基于具有特殊小数点的晶片尺寸建立晶圆芯片模型的方法与流程

1.本技术涉及半导体器件测试技术领域，特别是涉及一种基于具有特殊小数点的晶片尺寸建立晶圆芯片模型的方法。


背景技术：

2.在半导体工艺中，一块晶圆上具有数以万计的器件（device），每个device在晶圆上占据一定尺寸的区域（chip size，晶片尺寸），通过探针与device的表面接触测试从而判断device是否合格。
3.在现有技术中，晶片尺寸通常为正整数，例如1571um*1311um，其不包括小数点。同时，常规的探针台对晶圆表面进行扫描时，其所能识别的最小尺寸为1um，即晶片尺寸与探针台的识别精度在同一数量级上，相互适配。
4.而随着芯片制程工艺的升级，逐渐出现了带小数点的晶片尺寸，例如1180.8um*599.4um,导致现有的探针台无法识别该制程下的晶片尺寸，或者在扫描过程中产生较大的误差。
5.中国发明专利公开号cn103065012a公开了一种晶圆map显示模型及其使用方法，通过创建动态链接库，建立晶圆map坐标模型，为每个晶粒分配坐标，判断坐标位置是否处于晶圆范围内自动绘制代表晶粒的小方格以形成晶圆map图，在后续的测量等工艺为每个晶粒赋予相应坐标的检测结果，从而使得每个晶粒能够通过坐标能够对应多个不同的检测结果，能够灵活适应不同的检测参数，具有较好的移植性。
6.中国发明专利公开号cn103646900a公开了一种led晶圆片测试方法及测试系统，在初次校正后，通过对晶圆拍摄图像，并为每一个晶粒赋予坐标，形成晶圆图。将晶圆图按照坐标区分为外圈和内圈，部分外圈因为存在天然缺陷免测，内圈采用抽测，而内圈与外圈之间的部分采用全测，并且通过优化判断方法，从而避免频繁地校正，提高mapping测试机的产能。


技术实现要素：

7.基于此，有必要针对由于部分探针台识别精度不足而产生的误差问题，提供一种基于具有特殊小数点的晶片尺寸建立晶圆芯片模型的方法。
8.一种基于具有特殊小数点的晶片尺寸建立晶圆芯片模型的方法，包括：提供晶圆图像，所述晶圆图像被划分为多个芯片区域，所述芯片区域的尺寸规格具有特殊小数点；确定晶圆图像的中心点的坐标位置；基于所述特殊小数点形成的舍入误差，计算参考区域；基于所述参考区域，扫描晶圆；建立晶圆芯片模型。
9.通过采用上述技术方案，由于参考区域是基于芯片尺寸具有特殊小数点而产生的舍入误差而计算形成的，因此在参考区域内的芯片区域在自动建立时不会产生较大的舍入误差，从而避免由于误差导致的探针台报错情况。
10.在其中一个实施例中，所述计算参考区域的具体步骤包括：基于计数保留法处理
所述特殊小数点，确定由此产生的舍入误差；将探针台所允许的最大扫描误差与所述舍入误差相除，确定扫描的芯片数量；基于所述扫描的芯片数量的一半，以所述中心点为原点，形成所述参考区域。
11.通过采用上述技术方案，将探针台所允许的最大扫描误差与所述舍入误差相除，由此形成的参考区域既能够保证芯片区域的累积舍入误差不超过最大扫描误差，同时又能够使参考区域具备较大的面积，减小非参考区域需要手动划分的芯片区域。
12.在其中一个实施例中，所述参考区域为圆形，所述参考区域的半径大于所述扫描的芯片数量的一半在x轴方向上的尺寸之和，并且大于所述扫描的芯片数量的一半在y轴方向上的尺寸之和。
13.通过采用上述技术方案，限定参考区域的半径范围，进一步确定参考区域的边界位置，能够更好地定义参考区域的位置，防止参考区域内的芯片区域产生的舍入误差超过最大允许误差。
14.在其中一个实施例中，所述特殊小数点介于0.2-0.8之间。
15.通过采用上述技术方案，当特殊小数点在0.2-0.8之间时，采用例如四舍五入等技术保留法处理时产生的误差较大，相对而言更加迫切需要使用该方法对晶圆进行处理，而当特殊小数点不在该范围内时，产生的累积误差可能不足以引起探针台报错，无需处理。
