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自動化測試機質(zhì)量并重 提升IC測試廠產(chǎn)能利用率

IC查驗廠最重要的二大指針就是查驗質(zhì)量與出產(chǎn)效率，查驗質(zhì)量的關(guān)鍵在于查驗的重現(xiàn)性(Reproducibility)與查驗的穩(wěn)定性(Repeatability)，而出產(chǎn)要素除了良率的要素外,，最首要的就是查驗設(shè)備的產(chǎn)能運用率。在質(zhì)的方面,，如安在最短的時間內(nèi)，測完一顆IC全部的標(biāo)準(zhǔn),，而且不因時間,、地址的不一樣，測出不一樣的查驗效果,。在量的方面,，則思考如何提升查驗設(shè)備的產(chǎn)能運用率，降低機臺架起時間,、缺點修護時間與減少重測,，均檢測查驗廠的工程技術(shù)才調(diào)與量產(chǎn)運作才調(diào)。

自動化查驗機的首要檢測—電性標(biāo)準(zhǔn)能否符合待測IC需要

自動化查驗機(ATE)的另一要素就是儀器的電性標(biāo)準(zhǔn)能否能符合待測IC的需要，尤其是在新的半導(dǎo)體產(chǎn)品,，無論是作業(yè)速率,、頻寬、電壓解析率與功用復(fù)雜度不斷提升,，相對地對自動化查驗機(ATE)標(biāo)準(zhǔn)的需要也愈趨嚴(yán)厲,。舉待測物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更需要查驗機要能送出精確的差動(Differential)邏輯信號,，語音信號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,，都有不一樣的信號質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與需要,。

除了信號質(zhì)量外，另一應(yīng)戰(zhàn)就是接口技術(shù),，在查驗機里,，針測機(Probe)與IC送料機(Handler)的首要作業(yè)就是將待測的晶粒與封裝完畢的IC，一顆顆地喂到待測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聯(lián)接到查驗機的儀器上,。我們知道,，在接口板上傳輸信號會構(gòu)成信號衰減、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,，影響到待測物的輸入與輸出,，進而構(gòu)成誤判，這是查驗進程所不想看到的效果,。

查驗機的出產(chǎn)自動化
引發(fā)量產(chǎn)查驗環(huán)境改造

半導(dǎo)體IC查驗廠就是以建構(gòu)量產(chǎn)查驗環(huán)境為主,，從進貨查驗開端，安排查驗機臺,、查驗機的架起,、樣品的比對、出產(chǎn)進程中的反常處置機制,、測完后的分級處置(Binning),、查驗數(shù)據(jù)的收集，以及后制程的檢測烘烤,、包裝,、出貨等，每一步驟要希望出產(chǎn)線的自動化以減少人為過錯的發(fā)生,。本文將以查驗機的出產(chǎn)自動化為主,，提出數(shù)項改造以供參看。

要如何跋涉查驗機的產(chǎn)能運用率,，就是裝一個出產(chǎn)監(jiān)督器,。在從前大多以人工記載辦法，大約記載出產(chǎn)時間,、反常時間,、架起時間等；而搶先的查驗廠,，已能透過出產(chǎn)自動化,，在每一查驗機上設(shè)備一個出產(chǎn)監(jiān)督軟件，如OEE advisor,，用來記載每一纖細(xì)的行為,，如記載每批貨的加載時間、機臺架起時間,、查驗按次加載時間,、樣品比對時間、開端出產(chǎn)時間,、出產(chǎn)完畢時間、結(jié)帳時間,，甚至于每顆IC的查驗時間,、分級(Bin Index)時間,，透過出產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接，出產(chǎn)反常的自動警報系統(tǒng),，甚至e-mail或簡訊通知擔(dān)任工程師,，而主管則可在辦公室透過網(wǎng)絡(luò)實時探問出產(chǎn)線每一機臺的出產(chǎn)狀況。

自動按次加載,、樣品數(shù)據(jù)比對
降低比對樣品的缺點率

在從前,，查驗按次版別、機臺組態(tài),、機臺OS版別,、機臺允測的處置等問題，常常威逼出產(chǎn)線,，構(gòu)成機臺架起失利無法出產(chǎn),，或雖可出產(chǎn)，但由于用錯按次版別,，構(gòu)成客戶退貨而需整批重測的表象,。在搶先的查驗廠已能透過自動按次加載器(Auto Program Loader)，做到將查驗按次在按次效能器上一起處置,，由系統(tǒng)來處置哪一批貨要用哪一個按次,，而在線操作員只要在查驗機上輸入貨批號碼，系統(tǒng)會找到正確的查驗按次,，并自動檢查查驗機的硬件組態(tài),、系統(tǒng)按次版別，甚至于查驗此機臺能否已始末驗證而容許出產(chǎn)等,，完畢才將查驗按次加載查驗,，等候下一步的樣品數(shù)據(jù)比對。

