一种晶圆组芯片潜在失效筛选方法与流程

1.本发明涉及半导体产品制造领域，尤其涉及一种晶圆组芯片潜在失效筛选方法。


背景技术：

2.集成电路的生产经历数周时间，需要几百个独立的工艺制程，重复几十道核心的如：清洗、涂光阻、曝光、显影、蚀刻、掺杂、退火等工艺。在当前生产过程中，作为工艺的管控和生产都是按晶圆组(一批晶圆组成晶圆组为lot，晶圆为wafer)批次进行，通常一个晶圆组由25片晶圆组成。在某些制程下，一个或多个晶圆组内的晶圆会同时在同一设备下作业。
3.晶圆测试(英文为chip probing，英文简写cp)也称中测试，是一种晶圆级筛选测试，在芯片减划、封装之前对晶圆进行功能筛选测试，以确认晶圆上的芯片功能满足设计定义，通常包括电压、电流、时序和功能的验证。
4.芯片功能测试通常由集成电路自动测试仪(英文为automatic test equipment，英文简称ate)完成，测试期间，ate上的探针设备输出二进制编码文件，该二进制编码文件能够表示晶圆芯片的功能测试结果在晶圆上分布情况，一般用晶圆测试结果图(chip probe map，英文简称map)来表示。在晶圆测试结果图map中，会根据设定的bin值关系，对通过测试的合格芯片以及未通过测试的不合格芯片分别使用不同的bin值来进行标记。
5.在封装阶段，封装测试设备根据晶圆测试结果图cp-map转置为封装结果图(final test map，英文简称ft-map)，选择合格标记的芯片进行封装、成测作业。
6.集成电路的生产制造属于微观制造，工艺、设备的微小异常抖动，都会造成区域性的连续失效。在当前的生产状况下，芯片的测试是成本、效率等各方面的平衡，一般只选取特征温度、电压、频率等条件进行，生产监控的第一表征是晶圆测试良率，当晶圆测试良率满足监控条件即放行。虽然可通过遍历测试温度、测试电压、测试向量等条件提高测试系统的检出度，但是这样做所需的测试成本极高，而且，现在的测试方案中对晶圆组中不同晶圆的共性失效区域和趋势性失效缺乏检出手段，在高可靠性应用领域，迫切需要一种测试手段，将各个晶圆之间受相同因素影响的失效芯片在同批次晶圆当中也表征筛选出来，以此提高最终芯片产品的可靠性。


