專利名稱：檢測(cè)半導(dǎo)體晶片上局部失效的測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例總地涉及用于測(cè)試晶片上的半導(dǎo)體芯片的方法和系統(tǒng)。更特別地，本發(fā)明的實(shí)施例涉及確定晶片上半導(dǎo)體芯片的局部失效的測(cè)試方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體器件的功能核心是形成在半導(dǎo)體相容材料的管芯(die)上的集成電路。此管芯通常被稱為半導(dǎo)體“芯片(chip)”。半導(dǎo)體芯片商業(yè)上大量在材料晶片上制造。晶片一般由硅材料的拋光切片形成，但是可以使用其它材料。
制造半導(dǎo)體芯片是高度競(jìng)爭(zhēng)的行業(yè)，制造產(chǎn)率(即晶片上制造的整批半導(dǎo)體芯片中實(shí)際有用的半導(dǎo)體芯片的百分比)是重要的商業(yè)考慮因素。幾個(gè)向上或者向下的產(chǎn)率百分比指通常是盈利和失敗之間的差別。因此，半導(dǎo)體芯片的設(shè)計(jì)、制造、以及測(cè)試的每方面最終目的在于提高制造產(chǎn)率。
提高日益復(fù)雜的半導(dǎo)體芯片的產(chǎn)率是不容易的。當(dāng)代的半導(dǎo)體芯片利用非常復(fù)雜的不同工藝序列制造在晶片上。該復(fù)雜序列包括大量單獨(dú)工藝，范圍涉及諸如光刻、蝕刻、擴(kuò)散、離子注入、材料沉積等的不同技術(shù)。這些工藝中的許多在晶片上形成非常小的元件和區(qū)域。這些元件和區(qū)域具有非常精密的制造容差(tolerance)。實(shí)際上，由于當(dāng)代半導(dǎo)體芯片的集成密度在過(guò)去數(shù)十年中已經(jīng)提高，與各制造工藝相關(guān)的各裕度(margin)已變得日益嚴(yán)格。
假定大的復(fù)雜度和對(duì)應(yīng)的制造誤差可能性，在半導(dǎo)體芯片的制造期間在不同階段認(rèn)真地測(cè)試半導(dǎo)體芯片是不奇怪的。這些測(cè)試中的許多對(duì)大量處于制造在晶片上的半導(dǎo)體芯片進(jìn)行(即在從晶片切割單獨(dú)的半導(dǎo)體芯片之前)。此類(lèi)型的測(cè)試通常稱為“晶片級(jí)”測(cè)試。
一旦從晶片切割單獨(dú)的半導(dǎo)體芯片且其被封裝從而形成完成的半導(dǎo)體器件時(shí)進(jìn)行另外的測(cè)試。半導(dǎo)體器件封裝和對(duì)應(yīng)的“封裝級(jí)”測(cè)試通常由專門(mén)的第三方公司進(jìn)行。即，半導(dǎo)體芯片制造商不涉及半導(dǎo)體芯片的封裝和相關(guān)的封裝級(jí)測(cè)試。理想地，由制造商送往封裝商的每個(gè)半導(dǎo)體芯片應(yīng)是“已知良好”的芯片。因此，晶片級(jí)測(cè)試是最終生產(chǎn)完成的半導(dǎo)體器件的制造序列的重要部分。
除了了解哪個(gè)半導(dǎo)體芯片是“已知良好”以外，制造商還必需了解通過(guò)制造工藝的晶片的產(chǎn)率度量(yield metric)和趨勢(shì)。第一代半導(dǎo)體芯片具有不超過(guò)70至80％的產(chǎn)率是非常普通的。經(jīng)過(guò)認(rèn)真的測(cè)試、分析、以及制造工藝精細(xì)調(diào)節(jié)，制造商可將產(chǎn)率提高到高于99％。
制造商尋求改善的產(chǎn)率時(shí)使用的一個(gè)重要度量或分析工具是所謂的“晶片圖(wafer map)”。晶片圖關(guān)于對(duì)半導(dǎo)體芯片進(jìn)行的一個(gè)或更多電測(cè)試識(shí)別良芯片(GC)和失效芯片(FC)。更特別地，晶片圖根據(jù)芯片在晶片上的制造布置(即彼此的空間接近)識(shí)別良芯片和壞芯片。圖5、11和12是本公開(kāi)稍后論述的示例性晶片圖。
制造效率對(duì)其中多個(gè)晶片(通常25個(gè)晶片)成組或成“批(lot)”制造的系統(tǒng)有影響。晶片級(jí)測(cè)試通常以批為基礎(chǔ)進(jìn)行從而檢測(cè)和評(píng)價(jià)導(dǎo)致提高或降低的產(chǎn)率的制造工藝變化。一批內(nèi)一個(gè)單獨(dú)晶片被確定為有缺陷的(例如其呈現(xiàn)出不可接受的低產(chǎn)率)，則其可從制造工藝去除且經(jīng)歷詳細(xì)的失效分析。此詳細(xì)的失效分析是昂貴且耗時(shí)的過(guò)程，但是它也是提高產(chǎn)率的主要步驟。因此，制造商尋求將其有限的品質(zhì)控制資源以盡可能最有效的方式應(yīng)用于失效分析任務(wù)從而獲得最信息豐富的失效分析。
因此，定義制造批次中晶片失效標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題成為非常重要的考慮因素。此外，制造商清晰地獲得和認(rèn)識(shí)晶片級(jí)測(cè)試和晶片失效分析產(chǎn)生的信息的能力對(duì)于其提高產(chǎn)率的努力來(lái)說(shuō)是重要的。歷史上，對(duì)制造批次中的每一晶片已經(jīng)建立了臨界產(chǎn)率或“目標(biāo)產(chǎn)率”。呈現(xiàn)目標(biāo)產(chǎn)率以下的實(shí)際產(chǎn)率的那些晶片被認(rèn)為是有缺陷的且被送往失效分析。呈現(xiàn)目標(biāo)產(chǎn)率或更高產(chǎn)率的那些晶片被認(rèn)為是可接受的且被送出用于封裝。
這樣的分開(kāi)有缺陷的和可接受的晶片的過(guò)于簡(jiǎn)單的方法已被證明越來(lái)越不能滿足需要。此外，傳統(tǒng)晶片級(jí)測(cè)試實(shí)踐不提供除了批次基礎(chǔ)以外的任何基礎(chǔ)的信息。再次，此信息粒度水平也被證明日益不能滿足需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供更智能的方法以識(shí)別和分開(kāi)制造批次內(nèi)有缺陷的晶片和可接受的晶片。本發(fā)明的實(shí)施例使用的失效分析界定不再僅局限于簡(jiǎn)單的通過(guò)/不通過(guò)目標(biāo)產(chǎn)率。而是，本發(fā)明的實(shí)施例能識(shí)別和說(shuō)明晶片上的局部失效。另外，本發(fā)明的實(shí)施例適用于以逐個(gè)晶片為基礎(chǔ)而不是以批次為基礎(chǔ)提供信息，從而能夠更實(shí)時(shí)地選取一批次內(nèi)的有缺陷的晶片和可接受的晶片。
因此，在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種適于測(cè)試含有半導(dǎo)體芯片的晶片的方法，該方法包括產(chǎn)生表明失效半導(dǎo)體芯片的晶片圖；從所述晶片圖產(chǎn)生指示出過(guò)濾的失效半導(dǎo)體芯片的過(guò)濾晶片圖；從所述過(guò)濾晶片圖計(jì)算缺陷指數(shù)值；以及將所述缺陷指數(shù)值與臨界上限(upper critical limit)比較。
在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種適于確定晶片是否有缺陷的方法，包括在晶片上定義過(guò)濾的失效半導(dǎo)體芯片的一個(gè)或更多空間相關(guān)的組(spatially related group)；計(jì)算與所述過(guò)濾的失效半導(dǎo)體芯片的一個(gè)或更多空間相關(guān)的組相關(guān)的缺陷指數(shù)值；以及將所述缺陷指數(shù)值與臨界上限比較。
