一種電位調整可程序化儲存記錄實施方法

2023-04-24 07:49:16

專利名稱：一種電位調整可程序化儲存記錄實施方法
技術領域：
本發明提出一種方法，用來解決半導體晶片在生產製造工藝過程，因環境溫度變
動而產生電性漂移現象。該方法將半導體晶片生產製造時，通過操作接口進入參數記錄儲
存位置存取儲存所需的參數值，並將參數載入修整(trim)的半導體晶片，來提高半導體晶片製造時程與降低半導體晶片過去因電性漂移修整修整(trim)時程。
背景技術：
請參考圖1，圖1是半導體晶片的製造工藝的流程圖，晶片其材質是矽也是集成電
路在生產製作所用的矽晶片，晶片製造工藝共有九項主要程序步驟，晶片(Wafer)其形狀
因為圓形所以也稱之為晶片，通過將電路建構於矽晶片上的方式，每片晶片可包含數百個
甚至數千個晶粒，其製造方式是採逐層建構的方式來進行，每一層的製造工藝為一種循環，
除了光掩膜上的圖案及植入的離子不同之外其它部份也幾乎相同只是程序的變化。 晶片製造程序步驟上均會經過氧化、薄膜沉積、擴散、離子值入、光刻、刻蝕、金屬
化、檢測等製造工藝，每一程序描述如下 1.氧化(Dxidation):當矽晶片曝露於含氧的環境時，在晶片表面長出一層的二氧化矽，作為絕緣體。 2.薄膜沉積(D印osition):利用物理現象或化學反應的方式，在晶片表面上產生一層薄膜。 3.擴散(Diffusion):將雜質原子滲透到矽內，然後利用高溫來作為雜質擴散以得到所需雜質濃度。 4.離子植入(Ion Implantation):利用離子植入器將雜質注入矽中，摻雜濃度能由離子束電流大小加以控制。 5.光刻(Lithogr即hy):將各種集成電路元件的表面結構利用照相技術，將光掩膜的圖案移至晶片表面。 6.刻蝕(Etching):把光刻製造工藝沒有被光刻膠鋪蓋的薄膜部份，以化學反應或物理現象的方式加以去除，以達到整個圖案移轉到薄膜的目的。 7.金屬化(Metallization):當矽基上的元件製造完成後，必需將其連接，以達到電路連接的功能。 8.平坦化(Flatness Process):將晶片表面起伏的介電層外觀，加以平坦化的一種半導體製造工藝技術。 9.晶片檢查(Wafer inspection):晶片製造完成後，按照晶片的質量給予分類，不合格者報廢。 每片晶片(Wafer)因材質、生產製造工藝特有的電性關係，在晶片內部會產生電性漂移，致使每批晶片出廠時，其內部的每一單晶片內部電性記錄值均會呈現不同參數。
在半導體IC晶片生產初始，需對每片晶片進行檢測，檢測每片晶片良率及內部晶粒電性，當半導體IC晶片進入生產後，將晶片加載晶片測試機(wafer probe)由測試機內檢測探針針對晶片上的每顆晶片進行量測及記錄；量測記錄完成後再依晶片個別電性漂移狀況，加載製造工藝所需程序及參數後，再由刻錄機進行電性修整(trim)，每片晶片上晶粒電性漂宜記錄的值均不一樣，在修整時加載晶片上每顆晶粒的參數就會不同，每片晶片在進行電性修整時，其需使用20分鐘。 請參照圖2所示，圖2為目前半導體晶片修整(Trim)製造工藝，在圖2的步驟五所示晶片測試機讀取晶片參數後進行記錄(Record)，圖2的步驟六為將晶片加載晶片刻錄機輸入需求參數後進行雷射修整(Laser trim)，步驟七為將晶片加載後進行燒錄(trim),步驟八為修整完的電性測試，若因修整錯誤該片晶片即報廢，修整完的晶片其中設置有電路包含一線性電路單元及一數字邏輯控制單元，晶片電路可加載程序，即是電路因電流導通使電路發生運作，並產生電性與電壓及加載控制造工藝序使電路產生電壓值控制，再利用電路的數字邏輯控制單元來對電流導通所生成的電壓進行編碼/解碼執行。其結果產出參數，提供予數字/模擬轉換邏輯單元，並經適當運算後輸出一參考電壓，並由線性電路單元依據該參考電壓，據以設定電壓控制值或溫度值，因此若對晶片數字邏輯控制單元執行編碼/解碼，即可利用此方式針對相同屬性的晶片實施相同的電壓值或溫度值作業。
