IC查驗(yàn)廠最重要的二大指針就是查驗(yàn)質(zhì)量與出產(chǎn)效率,查驗(yàn)質(zhì)量的關(guān)鍵在于查驗(yàn)的重現(xiàn)性(Reproducibility)與查驗(yàn)的穩(wěn)定性(Repeatability),而出產(chǎn)要素除了良率的要素外,最首要的就是查驗(yàn)設(shè)備的產(chǎn)能運(yùn)用率。在質(zhì)的方面,如安在最短的時(shí)間內(nèi),測(cè)完一顆IC全部的標(biāo)準(zhǔn),而且不因時(shí)間、地址的不一樣,測(cè)出不一樣的查驗(yàn)效果。在量的方面,則思考如何提升查驗(yàn)設(shè)備的產(chǎn)能運(yùn)用率,降低機(jī)臺(tái)架起時(shí)間、缺點(diǎn)修護(hù)時(shí)間與減少重測(cè),均檢測(cè)查驗(yàn)廠的工程技術(shù)才調(diào)與量產(chǎn)運(yùn)作才調(diào)。
IC查驗(yàn)廠的效能項(xiàng)目,首要是晶圓查驗(yàn)(Wafer Sort)、制品查驗(yàn)(Final test),以及小部份奔應(yīng)(burn-in)查驗(yàn)與手測(cè)(bench test)。在半導(dǎo)體IC查驗(yàn)效能里,最重要的設(shè)備就是自動(dòng)化查驗(yàn)機(jī)(Automatic Test Equipment, ATE),簡(jiǎn)稱(chēng)查驗(yàn)機(jī)。若將其分配針測(cè)機(jī)(Probe)就可作晶圓查驗(yàn)(如圖1),分配IC送料機(jī)(Handler)就可作制品查驗(yàn)效能(如圖2)。自動(dòng)化查驗(yàn)機(jī)的首要檢測(cè)—電性標(biāo)準(zhǔn)能否符合待測(cè)IC需要
自動(dòng)化查驗(yàn)機(jī)(ATE)的另一要素就是儀器的電性標(biāo)準(zhǔn)能否能符合待測(cè)IC的需要,尤其是在新的半導(dǎo)體產(chǎn)品,無(wú)論是作業(yè)速率、頻寬、電壓解析率與功用復(fù)雜度不斷提升,相對(duì)地對(duì)自動(dòng)化查驗(yàn)機(jī)(ATE)標(biāo)準(zhǔn)的需要也愈趨嚴(yán)厲。舉待測(cè)物CPU為例,邏輯胚騰(Pattern)速率需大于GHZ,精確度(Accuracy)要小于奈秒(ns),而搶先的USB2.0,PCI-express更需要查驗(yàn)機(jī)要能送出精確的差動(dòng)(Differential)邏輯信號(hào),語(yǔ)音信號(hào)的分辯率有必要小于毫伏(mv),其它如視訊產(chǎn)品、通訊產(chǎn)品或微波產(chǎn)品,都有不一樣的信號(hào)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與需要。
除了信號(hào)質(zhì)量外,另一應(yīng)戰(zhàn)就是接口技術(shù),在查驗(yàn)機(jī)里,針測(cè)機(jī)(Probe)與IC送料機(jī)(Handler)的首要作業(yè)就是將待測(cè)的晶粒與封裝完畢的IC,一顆顆地喂到待測(cè)IC界面板(DUT board)的固定腳位,而每一腳位再藉由電路板的接線(xiàn)聯(lián)接到查驗(yàn)機(jī)的儀器上。我們知道,在接口板上傳輸信號(hào)會(huì)構(gòu)成信號(hào)衰減、受阻抗匹配影響構(gòu)成波型失真或接地不良構(gòu)成噪聲等,影響到待測(cè)物的輸入與輸出,進(jìn)而構(gòu)成誤判,這是查驗(yàn)進(jìn)程所不想看到的效果。
查驗(yàn)機(jī)的出產(chǎn)自動(dòng)化
引發(fā)量產(chǎn)查驗(yàn)環(huán)境改造