在再一實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種測(cè)試系統(tǒng)，包括適于對(duì)形成在晶片上的半導(dǎo)體芯片進(jìn)行電測(cè)試且產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的測(cè)試數(shù)據(jù)的晶片測(cè)試器；適于存儲(chǔ)所述測(cè)試數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)文件的控制器，其中所述控制器操作上結(jié)合所述數(shù)據(jù)庫(kù)執(zhí)行一個(gè)或更多軟件模塊。所述軟件模塊適于產(chǎn)生指示出失效半導(dǎo)體芯片的晶片圖，產(chǎn)生指示出過(guò)濾的失效半導(dǎo)體芯片的過(guò)濾晶片圖，定義所述過(guò)濾的失效半導(dǎo)體芯片的一個(gè)或更多空間相關(guān)的組，計(jì)算與所述過(guò)濾的失效半導(dǎo)體芯片的一個(gè)或更多空間相關(guān)的組有關(guān)的缺陷指數(shù)值，以及將所述缺陷指數(shù)值與臨界上限比較。
在又一實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種適于確定包括半導(dǎo)體芯片的晶片是否有缺陷的測(cè)試方法，該方法包括在晶片上定義過(guò)濾的失效半導(dǎo)體芯片的空間相關(guān)組，其中所述過(guò)濾的失效半導(dǎo)體芯片的空間相關(guān)組對(duì)應(yīng)于晶片上的局部失效；以及計(jì)算與所述過(guò)濾的失效半導(dǎo)體芯片的空間相關(guān)組有關(guān)的缺陷指數(shù)值，并且確定該缺陷指數(shù)值超過(guò)臨界上限時(shí)，確定該晶片是有缺陷的。


下面將參照附圖描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，附圖中相似的附圖標(biāo)記表示相似的元件。附圖中圖1A和1B是相關(guān)的流程圖，示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一示例性測(cè)試方法；圖2示出由二維n乘m矩陣形成的示例性空間過(guò)濾器；圖3示出在覆蓋的布局矩陣內(nèi)識(shí)別良芯片和失效芯片的部分示例性晶片圖(WM)；圖4示出從圖3的晶片圖(WM)得到的部分示例性過(guò)濾晶片圖(FWM)；圖5A是示例性晶片圖，圖5B是從圖5A的晶片圖得到的相關(guān)過(guò)濾晶片圖；圖6示出從過(guò)濾晶片圖定義過(guò)濾的失效芯片的組的示例過(guò)程；圖7是示例性柱狀圖，諸如可用于確定本發(fā)明的實(shí)施例中有用的缺陷指數(shù)值的臨界上限的類(lèi)型；圖8是從圖7所示的柱狀數(shù)據(jù)得到的示例性貝它(beta)概率分布，該相關(guān)的柱狀圖可用于確定本發(fā)明的實(shí)施例中有用的缺陷指數(shù)值的臨界上限；圖9是示意圖，示出適于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的測(cè)試方法的示例性測(cè)試系統(tǒng)中選定的硬件和軟件組元；圖10和11是對(duì)于類(lèi)似的半導(dǎo)體芯片具有不同產(chǎn)率的示例性晶片圖；以及圖12和13是分別從圖10和11的晶片圖得到的過(guò)濾晶片圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖描述與本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施例相關(guān)的選定特征和優(yōu)點(diǎn)。然而，本發(fā)明可以以各種實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)。下面的實(shí)施例中的元件和/或步驟的本質(zhì)、構(gòu)造和成分可被修改而不會(huì)從所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的實(shí)際范圍去除這樣的修改。
特別地，下面關(guān)于圖1A和1B所示的流程圖描述根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的示例性測(cè)試方法。在此實(shí)施例的描述中，特定的功能和方法相互關(guān)系被稱為“步驟”。對(duì)示例性測(cè)試方法的使用的逐步說(shuō)明不應(yīng)給出過(guò)于字面上的解釋。步驟僅是說(shuō)明參考。實(shí)際實(shí)施中，示例性步驟可以組合或進(jìn)一步分開(kāi)、再布置成許多不同的順序，和/或與傳統(tǒng)工藝結(jié)合。
如背景技術(shù)中說(shuō)明的，發(fā)展本發(fā)明的實(shí)施例以克服以批次為基礎(chǔ)進(jìn)行的傳統(tǒng)晶片級(jí)測(cè)試的缺點(diǎn)。即，傳統(tǒng)地，一晶片批次內(nèi)每個(gè)晶片上的半導(dǎo)體芯片經(jīng)歷以逐個(gè)晶片為基礎(chǔ)的一組(例如一個(gè)或更多)電測(cè)試。僅當(dāng)該批次內(nèi)所有的晶片被測(cè)試之后測(cè)試系統(tǒng)操作員或外部數(shù)據(jù)接收者(人或機(jī)器)才可得到“批次數(shù)據(jù)”。在許多情況下，批次數(shù)據(jù)僅表明發(fā)現(xiàn)晶片是有缺陷的以及也許是通過(guò)識(shí)別號(hào)碼(identifying number)表示的識(shí)別有缺陷的晶片的列表。此類(lèi)型的有缺陷的和可接受的晶片的確定傳統(tǒng)上僅與簡(jiǎn)單的目標(biāo)產(chǎn)率閾值相關(guān)地進(jìn)行。此級(jí)別提供的信息價(jià)值很小，特別是當(dāng)僅基于批次數(shù)據(jù)提供時(shí)。響應(yīng)于此類(lèi)型信息，制造技術(shù)員能做的僅僅是從制造批次中取出有缺陷的晶片且將其送往品質(zhì)控制以用于失效分析。
晶片測(cè)試的此常規(guī)方法完全忽略了重要標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)基于此標(biāo)準(zhǔn)更合理地確定有缺陷的晶片。此標(biāo)準(zhǔn)將晶片上的失效芯片區(qū)別為本質(zhì)上分散化或本質(zhì)上局部化。晶片上“局部失效”(例如，失效半導(dǎo)體芯片的空間相關(guān)組)的識(shí)別對(duì)于制造商提高產(chǎn)率的努力是非常重要的。與通常具有不清楚的、復(fù)雜或全異失效模式的“分散失效”(例如晶片上具有很小或沒(méi)有空間相關(guān)性的失效芯片)不同，局部失效通常提供特定失效模式的清楚證據(jù)或積極暗示。局部失效的原因可包括顆粒污染、晶片刮擦、掩模圖案失效等。這些失效模式中的許多一旦被識(shí)別就可以通過(guò)生產(chǎn)線上的措施(例如制造設(shè)備的短期檢查或調(diào)節(jié))被補(bǔ)救。
現(xiàn)在將關(guān)于圖1A和1B所示的流程圖描述本發(fā)明的第一實(shí)施例。此流程圖示出適于晶片批次的測(cè)試的示例方法，其避免了與常規(guī)測(cè)試方法相關(guān)的缺點(diǎn)。特別地，此示例方法識(shí)別單獨(dú)晶片上的局部失效且還提供對(duì)于基于逐個(gè)晶片的測(cè)試數(shù)據(jù)的更實(shí)時(shí)的存取。整個(gè)說(shuō)明中，利用圓括號(hào)(XX)表示示例性方法步驟。
