晶圆测试测试方法与设备与流程

本发明涉及半导体测试设备，具体为晶圆测试测试方法与设备。

背景技术：

1、半导体工艺的第一步，就是制造晶圆。晶圆是一种很薄而且非常光滑的半导体材料圆片，大多数晶圆是由从沙子中提取的硅制成的。将沙石原料放入电弧熔炉中，还原成冶金级硅，再与氯化氢反应，生成硅烷，经过蒸馏和化学还原工艺，得到高纯度的多晶硅。高纯度的多晶硅放在石英坩埚中，并用外面围绕着的石墨加热器不断加热，使多晶硅熔化。然后把一颗籽晶浸入其中，并且由拉制棒带着籽晶作反方向旋转，同时慢慢地、垂直地由硅熔化物中向上拉出。这样就形成了圆柱状的单晶硅晶棒。将单晶硅棒经过切段、滚磨、切片、倒角、抛光、激光刻等工序，制成一片片薄薄的半导体衬底，即晶圆。半导体晶圆的尺寸在这一步骤中确定。晶圆的尺寸一般以“英寸”为单位。在半导体行业的早期，由于工艺能力的限制，硅棒直径只有3英寸，约合7.62厘米。此后，随着技术进步和生产效率提高，晶圆尺寸不断增大。目前，在半导体制造中使用的最大直径为12英寸(又称300毫米)。

2、由于晶圆的制造工艺较复杂，在早期，一片晶圆(wafer)的良率极低，经过不断的改善和发展，后续良率(利用率)才有所提高，但仍旧有很多不良或者潜在不良存在，在后续工艺或终端使用过程中，更多的问题暴漏出来，由其在终端使用较短时间后暴漏，降低了产品的整体质量，同时也增加了维护成本。

3、因此需要对该类不良进行标记筛选分类，达到提高利用率、降低后续生产及维护成本、提高产品质量的测试目的。在半导体晶圆的测试中，作为测试的第一站，应更严格的把控品质，防止不良或潜在不良下流，增加后续成本和风险。

4、现有技术存在以下问题：

5、现有的晶圆产出质量没有明确的标准把控，晶圆产出的良率较低，在后续的加工使用过程中问题会逐渐暴露出来，降低了产品的整体质量，同时也增加了维护成本。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了晶圆测试测试方法与设备，解决了现今存在的晶圆产出整体质量偏低良率较低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：晶圆测试测试方法与设备，包括如下步骤：

3、步骤一：完成字符线开关测试(word line test)，利用word line频繁的开关测试，检测晶圆时否有制程缺陷在相邻字符线及相邻位线(bit line)中；

4、步骤二：完成译码电路测试，利用字符线和位线跳跃测试，将字符线和位线有译码问题的芯片筛出，又称地址线测试；

5、步骤三：完成电流测试，测试动态和静态电流值检测制程缺陷造成的漏电；

6、步骤四：完成数据传送测试，缩短或调整电容数据传送到数据线之间的反应时间，将数据传送有问题的晶圆筛出；

7、步骤五：完成电容漏电流测试，利用电容数组不同更多排列方式及调整内部电压方式，侦测有漏电流现象的不良品，常见的排列方式例如棋盘状排列，又称棋盘算法；

8、步骤六：完成电容可靠性测试，进行高温高工作电压的测试条件，进行晶圆烧入，将有潜在失效风险的缺陷晶圆提前暴漏出来；

9、步骤七：在完成以上高温功能测试后，需要完成对低温功能测试，完成电容储存能力测试，使用晶圆低温存储时间延长的特性，将低温下有漏电缺陷的不良筛出；

10、步骤八：完成电容读写测试，低温下电子管阴极发射性能下降，利用此特性将数据写入最小存储单元(cell)；

11、步骤九：完成放大器测试，在低温环境下，二极管会产生额外的漏电流，从而导致整个电路的电流电压不稳定。此时调整内部放大器的定时，侦测细胞不良缺陷。

12、在其中一些实施例中，所述电流测试通过刷新测试通过电流是否有漏电缺陷(对细胞进行读取，是否数据准确)，完成动态电流测试。通过不刷新并增加延时延迟，延迟一段时间后对细胞进行读取操作，查看数据是否丢失。