半導(dǎo)體IC查驗(yàn)廠就是以建構(gòu)量產(chǎn)查驗(yàn)環(huán)境為主,從進(jìn)貨查驗(yàn)開(kāi)端,安排查驗(yàn)機(jī)臺(tái)、查驗(yàn)機(jī)的架起、樣品的比對(duì)、出產(chǎn)進(jìn)程中的反常處置機(jī)制、測(cè)完后的分級(jí)處置(Binning)、查驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集,以及后制程的檢測(cè)烘烤、包裝、出貨等,每一步驟要希望出產(chǎn)線(xiàn)的自動(dòng)化以減少人為過(guò)錯(cuò)的發(fā)生。本文將以查驗(yàn)機(jī)的出產(chǎn)自動(dòng)化為主,提出數(shù)項(xiàng)改造以供參看。
要如何跋涉查驗(yàn)機(jī)的產(chǎn)能運(yùn)用率,就是裝一個(gè)出產(chǎn)監(jiān)督器。在從前大多以人工記載辦法,大約記載出產(chǎn)時(shí)間、反常時(shí)間、架起時(shí)間等;而搶先的查驗(yàn)廠,已能透過(guò)出產(chǎn)自動(dòng)化,在每一查驗(yàn)機(jī)上設(shè)備一個(gè)出產(chǎn)監(jiān)督軟件,如OEE advisor,用來(lái)記載每一纖細(xì)的行為,如記載每批貨的加載時(shí)間、機(jī)臺(tái)架起時(shí)間、查驗(yàn)按次加載時(shí)間、樣品比對(duì)時(shí)間、開(kāi)端出產(chǎn)時(shí)間、出產(chǎn)完畢時(shí)間、結(jié)帳時(shí)間,甚至于每顆IC的查驗(yàn)時(shí)間、分級(jí)(Bin Index)時(shí)間,透過(guò)出產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接,出產(chǎn)反常的自動(dòng)警報(bào)系統(tǒng),甚至e-mail或簡(jiǎn)訊通知擔(dān)任工程師,而主管則可在辦公室透過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)探問(wèn)出產(chǎn)線(xiàn)每一機(jī)臺(tái)的出產(chǎn)狀況。
自動(dòng)按次加載、樣品數(shù)據(jù)比對(duì)
降低比對(duì)樣品的缺點(diǎn)率
在從前,查驗(yàn)按次版別、機(jī)臺(tái)組態(tài)、機(jī)臺(tái)OS版別、機(jī)臺(tái)允測(cè)的處置等問(wèn)題,常常威逼出產(chǎn)線(xiàn),構(gòu)成機(jī)臺(tái)架起失利無(wú)法出產(chǎn),或雖可出產(chǎn),但由于用錯(cuò)按次版別,構(gòu)成客戶(hù)退貨而需整批重測(cè)的表象。在搶先的查驗(yàn)廠已能透過(guò)自動(dòng)按次加載器(Auto Program Loader),做到將查驗(yàn)按次在按次效能器上一起處置,由系統(tǒng)來(lái)處置哪一批貨要用哪一個(gè)按次,而在線(xiàn)操作員只要在查驗(yàn)機(jī)上輸入貨批號(hào)碼,系統(tǒng)會(huì)找到正確的查驗(yàn)按次,并自動(dòng)檢查查驗(yàn)機(jī)的硬件組態(tài)、系統(tǒng)按次版別,甚至于查驗(yàn)此機(jī)臺(tái)能否已始末驗(yàn)證而容許出產(chǎn)等,完畢才將查驗(yàn)按次加載查驗(yàn),等候下一步的樣品數(shù)據(jù)比對(duì)。
出產(chǎn)前的樣品比對(duì)(Correlation),一直是被用來(lái)分辯查驗(yàn)機(jī)臺(tái)的架起狀況可否用來(lái)繼續(xù)出產(chǎn)的準(zhǔn)則。出產(chǎn)在線(xiàn)的工程師,常被需要收集標(biāo)準(zhǔn)樣品的查驗(yàn)讀值與早年測(cè)過(guò)的標(biāo)準(zhǔn)讀值做一對(duì)一比對(duì),這樣做較費(fèi)時(shí)且不易分辯纖細(xì)之事。