參照?qǐng)D1A，所示的方法開(kāi)始于選擇待測(cè)試的器件類(lèi)型(31)。器件類(lèi)型可對(duì)應(yīng)于一個(gè)或更多特定半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)。許多不同類(lèi)型和/或形式的半導(dǎo)體芯片可利用普通應(yīng)用的制造設(shè)備來(lái)制造。選擇器件類(lèi)型的步驟(31)可使得自動(dòng)測(cè)試設(shè)備從存儲(chǔ)器取得與選定器件類(lèi)型相關(guān)的一套測(cè)試。之后自動(dòng)測(cè)試控制器根據(jù)所指示的一套測(cè)試啟動(dòng)和/或配置測(cè)試設(shè)備。替代地，選擇器件類(lèi)型的步驟(31)可以為負(fù)責(zé)在晶片測(cè)試器上測(cè)試目標(biāo)晶片的測(cè)試技師產(chǎn)生確定序列的指令提示。術(shù)語(yǔ)“目標(biāo)晶片(subject wafer)”在本說(shuō)明書(shū)中用來(lái)確定正在被測(cè)試的晶片或從其得到測(cè)試數(shù)據(jù)的晶片，僅潛在地區(qū)別于批次內(nèi)的其它晶片。
選定待測(cè)試的器件類(lèi)型之后，定義“空間過(guò)濾器(spatial filter)”(33)。空間過(guò)濾器可以是幾何圖案或數(shù)學(xué)關(guān)系，根據(jù)半導(dǎo)體芯片在目標(biāo)晶片上的相對(duì)位置將它們關(guān)聯(lián)?？臻g過(guò)濾器可采用許多不同的形式，但是在圖2所示的示例中二維(例如行&列)矩陣形成的空間過(guò)濾器被使用。二維矩陣是個(gè)方便的選擇，因?yàn)楦鱾€(gè)半導(dǎo)體芯片通常制造在晶片上由布局矩陣上的行和列定義的各區(qū)域中。
二維矩陣用作空間過(guò)濾器時(shí)，其可以表示為包括“n”行和“m”列。因此，空間過(guò)濾器的大小可以通過(guò)將其組成的行和列相乘來(lái)表示。例如，圖2所示的示例空間過(guò)濾器(SF)包括3行和3列，具有對(duì)應(yīng)的大小9。此外，矩陣中的每個(gè)單元(即每個(gè)唯一的行和列交叉部分，或圖2中的C1至C9)可以指定一個(gè)權(quán)重系數(shù)。共同地，空間相關(guān)的權(quán)重系數(shù)定義空間過(guò)濾器的“權(quán)重”。
因此，在一個(gè)實(shí)施例中，定義空間過(guò)濾器的步驟(33)包括定義其大小和權(quán)重。如下文將另外詳細(xì)描述的那樣，由權(quán)重和大小適當(dāng)定義的空間過(guò)濾器可作為權(quán)重過(guò)濾器(例如在一個(gè)實(shí)施例中的低通空間過(guò)濾器)。無(wú)論如何定義，空間過(guò)濾器的權(quán)重和大小將根據(jù)被測(cè)試的器件類(lèi)型和關(guān)于晶片所識(shí)別的失效模式而改變。特別地，將通過(guò)示例性方法識(shí)別的局部失效的大小(最小和/或最大)將通過(guò)空間過(guò)濾器的定義來(lái)被確定。
考慮到器件類(lèi)型和將被識(shí)別的失效模式，可以相對(duì)于從過(guò)去對(duì)類(lèi)似半導(dǎo)體芯片進(jìn)行的測(cè)試得到的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)定義合適大小和權(quán)重的空間過(guò)濾器?？臻g過(guò)濾器的大小和空間過(guò)濾器內(nèi)每個(gè)組成單元的權(quán)重系數(shù)的選擇將確定測(cè)試方法關(guān)于潛在的局部失效的靈敏度或焦點(diǎn)。
一旦定義了空間過(guò)濾器，該示例方法選擇目標(biāo)缺陷指數(shù)值(DI)的臨界上限(UCL)。缺陷指數(shù)值是后來(lái)從測(cè)試數(shù)據(jù)計(jì)算(見(jiàn)步驟47)的值，所述測(cè)試數(shù)據(jù)從晶片的電/功能測(cè)試得到。臨界上限(UCL)是將要相關(guān)于目標(biāo)晶片所做出的有缺陷/可接受決定的靈敏度設(shè)置。目標(biāo)晶片的所計(jì)算的在所設(shè)定的臨界上限(UCL)以上的缺陷指數(shù)值(DI)將導(dǎo)致目標(biāo)晶片被送往失效分析。晶片的臨界上限(UCL)隨著形成在晶片上的半導(dǎo)體器件的連續(xù)代(generation)而上升是普通的。即，預(yù)期的更高產(chǎn)率將導(dǎo)致上升的臨界上限(UCL)。
采用定義的空間過(guò)濾器和臨界上限，目標(biāo)晶片被選擇用于測(cè)試(35)。此選擇可利用二進(jìn)制數(shù)或與目標(biāo)晶片相關(guān)的識(shí)別標(biāo)簽從晶片批次中自動(dòng)化地進(jìn)行。此選擇之后，目標(biāo)晶片被測(cè)試(37)。
目標(biāo)晶片可利用一個(gè)或更多電和/或功能測(cè)試來(lái)被測(cè)試。例如，DC測(cè)試，諸如開(kāi)路/短路測(cè)試可被執(zhí)行。額外地或替代地，AC測(cè)試，諸如特定功能性、步進(jìn)測(cè)試、和/或檢測(cè)板測(cè)試可被執(zhí)行。在一套電測(cè)試期間單獨(dú)的半導(dǎo)體芯片通過(guò)一項(xiàng)測(cè)試，但是未通過(guò)另一項(xiàng)測(cè)試是可能的。對(duì)晶片進(jìn)行的每項(xiàng)電測(cè)試的結(jié)果可以相關(guān)于晶片上的每個(gè)半導(dǎo)體芯片存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器(例如數(shù)據(jù)庫(kù))中。這是重要的，因?yàn)榻?jīng)常是一批次中的多個(gè)晶片在一個(gè)晶片測(cè)試器上被測(cè)試，然后被移到另一檢測(cè)臺(tái)且用不同的晶片測(cè)試器進(jìn)行測(cè)試。因此對(duì)于批次內(nèi)的每個(gè)晶片，且對(duì)于對(duì)目標(biāo)晶片進(jìn)行的一套測(cè)試中的每項(xiàng)測(cè)試，檢測(cè)數(shù)據(jù)必需可通過(guò)晶片ID號(hào)、二進(jìn)制號(hào)等被取出。
因此，測(cè)試數(shù)據(jù)可記錄在與目標(biāo)晶片相關(guān)的一個(gè)或更多數(shù)據(jù)文件中(39)。術(shù)語(yǔ)“數(shù)據(jù)文件”用于一般地指任何合理數(shù)目的可單獨(dú)存取的數(shù)據(jù)文件，和/或易于有效定義、存檔、分析(手工或機(jī)械)、和取出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。測(cè)試數(shù)據(jù)可與測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)地被使用從而基于逐項(xiàng)測(cè)試或基于累積的測(cè)試確定良芯片和失效芯片。一旦測(cè)試數(shù)據(jù)被有效獲得在數(shù)據(jù)文件中，則可產(chǎn)生晶片圖(41)。
術(shù)語(yǔ)“晶片圖”不僅意味著與目標(biāo)晶片上的半導(dǎo)體芯片之間的一些空間相關(guān)的品質(zhì)的圖形表示，而且意味著與該表示有關(guān)的數(shù)據(jù)。因此，晶片圖可以是圖形的數(shù)據(jù)文件，易于視覺(jué)地傳達(dá)給測(cè)試系統(tǒng)操作員或品質(zhì)控制管理人員。供選地，晶片圖可僅包括存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)文件中的數(shù)據(jù)集，其建立目標(biāo)晶片上的半導(dǎo)體芯片間的一些空間品質(zhì)。此數(shù)據(jù)文件可以僅由計(jì)算邏輯電路而不是人類(lèi)操作員存取。在此情況下，用語(yǔ)“產(chǎn)生晶片圖”應(yīng)被寬泛地理解為任何步驟，其中表達(dá)晶片上半導(dǎo)體芯片之間的一些空間相關(guān)品質(zhì)的有序數(shù)據(jù)集被定義。此品質(zhì)不需要視覺(jué)傳達(dá)給人類(lèi)操作員以具有落入術(shù)語(yǔ)“晶片圖”范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)集。類(lèi)似地，用語(yǔ)“對(duì)晶片圖應(yīng)用空間過(guò)濾器”意味著至少一過(guò)程，其中包括在空間過(guò)濾器中的權(quán)重系數(shù)被數(shù)學(xué)地應(yīng)用到支持晶片圖的數(shù)據(jù)，因?yàn)闄?quán)重系數(shù)不能被合理地說(shuō)明為應(yīng)用到晶片圖，此術(shù)語(yǔ)僅限制于圖形表示。