現行方法是以雷射修整(Laser Trim)方式對半導體晶片電路進行修整(trim)，在半導體晶片中設定有數字邏輯單元與線性電路單元，其中線性電路單元主要包含有運算放大器(Operational Amplifiers)，而數字邏輯控制單元包括有功能參數編碼邏輯單元、功能參數解碼邏輯單元及數字/模擬轉換邏輯單元(D/A Converter)等，半導體晶片是利用數字邏輯控制單元來執行編碼/解碼，其產生的結果用來提供數字/模擬轉換邏輯單元用以輸出一參考電壓，而線性電路單元則依據參考電壓產生一控制電壓值，此一電壓值可用以做為半導體晶片功能設定的參數值。 但是在半導體晶片(wafer)在生產製造工藝中會產生電性漂移，致使原設定的電位準、參數值產生非預期的變動，為確保半導體製造工藝時能維持一致性，需以修整(trim)來對晶片內部進行檢測及進行修整。現有做法是對晶片進行選擇性修整，即是以雷射或電流燒針對晶片做參數載入，晶片依不同面積可分割成數量不等的晶片，且高容量的數字邏輯匣僅佔有限面積，因此可燒錄4bit、8bit、16bit、32bit、64bit等數字邏輯匣。
現有可程序化晶片因製造工藝及電氣特性會產生電性規格漂移現象因此目前晶片在參數匹配對應方式上採用單一加載方式，將對應參數逐一加載晶片匹配採用逐一修整方式實施調配，當量產製作時，採用逐一對應匹配方式將需求參數以修整方式加載晶片並逐一進行修整，而晶片須依規格需求電壓、頻率將參數逐一寫入設定，若參數有數種參數質時，需逐一比對、加載及檢測，使參數能匹配對應，若有溫度需求產生時，也需將溫度參數加載修整，若此，當晶片大量生產製造時，不僅耗時也增加生產與庫存作業成本，無法快速響應生產所需與滿足市場需求，且晶片逐一進行參數設定時，其環境變量與人員操作均會因變動使整體時程與可靠度存在不可知的變動。

發明內容
本發明是一種方法來簡化半導體晶片修整製造工藝及提高半導體晶片修整(trim)效能的方法，實施程序將半導體晶片由測試機(Wafer Probe)晶片承載盤載入，承載盤載入晶片後檢測頭上探針會對晶片內部晶片串行電氣特性進行電氣良率載測，被載測
5的晶片將被檢測晶片電性良率是否完整，損壞的晶片將會被註記，電性功能正常的晶片將依電壓、頻率高低位階逐項修整(trim)並被註記形成一個記錄(Record)或數據(data)並施予編碼分類(code Calibration)存記。存記的記錄將依類別、屬性(Property)、位置儲存於特定儲存欄位或資料庫；另部份晶片則會進行溫度修整(Temperaturetrim)，即是將晶片依高低溫特性進行逐項修整及記錄，並將晶片的溫度修整參數記錄儲存，即是將溫度參數儲存(store)於特定儲存欄位(Table)或資料庫(database)，特定儲存欄位或資料庫即以分類方式載錄半導體晶片生產製造工藝中有關溫度參數、電壓值、電頻等相關參數。
當生產需求產生時，晶片電性在良率檢測及電性漂移狀態已經實施量測，並對晶片內部晶片狀態及良率不佳的晶片予以標註(Mark)，因此在生產製造時不需經過修整(trim)，可直接將已測試的晶片依客戶需求規格自記載區或數據夾取出相關參數進行修整，修整完成的晶片即可以進行後續貼片(Wafer mount)、切割(Die saw)、黏晶(DieBond)、焊線(Wire Bond)、封膠(mold)、列印(mark)...等一系列半導體製造工藝。
本方法可提高半導體晶片製造工藝效能及簡化半導體晶片修整步驟，該方法可適用於任一款半導體晶片製造工藝。


圖1所示的是半導體晶片生產製作流程圖。
圖2所示的是現有半導體晶片修整流程圖。 圖3所示的是本發明半導體晶片修整改善流程圖(框線為改善區域)。
圖4所示的是本發明半導體晶片修整改善描述方塊圖一。
圖5所示的是本發明半導體晶片修整改善描述方塊圖二。
