半導(dǎo)體器件測(cè)試文件處理之研究

張奇

（上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司，上海，201206）

1 半導(dǎo)體器件測(cè)試文件概述

針對(duì)半導(dǎo)體器件測(cè)試來說，測(cè)試文件必須要將測(cè)試管理系統(tǒng)工作站所定義的半導(dǎo)體器件測(cè)試數(shù)據(jù)、測(cè)試向量、測(cè)試結(jié)果等文件輸入數(shù)據(jù)庫(kù)，最終才能構(gòu)成數(shù)據(jù)分析報(bào)表，最終構(gòu)成半導(dǎo)體器件測(cè)之試文件。

1.1 測(cè)試數(shù)據(jù)文件

一般而言，測(cè)試數(shù)據(jù)由測(cè)試施加數(shù)據(jù)（測(cè)試碼）和測(cè)試預(yù)期結(jié)果的數(shù)據(jù)（預(yù)期相應(yīng)輸出）構(gòu)成。在表中存在大量不關(guān)注位（don’t care bit）,對(duì)于這樣的測(cè)試碼位，在施加測(cè)試輸入時(shí)，被測(cè)試半導(dǎo)體的輸出是“0”或者是“1”，不被比較，對(duì)于這樣的位用“0”或者是“1”取代，并不影響測(cè)試合格、失效的結(jié)果，測(cè)試的覆蓋率基本不受影響，可以按照“0”或者是“1”的編碼方式進(jìn)行編碼壓縮。

順序號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18測(cè)試碼序列 1 X X 0 X 1 X X X 0 1 X X X 1 X 0 X

系統(tǒng)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)文件壓縮基本原理是將一組計(jì)算所得的測(cè)試碼，通過一定編碼方式將表中所有“X”按照一定編碼格式進(jìn)行壓縮，從而生成壓縮后的測(cè)試碼，并將它存放在測(cè)試設(shè)備與系統(tǒng)的通道存儲(chǔ)單元內(nèi)。在測(cè)試實(shí)施的時(shí)候，由測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試頭引腳通道通過測(cè)試插座將數(shù)據(jù)導(dǎo)入被測(cè)試芯片.在被測(cè)試芯片內(nèi)部集成測(cè)試訪問控制器,將測(cè)試碼根據(jù)之前確定的測(cè)試協(xié)議分別寫入芯片各個(gè)內(nèi)核模塊。

1.2 測(cè)試向量文件

1.2.1 測(cè)試向量生成設(shè)計(jì)

半導(dǎo)體器件測(cè)試向量是記錄了需要給半導(dǎo)體DUT的激勵(lì)信號(hào)和DUT輸出的期待信號(hào)的文件，是輸入信號(hào)對(duì)加載到半導(dǎo)體的。

測(cè)試圖形是測(cè)試向量響應(yīng)半導(dǎo)體的輸入信號(hào)，實(shí)際上可以使用任何設(shè)置的字符代表真值表。一個(gè)單一的測(cè)試周期“基本”數(shù)據(jù)代表每一個(gè)測(cè)試向量，其是存儲(chǔ)在向量存儲(chǔ)器里面的。通過Pin電路器件施加給待測(cè)器件。結(jié)合從向量存儲(chǔ)器里輸入的波形格式、電壓數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)與時(shí)序。通過Pin 電路器件的比較電路，在適當(dāng)?shù)牟蓸訒r(shí)間進(jìn)行比較的存儲(chǔ)響應(yīng)。

測(cè)試向量不僅包含了一些測(cè)試系統(tǒng)操作的指令，還包含待測(cè)器件的輸入輸出數(shù)據(jù)。要確保向量生成的成功，必須對(duì)芯片本身, 要對(duì)測(cè)試系統(tǒng)全面的理解，測(cè)試向量或仿真數(shù)據(jù)可以由設(shè)計(jì)工程師或測(cè)試工程師完成。

圖1 測(cè)試向量設(shè)置

1.2.2 測(cè)試向量設(shè)置

當(dāng)需要開發(fā)一個(gè)向量測(cè)試,要認(rèn)真考量待測(cè)試電路器件的各個(gè)方面的性能和功能，以上圖這些向量參數(shù)要進(jìn)行設(shè)置、驗(yàn)證。

1.3 測(cè)試結(jié)果文件

1.3.1 半導(dǎo)體測(cè)試結(jié)果文件和傳送

待半導(dǎo)體器件測(cè)試完畢后，測(cè)試設(shè)備和測(cè)試管理系統(tǒng)將構(gòu)成半導(dǎo)體器件測(cè)試結(jié)果的文件轉(zhuǎn)變成一個(gè)傳送信號(hào)，上傳到測(cè)試管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，而服務(wù)器會(huì)依據(jù)文件發(fā)送信頭，最終接納測(cè)試結(jié)果文件。

