本發(fā)明涉及晶圓測試，具體為一種避免對焦偏移的晶圓測試方法。

背景技術(shù)：

1、晶圓是指硅半導(dǎo)體積體電路制作所用的硅晶片，由于其形狀為圓形，故稱為晶圓。晶圓的原始材料是硅，而地殼表面有用之不竭的二氧化硅。這些二氧化硅礦石經(jīng)過電弧爐提煉、鹽酸氯化，并經(jīng)蒸餾后，制成了高純度的多晶硅，其純度高達99.999999999％。晶圓制造廠再將此多晶硅融解，再于融液里種入籽晶，然后將其慢慢拉出，以形成圓柱狀的單晶硅晶棒。硅晶棒再經(jīng)過切段、滾磨、切片、倒角、拋光、激光刻、包裝后，即成為積體電路工廠的基本原料——硅晶圓片，這就是“晶圓”。

2、晶圓測試是晶圓生產(chǎn)過程中的重要步驟，具體是對晶片上的每個晶粒進行針測，通過在檢測頭上裝上以金線制成的細如毛發(fā)的探針，與晶粒上的接點(pad)接觸，測試其電氣特性。不合格的晶粒會被標(biāo)上記號，當(dāng)晶片依晶粒為單位切割成獨立的晶粒時，標(biāo)有記號的不合格晶粒會被淘汰，不再進行下一個制程，以避免徒增制造成本。

3、就比如公開號為cn115840134a的專利文件公開了晶圓測試方法，該方法包括：獲取待測晶圓并確定測試需求；在待測晶圓的各指定端口組之間設(shè)置可編程邏輯器件；基于測試需求，對每一可編程邏輯器件賦值，給各端口組提供數(shù)值，形成測試模板；利用晶圓測試機對測試模板進行測試。本技術(shù)的晶圓測試方法，在晶圓的端口之間設(shè)置可編程邏輯器件，在晶圓測試前，通過可編程邏輯器件給待測晶圓提供端口數(shù)據(jù)，使待測晶圓的端口處于實現(xiàn)待測的電性功能特定的連接模板，不依賴存儲晶圓提供端口數(shù)據(jù)，晶圓的測試可以在3d封裝前進行，當(dāng)測試不通過，不需要返工拆卸，降低了生產(chǎn)成本。

4、然而，在實際測試過程中，由于現(xiàn)有的晶圓測試方法往往只能測試出特定缺陷類型，對于一些微小的內(nèi)部缺陷或復(fù)雜的缺陷模式，難以捕捉，以致于測試結(jié)果不夠準(zhǔn)確，且測試時容易出現(xiàn)對焦偏移，導(dǎo)致測試探針無法準(zhǔn)確接觸到晶粒上的接點，從而無法準(zhǔn)確測試晶粒的電氣特性，這也從另一方面影響了測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，使得原本合格的晶?？赡鼙徽`判為不合格而被淘汰，增加制造成本，而部分不合格的晶粒又可能被誤判為合格而進入下一個制程，影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量。

5、因此，急需對此缺點進行改進，本發(fā)明則是針對現(xiàn)有的技術(shù)及不足予以研究改良，提供有一種避免對焦偏移的晶圓測試方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種避免對焦偏移的晶圓測試方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種避免對焦偏移的晶圓測試方法，包括以下步驟：

3、s1、晶圓準(zhǔn)備：

4、對晶圓進行清洗和干燥處理，以去除表面的雜質(zhì)和污染物，確保測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，并將晶圓固定在測試設(shè)備的載物臺上，確保晶圓的位置穩(wěn)定且精確，以減少測試過程中的移動和振動；

5、s2、自動對焦與成像：

6、根據(jù)晶圓的特性和測試要求，預(yù)設(shè)成像設(shè)備的對焦參數(shù)，如焦距、光圈等，以避免對焦偏移，并利用高分辨率的成像設(shè)備對晶圓進行掃描和成像，確保能夠捕捉到晶圓表面的細微結(jié)構(gòu)和內(nèi)部缺陷；

7、s3、缺陷檢測：

8、s31、光學(xué)檢測：利用高分辨率的光學(xué)顯微鏡對晶圓表面進行掃描，以識別表面的劃痕、顆粒、裂紋等缺陷，對晶圓進行初步篩選；

9、s32、電子束檢測：對于需要更高分辨率的檢測，采用電子束檢測技術(shù)進行檢測，電子束掃描晶圓表面，通過檢測電子束與晶圓相互作用產(chǎn)生的信號來識別更小的缺陷；

