一种晶圆测试缺陷芯片标记方法、装置和存储介质与流程

本发明涉及芯片测试标记方法，具体为一种晶圆测试缺陷芯片标记方法、装置和存储介质。

背景技术：

1、在半导体晶圆制造与封装测试领域，晶圆质量检测是保障芯片成品率与可靠性的核心环节。通常情况下，晶圆在完成前道工艺后，需要通过自动光学检测设备采集芯片的宏观物理形貌数据，并利用探针台等电性测试设备采集微观电性参数，从而对晶圆上的每颗芯片进行质量判定。传统技术将检测出不合格的芯片视为一个个孤立的坏点，完全忽略了缺陷点之间的空间物理连续性与形貌特征；同时，传统技术缺乏对合格芯片所处空间拓扑环境的动态评估，无法识别出紧邻重度缺陷区域、虽通过初始电性测试但已受到残余应力或污染辐射的潜在风险芯片。

2、现有技术中，公开号为cn118588601a公开了一种车规级晶圆裸晶的质量分级方法及装置，涉及车规芯片测试领域；改进了车规级芯片裸晶的地域性参数零件平均测试，避免了当前测试中因晶圆衬底缺陷或表面损伤所致的缺陷区域周边有潜在质量风险的裸晶未充分剔除的问题。所述的车规级晶圆裸晶质量分级方法，包括：由批量晶圆测试数据统计出正常裸晶的比例，计算故障裸晶之间的平均距离r；根据裸晶的长宽及r值，计算质量分级的阈值a；读入晶圆测试结果map图，根据故障裸晶之间的距离和r值，计算各故障裸晶故障度；根据正常裸晶与各故障裸晶之间的距离、r值和各故障裸晶故障度，计算各正常裸晶故障度；依据正常裸晶故障度和阈值a给各正常裸晶的质量分级。该方案虽然考虑到了故障裸晶对正常裸晶的潜在风险，但忽略了故障裸晶分布状况和缺陷形貌对这种风险的进一步影响，能够反映的真实物理作用有限，且其是对所有独立的故障裸晶采用全盘遍历计算，计算复杂度高，难以满足工业实时性需求。

3、在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种晶圆测试缺陷芯片标记方法、装置和存储介质，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种晶圆测试缺陷芯片标记方法，具体步骤包括：

4、s1：对晶圆进行质量检测，采集晶圆上所有芯片的质量数据，并根据芯片坐标和质量数据建立参数矩阵，并将参数矩阵嵌入二维的数字模型中；

5、s2：基于参数矩阵筛选出所有检测不合格的缺陷芯片，在数字模型中对所有缺陷芯片进行连通域分析，并划分为若干组缺陷簇；

6、s3：基于每组缺陷簇中所有缺陷芯片的数量、缺陷类型与严重度，生成该缺陷簇的影响性系数；

7、s4：以任一检测合格的正常芯片为中心划分出若干阶邻居层，并根据邻居层中缺陷簇的数量和影响性系数来共同计算该正常芯片的性能评分；

8、s5：遍历所有正常芯片，基于性能评分来对所有正常芯片进行品级划分，将所有正常芯片的品级映射回数字模型中，并采用不同颜色来对品级进行标记。

9、优选的，所述质量检测包括自动光学检测、探针台电性检测，所述质量数据包括芯片的检测参数、缺陷类型、缺陷编号和严重度，所述检测参数包括芯片尺寸、缺陷面积、漏电流、接触电阻，所述缺陷类型包括无缺陷、表面缺陷、尺寸缺陷、功能缺陷，且每种缺陷类型分别对应一个预设的缺陷编号和严重度。

