一种晶圆电性测试方法及测试设备与流程

本发明涉及半导体测试技术领域，特别涉及一种晶圆电性测试方法及测试设备。

背景技术：

在晶圆制程的过程中可能由于各种原因（比如光刻不完整、腐蚀过度等）导致晶圆的电性特性异常。因此，在晶圆制程之后的电性测试是非常重要的一个环节，晶圆电性测试的功能主要有：筛选出电性性能不合格的晶圆，对晶圆器件的电性参数进行监控，从而来保持和改进制程工艺的水平。

晶圆在测试设备上进行测试时，可能由于外部原因导致测试不良，比如第一遍测试时可能由于针卡尖端脏污(粘上尘埃、粘上晶圆焊盘上的镀层等)或者针卡压力过轻或者针卡位置偏移等导致将良品晶圆测试成了不良品晶圆。

现有的晶圆电性测试方法的测试流程包括：完成整批晶圆的电性测试之后，将电性测试结果上传至判定系统，通过判定系统判定是否存在电性测试ng项，若存在，则对ng项所在晶圆进行重测。

利用现有的晶圆电性测试方法进行测试时，存在数据判定滞后以及重测耗时等问题，因此，改进晶圆电性测试方法、提升晶圆电性测试效率、优化晶圆电性测试流程具有十分突出的现实意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种晶圆电性测试方法及测试设备，以解决现有技术中一个或多个问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种晶圆电性测试方法，包括：

定义初始测试参数，所述初始测试参数包括各电性测试项的通过条件；

对晶圆上的多个位置区域依次进行测试，在对一所述位置区域上一电性测试项进行测试时，判断所述位置区域上所述电性测试项的测试结果是否满足所述通过条件；

若不满足，则即时重测所述电性测试项，若重测后满足所述通过条件或重测次数达到预设值，则开启所述位置区域的下一电性测试项的测试或开启下一位置区域的测试；

若满足，则开启所述位置区域的下一电性测试项的测试或开启下一位置区域的测试。

可选的，在所述的晶圆电性测试方法中，所述通过条件为上限阈值和下限阈值所限定的数值范围；在判断测试结果是否满足所述通过条件时，若测试值在所述数值范围内时，则判断为测试通过。

可选的，在所述的晶圆电性测试方法中，根据晶圆合规标准定义各所述电性测试项的所述数值范围，定义的各所述电性测试项的所述数值范围与所述晶圆合规标准的取值范围相同。

可选的，在所述的晶圆电性测试方法中，根据电性测试项稳定标准定义各所述电性测试项的所述数值范围，定义的各所述电性测试项的所述数值范围在晶圆合规标准的取值范围内。

可选的，在所述的晶圆电性测试方法中，在完成所有所述位置区域的测试后，所述晶圆电性测试方法还包括：将所述晶圆的各所述位置区域的各所述电性测试项的最后一次测试结果上传至判定系统，以使所述判定系统判定所述晶圆是否合规。

可选的，在所述的晶圆电性测试方法中，所述晶圆电性测试方法还包括：

当同一位置区域上所有所述电性测试项测试完成之后再开启下一位置区域的测试。

本发明还提供一种测试设备，所述测试设备包括处理器和存储器，所述存储器上存储有电性测试算法和初始测试参数，所述初始测试参数包括各电性测试项的通过条件，所述电性测试算法被所述处理器执行时，实现如下步骤：

