CN103035617B

CN103035617B - 芯片中模块的失效原因判定方法及晶圆结构

Info

Publication number: CN103035617B
Application number: CN201110302425.4A
Authority: CN
Inventors: 赵志勇; 杨兆宇; 谢宝强; 许宗能
Original assignee: CSMC Technologies Corp
Current assignee: CSMC Technologies Corp
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2011-09-28
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2031-09-28
Also published as: CN103035617A

Abstract

芯片中模块的失效原因的判定方法包括以下步骤：在芯片所在的晶圆上设置可定位性测试的测试模块，且测试模块包含的器件类型与芯片中模块包含的器件类型相同；对测试模块进行测试，以此定位测试模块的失效位置；判定测试模块的失效位置的失效原因得出芯片中模块的失效原因。晶圆结构，可应用于上述芯片中模块的失效原因的判定方法，它包括若干组芯片框、分布于芯片框内和芯片框之间的切割道；芯片框内设有芯片和测试模块；测试模块包含的器件类型与芯片中模块包含的器件类型相同；测试模块位于晶圆的切割道以外的位置。本发明提供的芯片中模块的失效原因的判定方法可解决芯片中模块难以通过测试程序定位失效位置从而无法判定其失效原因的问题。

Description

芯片中模块的失效原因判定方法及晶圆结构

【技术领域】

本发明涉及半导体芯片良率的监测方法，尤其是涉及一种芯片中模块的失效原因的判定方法及应用于该判定方法中的晶圆结构。

【背景技术】

半导体芯片经过一系列的前段和后段工艺处理完成后，还需进行用于筛选好坏芯片的良率测试。在新的芯片导入半导体工艺生产线初期，经常会遇到新的芯片的良率很低的情况。

由于在新的芯片导入初期，用于测试芯片良率的测试程序通常只能完成粗线条的芯片中模块的测试。这种粗线条的模块测试导致其后续的失效分析很难定位模块中失效的准确位置，因此很难对芯片的失效原因作出准确的判断。例如以逻辑芯片为例，逻辑芯片通常包含有SRAM(静态随机存储器)模块，而相应的良率测试程序仅对整个SRAM模块实现功能进行测试，因此当测试到SRAM失效时，无法定位是SRAM模块中哪一个器件或多个器件的故障导致整个SRAM模块功能失效。

因此，当芯片中模块被检测到失效，而又无法利用测试程序对模块中失效的位置进行定位时，其失效的原因也就无法通过后续的失效分析进行判定了。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种芯片中模块的失效原因的判定方法，可帮助实现芯片模块中失效原因的判定。

本发明的芯片中模块的失效原因的判定方法包括以下步骤：

在芯片所在的晶圆上设置可定位性测试的测试模块，且测试模块包含的器件类型与芯片中模块包含的器件类型相同；对测试模块进行测试，以此定位测试模块的失效位置；判定测试模块的失效位置的失效原因得出芯片中模块的失效原因。

进一步地，由于测试模块相对普通的摆放在晶圆切割道上的监测模块面积要大，因此，将该测试模块设置于晶圆上切割道以外的位置。

进一步地，在芯片所在的晶圆上设置若干组芯片框，在芯片框内设置芯片和测试模块。根据需要，芯片框可包含一个或多个的测试模块。

进一步地，为使测试模块能更准确地反映芯片中模块的失效原因，芯片中模块和测试模块包含的同类型器件尺寸相同。

进一步地，芯片为逻辑类型芯片，芯片中模块为存储模块，测试模块为可定位性测试的SRAM模块。测试模块选用SRAM模块的原因是SRAM模块相对其他的测试模块结构简单，通过定位性测试程序容易实现SRAM模块失效位置的定位，进行失效原因的判定。

本发明的一种晶圆结构，可应用于上述芯片中模块失效原因的判定方法中。晶圆结构包括若干组芯片框、分布于芯片框内和芯片框之间的切割道；芯片框内设有芯片和测试模块；测试模块包含的器件类型与芯片中模块包含的器件类型相同；测试模块位于晶圆的切割道以外的位置。

进一步地，在晶圆结构实施例中，为让测试模块更准确地放映芯片中模块的失效原因，测试模块与芯片中模块包含的同类型的器件尺寸相同。

进一步地，在晶圆结构实施例中，该芯片为逻辑类型芯片，芯片中模块为逻辑芯片中存储模块，测试模块为SRAM模块。

上述芯片中模块的失效原因的判定方法，通过对本发明提供的晶圆结构中测试模块进行测试，定位测试模块的失效位置，判定测试模块中失效位置的失效原因而得出与测试模块包含器件类型相同的芯片中模块的失效原因。采用此种方法可以有效解决芯片中模块难以通过测试程序定位失效位置从而无法判定其失效原因的问题。