16.在其中一个实施例中，在所述确定晶圆图像的中心点的坐标位置的步骤中，多次进入晶圆图像界面，记录进入界面的初始坐标位置为所述中心点。
17.通过采用上述技术方案，多次进入晶圆图像界面时，每次都记录进入界面的初始坐标位置，从而确认该位置为中心点，提高中心点的准确性，进而提高后续参考位置设定的准确性。
18.在其中一个实施例中，所述扫描晶圆具体包括步骤：沿x轴方向及y轴方向，分别扫描所述参考区域内的晶圆，获得所述参考区域内的芯片图像；判断所述参考区域内的芯片图像的误差是否小于所述最大扫描误差。
19.通过采用上述技术方案，在参考位置设定后，通过再次扫描时确认芯片图像的尺寸与设计的芯片尺寸之间的误差是否小于最大扫描误差，从而保证后续处理工艺中不会由于存在较大误差而无法处理。
20.在其中一个实施例中，所述建立晶圆芯片模型具体包括步骤：在所述参考区域内自动建立芯片模型；沿所述参考区域内芯片模型的外侧轮廓建立整个所述晶圆上的完整芯片模型。
21.通过采用上述技术方案，参考区域内的芯片模型可以由探针台在扫描过程后自动建立，而位于参考区域外的芯片模型，沿参考区域的外侧轮廓，按照已经建立的芯片模型，可以采用自动或手动的方式继续建立芯片模型，直至完成完整的芯片模型。
22.在其中一个实施例中，所述探针台的扫描精度为1um。
23.通过采用上述技术方案，即使探针台的扫描精度不足以支持具有特殊小数点的芯片尺寸，仍然能够实现建立符合最大误差标准的晶圆模型。
24.在其中一个实施例中，所述晶圆为12英寸晶圆。
25.通过采用上述技术方案，在晶圆尺寸从6英寸、8英寸升至12英寸之后，原有的探针台无法同步升级，仍然能够通过本技术的方法在12英寸的晶圆上建立芯片模型。
26.本技术还提供一种晶圆芯片模型，使用如上所述的基于具有特殊小数点的晶片尺寸建立晶圆芯片模型的方法建立形成。
27.综上所述，本技术所述的基于具有特殊小数点的晶片尺寸建立晶圆芯片模型的方法，至少具有以下一种有益效果：1.提供一种使检测精度较低的老式探针台匹配精度较高的先进制程工艺的方法，防止由于精度不匹配导致探针台报错而无法建立晶圆芯片模型。
28.2.通过建立范围小于整个晶圆面积的参考范围，使得参考范围内建立的芯片模型按照低精度扫描的芯片模型与实际建立的的具有特殊小数点的芯片模型之间的尺寸累积误差小于探针台的最大允许误差，让探针台对其进行自动补偿，
附图说明
图1为本技术一实施例中基于具有特殊小数点的晶片尺寸建立晶圆芯片模型的方法流程图；图2为本技术一实施例中晶圆图像中参考区域的示意图。
29.图3为本技术一实施例中晶圆图像中晶圆芯片模型的示意图。
30.附图标记说明：10、晶圆；11、参考区域；11a、参考区域半径；11b、中心点；12、芯片模型。
具体实施方式
31.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
32.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
33.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
34.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
35.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在
第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
36.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
37.请参阅图1，图1示出了本技术一实施例中的基于具有特殊小数点的晶片尺寸建立晶圆芯片模型12的方法的处理流程图。基于具有特殊小数点的晶片尺寸建立晶圆芯片模型12的方法包括：提供晶圆图像、确定晶圆图像的中心点11b的坐标位置、计算参考区域11、扫描参考区域11以及建立晶圆芯片模型12等步骤。下面分步骤对其依次进行介绍。