10、优选的，所述数字模型为均匀的二维网格，所述二维网格中的每一网格分别对应参数矩阵中的一个元素。

11、优选的，对缺陷芯片进行连通域分析的逻辑为：

12、将缺陷类型为无缺陷的芯片划分为正常芯片，其他缺陷类型的芯片划分为缺陷芯片；

13、使用二值标签对正常芯片和缺陷芯片进行区分，正常芯片取值为0，缺陷芯片取值为1，并对二维网格进行二值化处理；

14、基于二值标签识别出二维网格中的所有缺陷芯片及对应的网格，并采用8邻域的两遍扫描法对缺陷芯片进行连通域分析，以得到若干组缺陷簇。

15、优选的，对于任一缺陷簇，其影响性系数的生成逻辑为：

16、对该缺陷簇内所有缺陷芯片的检测参数进行归一化处理；

17、将归一化后的检测参数和严重度之积定义为对应缺陷芯片的缺陷特征值，并对缺陷簇内所有缺陷芯片的缺陷特征值求和，得到缺陷簇的能量因子；

18、根据缺陷簇内缺陷芯片的数量以及单颗芯片的面积，计算缺陷簇的总面积，并同步采集该缺陷簇的外围周长；

19、根据缺陷簇的总面积和外围周长，结合热力学界面能理论，共同计算该缺陷簇的形状因子；

20、根据缺陷簇的总面积，结合圣维南原理，共同计算该缺陷簇的等效应力半径，并将能量因子、形状因子、等效应力半径之积作为该缺陷簇的影响性系数。

21、优选的，所述形状因子以分数形式表示，分子为外围周长，分母为总面积与常数π之积开平方根后再乘以二。

22、优选的，所述邻居层为同心方形拓扑环，对于任一正常芯片，其性能评分的获得逻辑为：

23、对正常芯片预设一个初始分值，再根据邻居层的阶数计算对应的距离衰减因子，且距离衰减因子的大小与邻居层的阶数呈负相关；

24、将每阶邻居层与所有缺陷簇进行拓扑判断，若邻居层与任一缺陷簇在数字模型中存在交集，则认为该缺陷簇落入该阶邻居层；

25、依次计算每阶邻居层距离衰减因子与落入该阶邻居层所有缺陷簇的影响系数之和的乘积，再对所有邻居层求和，得到该正常芯片的惩罚分值；

26、将初始分值减去惩罚分值，得到该正常芯片的性能评分。

27、优选的，对正常芯片进行品级划分时采用阈值区间法，每组芯片品级对应一个性能评分区间和一种标记颜色。

28、一种晶圆测试缺陷芯片标记装置，所述缺陷芯片标记装置用于执行上述的缺陷芯片标记方法，包括：

29、数据采集模块，所述数据采集模块用于对晶圆进行质量检测，采集晶圆上所有芯片的质量数据，并根据芯片坐标和质量数据建立参数矩阵，并将参数矩阵嵌入二维的数字模型中；

30、数据分析模块，所述数据分析模块用于根据参数矩阵筛选出所有检测不合格的缺陷芯片，在数字模型中对所有缺陷芯片进行连通域分析，并划分为若干组缺陷簇；

31、系数计算模块，所述系数计算模块用于根据每组缺陷簇中所有缺陷芯片的数量、缺陷类型与严重度，生成该缺陷簇的影响性系数；

32、性能评价模块，所述性能评价模块用于以任一检测合格的正常芯片为中心划分出若干阶邻居层，并根据邻居层中缺陷簇的数量和影响性系数来共同计算该正常芯片的性能评分；

33、芯片标记模块，所述芯片标记模块用于遍历所有正常芯片，基于性能评分来对所有正常芯片进行品级划分，将所有正常芯片的品级映射回数字模型中，并采用不同颜色来对品级进行标记。

34、一种存储介质，所述存储介质用于保存计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的缺陷芯片标记方法。

35、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

36、本发明通过结合芯片的检测参数和缺陷严重度来量化缺陷簇的能量因子，并根据缺陷簇的总面积和外围周长共同计算其形状因子与影响性系数，在捕捉缺陷全向扩散特性的同时，还能够全面反映不同形貌缺陷对周边芯片的潜在威胁，从而量化缺陷区域对晶圆的破坏程度；还通过从邻居层阶数和空间拓扑交集两个维度共同计算正常芯片的距离衰减与性能评分，从而能够评估处于缺陷周围正常芯片的真实状态，减少将存在隐性损伤的芯片混入高可靠性产品的风险；最后通过对所有正常芯片的性能评分进行阈值区间品级划分，并据其将对应的标记颜色映射回数字模型中，不仅直观呈现了晶圆各区域的物理质量分布，还实现了对正常芯片的精细化分类分拣，从而大大提高半导体封测环节的质量控制精度和自动化生产效率。