測(cè)試平臺(tái)數(shù)據(jù)比對(duì)及相關(guān)問(wèn)題分析

石志剛

（北京確安科技股份有限公司，北京100094）

測(cè)試平臺(tái)數(shù)據(jù)比對(duì)及相關(guān)問(wèn)題分析

石志剛

（北京確安科技股份有限公司，北京100094）

在芯片產(chǎn)業(yè)鏈中，芯片測(cè)試環(huán)節(jié)是不可或缺的，是對(duì)芯片產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)的重要手段之一。為了滿足測(cè)試產(chǎn)能的需要，受各種因素影響，往往需要在不同測(cè)試平臺(tái)進(jìn)行產(chǎn)能擴(kuò)展的活動(dòng)，開發(fā)對(duì)應(yīng)的測(cè)試程序。在芯片測(cè)試程序開發(fā)完成之后，需要對(duì)測(cè)試平臺(tái)移植進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，也就是工程批實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果判斷是否可以進(jìn)行后續(xù)量產(chǎn)。通過(guò)對(duì)一款芯片在T2000和J750兩種測(cè)試平臺(tái)的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，深入了解測(cè)試平臺(tái)移植過(guò)程中，如何對(duì)開發(fā)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，并在對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)比對(duì)和差異化問(wèn)題分析過(guò)程中，從不同角度闡述測(cè)試數(shù)據(jù)的一致性和重復(fù)性問(wèn)題。

J750測(cè)試機(jī)；T2000測(cè)試機(jī)；比對(duì)；一致性；重復(fù)性；差異

1 引 言

隨著電子技術(shù)的不斷革新，涉及的范圍也在不斷擴(kuò)大。在芯片測(cè)試行業(yè)［1］，同一款芯片測(cè)試在不同機(jī)臺(tái)上面開發(fā)時(shí)有發(fā)生，往往在產(chǎn)能調(diào)配，或者產(chǎn)能激增的情況下發(fā)生，那么多種平臺(tái)的測(cè)試結(jié)果比對(duì)就顯得尤為重要。

2 平臺(tái)介紹

泰瑞達(dá)J750［2］測(cè)試機(jī)是集成電路測(cè)試設(shè)備歷史上最常用的機(jī)臺(tái)之一，如圖1所示，也是作者本人用得最多的測(cè)試平臺(tái)。平臺(tái)采用WINDOWS操作系統(tǒng)，人機(jī)界面友好、簡(jiǎn)單，基于板卡的硬件架構(gòu)，維護(hù)性好，配上MSO，基本能滿足SoC的測(cè)試需求，有著較高的測(cè)試性價(jià)比，同時(shí)為二十世紀(jì)復(fù)雜芯片的測(cè)試提出了全新的INTEGRATEST技術(shù)。

愛德萬(wàn)T2000［3］測(cè)試機(jī)是一臺(tái)開放式架構(gòu)測(cè)試系統(tǒng)，也是當(dāng)今相對(duì)最高端的測(cè)試系統(tǒng)。2000的測(cè)試模塊豐富，數(shù)字測(cè)試部分可達(dá)到800MDM、對(duì)高速接口測(cè)試要求配置了6.5GDM測(cè)試模塊。模擬測(cè)試部分的模塊可以支持到24bit的高精度測(cè)試、以及滿足最大400Msps模擬信號(hào)的頻率發(fā)生。RFIC測(cè)試方面，支持12GRF測(cè)試頻率的端口有32個(gè)，四組獨(dú)立的VSG／VSA配合內(nèi)嵌FFT引擎，可以滿足更高速的測(cè)試計(jì)算，提供更高效的同測(cè)支持，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了RFIC測(cè)試的低成本化。擁有豐富多樣、功能強(qiáng)大的測(cè)試模塊，用戶可以根據(jù)測(cè)試需求來(lái)組合不同測(cè)試模塊，將T2000配置成能滿足MPU、音視頻IC、RFIC等不同芯片測(cè)試的低成本測(cè)試解決方案。

3 T2000 VS J750測(cè)試平臺(tái)間比對(duì)

大部分功能測(cè)試都是通過(guò)測(cè)試向量的方式進(jìn)行的測(cè)試，在不同測(cè)試平臺(tái)有不同的格式，但本質(zhì)是一樣的。測(cè)試向量是對(duì)芯片所設(shè)計(jì)的一系列邏輯功能的輸入輸出狀態(tài)的描述，包含了輸入激勵(lì)和預(yù)期存儲(chǔ)響應(yīng)真值表，通過(guò)輸出是否達(dá)到預(yù)期判斷芯片功能是否正常［4］。在兩個(gè)測(cè)試平臺(tái)上對(duì)同一款芯片的同一枚晶圓進(jìn)行Sort1＆Sort2測(cè)試（Sort1表示進(jìn)行第一次測(cè)試，Sort2表示進(jìn)行第二次測(cè)試，兩次測(cè)試的程序是獨(dú)立的），根據(jù)所得到的數(shù)據(jù)，進(jìn)行測(cè)試時(shí)間、測(cè)試良率、BIN值統(tǒng)計(jì)和map圖分布比較。