圖3示出部分示例性晶片圖(WM)。晶片圖按照矩形、二維布局矩陣60來(lái)表示，在所示部分中包括行R1至R6和列Col1至Col5。單獨(dú)的半導(dǎo)體芯片形成在布局矩陣60定義的各單元(C11至C65)中。布局矩陣60還定義目標(biāo)晶片上的特定“虛芯片”(例如形成在晶片邊緣部分中的占據(jù)例如單元C11、C12、C21、C31的部分的、非操作的芯片部分)。虛芯片指定是必要的，因?yàn)榫菆A形的而對(duì)應(yīng)的布局矩陣是矩形的。參照?qǐng)D3，布局矩陣60中，良芯片由測(cè)試數(shù)據(jù)值“1”表示，失效芯片(陰影遮蔽)由測(cè)試數(shù)據(jù)值“0”表示。失效芯片也被陰影遮蔽以用于在示圖中易于識(shí)別。
如上所述，可以基于宏測(cè)試或特定測(cè)試產(chǎn)生晶片圖(41)。基于宏測(cè)試來(lái)表現(xiàn)，如通常的那樣，良芯片指示意味著芯片已經(jīng)通過(guò)了所應(yīng)用的一套電測(cè)試中的所有測(cè)試。失效芯片指示意味著芯片未通過(guò)一項(xiàng)或更多項(xiàng)測(cè)試。然而，良芯片和壞芯片指示可以僅相關(guān)于單個(gè)測(cè)試或少于整套測(cè)試的任何數(shù)量的相關(guān)測(cè)試在晶片圖上做出。
已經(jīng)根據(jù)前述或類(lèi)似標(biāo)準(zhǔn)的一項(xiàng)或更多產(chǎn)生了晶片圖，過(guò)濾晶片圖(FWM)被產(chǎn)生(43)。圖4示出從例如圖3所示的晶片圖得到的示例性的過(guò)濾晶片圖。
通過(guò)應(yīng)用定義的空間過(guò)濾器到晶片圖得到過(guò)濾晶片圖。在一個(gè)實(shí)施例中，空間過(guò)濾器應(yīng)用到晶片圖通過(guò)如下完成將空間過(guò)濾器矩陣中的權(quán)重系數(shù)一個(gè)對(duì)一個(gè)地乘以與對(duì)應(yīng)的布局矩陣中確定的半導(dǎo)體芯片相關(guān)的測(cè)試數(shù)據(jù)值以產(chǎn)生權(quán)重乘積值。即，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體芯片根據(jù)布局矩陣60布置在晶片上。布局矩陣60可具有與晶片上半導(dǎo)體芯片的空間關(guān)系精確對(duì)應(yīng)的任何合理定義(例如幾何形狀或數(shù)學(xué)關(guān)系)。具有預(yù)定大小和權(quán)重的所應(yīng)用的空間過(guò)濾器可以根據(jù)布局矩陣60而被定義，使得它可以跨布局矩陣60基于一個(gè)芯片一個(gè)芯片地被容易地應(yīng)用。
在一個(gè)示例中，采用3乘3空間過(guò)濾器，其具有9單元，每個(gè)單元具有指定的一致權(quán)重系數(shù)(1.0)。然后，始于布局矩陣60中的第一個(gè)單元(例如單元C11)，空間過(guò)濾器順序應(yīng)用到布局矩陣中的每個(gè)單元(例如以其為中心)。在空間過(guò)濾器的每次應(yīng)用期間，與目標(biāo)單元相鄰的多個(gè)單元(或空間過(guò)濾器的大小不同時(shí)的多個(gè)鄰近單元)將被空間過(guò)濾器覆蓋。這些捕獲的單元將其各自的測(cè)試數(shù)據(jù)值貢獻(xiàn)給適于確定目標(biāo)單元的“過(guò)濾值(P)”的公式?；叵氲礁鞑东@單元的測(cè)試數(shù)據(jù)值對(duì)應(yīng)于其測(cè)試輸出。在所示示例中，“1”和“0”的簡(jiǎn)單表示用作表明良和失效半導(dǎo)體芯片的示例測(cè)試數(shù)據(jù)值。
示例性空間矩陣應(yīng)用于圖3的布局矩陣中的單元C43時(shí)，單元C32、C33、C34、C42、C43、C44、C52、C53和C54被捕獲。與晶片上通過(guò)布局矩陣確定的半導(dǎo)體芯片相關(guān)的測(cè)試數(shù)據(jù)值然后分別被乘以空間過(guò)濾器的權(quán)重系數(shù)從而產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的權(quán)重乘積值，作為單元43的過(guò)濾值(P)的計(jì)算的一部分。
各種公式應(yīng)用于布局矩陣中目標(biāo)單元的每個(gè)的過(guò)濾值的計(jì)算。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將意識(shí)到，考慮到使用空間過(guò)濾器，數(shù)種已知的公式可以被修改從而適當(dāng)?shù)囟x用于與半導(dǎo)體芯片相關(guān)的測(cè)試數(shù)據(jù)值的所需過(guò)濾效果。在一個(gè)實(shí)施例中，下面的公式可用來(lái)計(jì)算過(guò)濾值(P)P=Σj=1n×mSj×Wjm×n,]]>其中“j”是通過(guò)空間過(guò)濾器矩陣捕獲的布局矩陣中的每個(gè)單元的位置，“S”是關(guān)于與布局矩陣中捕獲的單元對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體芯片的測(cè)試數(shù)據(jù)值(例如所示示例中的“1”或“0”)，“W”是對(duì)空間矩陣中的對(duì)應(yīng)單元指定的權(quán)重系數(shù)。
繼續(xù)前述示例性3乘3空間過(guò)濾器被應(yīng)用于圖3所示的布局矩陣中的單元C43的例子，且假定空間過(guò)濾器中的每個(gè)權(quán)重系數(shù)“W”具有一致的值1.0，對(duì)于單元C43計(jì)算得出過(guò)濾值P＝0.33。如果我們進(jìn)一步假定0.5的參考過(guò)濾值(Pref)(例如過(guò)濾良/失效閾值)，那么單元C43被確定為圖4所示的過(guò)濾晶片圖中的“過(guò)濾失效芯片”。這是適于對(duì)與圖4所示的部分布局矩陣相關(guān)的所有非虛半導(dǎo)體芯片定義良或失效值的計(jì)算的示例。
前述選擇0.5作為參考過(guò)濾值(Pref)在所用示例的情況下是合理的，因?yàn)閮H兩個(gè)輸出值可以被所采用的一位二元測(cè)試數(shù)據(jù)值表示。然而，考慮到變換的測(cè)試數(shù)據(jù)定義和/或所需的過(guò)濾效果，其它參考過(guò)濾值(Pref)當(dāng)然也是可行的。
在前述示例中，空間過(guò)濾器應(yīng)用于單元C22時(shí)它將覆蓋多個(gè)虛芯片(例如C11、C12、C21和C31)。在相關(guān)方面，這些虛芯片可假定為具有與“良芯片”對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值以計(jì)算單元C22的過(guò)濾值。
