VLSI 測試理論期中考報告學生：王建弘學號： M9830112 中華民國 2010 年 4 月 28 日

VLSI 測試理論 期中考報告學生：王建弘學號：M9830112 中華民國 2010 年 4 月 28 日

Outline • Probe Card簡介 • Tester(測試機) • Why Do We Test? • 封裝測試 • Characteristics of BIST • Fault種類

Probe Card簡介 • 用途:Probe Card乃是Tester與DUT(deviceunder test)待測元件之間其中一個連接介面，使用於晶圓測試(wafer sort)，目的在連接Tester Channel與待測晶體。 • 材質:大部分為鎢鋼，亦有鉑等其他材質;材質之選擇需考慮強度、導電性及不易氧化等特性。

圖片引用：http://www.100y.com.tw/productclassM2.asp?Mat2=11CJ258&No=9 (勝特力網業) Probe Card簡介探針最主要由三個部件組成： 1.探針套管 2.探針針頸 3.彈簧 Fig.1. 探針(鑽孔尺寸:2.10m/m,行程:5mm)

Probe Card簡介 • 探針卡(Probe Card)應用在積體電路(IC)尚未封裝前，針對裸晶係以探針(Probe)做功能測試，篩選出不良品、再進行之後的封裝工程。

Probe Card簡介 探針型態分為非常多種，最主要的“SPEC”要注意以下幾點：1.阻抗值(分平均阻抗值、阻抗值，越低越好) 2.耐流直(也就是可以承受多少安培值)3.探針的直徑(也可以從待測物的Pitch去做選擇)4.探針的總長度以及壓縮行程5.探針的彈力 6.探針壽命(可詢問探針的鍍金層厚度)

儀器設備 Fig.2. 金屬膜四點探針 Fig.3. 2吋或4吋精簡型探針台/ 簡易型探針台(探針座) 圖片引用：http://www.keithlink.com/ugC_ShowroomItem_Detail.asp?hidPage1=1&hidShowKindID=1&hidShowTypeID=1&hidShowID=25&hidClickNum=Y

Tester(測試機) • 測試機台依測試產品的電性功能種類可分為: • 邏輯IC測試機(Digital Tester) • 混合式IC測試機(Mixed Signal Tester) • 記憶體IC測試機(Memory Tester) • 測試機的主要功能: • 提供DUT(待測品)所需的訊號，並接收DUT的回應訊號。 • 根據DUT的回應訊號以及預期的結果，判斷產品電性測試結果是否為良品。

Tester(測試機) • Tester是由測試程式(Test Program)來控制整個測試流程。 • 根據不同的測試需求以及測試成本的考量，可選擇不同的Test Platform(測試平台)作為測試程式開發以及量產階段的機台。

WHY DO WE TEST? Ensures quality • Revenue stream and quality reputation is passing through the tester • Ensuring meets published specification • Characterize to determine device performance and provide design feedback

WHY DO WE TEST? • Faults undetected cost an order of magnitude more to find at the next stage i.e. 10c at wafer, $1 at package , $10 at the PCB , $100 at the system • Provides feedback that process is working OK Usually locate wafer test close to fab line

封裝測試 • 半導體製程上，主要可分成IC設計、晶圓製程（Wafer Fabrication，簡稱Wafer Fab）、晶圓測試（Wafer Probe），及晶圓封裝(Packaging）。 • 晶圓測試是對晶片上的每個晶粒進行針測，在檢測頭裝上以金線製成細如毛髮之探針（probe），與晶粒上的接點（pad）接觸，測試其電氣特性。 Fig.4. (a)固定式噴嘴清洗設備處理過的晶圓出現通孔溢氣現象造成非光學可視性缺陷。(b)噴灑式噴嘴清洗過的晶圓。圖片引用： http://tw.image.search.yahoo.com/search/images?p=%E6%99%B6%E5%9C%93%E5%B0%81%E8%A3%9D%E6%B8%AC%E8%A9%A6&ni=18&ei=UTF-8&y=%E6%90%9C%E5%B0%8B&rd=r1&fr=yfp&fr2=tab-web&xargs=0&pstart=1&b=163

儀器設備 Fig.5. 晶圓包裝機AWP300 全自動化晶圓包裝機. 使用機器手臂把晶圓從FOUP cassette轉換到圓盒,以減少運輸費用. 或把晶圓從圓盒轉換到FOUP cassette.在轉換過程中全部使用自動化,減少人為疏失圖片引用：http://www.scientek.com.tw/ct/productDetail.php?item=A010070002

Characteristics of BIST Advantages • The need for test pattern generation is eliminated. • The preparation of test programs is minimal or eliminated. • High speed and potential at-speed testing • At-speed testing detects timing related defects which would • not be detected at lower frequency testing. • No need for high-end test equipment • Easy field testing Disadvantages • Extra area and pins • Additional design time • Potential system performance degradation

W1 W1 W0 S0 S0 S1 S0 OR S1 S0 S1 S1 W0 d d 1 d d Fault 種類 Fig.6. Transition Fault(TF) Fig.7. Coupling Fault Fig.8. Pattern Sensitive Fault(PSF)

AW C0 AX C1 AY C2 AZ C3 Aα C4 Aβ C5 AW C0 AX C1 AY C2 AZ C3 Aα C4 Aβ C5 Fault 種類 AX (a) 無法聯結到某個Cell (b) 一條Address聯結到超過一個Cell (c)許多Addresses聯結到一個 Cell Fig.9. Address Fault

VLSI 測試理論期中考報告學生：王建弘學號： M9830112 中華民國 2010 年 4 月 28 日