38.s1：提供晶圆图像，扫描得到的晶圆图像用于后续探针台对晶圆10进一步地对准和测试。具体地，将切割形成的约200um-750um厚度的12英寸的晶圆10装载进入探针台，通过ccd影像传感器进行扫描。
39.请参阅图2，图2为本技术一实施例中晶圆图像中参考区域11的示意图。
40.s2：确定晶圆图像的中心点11b的坐标位置，中心点11b用于后续步骤中形成参考区域11的原点。具体地，当晶圆10装载于探针台时，每次进入扫描界面时，探针台能够自动定位晶圆10的中心位置并将其设置为坐标原点。当设置的中心点11b的位置偏离实际的晶圆10中心点11b位置时，会导致后续以中心点11b为原点形成的参考区域11也产生偏离，进而导致部分位置的晶圆10形成浪费，部分不适宜作为芯片取样的位置的晶圆10形成晶圆10，导致芯片的良品率降低。
41.在一些实施例中，探针台进入扫描界面时初次设置的坐标原点，可能由于装载不稳、探针台复位不完全等问题存在误差，通过多次反复进入晶圆10的扫描界面，当每次进入扫描界面的坐标原点均为同一点时，可以确认该坐标原点即为晶圆10的中心点11b。
42.s3：计算参考区域11，参考区域11用于后续的扫描定位。请继续参阅图2，在介绍该步骤之前，为便于理解，需要先对所使用的部分术语、概念进行定义和介绍。
43.特殊小数点：绝对值小于1但不为0的小数部分，晶圆10上的芯片尺寸通常被描述为长度乘以宽度的形式，例如芯片尺寸被设置为1180.8um*599.4um，则长度上的特殊小数点为0.8um，宽度上的特殊小数点为0.4um。
44.计数保留法：在进行具体的数字运算前，通过省略原数值的最后若干位数字，调整保留的末位数字，使最后所得到的值最接近原数值的过程，包括常见四舍五入、四舍六入以及奇进偶舍等方式。
45.舍入误差：是指运算得到的近似值和精确值之间的差异，例如1180.8um按照四舍五入的规则，舍入误差为0.2um，599.4um按照四舍五入的规则，舍入误差为0.4um。
46.接下来继续介绍参考区域11的计算。
47.基于计数保留法处理设计的芯片区域尺寸，获得目标芯片区域尺寸的舍入误差。探针台具有误差自动补偿功能，然而，随着误差值的增长，自动补偿的准确度也随之下降，为了避免误差自动补偿的准确性不足，探针台具有最大扫描允许误差。
48.将探针台所允许的最大扫描误差与所述舍入误差相除，确定在某一方向上扫描的芯片数量，使得该方向上扫描该芯片数量所产生的累积舍入误差一定小于或等于最大扫描误差，避免累积舍入误差超过最大扫描误差导致后期报错且无法自动补偿。
49.具体地，芯片区域主要由两个相互垂直的方向上的尺寸组成，即x轴方向和y轴方向，因此也就会产生相应地两个舍入误差，具有两组不同的扫描芯片数量。
50.具体到本实施例中，芯片尺寸为1180.8um*599.4um，其舍入误差分别为0.2um和0.4um，探针台所允许的最大扫描误差为50um，则两个方向上所允许的扫描芯片数量分别为50/0.2=250颗以及50/0.4=125颗。选择其中扫描芯片数量较少的一组，将其在对应方向上的尺寸之和的一半作为参考区域11的半径，以晶圆10的中心点11b为圆心，建立用于扫描的参考区域11。参考区域11的圆心为晶圆10的二维初始坐标，即（0,0），参考区域11的半径为125*599/2≈37438um，折合约为1.47英寸。显然，如果芯片模型12的另一条边的舍入误差较大，则以另一条边计算时，参考区域11的半径完全不一致。具体参考区域的半径计算需要以实际的舍入误差为准。
51.需要说明的是，在其他实施例中，如果特殊小数点产生的舍入误差较小，例如0.1、0.05,直接对晶圆10进行全面扫描，所产生的舍入误差累积也小于50um，此时可以无需使用本技术的方法建立芯片模型12，而是在全面扫描后直接建立芯片模型12。
