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自動(dòng)化測(cè)試機(jī)質(zhì)量并重 提升IC測(cè)試廠產(chǎn)能利用率

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)。

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)線的自動(dòng)化以減少人為過錯(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網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)探問出產(chǎn)線每一機(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)的處置等問題，常常威逼出產(chǎn)線，構(gòu)成機(jī)臺(tái)架起失利無法出產(chǎn)，或雖可出產(chǎn)，但由于用錯(cuò)按次版別，構(gòu)成客戶退貨而需整批重測(cè)的表象。在搶先的查驗(yàn)廠已能透過自動(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)來處置哪一批貨要用哪一個(gè)按次，而在線操作員只要在查驗(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)，一直是被用來分辯查驗(yàn)機(jī)臺(tái)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(yàn)讀值與早年測(cè)過的標(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€工程師依序除錯(cuò)。自動(dòng)化的另一利益是，透過樣品數(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。

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)雖可稱為萬用查驗(yàn)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(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)廠要效能多家客戶與多種產(chǎn)品，當(dāng)時(shí)沒有一種自動(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，分紅多種組態(tài)來處置。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、核算制程
抵達(dá)查驗(yàn)項(xiàng)目刪減分辯

出產(chǎn)在線的待測(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)線如何做，問題常發(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(shí)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(jī)。

在理論上，我們可以透過出產(chǎn)線的實(shí)時(shí)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(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。透過早年的檢查、供認(rèn)與出產(chǎn)線自動(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、7.核算制程控制系統(tǒng)，信賴能對(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。