IC芯片的晶圓級射頻(RF)測試

　　采用RF/RF C-V的顧慮

　　不可靠的測試會阻礙生產(chǎn)管理。好器件的壞測量結果被稱為alpha錯誤。在生產(chǎn)中，這可能意味著有晶圓被誤廢棄。讓人誤解的ITRS信息，以及許多公司在他們的建模實驗室經(jīng)歷緩慢、艱苦的過程，這些結合起來都使得工程師不情愿采用量產(chǎn)RF測試，他們認為會有高的alpha錯誤率。

　　人們還認識到生產(chǎn)能力和運營成本將是不可接受的，而且還需要高水準的技術支持來解釋測量結果。沒有可靠的校準、以及接觸電阻問題所帶來的重復測試，造成了早期的RF系統(tǒng)的低生產(chǎn)能力。過去舊系統(tǒng)的校準并不是對不同的測量頻率配置都有效。高的運營成本還與手動測試黃金標準校正片有關系，它用的是軟墊和昂貴的RF探針，這種探針會由于過度壓劃而很快壞掉，從而成本大增。市場上還有一種錯誤的理解，認為晶圓級的s參數(shù)測試需要專門的探針和卡盤。

　　生產(chǎn)中關于RF測試需要額外關注的方面：

　　● 需要改變大量的測試結構。

　　● 結果不穩(wěn)定，隨設備、人和時間的變化而發(fā)生變化。

　　● RF專家必須照顧呵護每一臺設備。

　　● 對于不同的批次可能需要完全不同的處理和操作流程。

　　● 懷疑這是否能夠成為實時技術。

　　● 實驗室級別的結果不可靠。

　　fab在這些認知的基礎上仍然維持現(xiàn)狀，像“瞎蒼蠅”一樣進行著RF芯片、新柵極材料和其他先進器件的設計和工藝開發(fā)。結果是設計與工藝的相互作用，大大增加了成本和走向市場的時間，同時還伴隨著更低的初始良率。

　　生產(chǎn)解決方案

　　使晶圓級RF測試成為生產(chǎn)工藝控制工具的關鍵在于測試的完全自動化。這意味著機器人要把晶圓、校準標準、探針卡傳送到需要這些東西的地方。換句話說，設計測試系統(tǒng)時一個主要的目標是沒有人為干預的情況下數(shù)據(jù)的完整性。

　　現(xiàn)在的第三代測試機臺具有達到40GHz的這種測試能力。不像實驗室的儀器，這些專門設計用于量產(chǎn)環(huán)境的測試機臺，根據(jù)不同的應用，支持從6到65GHz的升級。要求第三代測試機臺能夠自動進行寄生去除處理，并根據(jù)DUT特性進行選擇測試，這是獲得可信的Cox, Fmax和Q值所面臨的主要技術挑戰(zhàn)。這些算法，再加上改進的互連技術，以及自動的校準過程，使得從s參數(shù)測試迅速準確地提取RF參數(shù)成為可能。

　　精確的寄生去除處理包括糾正隨機的測量假象。比如，在一個特征阻抗為50Ω的系統(tǒng)中，接觸電阻的任何變化都會限制測量的可重復性。設備制造商必須確定RF測試中所有不穩(wěn)定的起源，從而在設計測量系統(tǒng)時有針對性地加以消除。系統(tǒng)互聯(lián)的創(chuàng)新設計改進了系統(tǒng)中主要部件之間連接的可重復性。

　　設備制造商為了保證測量的可重復性，還要注意的其他方面如：測量自動化，探針接觸阻抗的修正，探針變形量(overdrive)的調(diào)整，探針的清潔初始化。控制好探針的變形量以及必要時對探針進行清洗，這些都會明顯延長探針的壽命，這會降低主要的耗材成本(每根RF探針價值大約$1000)。這應該也是測試機臺統(tǒng)計過程控制的一部分。

　　在具有穩(wěn)定已知的誤差分布，以及不確定性特征的條件下，來源于收集數(shù)據(jù)的史密斯曲線就不會存在非物理假象;不再需要由專家來分析和解釋這些結果了。在舊的系統(tǒng)中，RF測試專家需要對數(shù)據(jù)進行監(jiān)控(跟蹤每個測試系列的曲線等)，尋找奇怪的、或者意外的測量結果，然后分析這些結果以確認它們代表的是工藝的變化，而不是測量的異常。

　　第三代參數(shù)測試儀通過改進邏輯方法使得持續(xù)監(jiān)控RF測量成為現(xiàn)實，降低甚或消除了對于RF專家技術支持的需求。使用這些系統(tǒng)，不周生產(chǎn)層面的操作者能夠通過大量的產(chǎn)品和生產(chǎn)設備獲取可重復的、實時的測量結果。RF測試幾乎和DC測試一樣容易，它也成為完全表征晶圓器件時的必需之舉。實際上，一套第三代系統(tǒng)可以同時進行DC和RF測試(見“RF測試的創(chuàng)新設計”)。這個系統(tǒng)包含了許多其他的改進，以提高產(chǎn)能，使它在工藝監(jiān)控的量產(chǎn)晶圓級測試方面更實用。這些特點加速了建模實驗室的測量工作，同時又不降低測量結果的實驗室級別，從而縮短了研發(fā)周期和進入市場的時間。所有這些都可以通過簡單的系統(tǒng)升級實現(xiàn)，而不必購買專用的探針臺。當校準規(guī)格存儲到探針臺后，操作流程與單純的DC測試一樣，只有在周期性的設備保養(yǎng)時才會變化。