圖5A和5B對(duì)照地示出利用與上述示例類(lèi)似的測(cè)試方法從晶片圖70產(chǎn)生過(guò)濾晶片圖71。使晶片圖70中識(shí)別的顯然良好分布的多個(gè)失效芯片(FC)通過(guò)適當(dāng)權(quán)重的空間過(guò)濾器，非常不同的過(guò)濾晶片圖71顯現(xiàn)了，其中過(guò)濾失效芯片(FFC)的數(shù)個(gè)團(tuán)簇可被識(shí)別在目標(biāo)晶片上。這些過(guò)濾失效芯片的團(tuán)簇可表示與目標(biāo)晶片的處理相關(guān)的一個(gè)或更多局部失效?？臻g過(guò)濾器應(yīng)用于晶片圖70的失效芯片(FC)時(shí)的權(quán)重效應(yīng)與傳統(tǒng)低通過(guò)濾效應(yīng)非常類(lèi)似，其類(lèi)似在于失效芯片集合中的奇點(diǎn)(singularity)和離群值(outlier)由于其空間重要性方面在統(tǒng)計(jì)上不重要而可以被排除。
再參照?qǐng)D1A的流程圖，在步驟(43)中生成過(guò)濾圖之后，進(jìn)行過(guò)濾圖中過(guò)濾失效芯片的分組(45)。上下文中術(shù)語(yǔ)“分組(grouping)”，與前面論述的術(shù)語(yǔ)“應(yīng)用”類(lèi)似，可以是進(jìn)行的視覺(jué)上圖化相關(guān)的操作和/或數(shù)據(jù)處理相關(guān)的操作，有或沒(méi)有測(cè)試系統(tǒng)操作者干預(yù)。本示例中的“分組”導(dǎo)致由大小定義的組值。然而，其它分組技術(shù)可被使用。
圖6進(jìn)一步示出圖5B的過(guò)濾失效芯片，且確定了過(guò)濾失效芯片的四(4)個(gè)不同組。這些組的每個(gè)具有一大??；組G1和G4僅含有單個(gè)孤立芯片，組G3含有5個(gè)芯片，組G2含有133個(gè)芯片。
現(xiàn)在參照?qǐng)D1B，在步驟(45)中分組所述過(guò)濾失效芯片之后，對(duì)于目標(biāo)晶片計(jì)算缺陷指數(shù)值(DI)。這里再次說(shuō)明，任何合理的組權(quán)重公式可被用來(lái)確定目標(biāo)晶片的缺陷指數(shù)值。由于局部失效被認(rèn)為比許多分散失效對(duì)質(zhì)量控制工藝更有教益，用來(lái)計(jì)算晶片缺陷指數(shù)值(即最終用于區(qū)別有缺陷的和可接受的晶片的表達(dá)式)的公式應(yīng)適當(dāng)?shù)刂赜诰线^(guò)濾失效芯片的大組的重要性。因此，在過(guò)濾失效芯片均勻地散布在整個(gè)晶片上時(shí)，對(duì)應(yīng)的缺陷指數(shù)值將較低。然而，過(guò)濾失效芯片的高度局部化成組將導(dǎo)致較高的缺陷指數(shù)值。
例如，下面的公式可用于計(jì)算缺陷指數(shù)值(DI)DI=A12+A22+···+Ak2T]]>其中“T”是目標(biāo)晶片上半導(dǎo)體芯片的總數(shù)，“A1”等于第一組大小(例如G1＝1)，“A2”等于第二組大小(例如G2＝133)，...直到“Ak”等于最后組的大小(例如G4＝1)。此示例公式應(yīng)用于圖6所示的過(guò)濾失效芯片的分組，對(duì)于目標(biāo)晶片獲得20.6的缺陷指數(shù)。
再參照?qǐng)D1B，所計(jì)算的缺陷指數(shù)值(DI)與預(yù)先選定的臨界上限值(UCL)比較(49)。如果所計(jì)算的目標(biāo)晶片的缺陷指數(shù)值(DI)大于預(yù)定臨界上限值(UCL)，則目標(biāo)晶片送往失效分析(51)。否則，運(yùn)行圖1A和1B所示的流程概述的示例方法的檢測(cè)系統(tǒng)確定目標(biāo)晶片是否是批次中的最后一個(gè)晶片(53)，如果是，終止該方法。否則，下一個(gè)晶片被選定(55)且該方法回到步驟(37)，測(cè)試下一個(gè)晶片。
清楚地，預(yù)定合適的臨界上限(UCL)的步驟對(duì)于將具有不可接受的局部失效的缺陷晶片與可接受的晶片分開(kāi)的過(guò)程來(lái)說(shuō)非常重要。圖7和8進(jìn)一步示出合適的臨界上限(UCL)的選擇的一個(gè)示例方法。半導(dǎo)體芯片制造商容易得到的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的使用對(duì)該示例方法是主要的。
經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可引入在例如圖7所示的柱狀圖中。離散缺陷指數(shù)值(DI)與其發(fā)生頻率(F)相關(guān)地繪制在柱狀圖上。然后傳統(tǒng)貝它(beta)概率(PB)分布可從柱狀圖數(shù)據(jù)計(jì)算且作為缺陷指數(shù)值(DI)的函數(shù)繪圖。見(jiàn)圖8。利用下面的公式，阿爾法(α)和貝它(β)值可用來(lái)構(gòu)造貝它概率分布，其中“X”是柱狀圖數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)平均值，“σ”是其標(biāo)準(zhǔn)偏差β=X×(1-X)2+σ2×(X-1)σ2,]]>及α=X×β(1-X)]]>然后所得貝它概率分布可相關(guān)于制造條件、產(chǎn)率預(yù)期、質(zhì)量控制指示等被統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)從而確定合適的臨界上限(UCL)。
前述測(cè)試一批次晶片中的晶片的示例方法可在傳統(tǒng)可得的測(cè)試設(shè)備上進(jìn)行，例如在一個(gè)或更多微處理器控制的自動(dòng)測(cè)試臺(tái)上、或者在定制開(kāi)發(fā)的測(cè)試系統(tǒng)或裝置上進(jìn)行。圖9大致示出適于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)試方法的示例測(cè)試系統(tǒng)。
參照?qǐng)D9，測(cè)試系統(tǒng)20與一個(gè)或更多晶片測(cè)試器或晶片測(cè)試臺(tái)19協(xié)同運(yùn)行。如上所述，晶片測(cè)試器19可以是適于對(duì)目標(biāo)晶片進(jìn)行電測(cè)試的任何裝置或系統(tǒng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉其設(shè)計(jì)上通用的或定制的許多不同的晶片測(cè)試器。多個(gè)不同的晶片測(cè)試器常用來(lái)運(yùn)行一整套的對(duì)目標(biāo)晶片的電測(cè)試。因此，通用控制總線連接21表示測(cè)試系統(tǒng)控制器3和晶片測(cè)試器19之間硬連線的、無(wú)線的、或網(wǎng)絡(luò)的連接路徑。
晶片測(cè)試器19得到的目標(biāo)晶片上半導(dǎo)體芯片的每一個(gè)的測(cè)試數(shù)據(jù)可被控制器3存儲(chǔ)于相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)1中。數(shù)據(jù)庫(kù)1可采用許多不同的傳統(tǒng)形式，但是通常將包括硬件，所述硬件包括一些形式的備份和/或非易失性存儲(chǔ)器。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件可用來(lái)實(shí)施數(shù)據(jù)庫(kù)1的文件和存取特征。除了存儲(chǔ)測(cè)試數(shù)據(jù)和與測(cè)試數(shù)據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)文件之外，數(shù)據(jù)庫(kù)1還可存儲(chǔ)測(cè)試設(shè)備控制程序、測(cè)試系統(tǒng)操作指令、和/或歷史測(cè)試數(shù)據(jù)和相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。
