[发明专利]一种基于ATE系统的集成电路测试与监控方法

说明书

本发明提供了一种基于ATE系统的集成电路测试与监控技术，其中，ATE系统包括ATE设备、测试探卡、工作站、晶圆和探针台，该集成电路测试与监控技术改进了集成电路CP测试，默认TRIM档位输出值的收集处理，通过与晶圆上芯片的所有模拟电路默认TRIM档位下输出值数据的历史有效范围值进行比较获取其分布区间，并依此进行分Bin作业，获取测试良率。同时，在监控良率时，该集成电路测试与监控技术还结合所有模拟电路默认TRIM档位下的输出值数据Bin的分布情况，能够更清晰直观地获得测试工艺或测试系统波动方向和程度，并能够直接检测到测试中的极端异常情况，为测试质量控制提供有力保障，避免异常芯片的漏出。

技术领域

本发明属于集成电路生产领域，特别涉及一种基于ATE系统的集成电路测试与监控方法。

背景技术

集成电路的生产离不开电性测试（Circuit Probing，CP），其核心是通过自动测试设备（Automatic Test Equipment，ATE）根据定义的测试程序对集成电路进行功能和性能筛选，挑选符合标称值的集成电路。一般质量管控是通过设置基本测试良率线来监控生产，对满足监控良率的晶圆（WAFER）予以放行，不满足的执行复测或报废等异常处置措施。测试程序里严格定义：测试项目、测试条件、逻辑流程，ATE设备根据测试程序的设置，对晶圆上的芯片逐一筛选测试，在测试过程中产生测试日志、良率、Bin分布等过程数据。品质保证（Quality Assurance, QA）人员或自动化系统根据相应的控制文件对测试结果进行确认与处置。受半导体制造工艺波动的影响，集成电路内部核心模拟电路如BGR、振荡器等在设计工作状态下，其实际输出值与设计值会存在偏差，为消除这种制造工艺的影响，在CP测试阶段一般采取TRIM技术对其进行微调。原理是先对芯片施加理论条件下的信号激励，芯片内部转换后在某个管脚上进行输出使其可被量测，ATE设备获取其管脚上输出值，即获取到当前生产工艺条件下的集成电路实际输出，通过与设计值进行比对，结合复杂的算法选择不同的TRIM档位微调使能芯片内部的TRIM电路，量测判断输出值是否调整到标称值内，当实际工作状态输出接近设计要求时，将该档位配置使能，从而保证制造出的产品符合设计标称所需。重要模拟电路标称工作状态下未TRIM的默认输出值，反应的是实际的生产制造结果，其波动完全受生产过程影响，因此可以表征工艺波动，可用其监控生产工艺。虽然晶圆下线前有针对工艺监控的晶圆可接收测试（Wafer Acceptance Test，WAT），但是其测试涵盖的只是特征工艺、固定区域，集成电路的生产是微观制造，影响因素众多，在实际生产中的工艺波动，会造成晶圆所有区域并不能都具有良好的一致性。

当基于ATE设备的集成电路测试系统为ATE系统，如附图1所示，包括ATE设备、测试探卡、工作站和探针台。当前测试系统多为多并测系统，当ATE系统中的某个单元或者部件局部出现异常时，会影响到测试结果的有效性；典型的如测试信号线虚接、偶发的随机异常等，会造成测试结果不稳定或严重偏出范围，如附图2所示，为现有的集成电路测试和监控方法流程图。由于有TRIM机制，在可修复的范围内制造工艺或测试系统的异常可被TRIM进行错误的修正，导致实际工作时，芯片内部的基准电压、电流、频率等关键模拟电路输出值严重偏离，当这种偏离错误通过功能无法筛选时，会给性能带来致命缺陷。

在现有集成电路制造工艺中，质量控制，是通过测试良率监控集成电路制造过程当中工艺、测试环节的异常波动，其缺点显而易见的，即仅关注总体结果，无法灵敏监控生产工艺、测试系统的波动程度和离散趋势。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种基于ATE系统的集成电路测试与监控技术，该ATE系统包括ATE设备、测试探卡、工作站和探针台，通过改进CP测试，默认TRIM档位输出值的收集处理，能够有效地监控半导体制造工艺和ATE系统的异常波动情况。

为了达到上述技术目的，本发明所采用的技术方案是：