出產(chǎn)前的樣品比對(Correlation),，一直是被用來分辯查驗機臺的架起狀況可否用來繼續(xù)出產(chǎn)的準(zhǔn)則,。出產(chǎn)在線的工程師，常被需要收集標(biāo)準(zhǔn)樣品的查驗讀值與早年測過的標(biāo)準(zhǔn)讀值做一對一比對,，這樣做較費時且不易分辯纖細(xì)之事,。如今較搶先的做法是由核算機直接指出要取那幾顆標(biāo)準(zhǔn)樣品，再到查驗機上施行查驗,，查驗機將會自動攫取查驗的讀值,，再與效能器上標(biāo)準(zhǔn)讀值作詳細(xì)比對；若比對不能始末,，系統(tǒng)將會閃現(xiàn)查驗失利的當(dāng)?shù)?，以利在線工程師依序除錯。自動化的另一利益是,，透過樣品數(shù)據(jù)比對系統(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,，藉由系統(tǒng)統(tǒng)計的分辯，指出機臺系統(tǒng)的狀況,，如此就可減少比對樣品的運用次數(shù),，進而降低比對樣品的缺點率，而能省下比對樣品的本錢,。

查驗數(shù)據(jù)收集,、自動排程
跋涉自動化產(chǎn)能運用率

每一顆IC均有數(shù)十項到數(shù)百項的查驗項目，查驗機可記載每一顆查驗讀值,，并將整批查驗數(shù)據(jù)成文件上傳到效能器,。數(shù)據(jù)收集及上傳是會用到查驗機的時間，將來極力的方向是如何運用核算機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,，可運用查驗數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)(Test Data Collection System)做進一步的分析，如產(chǎn)品特性分析,、良率分析,、Binning分析、Wafer map分析,。有些客戶并會需要將原始查驗資料傳回公司再做分析,，這種種需要均需強力的效能器與快速網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

自動化查驗機雖可稱為萬用查驗系統(tǒng),，但卻常因客戶的產(chǎn)品組態(tài)不一樣而傷透腦筋,。自動化查驗機基本上是在一個大的查驗頭(Test Head)上隔成一、二十個表面槽(Slot),，我們再將待測IC依查驗標(biāo)準(zhǔn)組成不一樣的查驗組態(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號槽放中頻信號發(fā)生器，第9號槽放低頻高分辯率頻譜分析儀等,。

由于查驗廠要效能多家客戶與多種產(chǎn)品,，當(dāng)時沒有一種自動化查驗機能用一種組態(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產(chǎn)品歸類，分紅多種組態(tài)來處置,。但實際上除此硬件組態(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,，一般的查驗廠需要很留神去處置，將每種待測IC的硬件與軟件組態(tài)列表,，再將相似組態(tài)的自動化查驗機,，列組交由出產(chǎn)處置人去排程，而要出產(chǎn)時再由出產(chǎn)線工程師去架起,，有時硬件組態(tài)不合須抽換,、移位或系統(tǒng)按次版別需溝通，這城市浪費系統(tǒng)的架起時間,，較搶先的做法是運用核算機自動化來處置,，早年檢查與系統(tǒng)實時組態(tài)處置，以減少不必要的架起時間,，并跋涉自動化查驗機的產(chǎn)能運用率,。

出產(chǎn)知識庫、核算制程
抵達查驗項目刪減分辯

出產(chǎn)在線的待測IC,，大部份已可列入制程處置系統(tǒng),，但某些工程實驗品或查驗開發(fā)時的實驗品，卻需靠出產(chǎn)注意事項奉告出產(chǎn)線如何做,，問題常發(fā)生在有某批已變成工程實驗批或接班不清或注意事項未載明反常處置等等,，構(gòu)成出產(chǎn)線需急迫呼叫產(chǎn)品工程師或惹起出產(chǎn)反常。倘若我們能將此注意事項核算機化,，當(dāng)出產(chǎn)批號被輸入時即能將工程實驗批的流程與步驟,、注意事項顯如今自動化查驗機的銀幕上，并經(jīng)驗作業(yè)員如何做,，這將減少出產(chǎn)線反常狀況的發(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，則有賴知識庫的建立,；透過拾掇及查詢系統(tǒng),，信賴能跋涉全部出產(chǎn)技術(shù)人員解決問題的才調(diào)，以減少當(dāng)機,。

在理論上,，我們可以透過出產(chǎn)線的實時數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，透過數(shù)據(jù)庫的核算理論轉(zhuǎn)而對當(dāng)批待測IC做某些查驗項目的刪減,，而抵達縮短出產(chǎn)時間的效能,，稱為核算制程控制(Statistic
Process Control)。但條件是自動化查驗機的樣品比對Correlation數(shù)據(jù)、待測品樣品取樣數(shù)據(jù)及出產(chǎn)一段時間后的自動QA比對系統(tǒng)與失利重測的處置,，都須清晰地載明貨批處置與系統(tǒng)自動化?，F(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,、或測完后的良率的控制,，希望我們能透過出產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時核算、比對與清晰的處置流程抵達縮短查驗時間的目的,。

要跋涉查驗廠的產(chǎn)能運用率,，就是要減少反常的發(fā)生。透過早年的檢查,、供認(rèn)與出產(chǎn)線自動化,，如前所提的1.自動排程系統(tǒng)、2.自動按次加載器,、3.樣品數(shù)據(jù)比對系統(tǒng),、4.產(chǎn)能監(jiān)督器、5.查驗數(shù)據(jù)收集系統(tǒng),、6.出產(chǎn)知識庫,、7.核算制程控制系統(tǒng)，信賴能對自動化查驗機發(fā)生最大的運用率并跋涉查驗質(zhì)量,。