控制器3可以是常規(guī)微處理器或微控制器，例如Pentium微處理器，與一套傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)寄存器5協(xié)同運(yùn)行且運(yùn)行常規(guī)操作系統(tǒng)，例如Windows或Linux。實(shí)際上，在一個(gè)實(shí)施例中，測(cè)試系統(tǒng)20可在常規(guī)個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)上實(shí)現(xiàn)?？刂破?還可連接到監(jiān)視器17(例如LCD顯示器或CRT)和/或測(cè)試系統(tǒng)20內(nèi)的其它常規(guī)外圍設(shè)備例如鼠標(biāo)或鍵盤(pán)(未示出)。通過(guò)這樣的外圍設(shè)備和/或監(jiān)視器17，測(cè)試系統(tǒng)操作員可以與測(cè)試系統(tǒng)20交互。
借助于在測(cè)試系統(tǒng)20上運(yùn)行的操作系統(tǒng)，諸如上述示例測(cè)試方法的晶片測(cè)試方法可以通過(guò)軟件中可調(diào)用的各種計(jì)算和控制功能的使用來(lái)實(shí)施。即，借助于集成的操作系統(tǒng)，控制器3可以調(diào)用各種軟件模塊以完成實(shí)現(xiàn)測(cè)試方法的各種功能。
圖9所示的測(cè)試系統(tǒng)20示出有五(5)個(gè)示例軟件模塊，其可通過(guò)控制器3調(diào)用從而實(shí)施測(cè)試方法。這些軟件模塊包括晶片圖生成器7、過(guò)濾圖生成器9、分組圖生成器11、缺陷指數(shù)值(DI)生成器13、以及DI比較器15?？刂破?和這些軟件模塊的每個(gè)之間的調(diào)用關(guān)系通過(guò)功能連接(functionalconnection)22示于圖9中。實(shí)踐中，功能連接22將以硬件(例如，連接控制器3和存儲(chǔ)器諸如數(shù)據(jù)庫(kù)1的相關(guān)數(shù)據(jù)/地址/控制信號(hào)線)和/或軟件實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在將描述實(shí)施圖1A和1B所示的示例測(cè)試方法的示例模塊。這樣做時(shí)，不應(yīng)相對(duì)于本發(fā)明的范圍給示例軟件模塊一個(gè)過(guò)于字面的解釋。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到，軟件公知地受特定實(shí)施的影響。許多不同的控制和數(shù)據(jù)操作功能和操作可以以軟件模塊的許多不同集合和類(lèi)型來(lái)實(shí)現(xiàn)(分別地或組合地)。因此，下面的操作描述意在傳達(dá)適于本發(fā)明的一個(gè)或更多實(shí)施例的有效實(shí)施的功能選擇。它不要求依據(jù)許多不同實(shí)現(xiàn)方法的功能模塊之間的一些人為區(qū)分。
參照?qǐng)D1A、1B和9，初始化測(cè)試系統(tǒng)20操作后，測(cè)試系統(tǒng)操作者可以選擇待測(cè)試的器件類(lèi)型(31)。此選擇可以利用監(jiān)視器17上呈現(xiàn)的菜單做出。利用相同或類(lèi)似的圖形用戶界面，測(cè)試系統(tǒng)操作者還可以利用提供來(lái)作為測(cè)試系統(tǒng)20的一部分的外圍設(shè)備例如鼠標(biāo)定義合適的空間過(guò)濾器和對(duì)應(yīng)的臨界上限(33)。利用這樣選擇的測(cè)試方法對(duì)象和標(biāo)準(zhǔn)，目標(biāo)晶片被選定用于測(cè)試(35)?？刂破?可以用來(lái)控制晶片檢測(cè)器19和/或自動(dòng)晶片傳送器的操作。然后晶片測(cè)試器執(zhí)行目標(biāo)晶片的一項(xiàng)或更多電測(cè)試(37)且返回測(cè)試數(shù)據(jù)到控制器3。此測(cè)試數(shù)據(jù)用來(lái)產(chǎn)生數(shù)據(jù)庫(kù)1中對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)文件(39)。
利用存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)1中的數(shù)據(jù)文件，控制器3調(diào)用晶片圖生成器7。上下文中術(shù)語(yǔ)“調(diào)用”或“可調(diào)用的”一般指的是任何關(guān)系，一軟件藉此請(qǐng)求或啟動(dòng)另一軟件的執(zhí)行。當(dāng)被調(diào)用時(shí)，晶片圖生成器7從所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)文件產(chǎn)生晶片圖(41)。這樣產(chǎn)生的晶片圖在某些實(shí)施例中可以與適于顯示在監(jiān)視器17上從而向測(cè)試系統(tǒng)操作者提供可視反饋的圖形文件相關(guān)。
一旦生成了晶片圖，控制器3可以調(diào)用過(guò)濾圖生成器9。當(dāng)被調(diào)用時(shí)，過(guò)濾圖生成器9從與前面生成的晶片圖相關(guān)的一個(gè)或更多數(shù)據(jù)文件產(chǎn)生過(guò)濾圖(43)。一旦產(chǎn)生了過(guò)濾晶片圖，控制器3可以調(diào)用分組圖生成器11。當(dāng)被調(diào)用時(shí)，分組圖生成器11利用來(lái)自一個(gè)或更多與前面生成的過(guò)濾晶片圖相關(guān)的數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)來(lái)分組在過(guò)濾圖中識(shí)別的過(guò)濾失效芯片的團(tuán)簇(45)。
一旦過(guò)濾失效芯片已經(jīng)被分組，控制器3可以調(diào)用缺陷指數(shù)值(DI)生成器13。當(dāng)被調(diào)用時(shí)，缺陷指數(shù)生成器13利用從分組的過(guò)濾失效芯片得到的數(shù)據(jù)計(jì)算目標(biāo)晶片的缺陷指數(shù)值(DI)(47)。然后當(dāng)控制器3調(diào)用DI比較器15時(shí)此計(jì)算的缺陷指數(shù)值(DI)與確定的臨界上限比較(49)。基于此比較結(jié)果，目標(biāo)晶片可被控制器3的操作識(shí)別為有缺陷的晶片從而被送往失效分析或者被識(shí)別為可接受的晶片。例如，失效分析指示可以通過(guò)監(jiān)視器17傳達(dá)到測(cè)試系統(tǒng)操作者。
對(duì)目標(biāo)晶片完成測(cè)試方法之后，控制器3可以判定是否目標(biāo)晶片是一測(cè)試批次中的最后一個(gè)晶片(53)，如果不是，開(kāi)始下一個(gè)晶片的測(cè)試(55)。
已經(jīng)以測(cè)試系統(tǒng)操作者在測(cè)試方法內(nèi)的各個(gè)點(diǎn)功能上干預(yù)為背景描述了前述示例操作。然而，這樣的人類(lèi)操作者干預(yù)不是必需的，在某些情況下不是明智的。因此，前述示例測(cè)試方法及其示例測(cè)試系統(tǒng)實(shí)施可以利用傳統(tǒng)技術(shù)自動(dòng)化從而從測(cè)試方法的全部或部分去掉人類(lèi)操作者。
無(wú)論如何實(shí)施，本發(fā)明的實(shí)施例與傳統(tǒng)技術(shù)相比提供顯著改善的測(cè)試結(jié)果?？紤]圖10和11所示的比較示例。這些圖的每個(gè)示出其上形成有相同半導(dǎo)體芯片的兩個(gè)晶片的實(shí)際晶片圖。失效半導(dǎo)體芯片(FC)在每個(gè)晶片圖上由暗矩形表示。圖10所示的第一個(gè)晶片具有95.57％的產(chǎn)率，而圖11所示的第二個(gè)晶片具有94.79％的產(chǎn)率。
