用於測試器件的方法和測量裝置製造方法
2023-12-02 05:54:36
用於測試器件的方法和測量裝置製造方法
【專利摘要】用於測試器件的方法和測量裝置。本發明描述了一種用於測試多個電子器件的方法，其具有：將多個電子器件分成多個第一組；將多個電子器件分成多個第二組；針對每個第一組，測量第一組的器件的互連的電參數；針對每個第二組，測量第二組的器件的互連的電參數；以及基於針對第一組的電參數測量結果並且基於針對第二組的電參數測量結果來確定所述多個電子器件中哪些電子器件具有預先給定的特性。
【專利說明】用於測試器件的方法和測量裝置
【技術領域】
[0001 ] 本發明一般地涉及用於測試器件的方法和測量裝置。
【背景技術】
[0002]因為製造的電子器件可能是有錯的或者至少可能在其特性方面變化，因此電子器件在其製造之後通常要被測試。因為測量的每次執行和分析都引起成本，因此例如要求較少數量的測量和分析過程的高效測試方法是值得期待的。
【發明內容】
[0003]按照一種實施方式提供了一種用於測試多個電子器件的方法，該方法具有:將多個電子器件分成多個第一組；將多個電子器件分成多個第二組；針對每個第一組，測量第一組的器件的互連的電參數；針對每個第二組，測量第二組的器件的互連的電參數；以及基於針對第一組的電參數測量結果並且基於針對第二組的電參數測量結果來確定所述多個電子器件中哪些電子器件具有預先給定的特性。
[0004]按照另一實施方式，提供按照上述測試方法的測量裝置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0005]圖並不再現實際大小比例，而是應當用於說明不同實施例的原理。下面，參照後面的圖來描述不同的實施例。
[0006]圖1示出了按照實施例的測試裝置。
[0007]圖2示出了按照實施例的流程圖。
[0008]圖3示出了按照實施例的測量裝置。
[0009]圖4示出了阻抗圖。
[0010]圖5示出了作為單測量模型的電路和作為並行測量模型的電路。
[0011]圖6示出了電容圖。
[0012]圖7示出了作為單測量模型的電路和作為並行測量模型的電路。
[0013]圖8示出了電容圖和柱狀圖。
[0014]圖9示出了 DUT矩陣。
[0015]圖10示出了電容圖。
[0016]圖11示出了電容圖。
[0017]圖12示出了帶有在例子中假定的MEMS傳感器的引入電壓(Pul 1-1n-Spannungen)的DUT矩陣。
[0018]圖13圖示了有缺陷的DUT的位置的重構。
[0019]圖14示出了柱狀圖。
[0020]圖15示出了 DUT矩陣。【具體實施方式】
[0021]下面詳細的描述涉及附圖，其示出了細節和實施例。這些實施例被詳細描述，使得專業人員能夠實施本發明。其他的實施方式也是可能的並且這些實施例可以在結構、邏輯和電氣方面被改變，而不偏離本發明。不同的實施例不必是相互排斥的，而是不同的實施方式可以相互組合，使得形成新的實施方式。
[0022]圖1示出按照實施例的測試裝置100。
[0023]該測試裝置(或測量裝置)100具有測量設備101，其用於測試多個待測試的元件(下面也稱為DUT，英文「Device under Test (測試中的器件)」)102。DUT102在該例子中布置在矩陣幾何結構103 (下面也稱為矩陣)中(或者以其他的模式布置)。DUT在下面例如是單個(電氣或電子)器件或部件。測量設備101與測量適配器104、例如針卡耦合，藉助針卡DUT102可以被接觸並且測量。
[0024]DUT102可以單個地或者以共同並行方式被檢測(也就是被接觸並且測量)，其方式是DUT102在接觸時作為獨立部件被處理。在測量時，利用測量設備101檢測並且測量每個DUT (例如每個待測量的部件)。在同時接觸多個DUT102時，存在兩種可能性。在一種做法的情況下，將每個DUT102引導到獨立的測量設備101上並且利用大量並行的測量設備101可以同時測量相應數量的DUT102。所需的測量設備101的數量在此相應於並行接觸的DUT102的數量並且可以由此變得非常高成本。在另一做法的情況下，將並行接觸的DUT102經由多路復用器引導到單個測量設備101上，這導致測量同時性的損失。
[0025]按照一種實施方式，提供了一種測試方法，其能夠實現在提高每時間單元待測試器件(DUT)的數量的同時避免在複製測試設備或測量站和其測量設備時的高投資。
[0026]圖2示出了按照實施方式的流程圖200。
[0027]流程圖200說明了用於(在預先給定的例如電特性方面)測試多個電子器件的方法。
