集成电路测试技术01

VLSITESTING1第第11章章自动测试系统自动测试系统VLSITESTING2zz一个晶圆在其顶一个晶圆在其顶端通常有一个平端通常有一个平的缺口，这是为的缺口，这是为了在产生和测试了在产生和测试过程中确保方过程中确保方向。向。zz晶圆上通常含有晶圆上通常含有与制造无关的、与制造无关的、所有晶圆都一样所有晶圆都一样的工艺检测芯的工艺检测芯片，用来在制造片，用来在制造过程中验证工艺过程中验证工艺参数是否正确。参数是否正确。zz坏的芯片以被墨坏的芯片以被墨点标示。点标示。VLSITESTING3测试负载板测试负载板z连接测试设备的测试头和被测器件物理和电路接口，被固定在针测台（Probe）、机械手（Handler）或者其他测试硬件上，其上的布线连接测试机台内部信号测试卡的探针和被测器件的管脚VLSITESTING4探针卡探针卡探针卡在CP测试用于连接测试机电路和芯片上的底部，通常作为Loadboard的物理接口，在某些情况下ProbeCard通过插座或者其它接口电路附加到Loadboard上VLSITESTING5zz晶圆测试过程中探针板晶圆测试过程中探针板上的探针与结点相连，上的探针与结点相连，使用显微镜观察，探针使用显微镜观察，探针与图中的连接线相似与图中的连接线相似VLSITESTING6z键合脚（BondPads）：z四周的明亮的矩形是键合点，也是测试时探针扎的地方；在封装过程中，连接线连接它和封装外的引脚。z探针印记（ProbeMarks）：z注意每个结点上的小黑点，这是针痕。结点通常是软质的铝，在探针和结点产生电气连接时，会留下针痕；针痕可被探针操作员用于判断是否所有的结点都与探针接触VLSITESTING7z划片分割z封装VLSITESTING8自动测试设备自动测试设备（（ATEATE，，AutomatedTestEquipmentAutomatedTestEquipment））zzATEATE是一种由高性能计算机控制的测试是一种由高性能计算机控制的测试仪器的集合体，是由测试仪和计算机组仪器的集合体，是由测试仪和计算机组合而成的测试系统，计算机通过运行测合而成的测试系统，计算机通过运行测试程序的指令来控制测试硬件。试程序的指令来控制测试硬件。zz测试系统的种类：存储器、数字电路、测试系统的种类：存储器、数字电路、模拟电路和混合信号电路模拟电路和混合信号电路VLSITESTING9数字电路器件类数字电路器件类高端的测试机则是速度高端的测试机则是速度非常快（时钟频率非常快（时钟频率高）、测试通道非常多高）、测试通道非常多的测试系统；时钟频率的测试系统；时钟频率通常会达到通常会达到11--2GHz2GHz，并，并能提供超过能提供超过10241024个测试个测试通道；拥有高精度的时通道；拥有高精度的时钟源和百万钟源和百万bitbit位的向量位的向量存储器。它们被用于验存储器。它们被用于验证新的超大规模证新的超大规模（（VLSIVLSI）集成电路，但）集成电路，但是昂贵的成本阻碍了他是昂贵的成本阻碍了他们用于生产测试。们用于生产测试。VLSITESTING10存储器件类存储器件类存储器测试通常需要很长的测试时间去运行所要求的测试模型，为了减少测试成本，测试仪通常同时并行测试多颗器件。VLSITESTING11模拟或线形器件类模拟或线形器件类模拟器件测试需要精确地生成与测量电信号，经常会要求生成和测量微伏级的电压和纳安级的电流。通常会按照客户的选择在设计中使用特殊的测试仪器甚至机架。参数或特性包括：增益、输入偏移量的电压和电流、线性度、通用模式、供电、动态响应、频率响应、建立时间、过冲、谐波失真、信噪比、响应时间、窜扰、邻近通道干扰、精度和噪声。VLSITESTING12混合信号器件类混合信号器件类z混合信号器件包括数字电路和模拟电路，因此需要测试系统包含这两部分的测试仪器或结构。VLSITESTING13Agilent4072+TELP8Agilent4072+TELP8--XLXLTesterHead4072AControllerScreenWaferLoaderTouchPannelAutoWaferChangerVLSITESTING14TestHeadTestHeadVLSITESTING15VLSITESTING16VLSITESTING17VLSITESTING18VLSITESTING19VLSITESTING20测试开发流程测试开发流程VLSITESTING21VLSITESTING22功能测试功能测试VLSITESTING23ATEATE编程编程CIMOperatorModeEngineeringModeRemoteExecutionAlgorithmLibraryRunTimeAnalysisDatabaseFrameworkTestPlanNavigatorWaferSpecificationDieSpecificationProbeSpecificationTestSpecificationVLSITESTING24VLSITESTING25故障分析故障分析zRe-TESTzManualMeasurementzSearchedonthePromis–Track-in,track-outtimingcheck.(Issuestage)–Holdreasoncheck.–Processflowcheck.–EquipmentalarmcheckandSorting.–In-linecheck.(ViewChart…andsoon)zSEMandTEMcheckVLSITESTING26故障分析的故障分析的目的:1.生产线过程控制与开发2.增加产量3.技术分析VLSITESTING27故障分析仪器故障分析仪器zSEM:ScanningElectronMicroscopezTEM:TransmissionElectronMicroscopezFIB:FocusedIonBeamzAuger:AugerElectronMicroscopezSIMS:SecondaryIonMassSpectrometerVLSITESTING28SEMTEMSEMTEMVLSITESTING29SEMpictureTEMpictureVLSITESTING30SEMTEMAESDSIMSProbeBeamElectronsElectronsElectronsIonsAnalyzedBeamElectronsElectronsElectronsIonsElementsdetectedB&higherB&higherLi&higherH&higherDetectionLimit0.1-1at%0.1-1at%0.01-1at%1e12-1e17at/cc(withEDS)(withEDS)InformationImagingImagingCompositionalDepthProfilingSurfaceSensitivedoseJunctiondepthImplantercontamination