如今較搶先的做法是由核算機(jī)直接指出要取那幾顆標(biāo)準(zhǔn)樣品,再到查驗(yàn)機(jī)上施行查驗(yàn),查驗(yàn)機(jī)將會(huì)自動(dòng)攫取查驗(yàn)的讀值,再與效能器上標(biāo)準(zhǔn)讀值作詳細(xì)比對(duì);若比對(duì)不能始末,系統(tǒng)將會(huì)閃現(xiàn)查驗(yàn)失利的當(dāng)?shù)兀岳诰€(xiàn)工程師依序除錯(cuò)。自動(dòng)化的另一利益是,透過(guò)樣品數(shù)據(jù)比對(duì)系統(tǒng)(Correlation checking system),能以最小的樣品取樣數(shù)取得最多的數(shù)據(jù)點(diǎn),藉由系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)的分辯,指出機(jī)臺(tái)系統(tǒng)的狀況,如此就可減少比對(duì)樣品的運(yùn)用次數(shù),進(jìn)而降低比對(duì)樣品的缺點(diǎn)率,而能省下比對(duì)樣品的本錢(qián)。
查驗(yàn)數(shù)據(jù)收集、自動(dòng)排程
跋涉自動(dòng)化產(chǎn)能運(yùn)用率
每一顆IC均有數(shù)十項(xiàng)到數(shù)百項(xiàng)的查驗(yàn)項(xiàng)目,查驗(yàn)機(jī)可記載每一顆查驗(yàn)讀值,并將整批查驗(yàn)數(shù)據(jù)成文件上傳到效能器。數(shù)據(jù)收集及上傳是會(huì)用到查驗(yàn)機(jī)的時(shí)間,將來(lái)極力的方向是如何運(yùn)用核算機(jī)的技巧以處置許多的數(shù)據(jù)。當(dāng)數(shù)據(jù)存在效能器后,可運(yùn)用查驗(yàn)數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)(Test Data Collection System)做進(jìn)一步的分析,如產(chǎn)品特性分析、良率分析、Binning分析、Wafer map分析。有些客戶(hù)并會(huì)需要將原始查驗(yàn)資料傳回公司再做分析,這種種需要均需強(qiáng)力的效能器與快速網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
自動(dòng)化查驗(yàn)機(jī)雖可稱(chēng)為萬(wàn)用查驗(yàn)系統(tǒng),但卻常因客戶(hù)的產(chǎn)品組態(tài)不一樣而傷透腦筋。自動(dòng)化查驗(yàn)機(jī)基本上是在一個(gè)大的查驗(yàn)頭(Test Head)上隔成一、二十個(gè)表面槽(Slot),我們?cè)賹⒋郎y(cè)IC依查驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)組成不一樣的查驗(yàn)組態(tài),例如描繪成第1槽放一般型電源組,第2-5槽放中速邏輯波型發(fā)生/接受器,第6槽放高速邏輯波型發(fā)生器,第7號(hào)槽放中頻信號(hào)發(fā)生器,第9號(hào)槽放低頻高分辯率頻譜分析儀等。
由于查驗(yàn)廠要效能多家客戶(hù)與多種產(chǎn)品,當(dāng)時(shí)沒(méi)有一種自動(dòng)化查驗(yàn)機(jī)能用一種組態(tài)含蓋全部的IC組態(tài),所以退而求其次,只能異中求同,盡量將相相似的待測(cè)產(chǎn)品歸類(lèi),分紅多種組態(tài)來(lái)處置。但實(shí)際上除此硬件組態(tài)不一樣外,還有軟件組態(tài)的不一樣,如A待測(cè)IC,需在系統(tǒng)按次V3.2.6.1版別,Pin卡速度400Mbps,內(nèi)存56M,32種波組等,一般的查驗(yàn)廠需要很留神去處置,將每種待測(cè)IC的硬件與軟件組態(tài)列表,再將相似組態(tài)的自動(dòng)化查驗(yàn)機(jī),列組交由出產(chǎn)處置人去排程,而要出產(chǎn)時(shí)再由出產(chǎn)線(xiàn)工程師去架起,有時(shí)硬件組態(tài)不合須抽換、移位或系統(tǒng)按次版別需溝通,這城市浪費(fèi)系統(tǒng)的架起時(shí)間,較搶先的做法是運(yùn)用核算機(jī)自動(dòng)化來(lái)處置,早年檢查與系統(tǒng)實(shí)時(shí)組態(tài)處置,以減少不必要的架起時(shí)間,并跋涉自動(dòng)化查驗(yàn)機(jī)的產(chǎn)能運(yùn)用率。
