晶圆测试的自动化控制系统和方法与流程

[0001]
本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种晶圆测试(chip probing，cp)的自动化控制系统。本发明还涉及一种晶圆测试的自动化控制方法。


背景技术：

[0002]
晶圆测试简称cp测试，cp测试是集成电路后道测试封装的重要工序。cp测试是对晶圆裸片进行电气测试，需要对晶圆上的每一个芯片(die)进行测试，如果芯片测试通过在对应的芯片为良品，测试未通过的芯片则为不良品。如果良率达到要求，则晶圆测试通过，如果良率较低，则需要通过工程师进行处置，以检测晶圆制造过程中是否出现问题。对不良品，如果能修补则进行修补。
[0003]
cp测试中，cp测试数据是晶圆出货的重要依据，因此cp测试数据的处理和分析及根据测试结果对晶圆的处置方法更为关键，现有方法需要通过工程师进行手动处置后，再由晶圆制造执行系统(manufacturing execution system，mes)对晶圆进行处置。如图1所示，是现有晶圆测试和晶圆测试后的晶圆处置的结构框图，图1中还结合结构框图对流程进行了描述，由图1所示可知，现有晶圆测试中是通过晶圆测试机台101进行，晶圆测试主要是对晶圆上各die进行电气测试并得到晶圆测试数据，晶圆测试数据包括对应批次的对应晶圆的不良品的分布和数量等。晶圆测试机台101本身不对晶圆测试数据进行分析，所述晶圆测试机台101会将测试完成形成的晶圆测试数据输入到晶圆测试分析和处理系统102中，晶圆测试分析和处理系统102根据晶圆测试数据进行分析和处理后得到相应的分析判断结果，分析判断结果最后需要提供给工程师，工程师则能根据分析判断结果确定造成不良品的可能原因并进行相应的处置，图1中将工程师处置采用了框图103表示。工程师处置过程中，会对制造工艺步骤进行检查，如果有问题则进行相应的修改；也会对不良率高的晶圆进行处置。
[0004]
但是工程师处置完毕后，晶圆的生产制造还是需要采用晶圆制造执行系统104进行控制，故工程师处置后，晶圆制造执行系统104会按照工程师的处置动作来实现对晶圆的处置，晶圆处置采用了框图105表示。
[0005]
由图1所示可知，现有方法中，从对晶圆测试，到晶圆测试完成后对晶圆进行处置，中间需要进行工程师的人工处置，由晶圆测试机台101和晶圆测试分析和处理系统102组成的测试系统106和由晶圆制造执行系统104和对应的晶圆处置105组成的制造系统107是分立的控制系统，晶圆测试分析和处理系统102的分析判断结果无法实时的与线上晶圆制造执行系统104进行交互。工程师必须根据晶圆测试分析和处理系统102的分析判断结果，通过晶圆制造执行系统104对晶圆进行处置，无法进行实时处理，极大的影响了机台产能及增加了晶圆测试流程中时间成本和人力成本。


技术实现要素：

[0006]
本发明所要解决的技术问题是提供一种晶圆测试的自动化控制系统，能实现晶圆
测试系统和晶圆制造系统的交互，能在晶圆测试完成后直接使用晶圆制造系统进行处置，从而能进行实时处理，能提高机台产能及减少晶圆测试的时间成本和人力成本。为此，本发明还提供一种晶圆测试的自动化控制方法。
[0007]
为解决上述技术问题，本发明提供的晶圆测试的自动化控制系统包括：
[0008]
晶圆测试分析和处理系统，晶圆制造执行系统，机台自动化管理系统，晶圆测试菜单管理系统，晶圆测试机台。
[0009]
所述晶圆测试菜单管理系统设置有多个测试菜单，各所述测试菜单设定所述晶圆测试机台的测试步骤和参数。
[0010]
所述机台自动化管理系统用于控制对所述晶圆测试菜单管理系统的所述测试菜单的调用以及对所述晶圆测试机台进行实时控制。
[0011]
