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工作站所定義的半導體器件測試數據、測試向量、測試結果等文件輸入數據庫，最終才能構成數據分析報表，最終構成半導體器件測之試文件。

1.1 測試數據文件

一般而言，測試數據由測試施加數據（測試碼）和測試預期結果的數據（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

系統對測試數據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的通道存儲單元內。在測試實施的時候，由測試系統的測試頭引腳通道通過測試插座將數據導入被測試芯片.在被測試芯片內部集成測試訪問控制器,將測試碼根據之前確定的測試協議分別寫入芯片各個內核模塊。

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”數據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、電壓數據以及數據與時序。通過Pin 電路器件的比較電路，在適當的采樣時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操作的指令，還包含待測器件的輸入輸出數據。要確保向量生成的成功，必須對芯片本身, 要對測試系統全面的理解，測試向量或仿真數據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數據庫服務器，而服務器會依據文件發送信頭，最終接納測試結果文件。

針對測試管理系統為而言，為了確保其傳送速度，本文研究中實現了三個方面的優化處理：（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據庫中，而是暫時存入原始數據暫存器中，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象，而誘導某些測試數據最終轉變為冗余數據。經由原始數據暫存器剔除此類無效格式文件，能最大限度地確保數據庫文件的精準性。此外，經由原始數據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計結果，不允許訪問某些重要數據。從某種角度上來講，極大地提高了數據庫的安全性。

1.3.2 測試數據文件類型

系統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，需發送給客戶；（對于Rwork lot，僅發送Rwork的數據）。

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，主要因測試生產線工程師少，在測試過程中，無法及時發現出現的誤測或不良測試，為測試工程師及早發現問題提供了有力的幫助。

2.1.2 在線測試數據管理內容

而針對半導體器件在線測試數據管理而言，該模塊主要考慮到用戶對生產線實時數據具有管理需求，涵蓋產品負責人、芯片產品、測試日期、測試站點等內容。

同時，在線數據管理模塊還可查詢各類良率分析報表，其中查詢功能與統計功能單獨使用，有助于用戶自主選擇，其數據內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進行比較分析，觀察測試參數之間的差異性。同時，可將測試參數與WS數據、測試數據、iEMS數據進行相關性分析，尋找相關性誘因。以上兩種分析方法均在明確現有在線測試數據對產品設備、生產狀況的影響下進行。應用現有在線測試數據預測產品特征，考慮到測試問題具有復雜性，工程師往往通過在線測試數據結果，對產品測試的準確性進行優化判斷。

2.2.2 死機后處理方法

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

2.3 測試數據文件處理

2.3.1 測試數據文件確認

（1）使用Search數據檢索程序在測試管理系統中Search圖標即可打開數據檢索程序；

（2）在檢索窗口內輸入{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據；

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

注意：數據查詢只能使用Search程序，禁止使用其它搜索工具。

2.3.2 測試數據文件查詢

在數據檢索窗口內輸入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）內容就會顯示在Resul t 窗口內。窗口內的 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 測試文件數據備份

測試Lot作業中或終了后，運行數據備份程序，把測試結果自動保存指定文件夾內，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，測試系統將自動關閉，測試數據自動存儲備份。

3 結束語

目前在半導體器件測試向量、測試數據、測試結果文件處理過程中，需要根據測試文件的格式、具體內容進行優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據文件找出問題，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開發與利用[J].電子世界,2014-7(下)：32-33.

[2]時萬春.現代集成電路測試技術[M].北京,化學工業出版社，2005.12.

[3]張靜,于祥苓,李海泉.淺談集成電路交流參數的測試.[J].微處理機,2008.06.15.