【附图说明】

图1为本发明芯片中模块的失效原因的判定方法的示意图；

图2为本发明芯片中模块的失效原因的判定方法的实施例中芯片所在晶圆的示意图；

图3为图2局部放大示意图；

图4为图2局部放大另一示意图。

【具体实施方式】

为有效解决芯片中模块难以通过测试程序定位失效位置从而无法判定其失效原因的问题，本实施例提出了一种芯片中模块的失效原因的判定方法。

请参阅图1，芯片中模块的失效原因的判定方法包括步骤S210：在芯片所在的晶圆上设置可定位性测试的测试模块，且测试模块包含的器件类型与芯片中模块包含的器件类型相同。

同时参阅图2，此步骤S210的目的是在芯片所在的晶圆10上安放可进行定位性测试的测试模块1012。为使测试模块1012能反映芯片1011中模块存在的失效问题，因此测试模块1012与芯片1011中模块包含的器件类型相同，保证了测试模块1012和芯片1011中模块的工艺步骤相同，测试模块1012能代表芯片1011中模块反映制作工艺存在的问题。由于测试模块1012可进行失效位置的定位性测试，因此其面积可能相对普通的摆放在晶圆切割道上的监测模块面积要大。因此，该测试模块1012位于晶圆10上用于设置芯片的位置，即晶圆10上切割道以外的位置。

如图2所示，芯片所在的晶圆10上设有若干组芯片框101。芯片框101是光罩在晶圆10上曝光一次的图案。请参阅图3和图4，芯片框101内设有芯片1011和测试模块1012。根据实际芯片中模块可能失效的原因，包含若干芯片1011的芯片框101可能会设计成如图3所示的包含一个测试模块1012，或者设计成如图4所示包含一个以上的测试模块1012。若芯片1011的尺寸很大，那么芯片框101也可以只包含一个芯片1011，所以芯片框101包含的芯片1011的数目视芯片1011实际尺寸而定。

为使测试模块1012能更准确反映芯片中模块失效可能是由于某一特定尺寸器件导致，因此要求步骤S210中最好测试模块和芯片中模块包含的同类型器件尺寸相同。

芯片中模块的失效原因的判定方法还包括如图1所示的步骤S220：对测试模块进行测试，以此定位测试模块的失效位置。以逻辑芯片为例，逻辑芯片通常都包含有存储模块。逻辑芯片的良率测试程式通常只能对此种存储模块的整体功能进行测试，而其它类型的芯片，例如DRAM或者闪存，均可有效定位其存储单元失效位置。因此，当应用于判定逻辑芯片中存储模块失效原因时，测试模块选用结构简单的可进行定位性测试的SRAM模块。请参阅图3，当逻辑芯片1011中存储模块失效时，若是工艺上的制作问题，与存储模块包含器件类型相同的SRAM模块1012也会失效。因此，通过定位性测试程序测试SRAM模块1012，可定位SRAM模块1012的失效位置的定位。当逻辑芯片1011中存储模块失效时，若是某一特定尺寸器件的问题，包含与存储模块包含的同类型尺寸相同器件的SRAM也会出现相应的失效。因此，通过定位性测试程序测试SRAM模块1012，可定位SRAM模块1012的失效位置的定位。

芯片中模块的失效原因的判定方法还包括如图1所示的步骤S230：判定测试模块的失效位置的失效原因得出芯片中模块的失效原因。由步骤S220定位出的SRAM模块1012中具体的失效位置进行失效分析，查找失效原因。若SRAM模块1012失效原因是由于制作工艺造成，那么与SRAM模块1012包含相同器件类型的逻辑芯片1011中的存储模块的失效也是由于同样的制作工艺造成。若SRAM模块1012失效原因是由于某一特定尺寸的器件造成，与SRAM模块1012包含相同尺寸的同种器件的逻辑芯片1011中的存储模块也会出现相应的失效问题。