所述晶圆制造执行系统为所述机台自动化管理系统提供所要测试的晶圆的批次信息并控制所述机台自动化管理系统对所述批次的晶圆进行晶圆测试。
[0012]
所述晶圆测试分析和处理系统接收所述晶圆测试机台输出的晶圆测试数据并进行分析和判断并预设处置动作。
[0013]
所述晶圆制造执行系统根据预设的所述处置动作对所述批次的各所述晶圆进行处置。
[0014]
进一步的改进是，所述晶圆制造执行系统提供的所述批次信息中包括测试流程，所述机台自动化管理系统根据所述测试流程调用对应的所述测试菜单。
[0015]
进一步的改进是，所述晶圆测试菜单管理系统中设置的各所述测试菜单根据所述测试流程中各种判断结果进行定制。
[0016]
进一步的改进是，一个所述批次中包括多片晶圆，所述晶圆测试分析和处理系统以晶圆为单位接收所述晶圆测试机台输出的晶圆测试数据并形成晶圆级分析判断结果以及晶圆级动作反馈信号。
[0017]
进一步的改进是，所述晶圆级动作反馈信号输入到所述机台自动化管理系统并对所述机台自动化管理系统进行控制。
[0018]
如果所述晶圆级分析判断结果符合预设分析判断值，则所述晶圆级动作反馈信号使所述机台自动化管理系统控制所述晶圆测试机台对下一片晶圆进行测试。
[0019]
如果所述晶圆级分析判断结果不符合预设分析判断值，则所述晶圆级动作反馈信号使所述机台自动化管理系统控制所述晶圆测试机台暂停对下一片晶圆的测试或直接中断整个所述批次的晶圆测试。
[0020]
进一步的改进是，所述批次中的所有所述晶圆都测试完成后，所述晶圆测试分析和处理系统形成批次级分析判断结果以及批次级动作反馈信号；所述批次级分析判断结果和所述批次级动作反馈信号都输入到所述晶圆制造执行系统。
[0021]
进一步的改进是，如果所述批次级分析判断结果为所述批次中的所有所述晶圆的所述晶圆级分析判断结果符合预设分析判断值，所述批次级动作反馈信号表示测试通过；所述晶圆制造执行系统收到所述批次级动作反馈信号后使所述批次的晶圆流出所述测试流程。
[0022]
进一步的改进是，如果所述批次级分析判断结果为所述批次中的部分所述晶圆的所述晶圆级分析判断结果不符合预设分析判断值，则所述晶圆级分析判断结果不符合预设
分析判断值的所述晶圆为未通过晶圆，所述晶圆测试分析和处理系统使所述机台自动化管理系统控制所述晶圆测试机台对各所述未通过晶圆进行重测或加测。
[0023]
所述晶圆测试分析和处理系统根据包括重测或加测的多次晶圆测试数据进行分析和判断，对多次晶圆测试后依然为所述未通过晶圆的形成处置动作并形成对应的所述批次级动作反馈信号；所述晶圆制造执行系统收到所述批次级动作反馈信号后对所述未通过晶圆进行处置并告知所述批次的货主；或者，如果所述晶圆测试分析和处理系统对多次晶圆测试后依然为所述未通过晶圆的无法形成处置动作，则所述晶圆测试分析和处理系统将所述批次按住并给所述货主进行手动处置。
[0024]
为解决上述技术问题，本发明提供的晶圆测试的自动化控制方法包括如下步骤：
[0025]
步骤一、采用晶圆制造执行系统为机台自动化管理系统提供所要测试的晶圆的批次信息并控制所述机台自动化管理系统对所述批次的晶圆进行晶圆测试。
[0026]
步骤二、机台自动化管理系统根据所述晶圆制造执行系统的控制指令对晶圆测试菜单管理系统的测试菜单进行调用以及对晶圆测试机台进行实时控制。
[0027]
所述晶圆测试菜单管理系统设置有多个测试菜单，各所述测试菜单设定晶圆测试机台的测试步骤和参数。
[0028]
步骤三、所述晶圆测试机台根据所述机台自动化管理系统的实时控制指令从所述晶圆测试菜单管理系统中下载所述测试菜单并对所述批次中的所述晶圆进行测试。
[0029]
步骤四、所述晶圆测试分析和处理系统接收所述晶圆测试机台输出的晶圆测试数据并进行分析和判断并预设处置动作。