10、s33、x射線檢測：對于晶圓內(nèi)部的缺陷，如空洞、夾雜物等，采用x射線檢測技術(shù)進行檢測，x射線穿透晶圓，通過分析x射線的散射和吸收來識別內(nèi)部缺陷；

11、s34、afm(原子力顯微鏡)檢測：對于需要極高分辨率的表面形貌檢測，采用afm檢測技術(shù)進行檢測，afm通過探針與晶圓表面接觸，測量探針的位移來獲取晶圓表面的形貌信息；

12、s4、數(shù)據(jù)處理與分析：

13、s41、圖像比對：將光學(xué)或電子束檢測得到的圖像與標(biāo)準(zhǔn)的缺陷圖像庫進行比對，以確定晶圓上缺陷的類型和位置；

14、s42、信號處理：對電子束、x射線和探針檢測得到的信號進行處理和分析，提取出與缺陷相關(guān)的特征信息；

15、s43、缺陷分類與量化：根據(jù)提取的特征信息對缺陷進行分類和量化，評估缺陷的嚴重程度和對產(chǎn)品性能的影響，量化指標(biāo)包括缺陷密度(單位面積內(nèi)缺陷的數(shù)量)、缺陷尺寸(缺陷的實際尺寸大小)和缺陷嚴重程度(根據(jù)缺陷對芯片性能的影響程度進行評級)；

16、s5、自動化測試與記錄：

17、使用自動化測試設(shè)備(如ate)對晶圓進行全面的測試，包括直流參數(shù)測試、交流參數(shù)測試、功能測試等，并記錄測試過程中的各項參數(shù)和結(jié)果，生成詳細的測試報告，為后續(xù)分析和改進提供依據(jù)；

18、s6、結(jié)果評估：

19、根據(jù)測試結(jié)果評估晶圓的性能和質(zhì)量，確定是否存在不合格的芯片或區(qū)域。

20、進一步的，所述步驟s2中，在成像過程中，采用實時對焦技術(shù)，對成像設(shè)備進行動態(tài)調(diào)整，確保在整個掃描區(qū)域內(nèi)都能保持清晰的成像效果，從而避免對焦偏移對測試結(jié)果的影響。

21、進一步的，所述步驟s32中，電子束檢測的具體操作：利用電子槍(電子束源)產(chǎn)生高能電子束(這些電子束通常經(jīng)過加速和聚焦，以形成極細的束斑，束斑直徑可達納米級)，控制電子束在晶圓表面以逐點掃描或線掃描的方式進行二維掃描，電子束與晶圓表面相互作用，產(chǎn)生各種信號，如二次電子、背散射電子、特征x射線等，這些信號與晶圓表面的材料性質(zhì)、形貌和缺陷等密切相關(guān)，利用如二次電子探測器、x射線能譜儀等探測器對這些信號進行檢測和采集，同時探測器將信號轉(zhuǎn)換為電信號或數(shù)字信號，以便后續(xù)處理和分析。

22、進一步的，所述步驟s33中，x射線檢測的具體操作：x射線檢測設(shè)備中的x射線源發(fā)射出高能x射線束，x射線穿透晶圓時，與晶圓內(nèi)部的材料發(fā)生相互作用，如散射、吸收等，并產(chǎn)生攜帶晶圓內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息的信號，利用如閃爍體探測器、直接探測器等探測器捕獲由x射線與晶圓相互作用產(chǎn)生的信號，這些信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換和處理后，成為可供分析的數(shù)據(jù)。

23、進一步的，所述步驟s34中，afm檢測的具體操作：afm的探針(由微懸臂和針尖組成)輕輕接觸晶圓表面，并在控制系統(tǒng)驅(qū)動下在晶圓表面進行二維掃描，掃描過程中，探針會隨著晶圓表面的起伏而上下移動，同時記錄探針的位移信息，且探針的位移信息通過微懸臂的形變轉(zhuǎn)化為電信號或光信號，并被afm的探測器捕獲并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。