針對(duì)測(cè)試管理系統(tǒng)為而言，為了確保其傳送速度，本文研究中實(shí)現(xiàn)了三個(gè)方面的優(yōu)化處理：（1）針對(duì)測(cè)試結(jié)果文件傳送而言，主要應(yīng)用實(shí)時(shí)傳送原則，即傳送時(shí)機(jī)擇取為測(cè)試結(jié)果文件組成后，對(duì)以往分批次傳送方式進(jìn)行了優(yōu)化補(bǔ)充。從整體上來講，有助于預(yù)防文件過大而促使傳送速度滯后，對(duì)服務(wù)器正常運(yùn)行具有一定的輔助作用。（2）文件上傳后并未直接植入數(shù)據(jù)庫(kù)中，而是暫時(shí)存入原始數(shù)據(jù)暫存器中，有助于防止某些無效格式測(cè)試結(jié)果文件被上傳。譬如在測(cè)試中存在了人為中斷現(xiàn)象，而誘導(dǎo)某些測(cè)試數(shù)據(jù)最終轉(zhuǎn)變?yōu)槿哂鄶?shù)據(jù)。經(jīng)由原始數(shù)據(jù)暫存器剔除此類無效格式文件，能最大限度地確保數(shù)據(jù)庫(kù)文件的精準(zhǔn)性。此外，經(jīng)由原始數(shù)據(jù)暫存器對(duì)測(cè)試結(jié)果文件權(quán)限進(jìn)行整合配置。譬如在存儲(chǔ)過程中可允許訪問統(tǒng)計(jì)結(jié)果，不允許訪問某些重要數(shù)據(jù)。從某種角度上來講，極大地提高了數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性。

1.3.2 測(cè)試數(shù)據(jù)文件類型

系統(tǒng)生成兩類測(cè)試文件結(jié)果類型有2種：一種是：“子”+lot名＋“-”測(cè)定號(hào)機(jī)＋“-”日期＋”@”測(cè)試方式 +“_”+子 lot no.+“.txt”該文件可查看該枚Wafer的yield信息；另一種是：lot 名＋“-”測(cè)定號(hào)機(jī)＋“-”日期＋”@”測(cè)試方式 +“_”+ 子 lot no.+“.txt”該文件為各項(xiàng)目的測(cè)試值，需發(fā)送給客戶；（對(duì)于Rwork lot，僅發(fā)送Rwork的數(shù)據(jù)）。

2 半導(dǎo)體器件測(cè)試文件處理

2.1 測(cè)試過程中在線文件處理

2.1.1 半導(dǎo)體測(cè)試在線預(yù)警

就 半導(dǎo)體測(cè)試在線預(yù)警功能模塊而言，主要因測(cè)試生產(chǎn)線工程師少，在測(cè)試過程中，無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的誤測(cè)或不良測(cè)試，為測(cè)試工程師及早發(fā)現(xiàn)問題提供了有力的幫助。

2.1.2 在線測(cè)試數(shù)據(jù)管理內(nèi)容

而針對(duì)半導(dǎo)體器件在線測(cè)試數(shù)據(jù)管理而言，該模塊主要考慮到用戶對(duì)生產(chǎn)線實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)具有管理需求，涵蓋產(chǎn)品負(fù)責(zé)人、芯片產(chǎn)品、測(cè)試日期、測(cè)試站點(diǎn)等內(nèi)容。

同時(shí)，在線數(shù)據(jù)管理模塊還可查詢各類良率分析報(bào)表，其中查詢功能與統(tǒng)計(jì)功能單獨(dú)使用，有助于用戶自主選擇，其數(shù)據(jù)內(nèi)容涵蓋測(cè)試平臺(tái)比較報(bào)表、良率分析年報(bào)、季報(bào)、月報(bào)、日?qǐng)?bào)等。

2.2 在線測(cè)試文件處理方法

2.2.1 在線測(cè)試管理工具方法

就在線測(cè)試管理工具分析方法而言，主要包括兩種：一是比較分析，二是相關(guān)性分析。譬如在不同條件下，可對(duì)每片晶片測(cè)試參數(shù)進(jìn)行比較分析，觀察測(cè)試參數(shù)之間的差異性。同時(shí)，可將測(cè)試參數(shù)與WS數(shù)據(jù)、測(cè)試數(shù)據(jù)、iEMS數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，尋找相關(guān)性誘因。以上兩種分析方法均在明確現(xiàn)有在線測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)產(chǎn)品設(shè)備、生產(chǎn)狀況的影響下進(jìn)行。應(yīng)用現(xiàn)有在線測(cè)試數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)產(chǎn)品特征，考慮到測(cè)試問題具有復(fù)雜性，工程師往往通過在線測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果，對(duì)產(chǎn)品測(cè)試的準(zhǔn)確性進(jìn)行優(yōu)化判斷。

