用于线上部分平均测试及潜在可靠性缺陷检验的方法及系统技术方案

本发明专利技术揭示用于线上部分平均测试及潜在可靠性缺陷辨识或检测的方法及系统。一种线上部分平均测试方法可包含：在晶片制作期间在多个关键步骤处对多个晶片执行线上检验及计量；利用一或多个处理器聚合从线上检验及计量获得的检验结果以针对所述多个晶片获得多个经聚合检验结果；至少部分地基于针对所述多个晶片获得的所述多个经聚合检验结果而识别所述多个晶片当中的一或多个统计离群值；及取消所述一或多个统计离群值进入供应链以用于下游制造过程的资格，或分离所述一或多个统计离群值以用于进一步评估、测试或再利用。

Method and system for on-line partial average test and potential reliability defect inspection

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于线上部分平均测试及潜在可靠性缺陷检验的方法及系统相关申请案交叉参考本申请案依据35U.S.C.§119(e)主张于2017年3月23日提出申请的第62/475,749号美国临时申请案的权益。所述第62/475,749号美国临时申请案据此通过全文引用方式并入本文中。
本专利技术一般来说涉及过程控制领域，且特定来说涉及半导体装置的检验及计量。
技术介绍
薄经抛光板(例如硅晶片及类似者)是现代技术极重要的一部分。举例来说，晶片可能是指用于集成电路及其它装置的制作中的半导体材料薄片。薄经抛光板的其它实例可包含磁盘衬底、量块及类似者。虽然此处所描述的技术主要是指晶片，但应理解，所述技术还适用于其它类型的经抛光板。术语晶片及术语薄经抛光板在本专利技术中可互换地使用。在制造半导体装置的过程中，晶片经历数百个处理步骤以图案化功能化装置。在这些步骤的过程中，执行检验及计量步骤以确保过程处于控制中且将在制造周期结束时产生功能化产品。检验工具可找到图案化中的非预期缺陷，而计量工具可对照意图而测量膜及图案的物理参数。虽然一些缺陷及计量误差可为显着的以便清晰地指示装置故障，但较少变化可具有不明确效应。这些的一部分可稍后继续致使装置在暴露于其工作环境之后提早发生可靠性故障。半导体装置的风险规避使用者(例如汽车、军事、航空及医疗应用)需要在十亿分率(PPB)范围内的故障率，其远低于现有的故障率。辨识及控制这些所谓的潜在可靠性缺陷是满足这些行业要求的关键。本文中需要提供用于潜在可靠性缺陷检测的方法及系统。
技术实现思路
本专利技术针对于一种线上部分平均测试方法。所述方法可包含：在晶片制作期间在多个关键步骤处对多个晶片执行线上检验及计量；利用一或多个处理器聚合从线上检验及计量获得的检验结果以针对所述多个晶片获得多个经聚合检验结果；至少部分地基于针对所述多个晶片获得的所述多个经聚合检验结果而识别所述多个晶片当中的一或多个统计离群值；及取消所述一或多个统计离群值进入供应链以用于下游制造过程的资格，或分离所述一或多个统计离群值以用于进一步评估、测试或再利用。本专利技术的额外实施例是一种检验系统。所述系统可包含一或多个检验工具，所述一或多个检验工具经配置以在晶片制作期间在多个关键步骤处对多个晶片执行线上检验及计量。所述系统还可包含与所述一或多个检验工具通信的一或多个处理器。所述一或多个处理器可经配置以促进所述多个晶片的线上部分平均测试。所述一或多个处理器可进一步经配置以：聚合从所述一或多个检验工具获得的检验结果以针对所述多个晶片获得多个经聚合检验结果；至少部分地基于针对所述多个晶片获得的所述多个经聚合检验结果而识别所述多个晶片当中的一或多个统计离群值；及取消所述一或多个统计离群值进入供应链以用于下游制造过程的资格，或分离所述一或多个统计离群值以用于进一步评估、测试或再利用。本专利技术的额外实施例针对于一种检验系统。所述系统可包含一或多个检验工具，所述一或多个检验工具经配置以在晶片制作期间在多个关键步骤处对多个晶片执行线上检验及计量。所述系统还可包含与所述一或多个检验工具通信的一或多个处理器。