片相關區域中時，決定此特性相近晶片為目標相關晶片。

在一些實施例中，當電腦系統根據目標相關晶片來決定目標晶片是否合格時，電腦系統用以：判斷目標相關晶片的數量是否大於預設閥值；當目標相關晶片的數量大於該預設閥值時，決定目標晶片為不合格。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

請參照圖1，其係繪示根據本發明實施例之晶片檢測系統100。晶片檢測系統100包含測試機台110以及電腦系統120。測試機台110係用以對晶圓112上的複數個晶片進行測試，以獲得每一晶片的測試資料。在本發明之實施例中，晶圓112上的體晶片為記憶體晶片，例如動態隨機存取記憶體(Dynamic Random Access Memory，DRAM)晶片。電腦系統120係電性連接至測試機台110，以取得記憶體晶片的測試資料，並對其進行分析。

在本實施例中，測試機台110包含探針裝置114，其可施加電子訊號至晶圓112的記憶體晶片上，並獲取這些記憶體晶片的測試資料。測試資料可包含但不限定於記憶體晶片的位置以及記憶體晶片的電子特性值，例如電流值、電壓值等具有連續性分佈的電子特性值。

請參照圖2，其係繪示根據本發明一實施例之晶片檢測方法200的流程示意圖，其中晶片檢測方法200係由電腦系統120所執行，以檢測晶圓112上的目標晶片。在晶片檢測方法200，首先進行步驟210，以根據晶圓112上的目標晶片的位置來決定此目標晶片的複數個周邊晶片，如圖3所示。圖3係繪示根據本發明一實施例之晶圓112之部分區域中的晶片，其包含目標晶片CH _T及其周邊晶片CH ₁~CH ₂₄。目標晶片CH _T為晶圓112的高風險晶片。在本實施例中，高風險晶片係透過動態零件平均測試法（Dynamic Part Average Testing；D-PAT)來決定，然而本發明之實施例並不受限於此。在本發明之其他實施例中，亦可使用其他方式來決定高風險晶片。

請參照圖4，其係繪示根據本發明一實施例之決定周邊晶片的示意圖。如圖4所示，本實施例係從目標晶片CH _T上方出發依序繞圈選取目標晶片CH _T周圍的24個晶片CH ₁~CH ₂₄來作為周邊晶片。然而，本發明之實施例並不受限於選取24個晶片。在本發明之其他實施例中，周邊晶片的數量可根據使用者之需求來進行調整。

請回到圖2，在步驟210後，接著進行步驟220以計算每一周邊晶片CH ₁~CH ₂₄之電子特性值與目標晶片CH _T之電子特性值之差值。例如，計算每一周邊晶片CH ₁~CH ₂₄之電流值與目標晶片CH _T之電流值的差值。如此，可獲得周邊晶片CH ₁~CH ₂₄與目標晶片CH _T之24個電子特性差值，例如周邊晶片CH ₁~CH ₂₄分別對應的24個電流差值i ₁~i ₂₄。

在步驟220後，接著進行步驟230，以根據電子特性差值之絕對值來排序，並根據排序結果來從周邊晶片CH ₁~CH ₂₄中決定出複數個特性相近晶片。請參照圖5，其係繪示根據本發明一實施例之8個特性相近晶片CH ₁、CH ₃ _、CH ₄、CH ₅、CH ₆、CH ₉、CH ₁₅以及CH ₂₁。在本實施例之步驟230中，首先將前述之24個電子特性差值取絕對值，並依絕對值大小進行排序。例如，此24個電子特性差值的絕對值由小至大排序為|i ₁|、|i ₃|、|i ₄|、|i ₅|、|i ₆|、|i ₉|、|i ₁₅|、|i ₂₁|…|i ₂₄|。電子特性差值的絕對值越小代表電子特性越相近，因此|i ₁|所對應的周邊晶片CH ₁與目標晶片CH _T之電子特性最為相近，而|i ₂₄|所對應的周邊晶片CH ₂₄與目標晶片CH _T之電子特性相差最遠。接著，根據排序的結果來決定出8個電子特性較為相近的特性相近晶片。由前述之排序結果可知|i ₁|、|i ₃|、|i ₄|、|i ₅|、|i ₆|、|i ₉|、|i ₁₅|、|i ₂₁|為值較小的8個電子特性差值，因此其對應的周邊晶片CH ₁、CH ₃ _、CH ₄、CH ₅、CH ₆、CH ₉、CH ₁₅以及CH ₂₁即為特性相近晶片。

在步驟230後，接著進行步驟240，以根據目標晶片CH _T之位置來決定目標相關區域。請參照圖6，其係繪示根據本發明一實施例之目標相關區域600。在本實施例中，步驟240係取目標晶片CH _T位置周圍的8個晶片位置來作為目標相關區域。另外，雖然本實施例之步驟240係接續於步驟230，但本發明之實施例並不受限於此。在本發明之其他實施例中，步驟240可於步驟210之前進行，或者於其他步驟之間進行。