13、在其中一些实施例中，所述电容漏电流测试，由于电容存储内部是电荷，电荷多少会对周边的电荷产生一定的影响，因此常规的棋盘算法通过0101(图3)的方式，最大程度的检测到有缺陷的。

14、在其中一些实施例中，所述步骤一至步骤六为高温功能测试，所述步骤七至步骤九为低温功能测试。

15、在其中一些实施例中，所述电容读写测试，低温下电子管阴极发射性能下降，利用此特性将数据写入最小存储单元(cell)，写完后通过读取cell数据查看是否写入成功，写入失败则低温下读写有缺陷。

16、在其中一些实施例中，所述放大器测试，在低温环境下，二极管会产生额外的漏电流，从而导致整个电路的电流电压不稳定。此时调整内部放大器的定时，在读写的过程中，由于内存单元存储的数据信号非常微弱，为了能够正确的读取和处理这些数据，就需要列放大器来放大这些信号。

17、与现有技术相比，本发明提供了晶圆测试测试方法与设备，具备以下有益效果：

18、该晶圆测试测试方法与设备，通过对晶圆进行字符线开关测试、译码电路测试、电流测试、数据传送测试、电容漏电流测试以及电容可靠性测试此类高温功能测试和电容储存能力测试、电容读写测试以及放大器测试此类低温功能测试，可以使晶圆的产出良率提升，且通过高温和低温条件下对晶圆进行测试，通过老化和多方面的性能及可靠性测试，保证了晶圆的可靠性和有效性，减少了后期的无效生产投入和在终端的应用风险。

技术特征：

1.晶圆测试测试方法与设备，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的晶圆测试测试方法与设备，其特征在于：步骤三中，所述电流测试通过刷新测试通过电流是否有漏电缺陷(对细胞进行读取，是否数据准确)，完成动态电流测试。通过不刷新并增加延时延迟，延迟一段时间后对细胞进行读取操作，查看数据是否丢失。

3.根据权利要求1所述的晶圆测试测试方法与设备，其特征在于：步骤五中，所述电容漏电流测试，由于电容存储内部是电荷，电荷多少会对周边的电荷产生一定的影响，因此常规的棋盘算法通过0101(图3)的方式，最大程度的检测到有缺陷的。

4.根据权利要求1所述的晶圆测试测试方法与设备，其特征在于：所述步骤一至步骤六为高温功能测试，步骤七至步骤九为低温功能测试。

5.根据权利要求1所述的晶圆测试测试方法与设备，其特征在于：步骤八中，所述电容读写测试，低温下电子管阴极发射性能下降，利用此特性将数据写入最小存储单元(cell)，写完后通过读取cell数据查看是否写入成功，写入失败则低温下读写有缺陷。

6.根据权利要求1所述的晶圆测试测试方法与设备，其特征在于：步骤九中，所述放大器测试，在低温环境下，二极管会产生额外的漏电流，从而导致整个电路的电流电压不稳定。此时调整内部放大器的定时，在读写的过程中，由于内存单元存储的数据信号非常微弱，为了能够正确的读取和处理这些数据，就需要列放大器来放大这些信号。

技术总结本发明属于半导体测试技术领域，尤其为晶圆测试测试方法与设备，包括如下步骤：完成字符线开关测试(Word line test)，利用Word line频繁的开关测试，检测晶圆时否有制程缺陷在相邻字符线及相邻位线(bit line)中；完成译码电路测试，利用字符线和位线跳跃测试，将字符线和位线有译码问题的芯片筛出，又称地址线测试；完成电流测试，测试动态和静态电流值检测制程缺陷造成的漏电；完成数据传送测试，缩短或调整电容数据传送到数据线之间的反应时间，将数据传送有问题的晶圆筛出；完成电容漏电流测试，利用电容数组不同更多排列方式及调整内部电压方式，侦测有漏电流现象的不良品；通过该种测试方法可以保证晶圆的有效性和可靠性。技术研发人员：冯若昊,金思诚,陈霖受保护的技术使用者：深圳康盈半导体科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25