对晶圆上的多个位置区域依次进行测试，在对一所述位置区域上一电性测试项进行测试时，判断所述位置区域上所述电性测试项的测试结果是否满足所述通过条件；

若不满足，则即时重测所述电性测试项，若重测后满足所述通过条件或重测次数达到预设值，则开启所述位置区域的下一电性测试项的测试或开启下一位置区域的测试；

若满足，则开启所述位置区域的下一电性测试项的测试或开启下一位置区域的测试。

可选的，在所述的测试设备中，各所述电性测试项的所述通过条件的数值范围与晶圆合规标准的取值范围相同。

可选的，在所述的测试设备中，各所述电性测试项的所述通过条件的数值范围在晶圆合规标准的取值范围内。

可选的，在所述的测试设备中，所述电性测试算法被所述处理器执行时，还实现如下步骤：

将所述晶圆的各所述位置区域的各所述电性测试项的最后一次测试结果上传至判定系统，以使所述判定系统判定所述晶圆是否合规。

综上所述，在本发明提供的晶圆电性测试方法及测试设备中，将各电性测试项的通过条件定义在初始测试参数中，而后，对晶圆上的多个位置区域依次进行测试，在对一所述位置区域上一电性测试项进行测试时，判断所述位置区域上所述电性测试项的测试结果是否满足所述通过条件；若不满足，则即时重测所述电性测试项，若重测后满足所述通过条件或重测次数达到预设值，则开启所述位置区域的下一电性测试项的测试或开启下一位置区域的测试。即，在晶圆某一位置区域的单项电性测试项测试ng后即时重测，如此，不仅有效解决了晶圆电性测试判定的滞后性，更大大缩短了电性测试ng晶圆重测的时间，另外，也通过测试过程当下ng项的二次测试，可有效去除电性测试的异常跳点值，从而显著提升测试的稳定性及抗干扰能力。

附图说明

图1为本发明实施例一所提供的晶圆电性测试方法的流程图；

图2为采用现有技术进行晶圆电容测试的结果统计图；

图3为采用本发明实施例所提供的晶圆电性测试方法进行晶圆电容测试的结果统计图；

图4为本发明实施例二中通过缩小数值范围以去除异常跳点值的示意图；

图5为本发明实施例二所提供的一种晶圆测试方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的晶圆电性测试方法及测试设备作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

【实施例一】

如图1所示，本实施例提供一种晶圆电性测试方法，所述晶圆电性测试方法包括如下步骤：

s11，定义初始测试参数，所述初始测试参数包括各电性测试项的通过条件；

s12，对晶圆上的多个位置区域依次进行测试，在对一所述位置区域上一电性测试项进行测试时，判断所述位置区域上所述电性测试项的测试结果是否满足所述通过条件，若不满足，则执行步骤s13，若满足，则执行步骤s14；

s13，即时重测所述电性测试项，若重测后满足所述通过条件或重测次数达到预设值，则执行步骤s14；

s14，开启所述位置区域的下一电性测试项的测试或开启下一位置区域的测试。

本实施例提供的所述晶圆电性测试方法，将电性测试项的通过条件定义在初始测试参数中，对测试数据即时进行判断，在晶圆某一位置区域的单项电性测试项测试ng后即时重测，可解决晶圆电性测试数据判定的滞后性；在进行重测时，只需重测晶圆测试ng位置的ng项，可大大缩短电性测试ng晶圆重测的时间，另外，也通过测试过程当下ng项的二次测试，可有效去除电性测试的异常跳点值，从而显著提升测试的稳定性及抗干扰能力。

以下，对上述各步骤进行详细描述。

首先，在晶圆测试开始之前，执行步骤s11，定义初始测试参数，所述初始测试参数包括各电性测试项的通过条件。

在对晶圆进行电性测试时，一般会定义初始测试参数，主要为一些电性测试项的设置，所述电性测试项包括阈值电压、饱和电流、漏电电流、击穿电压、极板电容、接触电阻等。本实施例提供的所述晶圆电性测试方法在此基础上，也将各电性测试项的通过条件定义在初始测试参数，使得在进行各电性测试项的测试时也能够同步对测试数据进行判定。

其中，各所述电性测试项的所述通过条件为上限阈值和下限阈值所限定的数值范围，本实施中，根据晶圆合规标准定义各所述电性测试项的所述数值范围，定义的各所述电性测试项的所述数值范围与所述晶圆合规标准的取值范围相同。

对于晶圆而言，只有当晶圆的各项电性测试数据满足合规标准时，才能出货。故而，在设置所述通过条件时，各所述电性测试项的所述通过条件的上下限阈值，可根据合规标准的上下限阈值来进行取值。例如，对某一电性测试项而言，其合规标准为测试值应满足：大于m，小于n，则可将该电性测试项的所述通过条件设置为[m，n]。

接着，执行步骤s12及步骤s13，对晶圆上的多个位置区域依次进行测试，若某一位置区域的某一电性测试项不满足所述通过条件，则即时重测该电性测试项。

在对晶圆进行电性测试时，需要测试若干个位置区域（一般为9个），在对晶圆进行位置区域进行划分时，可采用网格线进行划分，在此基础上，在对晶圆上的多个位置区域依次进行测试时，可采用逐行、逐列的方式或以蛇形的方式依次测试各位置区域。