24、進一步的，所述步驟s41中，圖像比對的具體操作：對光學(xué)顯微鏡和電子束檢測設(shè)備掃描獲取的晶圓圖像，進行去噪、增強對比度等預(yù)處理操作，以提高圖像質(zhì)量，再將預(yù)處理后的圖像與標(biāo)準(zhǔn)缺陷圖像庫中的圖像進行比對，通過模式識別算法識別出晶圓上的缺陷類型和位置，所述模式識別算法包括模板匹配算法、基于特征的匹配算法、機器學(xué)習(xí)算法、深度學(xué)習(xí)算法、統(tǒng)計模式識別算法。

25、進一步的，所述步驟s42中，信號處理的具體操作：對通過電子束、x射線或探針方式檢測獲取的與缺陷相關(guān)的電信號或圖像信號，進行濾波、去噪等預(yù)處理操作，以消除干擾信號，提高信號質(zhì)量，然后采用傅里葉變換、小波變換等信號處理技術(shù)對預(yù)處理后的信號進行分析，提取出與缺陷相關(guān)的特征信息，如頻率、幅度、相位等。

26、進一步的，所述步驟s43中，分類方法包括基于規(guī)則的分類和機器學(xué)習(xí)分類，且基于規(guī)則的分類是根據(jù)預(yù)設(shè)的規(guī)則或閾值對缺陷進行分類，機器學(xué)習(xí)分類是利用機器學(xué)習(xí)算法對大量缺陷數(shù)據(jù)進行訓(xùn)練，實現(xiàn)自動分類。

27、進一步的，所述步驟s5中，測試前，必須對ate設(shè)備進行校準(zhǔn)，確保測試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，并檢查ate的電源供應(yīng)器、信號發(fā)生器、測量儀器等關(guān)鍵部件是否處于良好工作狀態(tài)。

28、進一步的，所述步驟s5中，測試包括直流參數(shù)測試、交流參數(shù)測試、功能測試；

29、所述直流參數(shù)測試用于評估芯片在靜態(tài)條件下的電氣特性，包括但不限于以下項目：

30、電源電壓測試：測量芯片的供電電壓是否在規(guī)定的范圍內(nèi)；

31、靜態(tài)功耗測試：在無信號輸入時，測量芯片的功耗；

32、輸入/輸出電流測試：測量芯片輸入端和輸出端的電流，以評估其電流消耗和負載能力；

33、偏置電流測試：測量芯片內(nèi)部偏置電路的電流，以評估其穩(wěn)定性和可靠性；

34、所述交流參數(shù)測試用于評估芯片在動態(tài)條件下的電氣性能，包括但不限于以下項目：

35、增益測試：測量芯片的增益，即輸入信號與輸出信號之間的放大比例；

36、帶寬測試：測量芯片能夠處理的最高頻率，以評估其在高頻信號下的性能；

37、上升/下降時間測試：測量信號從低電平到高電平(或相反)所需的時間，以評估芯片的響應(yīng)速度；

38、相位裕度測試：測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性，確保芯片在各種工作條件下都能保持穩(wěn)定；

39、所述功能測試用于驗證芯片的邏輯功能和性能指標(biāo)是否符合設(shè)計要求，包括但不限于以下項目：

40、邏輯功能測試：根據(jù)芯片的真值表或功能描述，設(shè)置ate的測試向量，驗證芯片的邏輯功能是否正確；

41、邊界測試：在芯片的邊界條件下進行測試，如最大輸入電壓、最小輸入電壓等，以評估芯片的穩(wěn)定性和可靠性；

42、隨機測試：輸入一系列隨機組合的測試圖形，檢測輸出信號是否與預(yù)期圖形數(shù)據(jù)相符，以此判別電路功能是否正常。

43、本發(fā)明提供了一種避免對焦偏移的晶圓測試方法，具備以下有益效果：

44、本發(fā)明能夠全面測試多種缺陷類型，不僅針對表面缺陷類型，對于一些微小的內(nèi)部缺陷和復(fù)雜的缺陷模式，也能夠精準(zhǔn)捕捉，使得晶圓測試結(jié)果更加準(zhǔn)確，并配合自動對焦與成像，能在成像過程中，對成像設(shè)備進行動態(tài)調(diào)整，確保測試探針始終準(zhǔn)確接觸晶粒上的接點，從而避免對焦偏移對測試結(jié)果造成影響，進一步提升了測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，有效降低晶粒誤判的可能，進而規(guī)避了因誤判而影響最終產(chǎn)品質(zhì)量的情況。