晶片低溫測試overdrive控制淺談

摘 要：汽車相關晶片的低溫探針測試是近段時期的半導體測試行業的主要發展方向，封裝之前，通過探針臺模擬客戶低溫使用環境，盡早的篩查出不良品，節約芯片封裝成本。同時低溫探針測試增加了關鍵參數的控制難度，overdrive隨溫度變化不斷變化，本文就低溫測試overdrive這一關鍵參數的控制淺談一二。

關鍵詞：低溫探針測試 關鍵參數控制 overdrive

簡介：在本論文中，我們選擇了一個低溫探針測試產品分析總結，仔細調查了低溫探針測試的詳細流程，根據實際情況提出了幾種關鍵情況的overdrive參數控制原則和方法。

測試產品溫度轉換后的監視，控制

測試中的中斷后動態監視，控制

晶元測試換片中斷后的動態監視，控制

注： overdrive簡單來說是探針測試wafer向上移動的距離，用來接觸探針來完成探針測試，這一關鍵參數關系到良品率和質量，是低溫探針測試的關鍵參數。

一、測試產品溫度轉換后的監視，控制

生產中經常發生的情況是當前A產品的測試已經完成需要更換B產品進行低溫測試， 剛剛完成的A產品可能是低溫產品，也可能是高溫產品或者常溫測試產品。

針對A產品的三種溫度情況，后臺程序設計了不同的三種情況來判斷識別并實現自動提示，控制。

常溫到低溫的情況：常溫到低溫的轉換根據溫度和探針高度變化曲線，后臺控制軟件在低溫當前批開始之前會自動提示操作員進行長烤針具體操作，軟件會具體要求操作員的操作順序和參數控制，并實現自動倒計時，同時其他操作被鎖死，烤針倒計時完成后會要求操作員操作機器重新識別探針高度來完成對overdrive的精確再識別和控制。

低溫到低溫的情況：低溫到低溫的情況被普遍認為較簡單，后臺軟件會自動記錄上下兩批的時間間隔并自動實現判斷，如果在較短時間內完成上下批的轉換系統會自動觸發短時間的烤針，如果較短時間內未能完成上下批的轉換，系統會自動觸發長時間的烤針，并以此為基礎提示操作員烤針倒計時完成后重新識別探針高度并以此來實現低溫測試overdrive的精確控制。

高溫到低溫的情況：上一批為高溫測試，轉換到下一批為低溫測試，這種情況溫度跨度很大，在后臺控制上是重點，我們采用了分段式控制來實現溫度的較大幅度的變化的精確控制，并確保精準的識別探針高度以及overdrive的使用，具體情況如下，高溫到低溫的變化過程，分段拆分成高溫到室溫，室溫到低溫的分段控制，高溫到低溫的情況會在后臺軟件的控制下先執行較長溫度的烤針，具體時間由實際倒計時烤針完成后，會在低溫開始測試之前繼續觸發另一個室溫到低溫開始測試的烤針監控，力求精準，分段控制，降低風險，自動倒計時完成后，同樣以此為基礎提示操作員烤針倒計時完成后重新識別探針高度并以此來實現低溫測試overdrive的精確控制。

二、測試中的中斷后動態監視，控制。

測試過程中有很多情況會觸發測試中斷，包括良品率低于設定值觸發的監控暫停，定期探針痕跡檢查自動觸發的暫停，測試溫度的飄移觸發的溫度糾正等等，出現這些情況后，第一時間軟件會自動開始計時，直到正常測試得以恢復之后計算總共的暫停時間，軟件會自動判斷并計算自動補償時間，提示生產隊員補償低溫的溫度損失，正常生產會在自動溫度補償之后開始運行。

下圖表述了測試兩顆芯片之間發生中斷之后的系統監控和軟件自動計算控制的過程，簡單來說分為以下幾種情況。

當實際中斷時間小于系統設置的最小控制時間的時候，系統選擇不需要烤針，也不需要進行低溫補償。

當實際中斷時間大于等于系統設置的最小控制時間的時候，系統根據軟件提前設定的斜率計算動態的烤針時間，來做精確低溫補償，具體通過鎖屏和倒計時來完成。

當實際中斷時間大于系統設置的最大控制時間的時候，系統選擇最長時間的烤針，

同理，對于測試兩片晶元之間發的中斷低溫補償，也可采用以上這種分段控制的動態烤針方案。

三、晶元測試換片中斷后的監視，動態控制。

晶元探針測試通常以每一片晶元為基本單位做全面的視覺精度矯正，包括晶元的矯正和探針X，Y和Z方向的可選矯正，以保證探針痕跡的X，Y和Z方向的精度符合質量要求，但是在這些矯正中間偶爾會發生報警中斷，具體原因有多種并無法完全解決，這就要求在軟件程序設計的時候考慮此種情況，監視并控制這類情況的發生，從上一片晶元完成之后開始計時并計算到下一片晶元正常開始測試之后的時間間隔，程序中設計了兩個極限值，如果時間間隔小于某個最小特定值，程序會要求執行最短時間的烤針以補償低溫溫度損失，當時間間隔大于最小特定值而且小于最大特定值的時候，會根據程序設計的參數執行烤針來補償低溫溫度損失， 最后一種情況，當實際時間間隔大于最大標定值后，軟件會控制以最大開批時間進行倒計時烤針，以確保晶元換片過程中造成的低溫溫度損失全部補償，這時候探針高度完全恢復到了開批開始測試時候的精確狀態，烤針倒計時完成后軟件通過GPIB信號，直接驅動探針測試臺直接開始測試。

參考文獻

[1]存儲器芯片激光修正技術及其應用，高華，《中國集成電路》 - 2002

[2]Lorene；半導體產業視角 產業發展、設備投資、環境保護、政策環境—訪比歐西貿易（上海）有限公司總經理羅偉德[J]；半導體技術；2004年06期

作者簡介

詹健，男，天津，學士學位，工程師。職稱：初級工程師 研究方向：晶元測試