本芯片中模块的失效原因的判定方法实施例中，以逻辑芯片中的存储模块失效原因的判定为例，增设与存储模块功能相似、器件类型相同、同类型器件尺寸相同、可进行定位性测试的SRAM模块。逻辑芯片中存储模块失效时直接定位性测试增设的可表征存储模块的SRAM模块，定位测试SRAM模块失效位置，分析SRAM失效位置的失效原因而得出逻辑芯片中存储模块的失效原因。在芯片中模块的失效原因的判定方法的其他实施例中，芯片可以是其他类型的芯片，芯片中的模块也可以是其它功能性模块，只要增设的可进行定位性测试的测试模块功能与芯片中待判定失效原因的模块相似，器件类型相同的前提下最好同类型器件尺寸相同，测试测试模块，找出测试模块的失效原因均可得出芯片中待判定失效原因的模块的失效原因。

本实施例通过在芯片所在的晶圆上增设与芯片中无法定位失效位置的模块包含的器件类型相同的测试模块，对该测试模块进行定位性测试，定位出测试模块的失效位置。由测试模块失效位置的失效原因得出芯片中模块的失效原因。因此，本发明提供的芯片中模块的失效原因的判定方法可解决芯片中模块难以通过测试程序定位失效位置从而无法判定其失效原因的问题。

本发明提供的芯片中模块失效原因的判定方法可运用于早期该芯片的导入过程中。对于芯片中重要的模块，且模块整体功能失效而又无法定位失效位置时，加入与芯片模块中包含器件类型和尺寸相同、功能相似和可进行定位性测试的测试模块。由于测试模块通过定位性测试可很容易定位失效位置而找到失效原因而得到芯片中模块失效原因。此种方法可有效缩短芯片导入时遇到的问题的分析与解决的时间，对芯片的成品率短期内的提高起到重要的作用。

本发明针对上述芯片中模块失效原因的判定方法实施例，提供了一种晶圆结构。本实施例的晶圆结构，可应用于上述芯片中模块失效原因的判定方法中。如图2所示，晶圆10结构包括若干组芯片框101。晶圆10包括分布于如图3和图4所示芯片框101内和图2所示芯片框101之间的切割道102。芯片框101包括芯片1011和测试模块1012。芯片框101实际上是光罩一次曝在晶圆上的尺寸。芯片框101包含的芯片1011的数目和测试模块1012的数目直接由光罩上包含的芯片1011和测试模块1012数目决定。芯片框101可设计成如图3所示，一个芯片框101内仅包含一个测试模块1012，或者被设计成如图4所示，一个芯片框101内包含多个测试模块1012。测试模块1012包含的器件类型与芯片1011中模块包含的器件类型相同。测试模块1012位于晶圆10的切割道102以外的位置。

在晶圆结构实施例中，为让测试模块1012更准确地反映芯片1011中模块的失效原因，测试模块1012与芯片1011中模块包含的同类型的器件尺寸相同。

对应于上述芯片中模块失效原因的判定方法的实施例，在晶圆结构实施例中，该芯片1011为逻辑类型芯片，芯片中模块为逻辑芯片中存储模块，测试模块为SRAM模块。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.芯片中模块的失效原因的判定方法，其特征在于，包括以下步骤：

在所述芯片所在的晶圆上设置可定位性测试的测试模块，且所述测试模块包含的器件类型与所述芯片中模块包含的器件类型相同；所述测试模块与所述芯片中模块包含的同类型的器件尺寸相同；

对所述测试模块进行定位性测试，以此定位所述测试模块的失效位置；

判定测试模块的失效位置的失效原因得出所述芯片中模块的失效原因；

所述芯片为逻辑类型芯片，所述芯片中模块为存储模块，所述测试模块为可定位性测试的SRAM模块。

2.根据权利要求1所述的芯片中模块的失效原因的判定方法，其特征在于，将所述测试模块设于所述晶圆的切割道以外的位置。

3.根据权利要求2所述的芯片中模块的失效原因的判定方法，其特征在于，在所述芯片所在的晶圆上设置若干组芯片框，在所述芯片框内设置所述芯片和对应的测试模块。

4.一种晶圆结构，其特征在于，所述晶圆结构包括若干组芯片框、分布于芯片框内和芯片框之间的切割道；所述芯片框内设有芯片和测试模块；所述测试模块包含的器件类型与所述芯片中模块包含的器件类型相同；所述测试模块与所述芯片中模块包含的同类型的器件尺寸相同；所述测试模块位于所述晶圆的切割道以外的位置；所述芯片为逻辑类型芯片，所述芯片中模块为存储模块，所述测试模块为可定位性测试的SRAM模块。