晶片的測試方法及系統的製作方法

2023-06-12 08:41:01

專利名稱：晶片的測試方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及半導體製造技術領域，特別涉及一種晶片的測試方法及系統。
背景技術：
目前，在半導體製造領域中，在完成晶片的製造後需要對晶片進行測試，來得到芯 片的電學特性，從所述電學特性得到晶片質量，例如良率。例如在申請號為「03115212. 0」的中國專利申請中公開了一種IC卡晶片和模塊芯 片測試系統，可以對IC卡進行測試，可以根據用戶的要求方便的進行各種電性能的測試。在測試中，通常會對晶片的各項電學性能以及可靠性進行測試，然後與用戶的 要求進行比較，如果達到用戶的要求就為合格產品，記錄通過標記(pass)，如果沒有達 到用戶要求就為不合格產品，記錄不合格標記(fail)，上述也叫做WS測試(wafer Sort tests)。上述測試要對每一個晶片進行大量種類的測試，而且要對每一片晶片進行測試， 因此在測試過程中得到的測試結果的數據量非常龐大，例如對於一個晶片的測試數據就達 到40MB-50MB，有的甚至超過100M，因此對上述數據存儲6個月就會達到4TB-5TB，因此通 常所有的電學特性的測試數據僅短期保留，例如保留1-2周的時間，而將pass或fail的信 息(也叫做CP數據)進行存儲，這樣佔據的數據就大大減少，例如同樣六個月的數據量為 150GB。但是，這樣就使得原始的各項電學性能的測試數據丟失，因此在晶片不合格時，就 無法對測試數據進行分析得到晶片不合格的原因。

發明內容
本發明解決了無法對測試數據進行分析得到晶片不合格的原因的技術問題。為了解決上述問題，本發明提供了一種晶片的測試方法，包括步驟對晶圓分割出 的η個晶片進行測試，每個晶片進行f種測試，得到η組測試數據，每組包括f種測試數據； 將η組測試數據分為m個壓縮組，每個壓縮組中包括完整的組的測試數據；對每個壓縮組中 的每一種測試數據分別按照一定的函數關係進行壓縮；將所述壓縮的結果進行存儲；對所 述存儲的測試數據進行分析；其中m、η和f為自然數，且η大於m。可選的，所述函數關係包括求算術平均數和求幾何平均數中的任意一種。可選的，所述將η組測試數據分為m個壓縮組的方法中m等於5，分別將5% η組 數據、20% η組數據、25% η組數據、25% η組數據、25% η組數據分為5個壓縮組。可選的，所述測試數據為超出客戶要求值一定範圍的測試數據。相應的本發明還提供了一種晶片測試數據的存儲系統，包括測試單元，用於對晶 圓分割出的η個晶片測試，其中每個晶片進行f種測試，得到η組測試數據，每組包括f種測 試數據分組單元，將η組測試數據分為m個壓縮組，每個壓縮組中包括完整的組的測試數 據；壓縮單元，用於對每個壓縮組中的每一種測試數據分別按照一定的函數關係進行壓縮； 存儲單元，用於將所述壓縮的結果進行存儲；分析單元，用於對所述存儲的測試數據進行分析；其中m、η和f為自然數，且η大於m。可選的，所述壓縮單元包括算術平均數單元，用於求算術平均數；或幾何平均數單元，用於求幾何平均數。可選的，所述分組單元將η組測試數據分為m個壓縮組中m等於5，分別將5 % η 組數據、20% η組數據、25% η組數據、25% η組數據、25% η組數據分為5個壓縮組。可選的，所述測試數據為超出客戶要求值一定範圍的測試數據。和現有技術相比，本發明的優點在於本發明通過將測試數據分為壓縮組，然後按照一定函數關係進行壓縮，這樣就使 得數據量大大減小，但是其包含的數據信息並沒有丟失，因為當需要對晶片的數據信息進 行分析時，可以對壓縮後的數據進行分析，因此便於分析獲得晶片不合格的原因。


通過附圖中所示的本發明的優選實施例的更具體說明，本發明的上述及其它目 的、特徵和優勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標記指示相同的部分。並未刻意按 實際尺寸等比例縮放繪製附圖，重點在於示出本發明的主旨。圖1為本發明的晶片的測試方法的流程圖；圖2為本發明的晶片的測試系統的結構示意圖。