[0030]
步骤五、所述晶圆制造执行系统根据预设的所述处置动作对所述批次的各所述晶圆进行处置。
[0031]
进一步的改进是，所述晶圆制造执行系统提供的所述批次信息中包括测试流程，所述机台自动化管理系统根据所述测试流程调用对应的所述测试菜单。
[0032]
进一步的改进是，所述晶圆测试菜单管理系统中设置的各所述测试菜单根据所述测试流程中各种判断结果进行定制。
[0033]
进一步的改进是，一个所述批次中包括多片晶圆，所述晶圆测试分析和处理系统以晶圆为单位接收所述晶圆测试机台输出的晶圆测试数据并形成晶圆级分析判断结果以及晶圆级动作反馈信号。
[0034]
进一步的改进是，所述晶圆级动作反馈信号输入到所述机台自动化管理系统并对所述机台自动化管理系统进行控制。
[0035]
如果所述晶圆级分析判断结果符合预设分析判断值，则所述晶圆级动作反馈信号使所述机台自动化管理系统控制所述晶圆测试机台对下一片晶圆进行测试。
[0036]
如果所述晶圆级分析判断结果不符合预设分析判断值，则所述晶圆级动作反馈信号使所述机台自动化管理系统控制所述晶圆测试机台暂停对下一片晶圆的测试或直接中断整个所述批次的晶圆测试。
[0037]
进一步的改进是，所述批次中的所有所述晶圆都测试完成后，所述晶圆测试分析和处理系统形成批次级分析判断结果以及批次级动作反馈信号；所述批次级分析判断结果和所述批次级动作反馈信号都输入到所述晶圆制造执行系统。
[0038]
进一步的改进是，如果所述批次级分析判断结果为所述批次中的所有所述晶圆的
所述晶圆级分析判断结果符合预设分析判断值，所述批次级动作反馈信号表示测试通过；所述晶圆制造执行系统收到所述批次级动作反馈信号后使所述批次的晶圆流出所述测试流程。
[0039]
如果所述批次级分析判断结果为所述批次中的部分所述晶圆的所述晶圆级分析判断结果不符合预设分析判断值，则所述晶圆级分析判断结果不符合预设分析判断值的所述晶圆为未通过晶圆，所述晶圆测试分析和处理系统使所述机台自动化管理系统控制所述晶圆测试机台对各所述未通过晶圆进行重测或加测。
[0040]
所述晶圆测试分析和处理系统根据包括重测或加测的多次晶圆测试数据进行分析和判断，对多次晶圆测试后依然为所述未通过晶圆的形成处置动作并形成对应的所述批次级动作反馈信号；所述晶圆制造执行系统收到所述批次级动作反馈信号后对所述未通过晶圆进行处置并告知所述批次的货主；或者，如果所述晶圆测试分析和处理系统对多次晶圆测试后依然为所述未通过晶圆的无法形成处置动作，则所述晶圆测试分析和处理系统将所述批次按住并给所述货主进行手动处置。
[0041]
本发明通过在晶圆测试机台、晶圆测试分析和处理系统和晶圆制造执行系统的基础上，设置了机台自动化管理系统和晶圆测试菜单管理系统，晶圆测试菜单管理系统中设置有测试菜单，这种测试菜单能控制晶圆测试机台的步骤和参数，且测试菜单和晶圆所需的测试流程相关，晶圆制造执行系统则能控制晶圆本身的信息和制造步骤，晶圆制造执行系统确认晶圆所需要的测试流程并实现测试菜单的调用；本发明中通过设置机台自动化管理系统能接收晶圆制造执行系统的控制信息并实现对测试菜单的调用以及对晶圆测试机台的控制从而能实现通过晶圆制造执行系统对晶圆测试机台进行自动化控制；在晶圆制造执行系统对晶圆测试机台进行自动化控制的基础上，本发明的晶圆测试分析和处理系统根据分析和判断而预设的处置动作能反馈给晶圆制造执行系统进行自动处理，最后实现晶圆处置；所以，本发明能实现晶圆测试系统和晶圆制造系统的交互，能在晶圆测试完成后直接使用晶圆制造系统进行处置，正常情形下中间不需要工程师进行处置，工程师仅在异常时才介入处置，从而能进行实时处理，能提高机台产能及减少晶圆测试的时间成本和人力成本。