具體實施例方式
請參考圖3，圖3是本發明的晶片檢測實施流程圖，圖3是本發明的晶片檢測實施流程圖，S301，將晶片(Wafer)自儲存晶片(wafer storage)的晶片匣(wafer Carriers),通過機具或手動方式，自晶片匣(wafer Carriers)取出一片晶片(Wafer)，隨即將取出的該片晶片(冊fer)置放入晶片檢測機(Wafer probe)的託盤(tray)，令託盤(tray)將已置放於檢測機之晶片，引導進入晶片檢測機(Wafer probe)，使晶片進入晶片檢測機內
(5302) ; 載入晶片檢測機的晶片(Wafer),即由晶片檢測機內的探針(Probe)，來對加載之晶片(wafer)進行表面功能檢測(function test)與電性測試(electricity test)
(5303) ; 晶片檢測機(Wafer probe)對加載並進行的晶片(wafer)會對加載之該晶片(Wafer)的功能(function)及電性(electricity)，依據需求設定，進行良率判斷與記錄
(5304) ; 當經由晶片檢測機(Wafer probe)探針檢測，所載入檢測室之晶片(wafer)經檢測(function test)後其功能與電性良好，將對該片晶片(wafer)進行記錄(record)與註記(mark) (S305)，並且對該片檢測良好的晶片(Wafer)進行電壓值校對(S306);
若經由晶片檢測機(Wafer probe)的探針(probe)檢測(function test)所載入之晶片(wafer)，經檢測(function test)發現功能與電性不佳，以及晶片有發生損害者(S307)，將對該片晶片(wafer)進行損害記錄(record)與損害註記(mark) (S308);
經(S308)進行損害記錄(record)與損害註記(mark)的晶片，將會將其損害之記錄(record)及註記(mark)，轉檔傳輸並可儲存在儲存設備，例如資料庫(database)、磁碟片(disk)或快閃記憶體(Flash)等設備，進行保存(S309); 另經檢測良好(S305)及經電壓值校對(S306)檢測(function test)後，其功能(function)與電性(electricity)良好的晶片，其晶片的檢測記錄(record)及註記(mark)，將轉檔傳輸儲存在儲存設備，例如資料庫(database)、磁碟片(disk)或快閃記憶體(Flash)等設備，進行保存(S309) 另部份經晶片檢測機(Wafer probe)檢測良好的晶片(Wafer)，另外會進行溫
度測試(Temperature test)，其測試記錄將會轉文件傳輸儲存在儲存設備，例如資料庫
(database)、磁碟片(disk)或快閃記憶體(Flash)等設備，進行保存(S309); 當晶片生產需求產生時，其生產所需的參數數據，包含有需求規格(S310)及需求
參數(S311)，將會將生產所需參數數據載出(S312); 將載出的參數數據(S312)加載燒錄修整機臺(Trim) (S313); 燒錄修整機臺(Trim) (S313)，將會對欲生產的該片晶片(Wafer)進行燒錄修整
(trim)，在進行燒錄修整(S314)前，將會選擇採用電流進行燒錄修整(S3141)或是採用激