具體實施例方式從背景技術可以知道，在半導體製造領域中，在完成晶片的製造後需要對晶片進 行測試，來得到晶片的電學特性，從所述電學特性得到晶片質量，例如良率。在測試中，通常會對晶片的各項電學性能以及可靠性進行測試，然後與用戶的要 求進行比較，如果達到用戶的要求，也就是在要求值一定範圍內就為合格產品，記錄通過標 記(pass)，如果沒有達到用戶要求，也就是超出客戶要求值一定範圍就為不合格產品，記錄 不合格標記(fail)。由於測試的數據量非常龐大，因此通常不將測試的全部數據進行存儲， 這樣使得原始的各項電學性能的測試數據丟失，因此在晶片不合格時，就無法對測試數據 進行分析得到晶片不合格的原因。本發明的發明人在研究後認為，當晶片不合格的情況下還需要對晶片的性能作進 一步的分析，另外如果晶片達到了用戶的要求，也就是合格的情況下可能性能剛剛達到用 戶的要求，這樣的可能其性能也較差，但是由於測試數據丟失，因此無法發現這些達到合格 要求但是性能較差的晶片，而且也無法對其性能較差的原因進行分析。因此本發明的發明人提供了一種晶片的測試方法，包括步驟對晶圓分割出的η 個晶片進行測試，每個晶片進行f種測試，得到η組測試數據，每組包括f種測試數據；將η 組測試數據分為m個壓縮組，每個壓縮組中包括完整的組的測試數據；對每個壓縮組中的 每一種測試數據分別按照一定的函數關係進行壓縮；將所述壓縮的結果進行存儲；對所述 存儲的測試數據進行分析；其中m、η和f為自然數，且η大於m。可選的，所述函數關係包括求算術平均數和求幾何平均數中的任意一種。可選的，所述將η組測試數據分為m個壓縮組的方法中m等於5，分別將5% η組
4數據、20% η組數據、25% η組數據、25% η組數據、25% η組數據分為5個壓縮組。可選的，所述測試數據為超出客戶要求值一定範圍的測試數據。相應的本發明還提供了一種晶片的測試系統，包括測試單元，用於對晶圓分割出 的η個晶片測試，其中每個晶片進行f種測試，得到η組測試數據，每組包括f種測試數據； 分組單元，將η組測試數據分為m個壓縮組，每個壓縮組中包括完整的組的測試數據；壓縮 單元，用於對每個壓縮組中的每一種測試數據分別按照一定的函數關係進行壓縮；存儲單 元，用於將所述壓縮的結果進行存儲；分析單元，用於對所述存儲的測試數據進行分析；其 中m、n和f為自然數，且η大於m。可選的，所述壓縮單元包括算術平均數單元，用於求算術平均數；或幾何平均數單元，用於求幾何平均數。可選的，所述分組單元將η組測試數據分為m個壓縮組中m等於5，分別將5% η 組數據、20% η組數據、25% η組數據、25% η組數據、25% η組數據分為5個壓縮組。可選的，所述測試數據為超出客戶要求值一定範圍的測試數據。本發明通過將測試數據分為壓縮組，然後按照一定函數關係進行壓縮，這樣就使 得數據量大大減小，但是其包含的數據信息並沒有丟失，因為當需要對晶片的數據信息進 行分析時，可以對壓縮後的數據進行分析，因此便於分析獲得晶片不合格的原因。為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明 的具體實施方式
做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本發 明。但是本發明能夠以很多不同於在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不 違背本發明內涵的情況下做類似推廣，因此本發明不受下面公開的具體實施的限制。其次，本發明利用示意圖進行詳細描述，在詳述本發明實施例時，為便於說明，表 示器件結構的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是實例，其在此不應 限制本發明保護的範圍。此外，在實際製作中應包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。圖1為本發明的晶片的測試方法的流程圖，下面參考圖1進行說明。如圖1所示，晶片測試數據的存儲方法包括下列步驟SlO 對晶圓分割出的η個晶片進行測試，每個晶片進行f種測試，得到η組測試數 據，每組包括f種測試數據。在晶片製作時通常以一個晶圓為單位，將一個晶圓分為若干個區域，例如η個區 域，然後利用相同的製程在每個區域形成1個晶片。在晶片製作完成後將晶圓進行分割，例 如分為η個晶片，然後對同一晶圓分割出的η個晶片進行測試，對每個晶片的測試可以得到 一組測試數據，因此共得到η組測試數據，每個晶片一般會進行多種的測試，例如功耗、電 流、電壓等等f種測試，因此每個晶片可以得到f種測試數據，也就是每組測試數據包括f 種數據。在本實施例中，只需要記錄和客戶的要求相比，超出客戶要求值一定範圍的測試 數據。所述的一定範圍可以根據實際情況進行設置，例如可以設置為客戶要求的合格範圍， 也可以設置為客戶要求的合格範圍內的更小的一個範圍，這樣利於在還沒有出現不合格產 品時及時發現問題，提高晶片的質量。S20 將η組測試數據分為m個壓縮組，每個壓縮組中包括完整的組的測試數據。