附图说明
[0042]
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
[0043]
图1是现有晶圆测试和晶圆测试后的晶圆处置的结构框图；
[0044]
图2是本发明实施例晶圆测试的自动化控制系统的结构框图。
具体实施方式
[0045]
如图2所示，是本发明实施例晶圆测试的自动化控制系统的结构框图，结构框图结合了流程进行说明；本发明实施例晶圆测试的自动化控制系统包括：
[0046]
晶圆测试分析和处理系统5，晶圆制造执行系统1，机台自动化管理系统2，晶圆测试菜单管理系统3，晶圆测试机台4。
[0047]
所述晶圆测试菜单管理系统3设置有多个测试菜单，各所述测试菜单设定所述晶圆测试机台4的测试步骤和参数。
[0048]
所述机台自动化管理系统2用于控制对所述晶圆测试菜单管理系统3的所述测试菜单的调用以及对所述晶圆测试机台4进行实时控制。图2中，信号singal3表示菜单调用信号，即所述机台自动化管理系统2对所述晶圆测试菜单管理系统3进行测试菜单调用的控制信号；信号singal4表示晶圆实时测试动作控制信号，即所述机台自动化管理系统2对所述晶圆测试机台4进行晶圆实时测试动作控制的控制信号。
[0049]
所述晶圆制造执行系统1为所述机台自动化管理系统2提供所要测试的晶圆的批次信息并控制所述机台自动化管理系统2对所述批次的晶圆进行晶圆测试。图2中，信号signal1表示批次测试控制信号，所述机台自动化管理系统2接收到信号signal1后就能对一批次的晶圆进行测试，所述机台自动化管理系统2首先会根据信号signal1进行菜单调用，之后通过信号signal4控制所述晶圆测试机台4对所述批次中的晶圆进行逐片测试。所述机台自动化管理系统2也会晶圆测试动作反馈到所述晶圆制造执行系统1，信号signal2表示晶圆测试动作反馈。
[0050]
所述晶圆测试分析和处理系统5接收所述晶圆测试机台4输出的晶圆测试数据并进行分析和判断并预设处置动作。图2中，信号signal6表示晶圆测试数据文件，所述晶圆测试机台4输出的晶圆数据会逐片传输到所述晶圆测试分析和处理系统5。所述晶圆测试分析和处理系统5会对晶圆测试数据进行逐片分析和判断，其中，信号signal7表示晶圆实时判断结果和动作反馈信号；所述晶圆测试分析和处理系统5还会在所述批次的晶圆都测试完成后对整个所述批次进行分析和判断，信号signal8表示批次判断结果和动作反馈信号。
[0051]
所述晶圆制造执行系统1根据预设的所述处置动作对所述批次的各所述晶圆进行处置。晶圆处置之后，所述晶圆测试完成即图2中所示的晶圆cp测试完成。
[0052]
本发明实施例中，所述晶圆制造执行系统1提供的所述批次信息中包括测试流程，所述机台自动化管理系统2根据所述测试流程调用对应的所述测试菜单。
[0053]
所述晶圆测试菜单管理系统3中设置的各所述测试菜单根据所述测试流程中各种判断结果进行定制，也即所述晶圆测试菜单管理系统3中需要定制出各种测试需求对应的所述测试菜单，这样，当需要对晶圆进行对应的测试时，将测试菜单自动载入到所述晶圆测试机台4即可实现自动测试。
[0054]
一个所述批次中包括多片晶圆，通常，一个所述批次中最多包括25片晶圆。所述晶圆测试分析和处理系统5以晶圆为单位接收所述晶圆测试机台4输出的晶圆测试数据并形成晶圆级分析判断结果以及晶圆级动作反馈信号即信号signal7对应的晶圆实时判断结果和动作反馈信号。
[0055]
所述晶圆级动作反馈信号输入到所述机台自动化管理系统2并对所述机台自动化管理系统2进行控制。
[0056]
如果所述晶圆级分析判断结果符合预设分析判断值，则所述晶圆级动作反馈信号使所述机台自动化管理系统2控制所述晶圆测试机台4对下一片晶圆进行测试。