每个位置区域需要测试数百个电性测试项目，各个位置区域的内容均是一致的。现有技术中，若一个区域的一个测试项目不符合出货标准或异常值，需要等整批晶圆完成测试之后判定才能知晓。而本实施例中，在对某一位置区域的某一电性测试项进行测试时，即对测试结果进行判定，若测试ng，则重测该位置区域的ng项。例如，当对第3个位置区域的第5个电性测试项目进行测试时，若第5个电性测试项目测试ng，则即时重测第5个电性测试测试项目。

在对ng项重测时，若重测后满足相应所述通过条件或重测次数达到预设值，例如2次、3次、4次等，则执行步骤s14，开启ng项所在位置区域的下一电性测试项的测试，若所述ng项为所述位置区域的最后一电性测试项，则开启下一位置区域的测试。

例如，若重测第3个位置区域的第5个电性测试项通过或达到预设次数，则开启第3个位置区域的第6个电性测试项的测试，若每个位置区域仅有5个电性测试项，则在第5个电性测试项重测通过或重测达到预设次数后，开启第4个位置区域的测试。

以下将对本实施例提供的晶圆电性测试方法进行举例说明。

对于晶圆代工厂而言，mos栅极氧化层制程能力是决定代工水产的关键因素之一。晶圆电性测试可以通过测试栅极氧化层的电容，来监控栅极氧化层的厚度。电容测试项目由于采用交流电进行量测，因此该测试项易受到周遭环境杂讯的干扰而测试失败。故而在实施本实施例所提供的晶圆电性测试方法时，可将电容测试的通过条件定义在初始测试参数中，例如，csio2_usl=a，csio2_lsl=b。

而后在电容测试算法中加入“电容测试数据即时判定”功能。若电容值小于上限a且大于下限b，开启下一个电性测试项测试，若电容值大于上限a或小于下限b，则即时重测该电容项目，至电容值满足设定条件或即时重测次数达到设定值n时开启下一电性项测试。

如图2所示，采用现行测式方法，由于晶圆上单个位置区域site（图示第7个位置区域）电容值超过上限a，后续需要对该片晶圆所有电性项目进行重测，而如图3所示，采用本实施例提供的方法，在测试过程中若有单个位置区域site（图示第7个位置区域）的电容值测试失败，则可对该位置区域的电容项即时重测。

假设单片晶圆电性测试耗时约为30min，单个位置区域电容测试耗时约为1.5s，一批次样本包含25片晶圆。

对于单片晶圆而言，采用现有测试方法，由于该晶圆单个位置区域电容值测试失败，后续需要整片晶圆所有电性项目进行重测，共计消耗时间t1=30*2=60min；采用本实例提供的方法，由于该晶圆单个位置区域电容值测试失败后，对该位置区域电容值即时重测即可，故共计消耗时间t2=30+0.025=30.025min。对比可知，本实施例提供的晶圆电性测试方法，相较于现有测试方法，单片晶圆测试效率提升达49.9%。

对整批晶圆而言，采用现有测试方法，由于该晶圆单个位置区域电容值测试失败，后续需要整片晶圆所有电性项目进行重测，共计消耗时间t3=30*26=780min；采用本发明实施例方法，由于该晶圆单个位置区域电容值测试失败后，对该位置区域电容值即时重测即可，故共计消耗时间t4=30*25+0.025=750.025min。对比可知，本实施例提供的晶圆电性测试方法，相较于现有测试方法，整批晶圆测试效率提升达3.8%。

此外，本实施例还提供一种测试设备，所述测试设备包括处理器和存储器，所述存储器上存储有电性测试算法和初始测参数，所述初始测试参数包括各电性测试项的通过条件，所述电性测试算法被所述处理器执行时，实现上述步骤s12~s14。

与本实施例提供的晶圆电性测试方法对应的，本实施例提供的所述测试设备中，各所述电性测试项的所述通过条件的数值范围在晶圆合规标准的取值范围内。

在本实施例所提供的所述测试设备中，所述存储器可以包括随机存取存储器（randomaccessmemory，ram），也可以包括非易失性存储器（non-volatilememory，nvm），例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。

所述处理器可以是通用处理器，包括中央处理器（centralprocessingunit，cpu）、网络处理器（networkprocessor，np）等；还可以是数字信号处理器（digitalsignalprocessing，dsp）、专用集成电路（applicationspecificintegratedcircuit，asic）、现场可编程门阵列（field-programmablegatearray，fpga）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