具體的，將同一個晶圓分割出的η個晶片的η組測試數據進行分組，可以分為m個
壓縮組，例如2、3、4、5......因為同一晶圓上製作的晶片經歷了相同的工藝製程，因此其
電學性能較接近，這樣對同一晶圓上製作的晶片的測試數據進行壓縮，例如求平均，那麼對 該平均值進行分析就得到該批晶片不合格的原因。優選的，將η組測試數據分為m個壓縮組的方法中m等於5，分別將5% η組數據、 20% η組數據、25% η組數據、25% η組數據、25% η組數據分為5個壓縮組。例如η等於 100，將100組測試數據分為5個壓縮組，那麼也就是將5組數據、20組數據、25組數據、25 組數據、25組數據分為5個壓縮組。優選的，所述η組測試數據分為m個壓縮組的方法為按照晶圓上晶片的位置進行 分配，例如將晶圓從圓心沿半徑分為m個區域，其中處於晶圓中央的為圓形，其它為環形， 那麼處於同一所述區域內的晶片的測試數據分到同一壓縮組，如果分為5個區域，壓縮組 就為5個。因為晶圓為圓形，因此在工藝製程中處於晶圓的同一個圓周帶上的區域製程更 接近，因此製作的晶片性能更接近，這樣以同一個圓周帶上的區域製作的晶片的測試數據 分為一個壓縮組進行壓縮可以使得壓縮後的數據和實際數據更接近。當然，在其它的實施方式中，還可以利用其它的分組的方式，例如將η組測試數據 平均分配，也就是n/m組為一個壓縮組，共m個壓縮組。S30:對每個壓縮組中的每一種測試數據分別按照一定的函數關係進行壓縮。具體的，例如共有5個壓縮組，每個壓縮組內有20組的測試數據，每組包括10種 測試數據，這樣可以利用求算術平均數的方法，將1個壓縮組中，也就是20組中的同一種測 試數據進行求算術平均數，例如在一個壓縮組的每組中的測試數據都包括功耗，那麼每個 壓縮組中就包括20個功耗數據，將該20個功耗數據求算術平均數，這樣數據就壓縮了 20 倍。同樣將該壓縮組中的所有種類的測試數據都求算術平均數，將所有的壓縮組都按照上 述方法求算術平均數，這樣所有的測試數據就被壓縮為原來的二十分之一。在其它實施例中也可以按照其它的函數關係，例如採用求幾何平均數的方法或者 其它的求平均的方法進行壓縮，例如平方平均數或算術平方根等等。在利用上述的方法將數據進行壓縮後，數據量大大減小，但是在壓縮後的數據量 中卻保留了測試數據的信息，例如因為功率過大引起不合格時，可以通過對該壓縮組中的 功耗的算術平均數進行分析，例如同一壓縮組中的測試數據來源於晶圓的同一圓周帶上， 因此該圓周帶上製作的晶片的性能比較接近，如果功耗過大，可能該壓縮組內的功耗都較 大，因此功耗的平均值可能也比用戶的要求值大，因此對該平均值進行分析就可以知道不 合格的原因。而且，當測試數據，例如功耗在客戶要求的範圍內，但是偏離客戶要求值較大，例 如在要求值的邊緣，這在現有技術中是無法判斷的，因為現有技術中僅僅將超出客戶要求 範圍的標記為「fail 」，在客戶要求範圍內的標記為「pass」，而在客戶要求範圍內的就不能 再進行分析，例如偏移客戶要求值較大的也無法判斷，也不進行分析。但是利用本發明的 存儲方法，因為存儲了所有的測試數據，而不僅僅是fail和pass的信息，這樣就可以對 fail的測試數據以及pass但是卻偏離客戶要求值較大的測試數據進行分析，從而及時的 在fail前發現問題，避免fail的出現。S40 將所述壓縮的結果進行存儲，其中m、η和f為自然數，且η大於m。
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具體的，將在步驟S20按照一定的函數關係壓縮後的數據進行存儲，例如存儲到 存儲介質中。因為數據壓縮後數據量大大減小，因此大大節省了存儲空間，這樣就可以將芯 片的測試數據保存較長時間，例如長期保存，從而在晶片不合格時，對其不合格的原因進行 分析，用於避免下一批晶片的不合格問題。因此本發明的晶片測試數據的存儲方法，大大的 節省了存儲空間，保證的測試數據的長期保存，從而可以通過及時的對數據進行分析來提 高了晶片質量。S50 對所述存儲的測試數據進行分析。具體的，可以採用本領域技術人員所熟知的分析方法。在本實施方式中，可以既可 以對超出客戶要求的範圍的測試參數進行分析，也就是不合格，記錄fail的晶片。另外也 可以對偏離客戶要求值較大的測試參數進行分析，也就是偏離客戶的要求值，但是在客戶 要求範圍內，被標記為「pass」的晶片。