在步驟240後，接著進行步驟250，以根據目標晶片相關區域600來從特性相近晶片CH ₁、CH ₃ _、CH ₄、CH ₅、CH ₆、CH ₉、CH ₁₅以及CH ₂₁中決定出至少一個目標相關晶片。在本實施例之步驟250中，首先判斷特性相近晶片CH ₁、CH ₃ _、CH ₄、CH ₅、CH ₆、CH ₉、CH ₁₅以及CH ₂₁中的哪幾個晶片落在目標相關區域600中，接著再決定落在落在目標相關區域600中的特性相近晶片為目標相關晶片。如圖7所示，由於特性相近晶片CH ₁、CH ₃ _、CH ₄、CH ₅、CH ₆落在目標相關區域600中，因此特性相近晶片CH ₁、CH ₃ _、CH ₄、CH ₅、CH ₆被決定為目標相關晶片。

在步驟250後，接著進行步驟260，以根據目標相關晶片CH ₁、CH ₃ _、CH ₄、CH ₅、CH ₆來決定目標晶片CH _T是否合格。在本實施例之步驟260中，判斷目標相關晶片的個數是否大於預設閥值，若目標相關晶片的個數大於預設閥值則代表目標晶片CH _T具有潛在的風險，故將其判斷為不合格的晶片。在本實施例中，預設閥值為3，由於目標相關晶片的個數為5，故判定目標晶片CH _T不合格。在本發明之另一實施例中，步驟260更判斷目標相關晶片的個數是否為0。若目標相關晶片的個數為0，也代表目標晶片CH _T具有潛在的風險，故將其判斷為不合格的晶片。

由上述實施例可知，本發明實施例之晶片檢測方法200考慮了晶片的電性及位置資訊，因此可提高異常晶片被檢出的機會，進而提高晶片的檢測效率。

請參照圖8，其係繪示根據本發明另一實施例之步驟210選取周邊晶片的示意圖。在本實施例中，考慮到並非所有晶片都是正常可讀出電子特性值，因此在選取周邊晶片時，這些無法讀出數值的晶片(以下稱為失效晶片)會被跳過，並以其他晶片來取代。如圖8所示，在本實施例中，晶片CH ₁₃、CH ₁₆、CH ₁₈、CH ₂₂為失效晶片，故再從晶片CH ₉上方依序繞圈選取4個替代晶片CH ₂₅、CH ₂₆、CH ₂₇、CH ₂₈來取代失效晶片CH ₁₃、CH ₁₆、CH ₁₈、CH ₂₂。如此，本實施例之步驟210依然可提供24個周邊晶片。

請參照圖9a，其係繪示根據本發明另一實施例之步驟210選取周邊晶片的示意圖。本實施例選取周邊晶片的方式與前述實施例類似，但不同之處在於選取替代晶片的方式並非依序一個晶片接著一個晶片選取，而是選取一個晶片後，略過一定數量的晶片後在選取另一個替代晶片。例如，從晶片CH ₉上方選取替代晶片CH ₂₅後依序略過5個晶片再選取替代晶片CH ₂₉，接著再依序略過5個晶片選取替代晶片CH ₃₀，接著再依序略過5個晶片選取替代晶片CH ₃₁。如此，本實施例之步驟210利用替代晶片CH ₂₅、CH ₂₉、CH ₃₀、CH ₃₁來取代失效晶片CH ₁₃、CH ₁₆、CH ₁₈、CH ₂₂。

請參照圖9b，其係繪示根據本發明又一實施例之步驟210選取周邊晶片的示意圖。若晶圓上有更多的失效晶片時，在前述實施例中依序選取替代晶片CH ₂₅、CH ₂₉、CH ₃₀、CH ₃₁之後，再接著選取晶片CH ₉右上方的晶片CH ₃₂，然後依序略過5個晶片選取替代晶片CH ₃₃，接著再依序略過5個晶片選取替代晶片CH ₃₄，接著再依序略過5個晶片選取替代晶片CH ₃₅。如此，本實施例之步驟210係利用替代晶片CH ₂₅、CH ₂₉、CH ₃₀、CH ₃₁、 CH ₃₂CH ₃₃、CH ₃₄、CH ₃₅來取代失效晶片CH ₁₀、CH ₁₃、CH ₁₅、CH ₁₆、CH ₁₈、CH ₂₀、CH ₂₂、CH ₂₃。

請參照圖9c，其係繪示根據本發明再一實施例之步驟210選取周邊晶片的示意圖。若晶圓上有更多的失效晶片時，在前述實施例中依序選取替代晶片CH ₃₂CH ₃₃、CH ₃₄、CH ₃₅之後，再接著選取晶片CH ₉左上方的晶片CH ₃₆，然後依序略過5個晶片選取替代晶片CH ₃₇，接著再依序略過5個晶片選取替代晶片CH ₃₈，接著再依序略過5個晶片選取替代晶片CH ₃₉。如此，本實施例之步驟210係利用替代晶片CH ₂₅、CH ₂₉、CH ₃₀、CH ₃₁、 CH ₃₂CH ₃₃、CH ₃₄、CH ₃₅、CH ₃₆、CH ₃₇、CH ₃₈、CH ₃₉來取代失效晶片CH ₁₀、CH ₁₁、CH ₁₂、CH ₁₃、CH ₁₅、CH ₁₆、CH ₁₈、CH ₁₉、CH ₂₀、CH ₂₂、CH ₂₃、CH ₂₄。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100:晶片檢測系統 110:測試機台 112:晶圓 114:探針裝置 120:電腦系統 200:晶片檢測方法 210-260:步驟 600:目標相關區域 CH _T、CH ₁-CH ₃₉:晶片