圖12和13是第一和第二過(guò)濾晶片圖，分別示出與圖10和11所示的第一和第二晶片圖對(duì)應(yīng)的過(guò)濾失效芯片(FFC)。具有一致權(quán)重單元的3乘3空間矩陣(SP)被用來(lái)產(chǎn)生過(guò)濾晶片圖。對(duì)于晶片測(cè)試確定0.5的臨界上限(UCL)。利用上面提出的示例公式計(jì)算過(guò)濾值(P)和缺陷指數(shù)值(DI)，第一晶片具有所計(jì)算的0.51的缺陷指數(shù)值(DI)，第二晶片具有所計(jì)算的0.08的缺陷指數(shù)值。因此，具有95.57％產(chǎn)率的第一晶片被認(rèn)為是有缺陷的且被送往失效分析，而具有94.79產(chǎn)率的第二晶片被認(rèn)為是可接受的。此外，圖12所示的第一過(guò)濾圖指示出導(dǎo)致此分類(lèi)的單個(gè)局部失效的位置。此額外信息對(duì)進(jìn)行失效分析的質(zhì)量控制人員可證明是高度有價(jià)值的。
結(jié)合數(shù)個(gè)實(shí)施例，給出前述示例以教導(dǎo)本發(fā)明的實(shí)施和使用。本發(fā)明的實(shí)際范圍不限于這些示例，而是由所附權(quán)利要求來(lái)定義。
權(quán)利要求
1.一種適于測(cè)試含有半導(dǎo)體芯片的晶片的方法，該方法包括產(chǎn)生表明失效半導(dǎo)體芯片的晶片圖；從所述晶片圖產(chǎn)生表明過(guò)濾失效半導(dǎo)體芯片的過(guò)濾晶片圖；從所述過(guò)濾晶片圖計(jì)算缺陷指數(shù)值；以及將所述缺陷指數(shù)值與臨界上限比較。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括基于所述缺陷指數(shù)值與臨界上限之間的比較確定所述晶片是否是有缺陷的；以及當(dāng)確定所述晶片是有缺陷的時(shí)，對(duì)該晶片進(jìn)行失效分析。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中產(chǎn)生所述晶片圖包括對(duì)所述半導(dǎo)體芯片進(jìn)行電測(cè)試從而產(chǎn)生測(cè)試數(shù)據(jù)；以及在測(cè)試數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，確定所述半導(dǎo)體芯片的每一個(gè)是否是失效半導(dǎo)體芯片。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中產(chǎn)生所述晶片圖還包括從所述測(cè)試數(shù)據(jù)形成數(shù)據(jù)文件；以及從所述數(shù)據(jù)文件形成所述晶片圖。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中產(chǎn)生所述晶片圖還包括產(chǎn)生適于可視地顯示在監(jiān)視器上的圖形文件。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中產(chǎn)生所述過(guò)濾晶片圖包括將確定大小的空間過(guò)濾器應(yīng)用到所述晶片圖從而產(chǎn)生所述過(guò)濾晶片圖。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述空間過(guò)濾器包括“n乘m”單元矩陣，每個(gè)單元具有權(quán)重系數(shù)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述晶片圖定義與晶片上半導(dǎo)體芯片的布置相關(guān)的布局矩陣；且其中生成所述過(guò)濾晶片圖包括將所述空間過(guò)濾器以整個(gè)布局矩陣上一個(gè)半導(dǎo)體芯片接一個(gè)半導(dǎo)體芯片的方式應(yīng)用到各測(cè)試數(shù)據(jù)值，所述各測(cè)試數(shù)據(jù)值與通過(guò)所述空間過(guò)濾器的應(yīng)用在所述布局矩陣中確定的半導(dǎo)體芯片相關(guān)聯(lián)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中將所述空間過(guò)濾器應(yīng)用到一個(gè)半導(dǎo)體芯片包括計(jì)算過(guò)濾值；將所述計(jì)算的過(guò)濾值與參考過(guò)濾值比較；以及基于所述比較確定所述一個(gè)半導(dǎo)體芯片是否是過(guò)濾失效半導(dǎo)體芯片。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中計(jì)算所述過(guò)濾值包括對(duì)于通過(guò)所述空間過(guò)濾器的應(yīng)用確定的每個(gè)接近的半導(dǎo)體芯片，將對(duì)應(yīng)的測(cè)試數(shù)據(jù)值乘以來(lái)自所述空間過(guò)濾器的對(duì)應(yīng)的權(quán)重系數(shù)從而確定權(quán)重乘積值；將所有的權(quán)重乘積值求和；以及將所述求和的權(quán)重乘積值除以所述空間過(guò)濾器的大小。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中每個(gè)權(quán)重系數(shù)具有一致的值，每個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)值具有一位二進(jìn)制數(shù)據(jù)值，所述參考過(guò)濾值為0.5。
12.如權(quán)利要求6所述的方法，其中產(chǎn)生所述過(guò)濾晶片圖還包括從所述過(guò)濾晶片圖產(chǎn)生適于可視地顯示在監(jiān)視器上的圖形文件。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中從所述過(guò)濾晶片圖計(jì)算所述缺陷指數(shù)值包括定義與所述過(guò)濾失效半導(dǎo)體芯片相關(guān)的一個(gè)或更多組值；以及與所述一個(gè)或更多組值相關(guān)地計(jì)算所述缺陷指數(shù)值。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中與所述一個(gè)或更多組值相關(guān)地計(jì)算所述缺陷指數(shù)值包括將所述一個(gè)或更多組值的平方求和，取所述平方值的總和的平方根，且將所述平方根除以晶片上半導(dǎo)體芯片的總數(shù)。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述臨界上限與經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)相關(guān)地定義，所述經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過(guò)測(cè)試與所述晶片上的半導(dǎo)體芯片類(lèi)似的半導(dǎo)體芯片而獲得。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述臨界上限與經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)模型或表達(dá)式相關(guān)地定義。
