只有经ET测试合格的晶圆片才可以进到下一步良率的测量(见图8-10)。良率的测量比ET要复杂得多,这包括它的测量系统和对测量结果的解析过程。通常的硅片上可以集成几十到几千个具有独立功能集成电路芯片单元(die),良率的测量是对集成电路芯片在切片和封装之前先经过探针测试(probe test)对在晶圆上集成电路芯片进行综合的参数测量,以筛查出不合格的单元(die)并予以甄别(通常会在不合格的芯片处点一个墨点),测量的信息(次品的位置,次品不合格的种类等)被存储在一个文件中(wafermap),在以后的切片与筛选过程中,会根据这个文件的信息自动过滤掉不合格的芯片。晶圆制备的次品,应尽量在探针测试中被检出,这样就避免了对次品进行封装测试而带来的一系列浪费。
图8-10 集成电路芯片产品的生产流程
良率测量系统包含测试系统,测试板,测试程序和测试环境。根据集成电路的参数测量结果得到合格的芯片,并且对不合格的芯片进行归类,用于进行生产过程的质量分析与提高,或根据不同客户的要求进行降阶处理。
测试系统是计算机控制的一系列电源、计量仪器和信号源。通过测试板和探针台与集成电路芯片相连接,然后运行测试程序的一系列指令以提供合适的电压、电流、时序与功能状态并监测芯片的响应,将测量结果和预期值与量限相比较,从而做出测试通过与否的判断报告。测试板则要根据集成电路芯片的管脚设计和测试要求分别定做。测试程序通常包括直流参数测试(DC)、功能测试和动态反应测试(AC)。(www.xing528.com)
而测试环境则要视产品的具体应用环境而定。不同的应用要求,其使用的环境也不同。如一般的消费类电子产品(MP3,手机芯片等),测试只需在常温或略高于常温下进行即可;而一些对使用环境比较苛刻的集成电路芯片,如汽车类电子芯片,则要保证芯片在低温-40℃和高温125℃的范围内都可以工作。测试环境也应考虑在这两个极端温度下的参数测量并达标。所以,集成电路芯片的测试环境也要尽量模拟实际应用的需要以满足客户的要求。这一点,在竞争的市场环境下尤为重要。
对不合格的芯片进行归类有助于生产过程的质量分析,以便解决问题,提高未来的良率。比如在不合格的这批芯片里有过量的漏电超标的芯片,这个信息会反馈给负责质量的研发部门以供他们参考,并着眼于那些与漏电相关的电参数(如MOS管的沟道漏电,薄栅漏电,金属线之间的桥接漏电,等)和相关的器件从设计与工艺过程。
探针测试后要对合格的芯片进行封装。封装的过程包括晶粒单元切割(die saw)、芯片黏附(die attach)、引线键合(wire bonding)、灌胶(mold)、引脚成型(trim forming)等过程。在此过程中的缺陷也会造成次品的产生。所以在出厂之前,对于封装后的原件还要做一次终测,以确保产品的最终质量。
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