圖1係繪示根據本發明實施例之晶片檢測系統。圖2繪示根據本發明實施例之晶片檢測方法的流程示意圖。圖3係繪示根據本發明實施例之晶圓的部分區域中的晶片。圖4係繪示根據本發明實施例之決定周邊晶片的示意圖。圖5係繪示根據本發明實施例之特性相近晶片。圖6係繪示根據本發明實施例之目標相關區域。圖7係繪示根據本發明實施例之目標相關晶片。圖8係繪示根據本發明實施例之選取周邊晶片的示意圖。圖9a係繪示根據本發明實施例之選取周邊晶片的示意圖。圖9b係繪示根據本發明實施例之選取周邊晶片的示意圖。圖9c係繪示根據本發明實施例之選取周邊晶片的示意圖。

無

200:晶片檢測方法

210-260:步驟

Claims

一種異常晶片檢測方法，包含：提供一晶圓；根據該晶圓上之一目標晶片之位置來決定複數個周邊晶片；計算每一該些周邊晶片之一電子特性值與該目標晶片之一電子特性值之差值，以獲得複數個電子特性差值，其中該些電子特性差值係一對一對應至該些周邊晶片；根據該些電子特性差值之絕對值由小至大來排序，並根據排序結果來從該些周邊晶片中決定出複數個特性相近晶片；根據該目標晶片之位置決定一目標相關區域；根據該目標晶片相關區域來從該些特性相近晶片中決定出至少一個目標相關晶片；以及根據該至少一個目標相關晶片來決定該目標晶片是否合格。
如請求項1所述之異常晶片檢測方法，其中該些周邊晶片係環繞該目標晶片。
如請求項1所述之異常晶片檢測方法，其中該目標相關區域為與該目標晶片之位置相連接之八個晶片位置。
如請求項1所述之異常晶片檢測方法，根據該目標晶片相關區域來從該些特性相近晶片中決定出至少一個目標相關晶片之步驟包含：判斷該些特性相近晶片之一者是否位於該目標晶片相關區域中；當該些特性相近晶片之該者位於該目標晶片相關區域中時，決定該些特性相近晶片之該者為該至少一個目標相關晶片。
如請求項1所述之異常晶片檢測方法，其中根據該至少一個目標相關晶片來決定該目標晶片是否合格之步驟包含：判斷該至少一個目標相關晶片的數量是否大於一預設閥值；當該至少一個目標相關晶片的數量大於該預設閥值時，判斷決定該目標晶片為不合格。
一種異常晶片檢測系統，包含：一測試機台，用以接收一晶圓，該晶圓包含複數個晶片，其中該測試機台更用以取得每一該些晶片之一電子特性值；一電腦系統，電性連接至該測試機台，用以：根據該晶圓上之一目標晶片之位置來決定複數個周邊晶片，其中該目標晶片為該些晶片中之一者，該些周邊晶片為該些晶片中之複數者；計算每一該些周邊晶片之該電子特性值與該目標晶片之該電子特性值之差值，以獲得複數個電子特性差值，其中該些電子特性差值係一對一對應至該些周邊晶片；根據該些電子特性差值之絕對值由小至大來排序，並根據排序結果來從該些周邊晶片中決定出複數個特性相近晶片；根據該目標晶片之位置決定一目標相關區域；根據該目標晶片相關區域來從該些特性相近晶片決定出至少一個目標相關晶片；以及根據該至少一個目標相關晶片來決定該目標晶片是否合格。
如請求項6所述之異常晶片檢測系統，其中該些周邊晶片係環繞該目標晶片。
如請求項6所述之異常晶片檢測系統，其中該目標相關區域為與該目標晶片之位置相連接之八個晶片位置。
如請求項6所述之異常晶片檢測系統，其中當該電腦系統根據該目標晶片相關區域來從該些特性相近晶片中決定出至少一個目標相關晶片時，該電腦系統用以：判斷該些特性相近晶片之一者是否位於該目標晶片相關區域中；當該些特性相近晶片之該者位於該目標晶片相關區域中時，決定該些特性相近晶片之該者為該至少一個目標相關晶片。
如請求項6所述之異常晶片檢測系統，其中當該電腦系統根據該至少一個目標相關晶片來決定該目標晶片是否合格時，該電腦系統用以：判斷該至少一個目標相關晶片的數量是否大於一預設閥值；當該至少一個目標相關晶片的數量大於該預設閥值時，決定該目標晶片為不合格。