Тестовая структура

Оборудование для тестирования полупроводниковой подложки на растяжение-сжатие, может применяться для тестирования адгезии

Тестовая структура — это гетероструктура, формируемая на полупроводниковой пластине, используемая в процессе тестового контроля микросхем на производстве. Тестовым кристаллом называют совокупность различных тестовых структур, сформированных в определённой области рабочей пластины параллельно с кристаллами производимых микросхем. Тестовые структуры должны иметь определённое сходство с рабочими компонентами интегральных схем (ИС), чтобы объективно отражать их свойства. Все тестовые структуры имеют большое число конструкторских, топологических и схемотехнических исполнений.

Классификация

По назначению: параметрические, функциональные.

• Параметрические тестовые структуры предназначены для исследования физических параметров компонентов ИС, таких как геометрические размеры топологических элементов, удельное поверхностное сопротивление слоёв, качество металлизации. Конструктивно такие тестовые структуры могут быть выполнены в виде различных поверхностных резисторов, встречно-штыревых линий либо группы контактов.
• Функциональные тестовые структуры предназначены для исследования функциональности или контроля работоспособности ИС после прохождения всех технологических операций. Конструктивно функциональные тестовые структуры могут быть выполнены в виде транзисторов, кольцевых генераторов, различных логических элементов; позволяют контролировать скорость рекомбинации и время жизни носителей заряда, профиль распределения примесей, динамические характеристики прибора.

Тестировщик полупроводниковых пластин

Тестировщик 8-дюймовых полупроводниковых пластин, показан с верхней панели, тестер и элементы зондовой платы для наглядности удалены.

Отечественный тестировщик полупроводниковых пластин Зонд-А5

Тестировщик полупроводниковых пластин это устройство, использующееся для проверки интегральных схем, сформированных на пластине до порезки на отдельные чипы. Для электрического тестирования набора чипов полупроводниковых приборов или ИС на пластине используются так называемые «зондовые платы» либо зондовые держатели, содержащие набор зондов (например игл для электрического контакта) удерживающиеся на месте (или подвижные по вертикали) в то время как пластины, вакуумно прикрепленные к подвижному патрону, могут перемещаться в двух (трех) координатах плюс вращение. Таким образом тестировщик перемещает набор зондов в позицию над одним из чипов и опускает на него зонды. Когда один чип протестирован тестировщик перемещает пластину на следующий чип, и дает сигнал на проведение следующего теста. Тестировщик полупроводниковых пластин, как правило, отвечает за загрузку и выгрузку пластин из транспортной тары (или кассеты) и оснащен оптикой автоматического распознавания, способной выравнивать пластину с достаточной точностью, чтобы обеспечить точное позиционирование кончиков зондов на контактных площадках на подложке ^[1].

Тестировщик полупроводниковых пластин осуществляет испытание и разбраковку чипов на линии скрайбирования пластины. Некоторые компании получают большую часть информации о производительности устройств по результатам этих испытаний. ^[2]

Результаты тестирования и позиции запоминаются для последующего использования при упаковке IC. Иногда чипы имеют внутренние запасные ресурсы для ремонта (например, микросхемы флэш-памяти), если они не проходят тесты, эти свободные ресурсы могут быть использованы. Если исправить дефект за счет избыточности не удалось, чип считается неисправным и отбрасывается. Такие чипы на пластине обычно помечают чернильной точкой , или информация о дефектных чипах сохраняется в файл, так называемый «wafermap». Это «wafermap» затем отправляется на линию корпусирования, где отбираются только годные чипы, либо происходит корпусировка в разные корпуса по результатам тестов.

В некоторых редких случаях, чип, который проходит некоторые, но не все тесты по-прежнему можно использовать как продукт, как правило, с ограниченной функциональностью. Наиболее распространенным примером этого являются микропроцессоры, для которых только одна часть кэш-памяти на кристалле является функциональной. В этом случае процессор может иногда продаваться за более низкую стоимость с меньшим объемом памяти и, следовательно, сниженной производительностью.

Содержание всех тестовых шаблонов и последовательность их применения к интегральным схемам называют тестовой программой.

После упаковки ИМС, упакованные чипы будут проверены еще раз на этапе тестирования ИС, как правило, с теми же или очень похожими тестовыми моделями. По этой причине, можно подумать, что тестирование пластины ненужный, избыточный шаг. На самом деле это не всегда так, поскольку удаление дефектных чипов экономит значительную стоимость упаковки неисправных устройств. Однако, когда доходность производства настолько высока, что тестирование пластины стоит дороже, чем затраты на упаковку чипа устройства, шаг тестирования пластин может быть пропущен и чипы пройдут слепую сборку.

Примечания

1. ↑ Физические методы диагностики в микро- и наноэлектронике / под ред. А.Е.Беляева, Р.В.Конаковой. Харьков: ИСМА. 2011. – 284 с.(5,7 Mb)ISBN 978-966-02-5859-4
2. ↑ "Startup enables IC variability characterization" by Richard Goering 2006

Для улучшения этой статьи желательно?: Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.