技术实现要素：

7.针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种晶圆组芯片潜在失效筛选方法，针对晶圆组n片晶圆所有芯片，使用ascii编码字符标记有效芯片和失效芯片，为晶圆组n片晶圆中每个芯片创建芯片坐标，汇总全部芯片坐标，统计晶圆组同一横向坐标下失效芯片数与晶圆组晶圆片数量n的百分比，实现对晶圆组n片晶圆下具有集中失效芯片趋势特征区域的转置处理，提高识别失效芯片的效率和整体芯片产品的可靠性。
8.为了达到上述技术目的，本发明所采用的技术方案是：
9.一种晶圆组芯片潜在失效筛选方法，其特征在于，所述筛选方法包括如下具体步骤：
10.第一步：晶圆组由n片晶圆组成，其中，n≥2，使用ascii编码字符定义有效芯片、缺省芯片和失效芯片所代表的map文本文件，并定义map文本文件后缀；
11.第二步：使用自定义map工具软件定义晶圆map坐标系、晶圆组晶圆测试探针map数据、第一晶圆组测试map文本文件和第二晶圆组测试map文本文件，并设置晶圆组测试探针map数据目录项、第一晶圆组测试map文本文件目录项和第二晶圆组测试map文本文件目录项；
12.第三步：启动ate仪收集晶圆组晶圆测试探针map数据，将该晶圆组晶圆测试探针map数据存放在晶圆组测试探针map数据目录项中；
13.第四步：使用自定义map工具软件选定晶圆组测试探针map数据目录项，由map工具软件对晶圆组测试探针map数据进行逐一识别，转置输出为第一晶圆组测试map文本文件，存放在第一晶圆组测试map文本文件目录项中；
14.第五步：选定第一晶圆组测试map文本文件目录项，由map工具软件调用晶圆组统计算法逐一读取第一晶圆组测试map文本文件目录项中map文本文件，使用ascii编码字符标记晶圆组n片晶圆所有芯片中的有效芯片和失效芯片，以晶圆map坐标系坐标原点(0，0)为起始点，以晶圆map芯片所在位置的行数和列数为坐标参数，为晶圆组n片晶圆中每个芯片创建芯片坐标，汇总全部芯片坐标，统计晶圆组同一横向坐标下失效芯片数与晶圆组晶圆片数量n的百分比，并将比值与设定阈值进行比较，如果百分比值大于设定阈值，将该坐标记录在异常失效坐标集{q}中；
15.第六步：重新使用map工具软件逐一读取第五步修正后的第一晶圆组测试map文本文件，获取晶圆组n片晶圆所有芯片中的有效芯片标记字符和失效芯片标记字符，将其在异常失效坐标集{q}中的有效芯片标记字符修改为失效芯片标记字符；
16.第七步：使用map工具软件将上述第六步修正后的第一晶圆组测试map文本文件转置输出为第二晶圆组测试map文本文件，并存放在第二晶圆组测试map文本文件目录项中，第二晶圆组测试map文本文件用于晶圆测试的后道封装。
17.优选地，所述坐标系为笛卡尔坐标系，其坐标纵向为列，坐标横向为行。
18.本发明基于晶圆组n片晶圆所有芯片，使用ascii编码字符标记有效芯片和失效芯片，为晶圆组n片晶圆中每个芯片创建芯片坐标，汇总全部芯片坐标，统计晶圆组同一横向坐标下失效芯片数与晶圆组晶圆片数量n的百分比，并将比值与设定阈值进行比较，如比值于大于设定阈值，将该坐标记录在异常失效坐标集{q}中，并将晶圆组下各晶圆异常失效坐标集{q}中有效芯片标记字符修改为失效芯片标记字符，从而实现对晶圆组n片晶圆下具有集中失效芯片趋势特征区域的转置处理，提高识别失效芯片的效率和整体芯片产品的可靠性。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
20.图1是本发明具体实施的坐标系map平面图。
21.图2是本发明具体实施的晶圆组芯片潜在失效筛选方法流程图。
22.图3是本发明具体实施的晶圆组芯片坐标失效数与晶圆组百分比的统计结果map平面图。
23.图4是本发明具体实施的晶圆组一片晶圆的芯片潜在失效筛选处理示例map平面图。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
26.参看图1，本发明具体实施的坐标系map平面图。该晶圆测试结果图map中，缺省芯片100即该区域不存在芯片，失效芯片200即该芯片为失效芯片，有效芯片300即该芯片为有效芯片。晶圆map坐标系坐标原点(0，0)为400，其坐标纵向为500，其坐标横向为600。
27.参看图2，本发明具体实施的晶圆组芯片潜在失效筛选方法流程图。该晶圆组芯片潜在失效筛选方法的具体步骤如下：
28.第一步s1：晶圆组由n片晶圆组成，其中，n≥2，使用ascii编码字符定义有效芯片为字符“a”，缺省芯片为字符黑色圆点“.”，失效芯片为字符“f”，并定义map文本文件后缀为“.map”。