[0057]
如果所述晶圆级分析判断结果不符合预设分析判断值，则所述晶圆级动作反馈信号使所述机台自动化管理系统2控制所述晶圆测试机台4暂停对下一片晶圆的测试或直接中断整个所述批次的晶圆测试。也能根据所述晶圆级分析判断结果选择对应的所述测试菜单对所述晶圆进行重测或加测。
[0058]
所述批次中的所有所述晶圆都测试完成后，所述晶圆测试分析和处理系统5形成
批次级分析判断结果以及批次级动作反馈信号即信号signal8对应的批次判断结果和动作反馈信号；所述批次级分析判断结果和所述批次级动作反馈信号都输入到所述晶圆制造执行系统1。
[0059]
如果所述批次级分析判断结果为所述批次中的所有所述晶圆的所述晶圆级分析判断结果符合预设分析判断值，所述批次级动作反馈信号表示测试通过即测试ok；所述晶圆制造执行系统1收到所述批次级动作反馈信号后使所述批次的晶圆流出所述测试流程，之后则所述晶圆cp测试完成。
[0060]
如果所述批次级分析判断结果为所述批次中的部分所述晶圆的所述晶圆级分析判断结果不符合预设分析判断值即测试ng，则所述晶圆级分析判断结果不符合预设分析判断值的所述晶圆为未通过晶圆，所述晶圆测试分析和处理系统5使所述机台自动化管理系统2控制所述晶圆测试机台4对各所述未通过晶圆进行重测或加测。
[0061]
所述晶圆测试分析和处理系统5根据包括重测或加测的多次晶圆测试数据进行分析和判断，对多次晶圆测试后依然为所述未通过晶圆的形成处置动作并形成对应的所述批次级动作反馈信号；所述晶圆制造执行系统1收到所述批次级动作反馈信号后对所述未通过晶圆进行处置并告知所述批次的货主。也即，所述晶圆测试分析和处理系统5能直接为测试ng的晶圆形成处置动作，并反馈给所述晶圆制造执行系统1进行自动处置，中间不需要工程师参与，仅需将处置结果告知所述批次的货主即可，所述批次的货主为工程师之一。
[0062]
也能为：如果所述晶圆测试分析和处理系统5对多次晶圆测试后依然为所述未通过晶圆的无法形成处置动作，则所述晶圆测试分析和处理系统5将所述批次按住并给所述货主进行手动处置。也即出现的测试ng的原因以前没有碰到过，所述晶圆测试分析和处理系统5无法预设处置动作，这时需要经过所述货主进行手动处置，所述货主和对应的工程师进行相应的处置后，所述晶圆测试分析和处理系统5会记录相应的处置动作，在后续碰到相同的问题时，则就能自动预设处置动作，不再需要工程师手动参与。
[0063]
本发明实施例通过在晶圆测试机台4、晶圆测试分析和处理系统5和晶圆制造执行系统1的基础上，设置了机台自动化管理系统2和晶圆测试菜单管理系统3，晶圆测试菜单管理系统3中设置有测试菜单，这种测试菜单能控制晶圆测试机台4的步骤和参数，且测试菜单和晶圆所需的测试流程相关，晶圆制造执行系统1则能控制晶圆本身的信息和制造步骤，晶圆制造执行系统1确认晶圆所需要的测试流程并实现测试菜单的调用；本发明实施例中通过设置机台自动化管理系统2能接收晶圆制造执行系统1的控制信息并实现对测试菜单的调用以及对晶圆测试机台4的控制从而能实现通过晶圆制造执行系统1对晶圆测试机台4进行自动化控制；在晶圆制造执行系统1对晶圆测试机台4进行自动化控制的基础上，本发明实施例的晶圆测试分析和处理系统5根据分析和判断而预设的处置动作能反馈给晶圆制造执行系统1进行自动处理，最后实现晶圆处置；所以，本发明实施例能实现晶圆测试系统和晶圆制造系统的交互，能在晶圆测试完成后直接使用晶圆制造系统进行处置，正常情形下中间不需要工程师进行处置，工程师仅在异常时才介入处置，从而能进行实时处理，能提高机台产能及减少晶圆测试的时间成本和人力成本。
[0064]
本发明实施例晶圆测试的自动化控制方法包括如下步骤：