[0028]在201中將多個電子器件分成多個第一組。
[0029]在202中將多個電子器件分成多個第二組。
[0030]在203中，針對每個第一組，測量第一組的器件的互連的電參數。
[0031]在204中，針對每個第二組，測量第二組的器件的互連的電參數(例如同一電參數或不同的電參數)。
[0032]在205中，基於針對第一組的電參數測量結果並且基於針對第二組的電參數測量結果來確定所述多個電子器件中哪些電子器件具有預先給定的特性。
[0033]換句話說，針對多個器件(也即DUT)執行多個並行測試，其中並行測試針對器件的不同組劃分來執行，使得通過結果組合可以作出關於單個器件的陳述。例如執行矩陣測試、也即(至少虛擬地)布置成矩陣的器件的測試，其方式是，執行處於同一行中的器件的並行測量和處於同一列中的器件的並行測量並且通過測量結果的組合來識別帶有確定特性的單個器件(例如有缺陷的器件)。
[0034]分成第一組和分成第二組可以隱含地在測量時通過相應地互連器件或者相應地控制測量設備或測量裝置來進行。
[0035]例如，同時測量多個經處理的器件(DUT)以便識別由於潛在製造缺陷導致的不完善的功能。在此，針對電子技術特徵參量的定義的疊加布置DUT，目的是同時在測量技術上檢測這些DUT的相應測試參數。此外，接著例如進行在規範之外的測量值與因此不完善的DUT的所需關聯的測試參數的相關。特別是針對必須100%被測試並且其處理從技術上來看具有高穩定性並且因此具有較少功能性過程錯誤可能性的產品來說，該做法能夠實現高的成本節省。
[0036]例如確定所述多個電子器件中哪些電子器件具有預先給定的特性包括:針對每個第一組，基於針對第一組的電參數測量結果確定第一組是否包含具有預先給定的特性的器件，並且，如果第一組包含帶有預先給定特性的器件，則基於針對第二組的電參數測量結果來識別帶有預先給定特性的第一組的器件。
[0037]基於針對第二組的電參數測量結果來識別帶有預先給定特性的第一組的器件例如具有:針對每個第二組，基於針對第二組的電參數測量結果確定第二組是否包含具有預先給定的特性的器件，以及將第一組的該器件識別為被包含在第二組中的器件，其中對於所述第二組已經確定了其包含帶有預先給定特性的器件。
[0038]這些器件例如完全被分成第一組和完全分成第二組，也即每個器件被分配給第一
組之一和第二組之一。
[0039]按照一種實施方式，每個第一組與每個第二組不同。
[0040]例如，每個第一組與每個第二組共同地具有最多一個器件，例如正好一個器件。
[0041]這些器件例如相應於矩陣地布置(例如在晶片上)並且第一組相應於矩陣的行，並且第二組相應於矩陣的列。但是這不需要是完整的矩形矩陣。這些器件也可以按照其他方式布置成行和列，例如使得得到圓形(例如在圓形晶片的情況下)。
[0042]所述互連例如是並聯或串聯。
[0043]按照一種實施方式，該方法具有:針對每個第一組，根據電參量測量第一組的器件的互連的電參數的變化曲線；針對每個第二組，根據電參量測量第二組的器件的互連的電參數的變化曲線；以及基於針對第一組的電參數變化曲線的測量結果並且基於針對第二組的電參數的變化曲線的測量結果來確定多個電子器件中的哪些電子器件具有預先給定的特性。
[0044]按照一種實施方式，確定多個電子器件中的哪些電子器件具有預先給定的特性包括:確定測試參數值和將該測試參數值關聯至器件。
[0045]當關聯至器件的測試參數值處於預先給定的範圍中時，該器件例如具有預先給定的特性。
[0046]針對第一組測量的電參數和針對第二組測量的電參數例如是相同的電參數。
[0047]針對第一組測量的電參數或者針對第二組測量的電參數或者兩者例如是所述互連的電阻、所述互連的電容、所述互連的電感、所述互連的電抗、所述互連的相移或所述互連的頻移。
[0048]測試參數值例如是引入電壓、門限電壓或諧振頻率的值。
[0049]預先給定的特性例如是:器件滿足預先給定的功能規範(例如其是功能正常的)。
[0050]該方法例如還可以具有:將多個電子器件分成多個另外的組，針對每個另外的組測量另外的組的器件的互連的電參數，以及基於針對第一組的電參數的測量結果、基於針對第二組的電參數的測量結果以及基於針對另外的組的電參數的測量結果來確定多個電子器件中的哪些電子器件具有預先給定的特性。[0051]例如，當確認了基於針對第一組的電參數的測量結果、基於針對第二組的電參數的測量結果不能單義地確定多個電子器件中的哪些電子器件具有預先給定的特性時，執行至另外的組的劃分並且測量另外的組的互連的電參數(以及相應地基於此的確定)。如果為了單義確定所需，還可以執行進一步的劃分和相應的測量。