29.第二步s2：使用自定义map工具软件定义晶圆map坐标系、定义晶圆组晶圆测试探针map数据为lot_wafer_cp.dat，定义第一晶圆组测试map文本文件为lot_wafer_cp.map，定义第二晶圆组测试map文本文件为lot_wafer_ft.map，并设置晶圆组测试探针map数据目录项为cp_data，设置第一晶圆组测试map文本文件目录项cp_map和第二晶圆组测试map文本文件目录项ft_map。
30.第三步s3：启动ate仪收集晶圆组晶圆测试探针map数据lot_wafer_cp.dat，将该晶圆组晶圆测试探针map数据lot_wafer_cp.dat存放在晶圆组测试探针map数据目录项cp_data中。
31.第四步s4：使用自定义map工具软件选定晶圆组测试探针map数据目录项cp_data，由map工具软件实现对晶圆组测试探针map数据lot_wafer_cp.dat的逐一识别，转置输出第一晶圆组测试map文本文件lot_wafer_cp.map，存放在第一晶圆组测试map文本文件目录项cp_map中。
32.第五步s5：选定第一晶圆组测试map文本文件目录项cp_map，由map工具软件调用晶圆组统计算法逐一读取第一晶圆组测试map文本文件目录项cp_map中map文本文件lot_wafer_cp.map过程中，使用ascii编码字符标记晶圆组n片晶圆所有芯片中的有效芯片为字符“a”和失效芯片为字符“f”，以晶圆map坐标系坐标原点(0，0)400为起始点，以晶圆map芯片所在位置的行数n和列数m为坐标参数，为晶圆组n片晶圆中每个芯片创建芯片坐标；
33.本具体实施例中，晶圆组n片晶圆中每个芯片创建芯片坐标如下：
34.列：(m,0),(m,1),(m,2)
…
(m,n-2),(m,n-1),(m,n)
35.行：(m-1,0),(m-1,1),(m-1,2)
…
(m-1,n-2),(m-1,n-1),(m-1,n)
36.……
37.(1,0),(1,1),(1,2)
…
(1,n-2),(1,n-1),(1,n)
38.(0,0),(0,1),(0,2)
…
(0,n-2),(0,n-1),(0,n)
39.汇总全部芯片坐标，统计晶圆组同一横向坐标下失效芯片数与晶圆组晶圆片数量n的百分比，并将各比值与设定阈值进行比较，如果大于设定阈值，将该坐标记录在异常失效坐标集{q}中。
40.第六步s6：重新使用map工具软件逐一读取第五步修正后的第一晶圆组测试map文本文件lot_wafer_cp.map，获取晶圆组n片晶圆所有芯片中的有效芯片标记字符“a”和失效芯片标记字符“f”，将在异常失效坐标集{q}中的有效芯片标记字符“a”，修改为失效芯片标记字符“f”。
41.第七步s7：使用map工具软件将上述第六步修正后的第一晶圆组测试map文本文件lot_wafer_cp.map转置输出为第二晶圆测试map文本文件lot_wafer_ft.map，并存放在第二晶圆测试map文本文件目录项ft_map中，第二晶圆测试map文本文件lot_wafer_ft.map用于晶圆测试的后道封装。
42.参看图3，本发明具体实施的晶圆组芯片坐标良率统计结果map平面图。本具体实施例晶圆map图中，a100为缺省芯片区域；a200为有效芯片区域；a300为集中趋势失效芯片区域，即晶圆芯片失效百分比值大于该设定阈值的坐标位置区域。本具体实施例，设定阈值范围为0～100％，本具体实施例的设定阈值为60％，a200有效芯片区域的晶圆组有效芯片区域失效芯片百分比值为r1，其中r1＜60％；而a300有效芯片区域的失效芯片百分比值r2，其中60％≤r2≤100％。
43.参看图4，为本发明具体实施的晶圆组一片晶圆的芯片潜在失效筛选处理示例map平面图。本具体实施例晶圆map图中，b100为有效芯片区域，有效芯片区域显示为深灰色；b200为失效芯片区域，该失效芯片区域显示为白色；b300显示的黑色区域，含义为依照本发明的晶圆组芯片潜在失效筛选方法，将有效芯片转置为失效芯片的区域，即使用map工具软件读取异常失效坐标集{q}上有效芯片标记字符“a”，并将该有效芯片标记字符“a”修改为失效芯片标记字符“f”。
44.以上对本发明所提供的一种晶圆组芯片潜在失效筛选方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
45.需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
46.还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间
存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素，或者是还包括为这些过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
47.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。