通過降低測試時間提高天津MST測試機臺的產能

戴西娜

摘 要：出于總公司降低成本的全局考慮，將晶圓測試工藝從國外全部轉移到中國。但是通過數據分析發現，MST測試平臺的測試時間要遠大于國外的測試時間，使得MST測試機產能大幅度降低。通過實驗分析發現，測試軟件版本的差異是主要的問題。最終通過測試軟件版本的升級有效降低了測試時間，從而到達了增加天津MST測試機產能目的，最終實現了成本的降低。

關鍵字：MST；測試時間；操作系統；integrator；探針臺

1.晶圓測試基本參數概述

晶圓測試wafer probe在半導體制程上，主要可分為IC設計、晶圓制程（wafer Fabrication，簡稱 wafer fab）、晶圓測試（wafer probe）、及晶圓封裝（packaging）和最終測試（final test）。晶圓測試是對芯片上的每個晶粒進行探針測試，在檢測頭裝上以金線制成細如毛發之探針（probe），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上記號，而后當芯片晶粒為單位切割成獨立的晶粒時，標有幾號的不合格晶粒會被淘汰，不再進行下一個制程，以免徒增成本。

2.背景介紹

由于近年來半導體行業業績的下滑，為了提高收益，降低成本是其中一個有效的措施。公司考慮到中國勞動力和資源的廉價，決定將全球晶圓測試項目轉移到中國的天津封裝測試工廠。而MST作為混合信號測試機的主要平臺，主要測試的產品為法國圖盧茲晶圓廠的汽車電子產品，其產品的主要特點是單位測試時間短，測試穩定，每片晶圓的晶粒多。將原有的法國工廠晶圓測試部門的MST測試機臺轉移給天津晶圓測試部門。

在MST（混合信號測試機）的測試頭裝上測試板和探針卡，然后探針卡的針與晶粒上的接點（pad）通過探針臺（prober）的移動使之接觸，測試機操作系統按照測試程序的設定提供電信號，從而完成晶粒的電氣特性的測試，而對于天津相比法國的測試多了integrator軟件系統。integrator作為測試機與探針臺通信的中間媒介給測試機與探針臺驅動信號，然后電測結果存成電子晶圓圖，不合格的晶粒會被標記上失效。

3.實驗模型選取

在進行產品轉移的過程中，通過數據分析，發現天津測試的產品，測試時間比法國要長很多，尤其是對于本身測試時間就短的晶粒，測試時間延長的更為顯著。于是我們選取單位晶圓數相對較多的L59C產品作為觀測模型進行研究。

4. 數據分析

我們通過不同地域以及不同操作系統版本的數據分析得出測試時間的主要差異來源于探測臺移動的單位時間以及其他時間。探測臺移動的單位時間主要是來源于不同型號的探測臺以及探測臺參數的設定。其他時間主要是由于操作系統版本、數據處理以及使用integrator的差異。

不同操作系統版本的差異為天津與法國測試的其他時間差異主要來源。但是1.18.2版本在天津配合integrator使用無法產生我們需要的stdf進行數據分析。

5.結論及改善方案

通過模型選取與分析，我們得出結論探測臺的移動速度和測試操作系統是造成天津晶圓測試時間長于法國晶圓測試時間的主要原因，所以我們就這兩個方向進行改善。

5.1探測臺移動速度

我們針對探測臺X，Y，Z三個方向的移動速度進行調節，從原來的5改到7，從而使得探測臺的移動時間減少到0.35s。

5.2 測試操作系統

（1）1.18.2版本在天津配合integrator使用無法產生我們需要的stdf文件，這樣就無法進行物料數據分析，所以我們不能像法國一樣使用同樣的測試系統版本。

（2）系統工程師聯系MST的供應商，對于MST的測試版本進行不斷升級，最終我們將系統升級到現在的2.1.7 p22，使得其他時間差異減小到0.01s，從而達到我們預期的目的。

參考文獻

[1]（美國）贊特（PeterVanZant）譯者：韓鄭生趙樹武 《芯片制造》電子工業出版社； 第1版 （2010年8月1日）

[2][美] 伯恩斯，[美] 羅伯茨 著 馮建華，等 譯 《混合信號集成電路測試與測量》 電子工業出版社 2009

[3]B. Newboe， “The probe card dilemma，”Semiconduct. Int （Sep，1992）， pp64