通過(guò)降低測(cè)試時(shí)間提高天津MST測(cè)試機(jī)臺(tái)的產(chǎn)能

戴西娜

摘 要：出于總公司降低成本的全局考慮，將晶圓測(cè)試工藝從國(guó)外全部轉(zhuǎn)移到中國(guó)。但是通過(guò)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，MST測(cè)試平臺(tái)的測(cè)試時(shí)間要遠(yuǎn)大于國(guó)外的測(cè)試時(shí)間，使得MST測(cè)試機(jī)產(chǎn)能大幅度降低。通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，測(cè)試軟件版本的差異是主要的問(wèn)題。最終通過(guò)測(cè)試軟件版本的升級(jí)有效降低了測(cè)試時(shí)間，從而到達(dá)了增加天津MST測(cè)試機(jī)產(chǎn)能目的，最終實(shí)現(xiàn)了成本的降低。

關(guān)鍵字：MST；測(cè)試時(shí)間；操作系統(tǒng)；integrator；探針臺(tái)

1.晶圓測(cè)試基本參數(shù)概述

晶圓測(cè)試wafer probe在半導(dǎo)體制程上，主要可分為IC設(shè)計(jì)、晶圓制程（wafer Fabrication，簡(jiǎn)稱 wafer fab）、晶圓測(cè)試（wafer probe）、及晶圓封裝（packaging）和最終測(cè)試（final test）。晶圓測(cè)試是對(duì)芯片上的每個(gè)晶粒進(jìn)行探針測(cè)試，在檢測(cè)頭裝上以金線制成細(xì)如毛發(fā)之探針（probe），晶粒上的接點(diǎn)（pad）接觸，測(cè)試其電氣特性，不合格的晶粒會(huì)被標(biāo)上記號(hào)，而后當(dāng)芯片晶粒為單位切割成獨(dú)立的晶粒時(shí)，標(biāo)有幾號(hào)的不合格晶粒會(huì)被淘汰，不再進(jìn)行下一個(gè)制程，以免徒增成本。

2.背景介紹

由于近年來(lái)半導(dǎo)體行業(yè)業(yè)績(jī)的下滑，為了提高收益，降低成本是其中一個(gè)有效的措施。公司考慮到中國(guó)勞動(dòng)力和資源的廉價(jià)，決定將全球晶圓測(cè)試項(xiàng)目轉(zhuǎn)移到中國(guó)的天津封裝測(cè)試工廠。而MST作為混合信號(hào)測(cè)試機(jī)的主要平臺(tái)，主要測(cè)試的產(chǎn)品為法國(guó)圖盧茲晶圓廠的汽車電子產(chǎn)品，其產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是單位測(cè)試時(shí)間短，測(cè)試穩(wěn)定，每片晶圓的晶粒多。將原有的法國(guó)工廠晶圓測(cè)試部門的MST測(cè)試機(jī)臺(tái)轉(zhuǎn)移給天津晶圓測(cè)試部門。

在MST（混合信號(hào)測(cè)試機(jī)）的測(cè)試頭裝上測(cè)試板和探針卡，然后探針卡的針與晶粒上的接點(diǎn)（pad）通過(guò)探針臺(tái)（prober）的移動(dòng)使之接觸，測(cè)試機(jī)操作系統(tǒng)按照測(cè)試程序的設(shè)定提供電信號(hào)，從而完成晶粒的電氣特性的測(cè)試，而對(duì)于天津相比法國(guó)的測(cè)試多了integrator軟件系統(tǒng)。integrator作為測(cè)試機(jī)與探針臺(tái)通信的中間媒介給測(cè)試機(jī)與探針臺(tái)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，然后電測(cè)結(jié)果存成電子晶圓圖，不合格的晶粒會(huì)被標(biāo)記上失效。

3.實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦x取

在進(jìn)行產(chǎn)品轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，通過(guò)數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)天津測(cè)試的產(chǎn)品，測(cè)試時(shí)間比法國(guó)要長(zhǎng)很多，尤其是對(duì)于本身測(cè)試時(shí)間就短的晶粒，測(cè)試時(shí)間延長(zhǎng)的更為顯著。于是我們選取單位晶圓數(shù)相對(duì)較多的L59C產(chǎn)品作為觀測(cè)模型進(jìn)行研究。

4. 數(shù)據(jù)分析

我們通過(guò)不同地域以及不同操作系統(tǒng)版本的數(shù)據(jù)分析得出測(cè)試時(shí)間的主要差異來(lái)源于探測(cè)臺(tái)移動(dòng)的單位時(shí)間以及其他時(shí)間。探測(cè)臺(tái)移動(dòng)的單位時(shí)間主要是來(lái)源于不同型號(hào)的探測(cè)臺(tái)以及探測(cè)臺(tái)參數(shù)的設(shè)定。其他時(shí)間主要是由于操作系統(tǒng)版本、數(shù)據(jù)處理以及使用integrator的差異。

不同操作系統(tǒng)版本的差異為天津與法國(guó)測(cè)試的其他時(shí)間差異主要來(lái)源。但是1.18.2版本在天津配合integrator使用無(wú)法產(chǎn)生我們需要的stdf進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

5.結(jié)論及改善方案

通過(guò)模型選取與分析，我們得出結(jié)論探測(cè)臺(tái)的移動(dòng)速度和測(cè)試操作系統(tǒng)是造成天津晶圓測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)于法國(guó)晶圓測(cè)試時(shí)間的主要原因，所以我們就這兩個(gè)方向進(jìn)行改善。

5.1探測(cè)臺(tái)移動(dòng)速度

我們針對(duì)探測(cè)臺(tái)X，Y，Z三個(gè)方向的移動(dòng)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，從原來(lái)的5改到7，從而使得探測(cè)臺(tái)的移動(dòng)時(shí)間減少到0.35s。

5.2 測(cè)試操作系統(tǒng)

（1）1.18.2版本在天津配合integrator使用無(wú)法產(chǎn)生我們需要的stdf文件，這樣就無(wú)法進(jìn)行物料數(shù)據(jù)分析，所以我們不能像法國(guó)一樣使用同樣的測(cè)試系統(tǒng)版本。

（2）系統(tǒng)工程師聯(lián)系MST的供應(yīng)商，對(duì)于MST的測(cè)試版本進(jìn)行不斷升級(jí)，最終我們將系統(tǒng)升級(jí)到現(xiàn)在的2.1.7 p22，使得其他時(shí)間差異減小到0.01s，從而達(dá)到我們預(yù)期的目的。

參考文獻(xiàn)

[1]（美國(guó)）贊特（PeterVanZant）譯者：韓鄭生趙樹武 《芯片制造》電子工業(yè)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(hào)集成電路測(cè)試與測(cè)量》 電子工業(yè)出版社 2009

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