[0052]在圖2中所示的方法例如由測試裝置執行，如其在圖3中所示。
[0053]圖3示出了按照實施例的測量裝置300。
[0054]測量裝置300具有多個待測量的電子器件301。
[0055]測量裝置300還具有測量設備302，其被設立用於:針對按照將多個電子器件至多個第一組的劃分的每個第一組測量第一組的器件的互連的電參數，以及針對按照將多個電子器件至多個第二組的劃分的每個第二組測量第二組的器件的互連的電參數。
[0056]此外，測量裝置300具有處理設備303，其被設立用於:基於針對第一組的電參數的測量結果以及基於針對第二組的電參數的測量結果來確定多個電子器件中的哪些電子器件具有預先給定的特性。
[0057]測量裝置300的組件、例如測量設備302和處理設備303可以通過一個或多個電路來實施。
[0058]在一種實施方式中，「電路」理解為如下單元:其實現邏輯並且可以是軟體、硬體、固件或其組合。因此，「電路」在一種實施方式中可以是硬接線的邏輯電路或可編程邏輯電路，例如可編程的處理器、例如微處理器。「電路」也可以理解為實施軟體一例如任何類型的電腦程式、例如以編程代碼形式的電腦程式一的處理器。在一種實施方式中，「電路」可以理解為在後面描述的功能的任何類型的實現。
[0059]結合圖2中所示方法所述的實施方式類似地適於測量裝置300並且反過來也適用。
[0060]下面，以電容MEMS傳感器(MEMS傳感器)作為DUT102為例闡述在圖2中所示的方法。
[0061 ] 對於微電子-機械器件如MEMS傳感器作為DUT102的純電子技術檢驗，由於DUT102的機械組件而允許採用比將其用於純電子技術器件更為苛刻的技術。作為主要參數，DUT102對待感測的物理外部參量的敏感度是重要的，因為其直接與器件稍後的功能相關。為了這種檢驗，DUT102利用物理參量理想地在不同工作點被激勵，該DUT102通常讀出電輸出信號並且由此確定結果得到的敏感度。為了在批量生產中的測試，雖然可以考慮這種方法，但是這種方法非常費事並且花費時間，使得存在對於基於純電的變型方案的期望。視傳感器類型而定地，在電容MEMS中可以滿足該期望，因為由於從傳感器的機械範疇至電技術範疇的電容耦合而通常存在利用雙向效應的可能性。存在藉助施加的靜電場來理想地值得一提地將機械元件偏轉並且由此又改變傳感器本身的電容的可能性。結果是傳感器典型的特性曲線，也即取決於所施加電壓的部件電容，該部件電容提供了關於範疇耦合的元件的靈敏度的直接推斷。
[0062]為了防止在半導體生產中的過程波動對在希望工作點中的部件的可能的影響，部件設計可以被設計為使得要探測的MEMS傳感器參數不被或者僅僅最小地被改變。現在為了實現測試參數對可能的過程波動或甚至部件缺陷的提高的靈敏度，在該情況下該部件可以以大信號被測試並且結果得到的非線性效應可以以對過程品質和因此對部件品質高的敏感度被檢測。在待測試電壓(引入電壓)的情況下，所述效應相應於電容跳變(引入效應)。詳細的敏感度分析取決於相應技術所使用的過程步驟和由此結果得到的可能的波動，並且因此例如特定地研究特定部件的相應結果得到的錯誤圖。
[0063]在下面的例子中，以電容MEMS傳感器作為DUT為例，僅僅假定了犧牲層的高度以及由此結果得到的電容耦合電極的距離作為過程波動以及由此作為變化的引入電壓的原因。其他可能的變化的部件參數一例如機械元件的變化的固有張力或其幾何尺寸的可能的漂移——假定為固定的。針對具體應用，可以研究其對測量參數的影響。為了確定該過程波動例如關於MEMS元件的機械諧振頻率而附加地需要的測試參數於是可以必要時同樣類似於在後面描述的方法地被執行。
[0064]在後面首先引入用於檢測MEMS傳感器的電容傳感器特徵曲線和大信號非穩定性的測量方法。具體地，闡述測量設備參數和例如所應用的補償方法，其例如由於待測復阻抗較少而被使用。
[0065]補償能夠實現利用不同測量適配器104產生的測量數據的統一併且能夠實現並行測量而無需高成本的硬體結構。
[0066]為了如下面闡述地對多個部件102的阻抗測量進行並行化，可以使用針對單個部件102的每種測量方法，只要能夠在並行運行時充分地實現動態範圍和針對提高的測量值的測量解析度。
[0067]部件的復阻抗按照下式由複數部分X和實數部分R之和得到:
【權利要求】