2.2.2 死機(jī)后處理方法

Tester或者Prober任意一方發(fā)生死機(jī)，應(yīng)開始故障票，并確認(rèn)所有相連Prober和Tester已經(jīng)重啟，等待5分鐘后才能開始測(cè)試；發(fā)生死機(jī)的那個(gè)Lot要重測(cè)并技術(shù)聯(lián)絡(luò)工藝人員，待工藝人員確認(rèn)Lot數(shù)據(jù)無誤后Release，下面要測(cè)的一個(gè)Lot也要自己確認(rèn)一下數(shù)據(jù)才能完全Release測(cè)試。

2.3 測(cè)試數(shù)據(jù)文件處理

2.3.1 測(cè)試數(shù)據(jù)文件確認(rèn)

（1）使用Search數(shù)據(jù)檢索程序在測(cè)試管理系統(tǒng)中Search圖標(biāo)即可打開數(shù)據(jù)檢索程序；

（2）在檢索窗口內(nèi)輸入{lot名＋“-”測(cè)定號(hào)機(jī)＋“-”日期＋”@”測(cè)試方式}進(jìn)行精確匹配；

（3）確認(rèn)Resul t窗口，每枚Wafer都生成了對(duì)應(yīng)的兩種類型的數(shù)據(jù)；

（4）檢測(cè)Er ror List是否有文件，如果有，代表有文件單位丟失現(xiàn)象，請(qǐng)技術(shù)聯(lián)絡(luò)工藝人員。

注意：數(shù)據(jù)查詢只能使用Search程序，禁止使用其它搜索工具。

2.3.2 測(cè)試數(shù)據(jù)文件查詢

在數(shù)據(jù)檢索窗口內(nèi)輸入lot名，Resul t窗口會(huì)顯示兩種文件（S開頭和不帶S開頭），所需文件（S開頭）內(nèi)容就會(huì)顯示在Resul t 窗口內(nèi)。窗口內(nèi)的 Category counter 中 “***%PASS” 顯示了這枚Wafer的良率；同時(shí)，如果文件有單位丟失異常，文件會(huì)顯示在Er ror List窗口中。

2.3.3 測(cè)試文件數(shù)據(jù)備份

測(cè)試Lot作業(yè)中或終了后，運(yùn)行數(shù)據(jù)備份程序，把測(cè)試結(jié)果自動(dòng)保存指定文件夾內(nèi)，須確認(rèn)兩種測(cè)試結(jié)果都存在，且子lot信息無混亂。半導(dǎo)體器件測(cè)試終了后傳送測(cè)試結(jié)果文件，測(cè)試系統(tǒng)將自動(dòng)關(guān)閉，測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)備份。

3 結(jié)束語

目前在半導(dǎo)體器件測(cè)試向量、測(cè)試數(shù)據(jù)、測(cè)試結(jié)果文件處理過程中，需要根據(jù)測(cè)試文件的格式、具體內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化以確保測(cè)試文件反映半導(dǎo)體器件質(zhì)量，與此同時(shí)反映半導(dǎo)體器件在設(shè)計(jì)制造的過程中，可能存在伴隨著設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)及制造過程風(fēng)險(xiǎn)問題。利用半導(dǎo)體器件在線測(cè)試過程中的對(duì)測(cè)試文件的處理和測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)文件找出問題，并進(jìn)行分析研究影響該問題反映的基礎(chǔ)事件，最后根據(jù)測(cè)試文件研究計(jì)算確定不同基礎(chǔ)事件的權(quán)重，找出主要影響因素并加以優(yōu)化，有效提升半導(dǎo)體器件芯片質(zhì)量且縮短設(shè)計(jì)周期。

[1]張奇.集成電路測(cè)試管理系統(tǒng)開發(fā)與利用[J].電子世界,2014-7(下)：32-33.

[2]時(shí)萬春.現(xiàn)代集成電路測(cè)試技術(shù)[M].北京,化學(xué)工業(yè)出版社，2005.12.

[3]張靜,于祥苓,李海泉.淺談集成電路交流參數(shù)的測(cè)試.[J].微處理機(jī),2008.06.15.