光進行燒錄修整(S3142); 燒錄修整機臺(S313)對生產的晶片(wafer)進行燒錄修整(S314)，當晶片燒錄修整後，會對已燒錄修整之晶片(Wafer)進行功能檢測(S315); 當燒錄的晶片經修整功能檢測後(S315)，若經檢測(S315)結果良好者，燒錄的晶片(Wafer)將會進行貼片，若燒錄的晶片(wafer)經修整檢測(S315)後，其檢測結果為不合格者，該片晶片將會報廢； 請參考圖4、圖5，圖4、圖5是本發明的另一實施方式；當開始對晶片進行測試時，首先取出保存置放於晶片儲存匣(冊fer Carriers)的晶片片，置放入晶片檢測機(Waferprobe)，晶片檢測機(Wafer probe)則會對自晶片儲存匣(wafer Carriers)加載的晶片片(Wafer)進行晶片個別功能測試及特性進行檢測及分類，測試該片晶片的功能(function)及電性規格(electricityrule)，而分類是對晶片內所載存之規格進行分類(class);
經晶片檢測機(Wafer probe)測試的晶片功能若是完整，規格若是符合需求目標(Target)，則會將晶片(wafer)進行記錄(record)與註記(mark)，並且對該片檢測良好的晶片(Wafer)，經由轉檔傳輸，儲存在儲存設備，例如資料庫(database)、磁碟片(disk)或快閃記憶體(Flash)等設備，進行保存(S309); 另部份經晶片檢測機(Wafer probe)測試及檢測結果良好之晶片，將進行晶片的溫度進行分類(Temperature class)，經檢測機檢測之晶片，其數據規格若符合需求目標(Target)，則會將晶片(wafer)進行記錄(record)與註記(mark)，並且對該片溫度檢測良好的晶片(Wafer)，經由轉檔傳輸，儲存在儲存設備，例如資料庫(database)、磁碟片(disk)或快閃記憶體(Flash)等設備，進行保存(S309); 晶片若經晶片檢測機溫度分類測試後，測試的晶片(Wafer)，若其溫度數據規格不符合需求，檢測機則對該晶片進行再分類(class)，使進行溫度測試的晶片，其晶片溫度屬性，能進行細部分類並且記錄(record)，並經由轉檔傳輸，儲存在儲存設備。 綜上所述，本發明應用於半導體晶片的生產製造工藝，其綜效顯著，不但可縮短整
體半導體晶片規格修整時程，也能提高匹配良率，也能於生產實施時快速導入生產流程，且
晶片電性、溫度特性經測試、驗證並加以儲存。當生產實施時，即能將客戶不同規格需求的
相關電性溫度、參數加載，具有可立即明顯的提升生產量，因此具有新穎性、進步性及產業
利用性，符合發明的要件。 以上所述的具體實施方式
，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施方式
而已，並不用於限定本發明的保護範圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
一種電位調整可程序化儲存記錄實施方法，其特徵為，該方法將半導體IC晶片電性修整參數儲存於特定位置，當製造需求產生時，可將儲存參數自儲存特定位置取出，並傳輸至具有參數加載功能的設備，該設備可將預儲的修整參數，依製造規格需求，快速加載生產指定位置實施。
2. 如權利要求1所述的一種電位調整可程序化儲存記錄實施方法，其特徵為，參數包 含有電壓、頻率、溫度單元參數。
3. 如權利要求1所述的一種電位調整可程序化儲存記錄實施方法，其特徵為，修整方 法可使用雷射、電流方式實施。
4. 如權利要求1所述的一種電位調整可程序化儲存記錄實施方法，其特徵為，修整參 數可以記錄、儲存、分類、寫入。
5. 如權利要求1所述的一種電位調整可程序化儲存記錄實施方法，其特徵為，儲存特 定位置可包含一屬性文件，可用以儲存該電性數據的參數。
6. 如權利要求1所述的一種電位調整可程序化儲存記錄實施方法，其特徵為，儲存參 數包含電壓、溫度、頻率參數、時間參數。
7 如權利要求1所述的一種電位調整可程序化儲存記錄實施方法，其特徵為，儲存特 定位置為具有磁軌儲存功能的設備。
8. 如權利要求1所述的一種電位調整可程序化儲存記錄實施方法，其特徵為，儲存特 定位置為具有光儲存功能設備。
9. 如權利要求1所述的一種電位調整可程序化儲存記錄實施方法，其特徵為，儲存特 定位置為具有記錄讀寫功能的儲存設備。