1.一種用於測試多個電子器件的方法，具有: 將多個電子器件分成多個第一組； 將多個電子器件分成多個第二組； 針對每個第一組，測量第一組的器件的互連的電參數； 針對每個第二組，測量第二組的器件的互連的電參數；以及 基於針對第一組的電參數測量結果並且基於針對第二組的電參數測量結果來確定所述多個電子器件中哪些電子器件具有預先給定的特性。
2.根據權利要求1所述的方法，其中確定所述多個電子器件中哪些電子器件具有預先給定的特性包括: 針對每個第一組，基於針對第一組的電參數測量結果確定第一組是否包含具有預先給定的特性的器件，並且，如果第一組包含帶有預先給定特性的器件，則基於針對第二組的電參數測量結果來識別帶有預先給定特性的第一組的器件。
3.根據權利要求2所述的方法，其中基於針對第二組的電參數測量結果來識別帶有預先給定特性的第一組的器件具有: 針對每個第二組，基於針對第二組的電參數測量結果確定第二組是否包含具有預先給定的特性的器件，以及 將第一組的該器件識別為被包含在第二組中的器件，對於該第二組已經確定了其包含帶有預先給定特性的器件。
4.根據權利要求1至3之一所述的方法，其中這些器件完全被分到第一組中和完全被分到第二組中。
5.根據權利要求1至4之一所述的方法，其中每個第一組與每個第二組不同。
6.根據權利要求1至5之一所述的方法，其中每個第一組與每個第二組共同地具有最多一個器件。
7.根據權利要求1至6之一所述的方法，其中每個第一組與每個第二組具有恰好一個器件。
8.根據權利要求1至7之一所述的方法，其中這些器件相應於矩陣地布置，並且第一組相應於矩陣的行並且第二組相應於矩陣的列。
9.根據權利要求1至8之一所述的方法，其中所述互連是並聯或串聯。
10.根據權利要求1至9之一所述的方法，具有: 針對每個第一組，根據電參量測量第一組的器件的互連的電參數的變化曲線； 針對每個第二組，根據電參量測量第二組的器件的互連的電參數的變化曲線；以及基於針對第一組的電參數的變化曲線的測量結果並且基於針對第二組的電參數的變化曲線的測量結果來確定多個電子器件中的哪些電子器件具有預先給定的特性。
11.根據權利要求1至10之一所述的方法，其中確定多個電子器件中的哪些電子器件具有預先給定的特性包括: 確定測試參數值； 和將所述測試參數值關聯至器件。
12.根據權利要求11所述的方法，其中當關聯至器件的測試參數值處於預先給定的範圍內時，該器件具有預先給定的特性。
13.根據權利要求1至12之一所述的方法，其中針對第一組測量的電參數和針對第二組測量的電參數是相同的電參數。
14.根據權利要求1至13之一所述的方法，其中針對第一組測量的電參數或者針對第二組測量的電參數或者兩者是互連的電阻、互連的電容、互連的電感、互連的電抗、互連的相移或互連的頻移、互連的輸出電壓、互連的輸出電流、互連的功率。
15.根據權利要求11或12所述的方法，其中測試參數值是引入電壓、門限電壓或諧振頻率的值。
16.根據權利要求1至15之一所述的方法，其中所述預先給定的特性是:器件滿足預先給定的功能規範。
17.根據權利要求1至16之一所述的方法，還具有: 將多個電子器件分成多個另外的組； 針對每個另外的組測量另外的組的器件的互連的電參數； 以及 基於針對第一組的電參數測量結果、基於針對第二組的電參數測量結果以及基於針對另外的組的電參數測量結果來確定多個電子器件中的哪些電子器件具有預先給定的特性。
18.測量裝置，具有 多個待測量的電子器件， 測量設備，其被設立用於:針對按照將多個電子器件至多個第一組的劃分的每個第一組測量第一組的器件的互連的電參數；以及針對按照將多個電子器件至多個第二組的劃分的每個第二組測量第二組的器件的互連的電參數， 處理設備，其被設立用於:基於針對第一組的電參數測量結果以及基於針對第二組的電參數測量結果來確定多個電子器件中的哪些電子器件具有預先給定的特性。
19.根據權利要求18所述的測量裝置，其中所述測量設備還被設立用於:針對按照將多個電子器件至多個另外的組的劃分的每個另外的組測量另外的組的器件的互連的電參數；以及 其中所述處理設備被設立用於:基於針對第一組的電參數測量結果、基於針對第二組的電參數測量結果以及基於針對另外的組的電參數測量結果來確定多個電子器件中的哪些電子器件具有預先給定的特性。
【文檔編號】G01R31/26GK104035015SQ201410078355
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年3月5日 優先權日:2013年3月5日
【發明者】F.芬克, A.克爾平, H.庫恩, F.厄斯特勒 申請人:英飛凌科技股份有限公司