【实施例二】

如图4所示，在进行晶圆测试时，会因受到一些客观因素的干扰（例如测试卡针粘连上异物），测试结果可能会出现异常跳点，虽然有些异常跳点值也在合规标准内，但不利于测试结果的稳定性呈现，给晶圆测试异常情况下的判定带来干扰。

故本实施例中，与实施例一不同的是，在进行各电性测试项的通过条件的设置时，根据电性测试项稳定标准定义各所述电性测试项的所述数值范围，定义的各所述电性测试项的所述数值范围在晶圆合规标准的取值范围内。

请继续参见图4，对于电阻测试项而言，若晶圆合规标准的取值范围为[b，a]，则在进行电阻测试项的通过条件的设置时，可缩小取值范围至[d，c]，使得当电阻测试出现一些异常跳点值时，即时重测，以去除异常跳点值，从而以提升测试的稳定性及抗干扰能力。

对于任一电性测试项而言，虽然通过缩小晶圆合规标准的取值范围作为该电性测试项的通过条件可以有效去除异常跳点，但也可能会导致有些合规晶圆被判定为不合规晶圆。故而，本实施例中，在完成所有所述位置区域的测试后，将所述晶圆的各所述位置区域的各所述电性测试项的最后一次测试结果上传至判定系统，以使所述判定系统判定所述晶圆是否合规。

当有些晶圆存在测试ng项时，通过判定系统的进一步判定，可认定其虽然测试ng，但却合规，符合出货标准，如此，便可避免将一些功能正常的晶圆认定为不良品。

具体而言，如图5所示，本实施例提供的晶圆电性测试方法可包括如下步骤：

s21，定义初始测试参数，所述初始测试参数包括各电性测试项的通过条件；

s22，对晶圆上的多个位置区域依次进行测试，在对一所述位置区域上一电性测试项进行测试时，判断所述位置区域上所述电性测试项的测试结果是否满足所述通过条件，若不满足，则执行步骤s23，若满足，则执行步骤s24；

s23，即时重测所述电性测试项，若重测后满足所述通过条件或重测次数达到预设值，则执行步骤s24；

s24，开启所述位置区域的下一电性测试项的测试或开启下一位置区域的测试；

s25，将所述晶圆的各所述位置区域的各所述电性测试项的最后一次测试结果上传至判定系统，以使所述判定系统判定所述晶圆是否合规。

上述步骤s21中，根据电性测试项稳定标准定义各所述电性测试项的所述数值范围，定义的各所述电性测试项的所述数值范围在晶圆合规标准的取值范围内。

本实施例中，上述步骤s22~s24与实施例一中步骤s12~s14一致，在此不再赘述。

同样的，本实施例也提供一种测试设备，所述测试设备包括处理器和存储器，所述存储器上存储有电性测试算法和初始测试参数，所述初始测试参数包括各电性测试项的通过条件，所述电性测试算法被所述处理器执行时，实现上述步骤s22~s24。

与本实施例提供的所述晶圆电性测试方法对应的，本实施例所提供的所述测试设备中，各所述电性测试项的所述通过条件的数值范围在晶圆合规标准的取值范围内，所述电性测试算法被所述处理器执行时，还实现上述步骤s25。对于所述处理器和所述存储器的描述请参见实施例一，在此不再赘述。

综上所述，本发明提供的晶圆电性测试方法及测试设备，将各电性测试项的通过条件定义在初始测试参数中，而后，对晶圆上的多个位置区域依次进行测试，在对一所述位置区域上一电性测试项进行测试时，判断所述位置区域上所述电性测试项的测试结果是否满足所述通过条件；若不满足，则即时重测所述电性测试项，若重测后满足所述通过条件或重测次数达到预设值，则开启所述位置区域的下一电性测试项的测试或开启下一位置区域的测试。即，在晶圆某一位置区域的单项电性测试项测试ng后即时重测，如此，不仅有效解决了晶圆电性测试判定的滞后性，更大大缩短了电性测试ng晶圆重测的时间，另外，也通过测试过程当下ng项的二次测试，可有效去除电性测试的异常跳点值，从而显著提升测试的稳定性及抗干扰能力。

需要说明的是，本说明书中各个实施例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部分互相参见即可，此外，各个实施例之间不同的部分也可互相组合使用，本发明对此不作限定。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。