相應的，本發明還提供了一種晶片的測試系統，圖2為本發明的晶片測試數據的 存儲系統的結構示意圖，參考圖2，晶片測試數據的存儲系統包括測試單元110，用於對晶圓分割出的η個晶片測試，其中每個晶片進行f種測試， 得到η組測試數據，每組包括f種測試數據；分組單元120，將η組測試數據分為m個壓縮 組，每個壓縮組中包括完整的組的測試數據；壓縮單元130，用於對每個壓縮組中的每一種 測試數據分別按照一定的函數關係進行壓縮；存儲單元140，用於將所述壓縮的結果進行 存儲；分析單元150，用於對所述存儲的測試數據進行分析；其中m、n和f為自然數，且η大 於mo優選的，所述壓縮單元包括算術平均數單元，用於求算術平均數；或幾何平均數 單元，用於求幾何平均數。優選的，所述分組單元的將η組測試數據分為m個壓縮組的方法中m等於5，分別 將5% η組數據、20% η組數據、25% η組數據、25% η組數據、25% η組數據分為5個壓縮組。優選的，所述測試數據為超出客戶要求值一定範圍的測試數據。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制。雖 然本發明已以較佳實施例披露如上，然而並非用以限定本發明。任何熟悉本領域的技術人 員，在不脫離本發明技術方案範圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術內容對本發明 技術方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離 本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同 變化及修飾，均仍屬於本發明技術方案保護的範圍內。
權利要求
1.一種晶片的測試方法，其特徵在於，包括步驟對晶圓分割出的η個晶片進行測試，每個晶片進行f種測試，得到η組測試數據，每組 包括f種測試數據；將η組測試數據分為m個壓縮組，每個壓縮組中包括完整的組的測試數據； 對每個壓縮組中的每一種測試數據分別按照一定的函數關係進行壓縮； 將所述壓縮的結果進行存儲； 對所述存儲的測試數據進行分析； 其中m、n和f為自然數，且η大於m。
2.根據權利要求1所述的測試方法，其特徵在於，所述函數關係包括求算術平均數和 求幾何平均數中的任意一種。
3.根據權利要求1所述的測試方法，其特徵在於，所述將η組測試數據分為m個壓縮組 的方法中m等於5，分別將5% η組數據、20% η組數據、25% η組數據、25% η組數據、25% η組數據分為5個壓縮組。
4.根據權利要求1所述的測試方法，其特徵在於，所述測試數據為超出客戶要求值一 定範圍的測試數據。
5.一種晶片的測試系統，其特徵在於，包括測試單元，用於對晶圓分割出的η個晶片測試，其中每個晶片進行f種測試，得到η組 測試數據，每組包括f種測試數據；分組單元，將η組測試數據分為m個壓縮組，每個壓縮組中包括完整的組的測試數據； 壓縮單元，用於對每個壓縮組中的每一種測試數據分別按照一定的函數關係進行壓縮；存儲單元，用於將所述壓縮的結果進行存儲； 分析單元，用於對所述存儲的測試數據進行分析； 其中m、η和f為自然數，且η大於m。
6.根據權利要求5所述的存儲系統，其特徵在於，所述壓縮單元包括 算術平均數單元，用於求算術平均數；或幾何平均數單元，用於求幾何平均數。
7.根據權利要求6所述的測試系統，其特徵在於，所述分組單元將η組測試數據分為 m個壓縮組中m等於5，分別將5% η組數據、20% η組數據、25% η組數據、25% η組數據、 25% η組數據分為5個壓縮組。
8.根據權利要求6所述的測試系統，其特徵在於，所述測試數據為超出客戶要求值一 定範圍的測試數據。
全文摘要
本發明提供了一種晶片的測試方法和系統，該方法包括步驟對晶圓分割出的n個晶片進行測試，得到n組測試數據，每組包括f種測試數據；將n組測試數據分為m個壓縮組，每個壓縮組中包括完整的組的測試數據；對每個壓縮組中的每一種測試數據分別按照一定的函數關係進行壓縮；將所述壓縮的結果進行存儲；對所述存儲的測試數據進行分析；其中m、n和f為自然數，且n大於m。
文檔編號G01R31/317GK102004220SQ200910194788
公開日2011年4月6日 申請日期2009年8月28日 優先權日2009年8月28日
發明者康棟, 林光啟, 黃珺 申請人:中芯國際集成電路製造(上海)有限公司