[0065]
步骤一、采用晶圆制造执行系统1为机台自动化管理系统2提供所要测试的晶圆的批次信息并控制所述机台自动化管理系统2对所述批次的晶圆进行晶圆测试。
[0066]
步骤二、机台自动化管理系统2根据所述晶圆制造执行系统1的控制指令对晶圆测试菜单管理系统3的测试菜单进行调用以及对晶圆测试机台4进行实时控制。
[0067]
本发明实施例方法中，所述晶圆制造执行系统1提供的所述批次信息中包括测试流程，所述机台自动化管理系统2根据所述测试流程调用对应的所述测试菜单。
[0068]
所述晶圆测试菜单管理系统3中设置的各所述测试菜单根据所述测试流程中各种判断结果进行定制。
[0069]
所述晶圆测试菜单管理系统3设置有多个测试菜单，各所述测试菜单设定晶圆测试机台4的测试步骤和参数。
[0070]
步骤三、所述晶圆测试机台4根据所述机台自动化管理系统2的实时控制指令从所述晶圆测试菜单管理系统3中下载所述测试菜单并对所述批次中的所述晶圆进行测试。
[0071]
步骤四、所述晶圆测试分析和处理系统5接收所述晶圆测试机台4输出的晶圆测试数据并进行分析和判断并预设处置动作。
[0072]
本发明实施例方法中，一个所述批次中包括多片晶圆，所述晶圆测试分析和处理系统5以晶圆为单位接收所述晶圆测试机台4输出的晶圆测试数据并形成晶圆级分析判断结果以及晶圆级动作反馈信号。
[0073]
所述晶圆级动作反馈信号输入到所述机台自动化管理系统2并对所述机台自动化管理系统2进行控制。
[0074]
如果所述晶圆级分析判断结果符合预设分析判断值，则所述晶圆级动作反馈信号使所述机台自动化管理系统2控制所述晶圆测试机台4对下一片晶圆进行测试。
[0075]
如果所述晶圆级分析判断结果不符合预设分析判断值，则所述晶圆级动作反馈信号使所述机台自动化管理系统2控制所述晶圆测试机台4暂停对下一片晶圆的测试或直接中断整个所述批次的晶圆测试。也能根据所述晶圆级分析判断结果选择对应的所述测试菜单对所述晶圆进行重测或加测，重测或加测后继续完成所述批次中后续的晶圆的测试。
[0076]
步骤五、所述晶圆制造执行系统1根据预设的所述处置动作对所述批次的各所述晶圆进行处置。
[0077]
所述批次中的所有所述晶圆都测试完成后，所述晶圆测试分析和处理系统5形成批次级分析判断结果以及批次级动作反馈信号；所述批次级分析判断结果和所述批次级动作反馈信号都输入到所述晶圆制造执行系统1。
[0078]
本发明实施例方法中，如果所述批次级分析判断结果为所述批次中的所有所述晶圆的所述晶圆级分析判断结果符合预设分析判断值，所述批次级动作反馈信号表示测试通过；所述晶圆制造执行系统1收到所述批次级动作反馈信号后使所述批次的晶圆流出所述测试流程。
[0079]
如果所述批次级分析判断结果为所述批次中的部分所述晶圆的所述晶圆级分析判断结果不符合预设分析判断值，则所述晶圆级分析判断结果不符合预设分析判断值的所述晶圆为未通过晶圆，所述晶圆测试分析和处理系统5使所述机台自动化管理系统2控制所述晶圆测试机台4对各所述未通过晶圆进行重测或加测。
[0080]
所述晶圆测试分析和处理系统5根据包括重测或加测的多次晶圆测试数据进行分析和判断，对多次晶圆测试后依然为所述未通过晶圆的形成处置动作并形成对应的所述批次级动作反馈信号；所述晶圆制造执行系统1收到所述批次级动作反馈信号后对所述未通
过晶圆进行处置并告知所述批次的货主；或者，如果所述晶圆测试分析和处理系统5对多次晶圆测试后依然为所述未通过晶圆的无法形成处置动作，则所述晶圆测试分析和处理系统5将所述批次按住并给所述货主进行手动处置。
[0081]
以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。