采用兩種方案進(jìn)行，第一種是J750平臺(tái)的8 SITE并行測(cè)試方案，SORT1測(cè)試時(shí)間為102分鐘，SORT2測(cè)試時(shí)間為148分鐘，總共250分鐘；第二種是T2000平臺(tái)的64 SITE并行測(cè)試方案，SORT1測(cè)試時(shí)間為15分鐘，SORT2測(cè)試時(shí)間為38分鐘，總共53分鐘.良率對(duì)比和測(cè)試時(shí)間對(duì)比如圖1所示，從對(duì)比數(shù)據(jù)中可以看到，T2000平臺(tái)的64SITE方案的測(cè)試效率為J750平臺(tái)8SITE方案的4.717倍，加上幾乎不存在因誤宰引起的補(bǔ)測(cè)成本，T2000方案已經(jīng)達(dá)到立項(xiàng)的初衷，并大大超過(guò)。

圖1 T2000 VS J750良率對(duì)比、測(cè)試時(shí)間對(duì)比

失效BIN值對(duì)比：從對(duì)比結(jié)果可以看出，T2000在sort1遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試EEPROM時(shí)將所有失效管芯提前攔截；在sort2測(cè)試時(shí)，同樣在EEPROM測(cè)試項(xiàng)上相差接近1%，同樣將EEPROM測(cè)試項(xiàng)的所有失效管芯提前攔截，與sort1結(jié)果基本吻合。另外，sort2的IV51測(cè)試項(xiàng)相差2%，存在異常，如圖2和圖3所示。

圖2 J750 VST2000比對(duì)統(tǒng)計(jì)_Sort1

圖3 J750 VST2000比對(duì)統(tǒng)計(jì)_Sort2

4 T2000內(nèi)部比對(duì)［7］

每個(gè)測(cè)試機(jī)的測(cè)試原理是相同的，但結(jié)構(gòu)上是有區(qū)別的，在編制測(cè)試程序時(shí)，實(shí)現(xiàn)的方法不盡相同，在開發(fā)測(cè)試程序時(shí)就需要充分發(fā)揮測(cè)試機(jī)的硬件特點(diǎn)，以達(dá)到提高測(cè)試程序運(yùn)行速度的目的。測(cè)試程序應(yīng)當(dāng)盡量結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，復(fù)雜的測(cè)試程序可能導(dǎo)致測(cè)試機(jī)的軟硬件沖突，反而增加測(cè)試時(shí)間［5］。

為了確定平臺(tái)移植的可靠性，使用該款芯片在T2000平臺(tái)對(duì)同一枚晶圓進(jìn)行Sort1和Sort2測(cè)試各兩遍，考察測(cè)試的重復(fù)性和一致性。

良率對(duì)比和測(cè)試時(shí)間對(duì)比：SORT1的成品率誤差為零，不存在誤宰；而SORT2的成品率誤差為1.3%，存在誤宰，與T2000 VS J750測(cè)試平臺(tái)臺(tái)間比對(duì)實(shí)驗(yàn)存在相似性，如圖4所示。

圖4 T2000良率對(duì)比、測(cè)試時(shí)間對(duì)比

失效BIN值對(duì)比：從對(duì)比結(jié)果可以看出，T2000內(nèi)部比對(duì)中sort1在失效bin值方面吻合度很高，而sort2重復(fù)性測(cè)試中的主要差別在IV51上，相差達(dá)1%，如圖5和圖6所示。

圖5 T2000比對(duì)統(tǒng)計(jì)_Sort1

圖6 T2000比對(duì)統(tǒng)計(jì)_Sort2

5 IV51差異分析［6］

在J750平臺(tái)和T2000平臺(tái)比對(duì)、以及T2000內(nèi)部比對(duì)時(shí)均出現(xiàn)IV51結(jié)果差異較大問(wèn)題，為了找出問(wèn)題原因做了如下實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)1：在J750和T2000測(cè)試平臺(tái)上對(duì)芯片VPA管腳施加相同測(cè)試條件（OPEN），取同一片wafer相同位置管芯的IV51_L1測(cè)量值，其結(jié)果如圖7所示，該64個(gè)管芯的取值趨勢(shì)相同，但T2000整體取值比J750大1.8mA左右。

圖7 實(shí)驗(yàn)1分析圖

實(shí)驗(yàn)2：在T2000測(cè)試平臺(tái)上對(duì)芯片VPA管腳施加不同測(cè)試條件（OPEN，force 5V，force 3.3V等），取與實(shí)驗(yàn)1相同位置管芯的IV51_L1測(cè)量值，其結(jié)果如圖8所示，該64個(gè)管芯的取值趨勢(shì)相同，但三個(gè)不同條件下平均值依次為4.83mA，2.80mA，1.32mA。

圖8 實(shí)驗(yàn)2分析圖

實(shí)驗(yàn)3：根據(jù)實(shí)驗(yàn)2結(jié)果，在T2000程序中給VPA管腳施加3.3V＆3.29V的方式測(cè)試，對(duì)整片wafer的IV51取值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其結(jié)果平均值比J750小0.26mA，如圖9所示。