17.一種適于確定晶片是否有缺陷的方法，包括定義晶片上過(guò)濾失效半導(dǎo)體芯片的一個(gè)或更多空間相關(guān)組；與所述過(guò)濾失效半導(dǎo)體芯片的一個(gè)或更多空間相關(guān)組有關(guān)地計(jì)算缺陷指數(shù)值；以及將所述缺陷指數(shù)值與臨界上限比較。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中定義所述過(guò)濾失效半導(dǎo)體芯片的一個(gè)或更多空間相關(guān)組包括從表明所述晶片上的失效半導(dǎo)體芯片的測(cè)試數(shù)據(jù)產(chǎn)生晶片圖；將空間過(guò)濾器應(yīng)用到所述晶片圖從而定義過(guò)濾晶片圖；以及與所述過(guò)濾晶片圖相關(guān)地定義過(guò)濾失效半導(dǎo)體芯片的一個(gè)或更多空間相關(guān)組。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述方法順序應(yīng)用于一晶片批次中的每個(gè)晶片；且還包括從所述晶片圖和所述過(guò)濾晶片圖產(chǎn)生各圖形文件，每個(gè)圖形文件適于在該晶片批次的測(cè)試期間基本實(shí)時(shí)地且基于逐個(gè)晶片地顯示在監(jiān)視器上。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括基于所述缺陷指數(shù)值和臨界上限之間的比較確定晶片有缺陷時(shí)，對(duì)該晶片進(jìn)行失效分析。
21.如權(quán)利要求18所述的方法，其中產(chǎn)生所述晶片圖包括對(duì)所述半導(dǎo)體芯片進(jìn)行電測(cè)試從而產(chǎn)生所述測(cè)試數(shù)據(jù)；從所述測(cè)試數(shù)據(jù)形成數(shù)據(jù)文件；從所述數(shù)據(jù)文件形成所述晶片圖；以及基于所述測(cè)試數(shù)據(jù)，確定所述半導(dǎo)體芯片的每個(gè)是否是失效半導(dǎo)體芯片。
22.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述空間過(guò)濾器包括“n乘m”單元矩陣，每個(gè)單元具有權(quán)重系數(shù)。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述晶片圖定義與所述晶片上半導(dǎo)體芯片的布置相關(guān)的布局矩陣；以及其中生成所述過(guò)濾晶片圖包括將所述空間過(guò)濾器以整個(gè)布局矩陣上一個(gè)半導(dǎo)體芯片接一個(gè)半導(dǎo)體芯片的方式應(yīng)用到各測(cè)試數(shù)據(jù)值，所述各測(cè)試數(shù)據(jù)值與所述一個(gè)半導(dǎo)體芯片附近的半導(dǎo)體芯片相關(guān)。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中將所述空間過(guò)濾器應(yīng)用到一個(gè)半導(dǎo)體芯片包括計(jì)算過(guò)濾值；將所述過(guò)濾值與參考過(guò)濾值比較；以及基于所述比較判定所述一個(gè)半導(dǎo)體芯片是否是過(guò)濾失效半導(dǎo)體芯片。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其中計(jì)算所述過(guò)濾值包括對(duì)于通過(guò)所述空間過(guò)濾器的應(yīng)用確定的每個(gè)接近的半導(dǎo)體芯片，將對(duì)應(yīng)的測(cè)試數(shù)據(jù)值乘以來(lái)自所述空間過(guò)濾器的對(duì)應(yīng)的權(quán)重系數(shù)從而定義權(quán)重乘積值；將所有的權(quán)重乘積值求和；以及將所述求和的權(quán)重乘積值除以所述空間過(guò)濾器的大小。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中每個(gè)權(quán)重系數(shù)具有一致的值，每個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)具有一位二進(jìn)制數(shù)據(jù)值，所述參考過(guò)濾值為0.5。
27.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述臨界上限與經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)相關(guān)地定義，所述經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過(guò)測(cè)試與所述晶片上的半導(dǎo)體芯片類(lèi)似的半導(dǎo)體芯片而獲得。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中所述臨界上限與所述經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)模型或表達(dá)式相關(guān)地定義。
29.一種測(cè)試系統(tǒng)，包括晶片測(cè)試器，適于對(duì)形成在晶片上的半導(dǎo)體芯片進(jìn)行電測(cè)試且產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的測(cè)試數(shù)據(jù)；控制器，適于將所述測(cè)試數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中作為數(shù)據(jù)文件；其中所述控制器操作上與所述數(shù)據(jù)庫(kù)協(xié)同執(zhí)行一個(gè)或更多軟件模塊，所述軟件模塊適于產(chǎn)生表明失效半導(dǎo)體芯片的晶片圖；產(chǎn)生表明過(guò)濾失效半導(dǎo)體芯片的過(guò)濾晶片圖；定義所述過(guò)濾失效半導(dǎo)體芯片的一個(gè)或更多空間相關(guān)組；與所述過(guò)濾失效半導(dǎo)體芯片的一個(gè)或更多空間相關(guān)組相關(guān)地計(jì)算缺陷指數(shù)值；以及將所述缺陷指數(shù)值與臨界上限比較。
30.如權(quán)利29所述的測(cè)試系統(tǒng)，還包括監(jiān)視器，其在控制器控制下且適于基本實(shí)時(shí)地顯示所述晶片圖和所述過(guò)濾晶片圖的圖形形式。
31.如權(quán)利30所述的測(cè)試系統(tǒng)，其中所述監(jiān)視器還適于基于所述缺陷指數(shù)值與所述臨界上限之間的所述比較來(lái)顯示表明晶片有缺陷的指示。
32.如權(quán)利29所述的測(cè)試系統(tǒng)，其中所述晶片測(cè)試器包括多個(gè)晶片測(cè)試器，每個(gè)適于對(duì)所述晶片執(zhí)行不同的電測(cè)試。
33.如權(quán)利29所述的測(cè)試系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或更多軟件模塊存儲(chǔ)在所述數(shù)據(jù)庫(kù)中且可以被控制器上運(yùn)行的操作系統(tǒng)調(diào)用。
34.如權(quán)利29所述的測(cè)試系統(tǒng)，其中所述控制器實(shí)施自動(dòng)測(cè)試程序，其包括執(zhí)行軟件程序中的一個(gè)或更多而沒(méi)有測(cè)試系統(tǒng)操作者的干預(yù)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于測(cè)試包括半導(dǎo)體芯片的晶片的方法。與晶片上過(guò)濾失效半導(dǎo)體芯片的空間相關(guān)組相關(guān)地確定晶片是否有缺陷，其中所述空間相關(guān)組對(duì)應(yīng)于晶片上的局部失效且用來(lái)計(jì)算缺陷指數(shù)值。
文檔編號(hào)G01R31/00GK1913118SQ20061010873
公開(kāi)日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2006年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月10日
發(fā)明者姜重旭, 鄭光雄 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社