52.s4：扫描参考区域11。在建立参考区域11后，需要对参考区域11内部进行扫描，以对参考区域11的尺寸核查参考区域11的尺寸是否符合预期。
53.参考区域11的与晶圆10具有相同的中心点11b，而半径小于晶圆10。相当于用更小的虚拟的晶圆10区域去扫描晶圆10。具体到本实施例中，晶圆10的尺寸被为12英寸，但是在扫描参考区域11时，可以根据具体参考区域11的半径长度，使用8英寸、6英寸、4英寸或者其他尺寸的晶圆10进行扫描，即在12英寸的晶圆10上，将其缩小为更小尺寸的晶圆10进行扫描。
54.在参考区域11内进行扫描时，仍然会因为探针台的扫描精度与芯片的实际尺寸不完全一致存在舍入误差，只要累积的舍入误差之和在探针台所允许的最大扫描误差范围内，探针台仍然可以在扫描时对其自动进行误差补偿。
55.可以理解的是，即使自动进行误差补偿，仍然不能保证完全地消除误差。主要原因在于探针台本身的扫描精度无法匹配先进的芯片制程工艺。在芯片制程工艺的升级过程中，部分装置受限于技术封锁、更换成本等问题，因此并非所有的器件都能够同步进行升级。而本技术正是在这样的前提条件下，利用相对低阶、落后的探针台如何去实现相对高阶的、精密的芯片制程工艺。由此，由于探针台自身扫描精度不足产生的问题，可以通过建立参考区域11等方式进行缓解和回避，但无法从根源上完全解决。
56.s5：建立晶圆芯片模型12。请参阅图3，图3为本技术一实施例中晶圆图像中晶圆芯片模型12的示意图。
57.在扫描完毕后，可以在晶圆10上建立芯片模型12，建立的芯片模型12尺寸为正常带有特殊小数点的芯片模型12。
58.具体地，输入芯片模型12的具体尺寸与数量，系统能够自动在晶圆10上生成芯片模型12，用于后续的检测与处理工艺。
59.在其他一些实施例中，芯片模型12的建立为半自动方式的，即在对参考区域11内
扫描时，同步自动建立部分芯片模型12。在扫描完毕后，采用手动地方式，对位于参考区域11外侧的晶圆10手动建立芯片模型12。相较于完全自动建立的芯片模型12，该方式位于参考区域11内的晶圆芯片模型12是经过自动误差补偿得到的，比起直接建立芯片模型12误差较小。当然，在位于参考区域11外侧，手动建立晶圆芯片模型12相对耗时也更多，人工操作成本更高。
60.本技术还提供一种由上述方法所建立得到的晶圆芯片模型12。该晶圆芯片模型12使用相对扫描精度较低的探针台，实现建立了更高阶精度的芯片模型12。
61.本技术的基于具有特殊小数点的晶片尺寸建立晶圆芯片模型12的方法，其实施原理为：将晶圆10装载在探针台上时，确认晶圆图像中心点11b的坐标位置，并且以中心点11b为圆心建立圆形的参考区域11。参考区域11的半径参考探针台的最大允许扫描误差、芯片的近似尺寸以及由特殊小数点产生的舍入误差进行计算。将最大允许扫描误差与舍入误差相除，获得所允许的最大扫描芯片数量，乘以芯片对应的近似尺寸，即可计算得到参考区域11的半径。对参考区域11内进行扫描，探针台所扫描识别得到的累积误差一定小于探针台所允许的最大扫描误差，因此不会产生报错信号，使得后续的工艺顺利进行。
62.本技术的意义在于，当芯片的制程工艺向更高精度升级时，探针台受限于技术封锁以及更换成本无法同步升级为具有同样精度的新装置。在这个前提下，通过设置参考区域11，避免由于探针台和芯片模型12尺寸精度不一致导致误差过大，使得探针台报错无法进行后续建立模型等步骤。当控制扫描范围在参考区域11内时，探针台仍然可以对参考区域11内的芯片模型12进行自动误差补偿，从而减小由于精度不一致带来的误差问题。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
63.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。