所述一或多个处理器可经配置以促进所述多个晶片的线上部分平均测试。所述一或多个处理器可进一步经配置以：确立控制界限以满足针对利用所述多个晶片的下游制造过程界定的风险宽容度(risktolerancelevel)；聚合从所述一或多个检验工具获得的检验结果以针对所述多个晶片获得多个经聚合检验结果；至少部分地基于针对所述多个晶片获得的所述多个经聚合检验结果而识别不能满足针对所述下游制造过程确立的所述控制界限的一或多个统计离群值；及取消所述一或多个统计离群值进入供应链以用于下游制造过程的资格，或分离所述一或多个统计离群值以用于进一步评估、测试或再利用。应理解，前述一般说明及以下详细说明两者均仅为示范性及阐释性的且不必限制本专利技术。并入本说明书中且构成本说明书的一部分的随附图式图解说明本专利技术的标的物。说明与图式一起用于阐释本专利技术的原理。附图说明所属领域的技术人员可通过参考附图而较佳理解本专利技术的众多优点，在附图中：图1是描绘堆叠缺陷图的图解，所述堆叠缺陷图表示从根据本专利技术的实施例配置的线上缺陷检验工具获得的检验结果；图2是描绘由已经历根据本专利技术的实施例配置的相同线上检验计划的多个晶片上的裸片建立的缺陷直方图的图解；图3是描绘根据本专利技术的实施例配置的线上缺陷检验分析的缺陷直方图及示范性输出的另一图解；图4是描绘根据本专利技术配置的线上部分平均测试(I-PAT)方法的实施例的流程图；及图5是描绘根据本专利技术的实施例配置的检验系统的框图。具体实施方式现在将详细参考附图中所图解说明的所揭示标的物。本专利技术的实施例针对于用于线上部分平均测试及潜在可靠性缺陷辨识及/或检测的方法及系统。潜在可靠性缺陷是指装置中存在的来自制造的缺陷，所述缺陷通过最初质量测试，但当在其工作环境中启动时仍导致过早故障。举例来说，晶片可经制作且用于生产各种类型的半导体电子组件。这些半导体电子组件接着可在现场用于各种目的(例如，其可并入到汽车或需要高可靠性或低现场故障率的其它类型的运载工具、飞行器、军事、医疗及其它装置中)且可在各种类型的环境中操作。这些半导体电子组件中的一些半导体电子组件可在将来在某一点处过早地出故障，从而导致可靠性问题。根据本专利技术配置的方法及系统针对于提供潜在可靠性缺陷辨识/检验，所述潜在可靠性缺陷辨识/检测可识别处于风险中的晶片/裸片以用于进一步测试或将处于风险中的晶片/裸片从供应链排除以减少可在现场中过早地出故障的裸片的数目。根据本专利技术配置的方法及系统可利用线上部分平均(I-PAT)测试来提供潜在可靠性缺陷辨识。部分平均测试(PAT)为用于从按照所确立方针(例如，汽车行业可具有由汽车电子协会确立的方针)供应的半导体移除具有异常特性(离群值)的部分的基于统计的方法。可基于针对具有其独特设计及处理的所述特定部分的电测试结果的样本而确立用于PAT中的测试界限。每一部分设计及其相关联处理可展示针对每一测试要求的测试结果的分布且此数据可用作用于确立PAT界限的基础。可靠性研究已展示，具有异常电特性的半导体部分往往是影响长期质量及可靠性问题的较主要原因。具体来说，与同一群体或批次中更可能在现场出故障的其它部分相比较，最初通过所有制造测试的装置反而可被视为离群值。因此，PAT方法可前摄性地识别这些离群值以用于进一步测试、评估或从生产货物排除。然而，应注意，基于来自探测器及测试器的电参数数据的现有PAT一般允许制作达成可靠性缺陷控制的百万分率(PPM)水平，但尽力检测潜在可靠性缺陷。对汽车的新要求为十亿分率(PPB)，其表示现有PAT方法不能满足的控制水平。线上部分平均测试(I-PAT)通过考虑由线上缺陷检验工具(例如，宽带等离子体、激光扫描、宏观、背侧及类似者)提供的检验结果来扩展PAT方法。研究已展示，针对设计良好产品及成熟半导体制造过程，可使用线上缺陷检验工具来线上检测将导致潜在可靠性故障的缺陷的大部分。复杂之处在于每个晶片上存在数千个这些缺陷而仅所述数千个这些缺陷的极小部分继续形成可能可靠性问题。