圖9 實(shí)驗(yàn)3分析圖

從實(shí)驗(yàn)1可以看出，兩種平臺(tái)的一致性是非常統(tǒng)一的，因此IV51測(cè)試項(xiàng)異常不是兩種平臺(tái)的軟硬件差異引起的。

從實(shí)驗(yàn)2可以看出，VPA管腳施加不同條件，所引起的變化是同比變化的，VPA管腳并沒有造成IV51測(cè)試項(xiàng)數(shù)值異常。因此IV51測(cè)試項(xiàng)異常不是VPA管腳引起的。

針對(duì)IV51的測(cè)量值做正態(tài)分布分析，如圖10所示，可以看出T2000與J750的測(cè)量值在下限值（1.4mA）附近分布較為廣泛，加上在測(cè)量過(guò)程中測(cè)量值會(huì)稍有浮動(dòng)，導(dǎo)致在一致性測(cè)試和重復(fù)性測(cè)試中良率變動(dòng)較大的結(jié)果，最終將此情況通報(bào)客戶，得到客戶認(rèn)可。

6 結(jié)束語(yǔ)

集成電路測(cè)試程序是集成電路測(cè)試最基本的要素，測(cè)試程序的質(zhì)量直接影響到測(cè)試質(zhì)量。對(duì)集成電路量產(chǎn)測(cè)試不同平臺(tái)的的開發(fā)結(jié)果及影響因素進(jìn)行研究，提出了一套集成電路測(cè)試程序質(zhì)量控制方法，從而保障了集成電路測(cè)試程序在量產(chǎn)應(yīng)用中的質(zhì)量［8］。

同一款芯片在不同測(cè)試平臺(tái)上面開發(fā)主要從可靠性和一致性兩個(gè)方面來(lái)考慮。一般來(lái)講，顯示測(cè)試實(shí)際數(shù)值的測(cè)試項(xiàng)，比如直流參數(shù)，模擬參數(shù)等測(cè)試項(xiàng)，要分析其數(shù)值的離散度是否一致。所有測(cè)試結(jié)果，尤其是只顯示測(cè)試結(jié)果的測(cè)試項(xiàng)要判定跳變率是否達(dá)標(biāo)，通?？刂圃?%或者參考客戶要求。而一些針對(duì)芯片的特異化個(gè)性操作，除了需要著重驗(yàn)證程序邏輯的一致性，往往還需要通過(guò)其他測(cè)試手段多重驗(yàn)證，最后根據(jù)上述結(jié)果判定平臺(tái)移植是否通過(guò)。不同測(cè)試平臺(tái)和相同測(cè)試平臺(tái)都會(huì)存在差異，但理論上不同測(cè)試平臺(tái)存在的差異是最大的。在驗(yàn)證開發(fā)過(guò)程中，必須根據(jù)上述驗(yàn)證手段發(fā)現(xiàn)測(cè)試結(jié)果中的異常，并著重分析出合理結(jié)果，排除測(cè)試條件異常引發(fā)的問(wèn)題。

圖10 IV51數(shù)值正態(tài)分布分析圖

主要對(duì)測(cè)試程序開發(fā)完成后的工程批數(shù)據(jù)進(jìn)行一致性和穩(wěn)定性分析，討論了兩個(gè)測(cè)試解決方案的整片晶圓測(cè)試數(shù)據(jù)的重復(fù)性和一致性問(wèn)題，從客觀角度證明了T2000方案的效率提升，并且通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理分析了IV51測(cè)試數(shù)據(jù)趨勢(shì)異常，得出了測(cè)試限值設(shè)置與實(shí)際產(chǎn)品性能不匹配的結(jié)論。

［1］ 張可，王春宇.T2000面向不同測(cè)試需求的靈活對(duì)應(yīng)［J］.中國(guó)集成電路，2010，19（3）：69-72. Zhang ke，Wang chunyu.T2000 Flexible correspondence for different test requirements［J］.cicmag，2010，19（3）：69-72.

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Com parison and Analysis of Test Platform Data

Shi Zhigang
（Beijing Chipadvanced Co.，Ltd.，Beijing 100094，China）

In the chip industry chain，the chip testing process is important for inspecting the chip products quality.In order to meet the needs of production test and reduce the influence by various factors，the capacity expansion of activities and the developmentof the test program are needed in different test platform.After the developmentof the chip test program，the risk assessment is conducted for the test platform transplant，i.e.the project number of experiments.According to the results of the experiment，the subsequent production is determined.Through analysis of test data in T2000 and J750 test platform，the development results are evaluated during the process of test platform transplantation.The consistency and reproducibility of different test data are described in the process of the detailed comparison and differentiation analysis of the data.

J750 tester；T2000 tester；Comparison；Consistency；Repeatability；Difference

10.3969／j.issn.1002-2279.2016.06.005

TN47

B

1002-2279（2016）06-0015-04

石志剛（1983-），男，北京人，碩士研究生，主研方向：集成電路測(cè)試。

2016-05-10