半導體器件測試文件處理之研究

張奇

（上海華虹宏力半導體制造有限公司，上海，201206）

1 半導體器件測試文件概述

針對半導體器件測試來說，測試文件必須要將測試管理系統(tǒng)工作站所定義的半導體器件測試數(shù)據(jù)、測試向量、測試結果等文件輸入數(shù)據(jù)庫，最終才能構成數(shù)據(jù)分析報表，最終構成半導體器件測之試文件。

1.1 測試數(shù)據(jù)文件

一般而言，測試數(shù)據(jù)由測試施加數(shù)據(jù)（測試碼）和測試預期結果的數(shù)據(jù)（預期相應輸出）構成。在表中存在大量不關注位（don’t care bit）,對于這樣的測試碼位，在施加測試輸入時，被測試半導體的輸出是“0”或者是“1”，不被比較，對于這樣的位用“0”或者是“1”取代，并不影響測試合格、失效的結果，測試的覆蓋率基本不受影響，可以按照“0”或者是“1”的編碼方式進行編碼壓縮。

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

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

1.2 測試向量文件

1.2.1 測試向量生成設計

半導體器件測試向量是記錄了需要給半導體DUT的激勵信號和DUT輸出的期待信號的文件，是輸入信號對加載到半導體的。

測試圖形是測試向量響應半導體的輸入信號，實際上可以使用任何設置的字符代表真值表。一個單一的測試周期“基本”數(shù)據(jù)代表每一個測試向量，其是存儲在向量存儲器里面的。通過Pin電路器件施加給待測器件。結合從向量存儲器里輸入的波形格式、電壓數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)與時序。通過Pin 電路器件的比較電路，在適當?shù)牟蓸訒r間進行比較的存儲響應。

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

圖1 測試向量設置

1.2.2 測試向量設置

當需要開發(fā)一個向量測試,要認真考量待測試電路器件的各個方面的性能和功能，以上圖這些向量參數(shù)要進行設置、驗證。

1.3 測試結果文件

1.3.1 半導體測試結果文件和傳送

待半導體器件測試完畢后，測試設備和測試管理系統(tǒng)將構成半導體器件測試結果的文件轉變成一個傳送信號，上傳到測試管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務器，而服務器會依據(jù)文件發(fā)送信頭，最終接納測試結果文件。

針對測試管理系統(tǒng)為而言，為了確保其傳送速度，本文研究中實現(xiàn)了三個方面的優(yōu)化處理：（1）針對測試結果文件傳送而言，主要應用實時傳送原則，即傳送時機擇取為測試結果文件組成后，對以往分批次傳送方式進行了優(yōu)化補充。從整體上來講，有助于預防文件過大而促使傳送速度滯后，對服務器正常運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)庫中，而是暫時存入原始數(shù)據(jù)暫存器中，有助于防止某些無效格式測試結果文件被上傳。譬如在測試中存在了人為中斷現(xiàn)象，而誘導某些測試數(shù)據(jù)最終轉變?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)庫文件的精準性。此外，經(jīng)由原始數(shù)據(jù)暫存器對測試結果文件權限進行整合配置。譬如在存儲過程中可允許訪問統(tǒng)計結果，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)庫的安全性。

1.3.2 測試數(shù)據(jù)文件類型

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

2 半導體器件測試文件處理

2.1 測試過程中在線文件處理

2.1.1 半導體測試在線預警

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

2.1.2 在線測試數(shù)據(jù)管理內(nèi)容

而針對半導體器件在線測試數(shù)據(jù)管理而言，該模塊主要考慮到用戶對生產(chǎn)線實時數(shù)據(jù)具有管理需求，涵蓋產(chǎn)品負責人、芯片產(chǎn)品、測試日期、測試站點等內(nèi)容。

同時，在線數(shù)據(jù)管理模塊還可查詢各類良率分析報表，其中查詢功能與統(tǒng)計功能單獨使用，有助于用戶自主選擇，其數(shù)據(jù)內(nèi)容涵蓋測試平臺比較報表、良率分析年報、季報、月報、日報等。

2.2 在線測試文件處理方法

2.2.1 在線測試管理工具方法

就在線測試管理工具分析方法而言，主要包括兩種：一是比較分析，二是相關性分析。譬如在不同條件下，可對每片晶片測試參數(shù)進行比較分析，觀察測試參數(shù)之間的差異性。同時，可將測試參數(shù)與WS數(shù)據(jù)、測試數(shù)據(jù)、iEMS數(shù)據(jù)進行相關性分析，尋找相關性誘因。以上兩種分析方法均在明確現(xiàn)有在線測試數(shù)據(jù)對產(chǎn)品設備、生產(chǎn)狀況的影響下進行。應用現(xiàn)有在線測試數(shù)據(jù)預測產(chǎn)品特征，考慮到測試問題具有復雜性，工程師往往通過在線測試數(shù)據(jù)結果，對產(chǎn)品測試的準確性進行優(yōu)化判斷。

2.2.2 死機后處理方法

Tester或者Prober任意一方發(fā)生死機，應開始故障票，并確認所有相連Prober和Tester已經(jīng)重啟，等待5分鐘后才能開始測試；發(fā)生死機的那個Lot要重測并技術聯(lián)絡工藝人員，待工藝人員確認Lot數(shù)據(jù)無誤后Release，下面要測的一個Lot也要自己確認一下數(shù)據(jù)才能完全Release測試。

2.3 測試數(shù)據(jù)文件處理

2.3.1 測試數(shù)據(jù)文件確認

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

（2）在檢索窗口內(nèi)輸入{lot名＋“-”測定號機＋“-”日期＋”@”測試方式}進行精確匹配；

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

（4）檢測Er ror List是否有文件，如果有，代表有文件單位丟失現(xiàn)象，請技術聯(lián)絡工藝人員。

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，如果文件有單位丟失異常，文件會顯示在Er ror List窗口中。

2.3.3 測試文件數(shù)據(jù)備份

測試Lot作業(yè)中或終了后，運行數(shù)據(jù)備份程序，把測試結果自動保存指定文件夾內(nèi)，須確認兩種測試結果都存在，且子lot信息無混亂。半導體器件測試終了后傳送測試結果文件，測試系統(tǒng)將自動關閉，測試數(shù)據(jù)自動存儲備份。

3 結束語

目前在半導體器件測試向量、測試數(shù)據(jù)、測試結果文件處理過程中，需要根據(jù)測試文件的格式、具體內(nèi)容進行優(yōu)化以確保測試文件反映半導體器件質量，與此同時反映半導體器件在設計制造的過程中，可能存在伴隨著設計風險及制造過程風險問題。利用半導體器件在線測試過程中的對測試文件的處理和測試結果數(shù)據(jù)文件找出問題，并進行分析研究影響該問題反映的基礎事件，最后根據(jù)測試文件研究計算確定不同基礎事件的權重，找出主要影響因素并加以優(yōu)化，有效提升半導體器件芯片質量且縮短設計周期。

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

[2]時萬春.現(xiàn)代集成電路測試技術[M].北京,化學工業(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)的測試.[J].微處理機,2008.06.15.