晶片低溫測試overdrive控制淺談

摘 要：汽車相關(guān)晶片的低溫探針測試是近段時期的半導(dǎo)體測試行業(yè)的主要發(fā)展方向，封裝之前，通過探針臺模擬客戶低溫使用環(huán)境，盡早的篩查出不良品，節(jié)約芯片封裝成本。同時低溫探針測試增加了關(guān)鍵參數(shù)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(guān)鍵參數(shù)的控制淺談一二。

關(guān)鍵詞：低溫探針測試 關(guān)鍵參數(shù)控制 overdrive

簡介：在本論文中，我們選擇了一個低溫探針測試產(chǎn)品分析總結(jié)，仔細(xì)調(diào)查了低溫探針測試的詳細(xì)流程，根據(jù)實際情況提出了幾種關(guān)鍵情況的overdrive參數(shù)控制原則和方法。

測試產(chǎn)品溫度轉(zhuǎn)換后的監(jiān)視，控制

測試中的中斷后動態(tài)監(jiān)視，控制

晶元測試換片中斷后的動態(tài)監(jiān)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(guān)鍵參數(shù)關(guān)系到良品率和質(zhì)量，是低溫探針測試的關(guān)鍵參數(shù)。

一、測試產(chǎn)品溫度轉(zhuǎn)換后的監(jiān)視，控制

生產(chǎn)中經(jīng)常發(fā)生的情況是當(dāng)前A產(chǎn)品的測試已經(jīng)完成需要更換B產(chǎn)品進(jìn)行低溫測試， 剛剛完成的A產(chǎn)品可能是低溫產(chǎn)品，也可能是高溫產(chǎn)品或者常溫測試產(chǎn)品。

針對A產(chǎn)品的三種溫度情況，后臺程序設(shè)計了不同的三種情況來判斷識別并實現(xiàn)自動提示，控制。

常溫到低溫的情況：常溫到低溫的轉(zhuǎn)換根據(jù)溫度和探針高度變化曲線，后臺控制軟件在低溫當(dāng)前批開始之前會自動提示操作員進(jìn)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(shù)控制，并實現(xiàn)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(jī)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(rèn)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(xiàn)判斷，如果在較短時間內(nèi)完成上下批的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)會自動觸發(fā)短時間的烤針，如果較短時間內(nèi)未能完成上下批的轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)會自動觸發(fā)長時間的烤針，并以此為基礎(chǔ)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(xiàn)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(zhuǎn)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(xiàn)溫度的較大幅度的變化的精確控制，并確保精準(zhǔn)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(zhí)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(xù)觸發(fā)另一個室溫到低溫開始測試的烤針監(jiān)控，力求精準(zhǔn)，分段控制，降低風(fēng)險，自動倒計時完成后，同樣以此為基礎(chǔ)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(xiàn)低溫測試overdrive的精確控制。

二、測試中的中斷后動態(tài)監(jiān)視，控制。

測試過程中有很多情況會觸發(fā)測試中斷，包括良品率低于設(shè)定值觸發(fā)的監(jiān)控暫停，定期探針痕跡檢查自動觸發(fā)的暫停，測試溫度的飄移觸發(fā)的溫度糾正等等，出現(xiàn)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(fù)之后計算總共的暫停時間，軟件會自動判斷并計算自動補(bǔ)償時間，提示生產(chǎn)隊員補(bǔ)償?shù)蜏氐臏囟葥p失，正常生產(chǎn)會在自動溫度補(bǔ)償之后開始運行。

下圖表述了測試兩顆芯片之間發(fā)生中斷之后的系統(tǒng)監(jiān)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(dāng)實際中斷時間小于系統(tǒng)設(shè)置的最小控制時間的時候，系統(tǒng)選擇不需要烤針，也不需要進(jìn)行低溫補(bǔ)償。

當(dāng)實際中斷時間大于等于系統(tǒng)設(shè)置的最小控制時間的時候，系統(tǒng)根據(jù)軟件提前設(shè)定的斜率計算動態(tài)的烤針時間，來做精確低溫補(bǔ)償，具體通過鎖屏和倒計時來完成。

當(dāng)實際中斷時間大于系統(tǒng)設(shè)置的最大控制時間的時候，系統(tǒng)選擇最長時間的烤針，

同理，對于測試兩片晶元之間發(fā)的中斷低溫補(bǔ)償，也可采用以上這種分段控制的動態(tài)烤針方案。

三、晶元測試換片中斷后的監(jiān)視，動態(tài)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(zhì)量要求，但是在這些矯正中間偶爾會發(fā)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(shè)計的時候考慮此種情況，監(jiān)視并控制這類情況的發(fā)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(shè)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(zhí)行最短時間的烤針以補(bǔ)償?shù)蜏販囟葥p失，當(dāng)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(jù)程序設(shè)計的參數(shù)執(zhí)行烤針來補(bǔ)償?shù)蜏販囟葥p失， 最后一種情況，當(dāng)實際時間間隔大于最大標(biāo)定值后，軟件會控制以最大開批時間進(jìn)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(bǔ)償，這時候探針高度完全恢復(fù)到了開批開始測試時候的精確狀態(tài)，烤針倒計時完成后軟件通過GPIB信號，直接驅(qū)動探針測試臺直接開始測試。

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作者簡介

詹健，男，天津，學(xué)士學(xué)位，工程師。職稱：初級工程師 研究方向：晶元測試