因此，单独地使用由线上缺陷检验工具提供的检验结果可导致识别到过多缺陷(例如，在几乎每个裸片中均可找到一些缺陷)，此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线上部分平均测试方法，其包括：在晶片制作期间在多个关键步骤处对多个晶片执行线上检验及计量；利用一或多个处理器聚合从线上检验及计量获得的检验结果以针对所述多个晶片获得多个经聚合检验结果；至少部分地基于针对所述多个晶片获得的所述多个经聚合检验结果而识别所述多个晶片当中的一或多个统计离群值；及取消所述一或多个统计离群值进入供应链以用于下游制造过程的资格。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.23 US 62/475,749;2017.04.05 US 15/480,2441.一种线上部分平均测试方法，其包括：在晶片制作期间在多个关键步骤处对多个晶片执行线上检验及计量；利用一或多个处理器聚合从线上检验及计量获得的检验结果以针对所述多个晶片获得多个经聚合检验结果；至少部分地基于针对所述多个晶片获得的所述多个经聚合检验结果而识别所述多个晶片当中的一或多个统计离群值；及取消所述一或多个统计离群值进入供应链以用于下游制造过程的资格。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述一或多个统计离群值包含所述多个晶片中的一或多个晶片中所含纳的一或多个裸片。3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：分离被取消进入所述供应链的资格的所述一或多个统计离群值以用于进一步评估、测试或再利用。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述取消所述一或多个统计离群值进入所述供应链以用于所述下游制造过程的资格进一步包括：确立控制界限以满足针对所述下游制造过程定义的风险宽容度。5.根据权利要求4所述的方法，其中至少部分地基于所述多个晶片的所述经聚合检验结果中的缺陷数目而确立所述控制界限。6.根据权利要求4所述的方法，其中至少部分地基于以下各项而确立所述控制界限：基于所述线上检验而确定的每裸片经聚合缺陷计数、基于所述线上检验而确定的每裸片单个关键层缺陷计数、每裸片缺陷大小群体、每裸片缺陷类型群体、缺陷数量、缺陷大小、可界定区域内的封杀率、叠对测量值、临界尺寸、光学临界尺寸、形状测量值、膜厚度、晶片平坦度、晶片电阻率或局部晶片应力。7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：在晶片制作之后执行所述多个晶片的可靠性测试；及使所述多个晶片的所述可靠性测试的结果与针对所述多个晶片获得的所述多个经聚合检验结果相关以促进所述一或多个统计离群值的识别。8.根据权利要求7所述的方法，其进一步包括：对从一或多个出故障装置检索的一或多个裸片执行故障分析；及使所述故障分析的结果与针对所述多个晶片获得的所述多个经聚合检验结果相关以促进所述一或多个统计离群值的识别。9.一种系统，其包括：一或多个检验工具，其经配置以在晶片制作期间在多个关键步骤处对多个晶片执行线上检验及计量；及一或多个处理器，其与所述一或多个检验工具通信，所述一或多个处理器经配置以促进所述多个晶片的线上部分平均测试，所述一或多个处理器进一步经配置以：聚合从所述一或多个检验工具获得的检验结果以针对所述多个晶片获得多个经聚合检验结果；至少部分地基于针对所述多个晶片获得的所述多个经聚合检验结果而识别所述多个晶片当中的一或多个统计离群值；及取消所述一或多个统计离群值进入供应链以用于下游制造过程的资格。10.根据权利要求9所述的系统，其中所述一或多个统计离群值包含所述多个晶片中的一或多个晶片中所含纳的一或多个裸片。11.根据权利要求9所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·W·普利斯，R·J·拉瑟，R·卡佩尔，K·L·榭曼，D·G·苏瑟兰，
申请(专利权)人：科磊股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US