出產(chǎn)知識(shí)庫(kù)、核算制程
抵達(dá)查驗(yàn)項(xiàng)目刪減分辯
出產(chǎn)在線(xiàn)的待測(cè)IC,大部份已可列入制程處置系統(tǒng),但某些工程實(shí)驗(yàn)品或查驗(yàn)開(kāi)發(fā)時(shí)的實(shí)驗(yàn)品,卻需靠出產(chǎn)注意事項(xiàng)奉告出產(chǎn)線(xiàn)如何做,問(wèn)題常發(fā)生在有某批已變成工程實(shí)驗(yàn)批或接班不清或注意事項(xiàng)未載明反常處置等等,構(gòu)成出產(chǎn)線(xiàn)需急迫呼叫產(chǎn)品工程師或惹起出產(chǎn)反常。倘若我們能將此注意事項(xiàng)核算機(jī)化,當(dāng)出產(chǎn)批號(hào)被輸入時(shí)即能將工程實(shí)驗(yàn)批的流程與步驟、注意事項(xiàng)顯如今自動(dòng)化查驗(yàn)機(jī)的銀幕上,并經(jīng)驗(yàn)作業(yè)員如何做,這將減少出產(chǎn)線(xiàn)反常狀況的發(fā)生。如何能累積出產(chǎn)經(jīng)歷并提示每班的出產(chǎn)技術(shù)員,則有賴(lài)知識(shí)庫(kù)的建立;透過(guò)拾掇及查詢(xún)系統(tǒng),信賴(lài)能跋涉全部出產(chǎn)技術(shù)人員解決問(wèn)題的才調(diào),以減少當(dāng)機(jī)。
在理論上,我們可以透過(guò)出產(chǎn)線(xiàn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集系統(tǒng),透過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的核算理論轉(zhuǎn)而對(duì)當(dāng)批待測(cè)IC做某些查驗(yàn)項(xiàng)目的刪減,而抵達(dá)縮短出產(chǎn)時(shí)間的效能,稱(chēng)為核算制程控制(Statistic
Process Control)。但條件是自動(dòng)化查驗(yàn)機(jī)的樣品比對(duì)Correlation數(shù)據(jù)、待測(cè)品樣品取樣數(shù)據(jù)及出產(chǎn)一段時(shí)間后的自動(dòng)QA比對(duì)系統(tǒng)與失利重測(cè)的處置,都須清晰地載明貨批處置與系統(tǒng)自動(dòng)化。現(xiàn)有系統(tǒng)只能做到open/short連續(xù)發(fā)生控制、software bin超出的處置、或測(cè)完后的良率的控制,希望我們能透過(guò)出產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)核算、比對(duì)與清晰的處置流程抵達(dá)縮短查驗(yàn)時(shí)間的目的。
要跋涉查驗(yàn)廠的產(chǎn)能運(yùn)用率,就是要減少反常的發(fā)生。透過(guò)早年的檢查、供認(rèn)與出產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)化,如前所提的1.自動(dòng)排程系統(tǒng)、2.自動(dòng)按次加載器、3.樣品數(shù)據(jù)比對(duì)系統(tǒng)、4.產(chǎn)能監(jiān)督器、5.查驗(yàn)數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)、6.出產(chǎn)知識(shí)庫(kù)、7.核算制程控制系統(tǒng),信賴(lài)能對(duì)自動(dòng)化查驗(yàn)機(jī)發(fā)生最大的運(yùn)用率并跋涉查驗(yàn)質(zhì)量。