10. 如權利要求5所述的一種電位調整可程序化儲存記錄實施方法，其特徵為，儲存特 定位置記錄功能包含有一加載功能。
11. 如權利要求1所述的一種電位調整可程序化儲存記錄實施方法，其特徵為，儲存特 定位置記錄功能包含有一插入功能。
12. 如權利要求1所述的一種電位調整可程序化儲存記錄實施方法，其特徵為，儲存特 定位置記錄功能包含有一修改功能。
13. 如權利要求1所述的一種電位調整可程序化儲存記錄實施方法，其特徵為，儲存特 定位置記錄功能包含有一刪除功能。
14. 如權利要求3所述的一種電位調整可程序化儲存記錄實施方法，其特徵為，溫度參 數修整為對半導體晶片面積上的晶粒電性進行修整。
15. 如權利要求3所述的一種電位調整可程序化儲存記錄實施方法，其特徵為，電壓參 數修整，為對半導體晶片面積上的晶粒電性進行修整。
16. 如權利要求3所述的一種電位調整可程序化儲存記錄實施方法，其特徵為，頻率參 數修整，對半導體晶片面積上的晶粒電性進行修整。
17. 如權利要求1所述的一種電位調整可程序化儲存記錄實施方法，其特徵為，儲存特 定位置記錄功能包含有記錄異動開始/異動結束功能。
18. 如權利要求1所述的一種電位調整可程序化儲存記錄實施方法，其特徵為，儲存特 定位置的參數具有排序的功能。
19. 一種電位調整可程序化儲存記錄實施方法，其方法包括下列的步驟將晶片置入晶片檢測機，由晶片檢測機以探針量測晶片內部電性及良率，並將量測及測試的各種參數 予以分類、記錄、註記，再將參數分類儲存於特定儲存位置；製造工藝作業實施時，將晶片取 出後加載具修整功能的機臺，依製造工藝功能需求自特定儲存位置存取所需參數，並將需 求參數按設定修整方式加載半導體晶片。
20. 如權利要求19所述的一種電位調整可程序化儲存記錄實施方法，其特徵為，晶片 檢測機量測晶片所得的溫度、電壓、頻率的電性參數，其電壓參數具有儲存、標記、修改功 能。
21. 如權利要求19所述的一種電位調整可程序化儲存記錄實施方法，其特徵為，晶片 檢測機量測晶片所得的溫度、電壓、頻率的電性參數，其溫度參數具有儲存、標記、修改功 能。
22. 如權利要求19所述的一種電位調整可程序化儲存記錄實施方法，其特徵為，晶片 檢測機量測晶片所得的溫度、電壓、頻率的電性參數，其頻率參數具有儲存、標記、修改功 能。
23. 如權利要求19所述的一種電位調整可程序化儲存記錄實施方法，其特徵為，晶片 檢測機量測包含為對半導體晶片上的晶粒進行電壓測試。
24. 如權利要求19所述的一種電位調整可程序化儲存記錄實施方法，其特徵為，晶片 檢測機量測，包含對半導體晶片面積上的晶粒，進行溫度測試。
25. 如權利要求19所述的一種電位調整可程序化儲存記錄實施方法，其特徵為，晶片 檢測機量測，包含對半導體晶片面積上的晶粒進行頻率測試。
26. 如權利要求19所述的一種電位調整可程序化儲存記錄實施方法，其特徵為，晶片 檢測機檢測的半導體晶片，若晶片面積上的晶粒電性發生損毀，該損毀位置會予以註記並 記錄於儲存特定位置。
全文摘要
本發明提供一種電位調整可程序化儲存記錄實施方法，該方法將半導體IC晶片電性修整參數儲存於特定位置，當製造需求產生時，可將儲存參數自儲存特定位置取出，並傳輸至具有參數加載功能的設備，該設備可將預儲的修整參數，依製造規格需求，快速加載生產指定位置實施。本發明設計一種可預先測量參數的通信接口，用以紀錄半導體晶片在不同溫度或電壓的規格參數，將此數據儲存紀錄，在製造工藝實施前，依照不同規格參數值以內差方式實施修整(trim)，並達到縮短測試時間的目的。
文檔編號G07C3/00GK101739735SQ20081018155
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月27日 優先權日2008年11月27日
發明者劉東榮, 王德如 申請人:朋程科技股份有限公司