CN102043119A

CN102043119A - 崩应测试方法

Info

Publication number: CN102043119A
Application number: CN2009101976833A
Authority: CN
Inventors: 张启华; 简维廷; 谢君强; 丁育林
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp; Semiconductor Manufacturing International Beijing Corp
Priority date: 2009-10-26
Filing date: 2009-10-26
Publication date: 2011-05-04

Abstract

本发明提供可一种崩应测试方法，该方法包括步骤：将待测试的芯片安装在老化测试板上，芯片管脚与老化测试板电性连通；将安装有芯片的老化测试板置于老化炉内，并使芯片的电源管脚与电源连接；开启老化炉对芯片加热，开启电源为芯片提供老化电压和测试电压，对芯片的电源管脚上的电压和电流进行测量。本发明可以在老化的同时对直流参数进行实时测量，简化了测试过程，降低了成本。

Description

崩应测试方法

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种崩应测试方法。

背景技术

在集成电路制造完成后，还需经过产品可靠性测试来判断其性能的好坏，而产品老化寿命实验是产品可靠性测试非常重要的必须经过的一个环节。一般常见的寿命实验项目有崩应(Burn-in)测试，也叫做老化测试。通常老化测试都是先对芯片进行高温和高压处理，加速其老化，迫使故障在更短时间内出现。

崩应测试包括静态崩应测试、动态崩应测试和监测崩应测试等。崩应测试的过程包括：首先将芯片置于老化测试板上对芯片施以高温和高压进行老化，例如将芯片及其所在的老化测试板置于老化炉中进行加热，例如加热到150℃，维持一天的高温，同时施以高压。然后在芯片老化的一些节点，例如老化24小时、48小时或者168小时、500小时、1000小时的时候，将芯片及老化测试板从老化炉取出，放入测试机台中进行直流参数、交流参数和功能参数的测量。静态崩应测试和动态崩应测试中老化过程中是不能对芯片进行直流参数、交流参数和功能参数的测量的，只能将芯片取出放入测试机台进行测试，监控崩应测试，虽然通过复杂的电路设计及编程可以在崩应的同时进行简单的功能测量，但是也无法实现直流参数和交流参数的测量。

例如申请号为“US5489538”的美国专利文献中公开了一种崩应测试的方法，其中静态崩应测试利用了先对芯片进行加压和加热进行崩应，然后测试其直流特性，动态崩应测试利用了先对芯片进行加压和加热进行崩应，然后测试其功能特性。因此其静态崩应测试和动态崩应测试在老化的同时都没有办法实现芯片直流参数的量测。

另外专利号为“US6215324B1”的美国专利文献中提供了一种动态崩应测试的装置，但该崩应测试装置的的老化基台只负责进行老化或者简单的功能监测，电路设计复杂、编程复杂，而且还不能实现直流参数和交流参数的测量。

现有的崩应测试存在的问题是不能在老化的同时实现直流参数和交流参数的测试，因此测试过程复杂，而且只能实现对一些老化节点的测试，而不能对老化过程对直流参数和交流参数进行实时的测试。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种可以在老化的同时对直流参数进行实时测量的崩应测试方法。

为了解决上述问题，本发明提供了一种崩应测试方法，包括步骤：将待测试的芯片安装在老化测试板上，芯片管脚与老化测试板电性连通；将安装有芯片的老化测试板置于老化炉内，并使芯片的电源管脚与电源连接；开启老化炉对芯片加热，开启电源为芯片提供老化电压和测试电压，对芯片的电源管脚上的电压和电流进行测量。

可选的，老化测试板上安装有至少两个所述待测试的芯片。

可选的，对芯片的电源管脚上的电压和电流进行测量的步骤包括：通过老化测试板使每个芯片电源管脚上至少连接一个量测计，量测计对不同的所述待测试的芯片的电源管脚上的电流进行测量。

可选的，在特定的时间间隔对同一芯片电源管脚进行重复测量。

可选的，对芯片的电源管脚上的电压和电流进行测量的步骤包括：通过老化测试板使至少两个芯片的电源管脚共同连接到一个量测计上，量测计依次对不同的所述待测试的芯片的电源管脚上的电流进行测量。

可选的，对芯片的电源管脚上的电压和电流进行测量的步骤包括：通过老化测试板使所有芯片的电源管脚共同连接到一个量测计上，量测计依次对不同的所述待测试的芯片的电源管脚上的电流进行测量。

可选的，在特定的时间间隔，更换一次测量的芯片，在将所有芯片测量完一次之后再循环进行测量。

可选的，所述所有芯片的电源管脚和量测计之间通过控制单元相连，所述控制单元使得在同一时间只有一个芯片和量测计电性导通。

可选的，所述控制单元包括开关电路。

可选的，所述量测计为安培表。

与现有技术相比，本发明主要具有以下优点：

本发明通过在崩应的同时对芯片的直流参数进行量测，从而实现了对崩应过程的实时监控，使得崩应测试的更加精确，并且简化了崩应测试过程，降低了成本。

附图说明

通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为本发明的崩应测试方法的流程图；

图2至图7为本发明的崩应测试方法的示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，现有的崩应测试存在的问题是不能在崩应(老化)的同时实现直流参数和交流参数的测试，因此测试过程复杂，而且只能实现对一些老化节点的测试，而不能对老化过程对直流参数和交流参数进行实时的测试。

本发明的发明人经过大量的实验研究认为如果能够在老化的同时进行直流参数的测试可以大大的简化崩应测试过程，并且可以实时的对老化过程中的芯片进行监控，从而可以把握芯片产生故障的老化节点，提供了对芯片崩应测试的精确度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

图1为本发明的崩应测试方法的流程图，如图1所示，崩应测试方法包括步骤：

S10，将待测试的芯片安装在老化测试板上，芯片管脚与老化测试板电性连通。

具体的参照图2所示，将待测试芯片110安装在老化测试板120上，可以根据芯片100的尺寸、老化测试板120的尺寸以及老化测试板120和芯片110的连接关系，在老化测试板120上安装一个或者多个芯片110。例如在本实施例中，在老化测试板120上安装四个芯片110。老化测试板120上具有布置好的引线以及接口电路，从而当芯片110安装在老化测试板120上时，可以使得芯片110的管脚和老化测试板120上的引线相连，从而通过老化测试板120上的导线使得芯片110的管脚和老化测试板120的接口电路电性连通。在本实施例中，芯片包括电源管脚Vcc1、Vcc2以及接地的管脚GND，电源管脚Vcc1、Vcc2用于连接电源，接地的管脚GND用于接地。由于芯片110的管脚和老化测试板120的接口电路电连接，因此可以通过老化测试板120的接口电路向芯片110的电源管脚输入老化电压和测量电压，并且通过接口电路可以实现对芯片110的电源管脚的电压及电流的测量。

S20，将安装有芯片的老化测试板置于老化炉内，并使芯片的电源管脚与电源连接。

老化炉是用于对芯片进行加热老化的设备，从而可以加速芯片老化，加速故障的出现。老化炉可以具备合适的加热、散热及温度调节控制装置，可以实现一定温度范围调控，例如能实现-70℃至450℃的温度范围调控，从而可以将芯片加热到合适的老化温度，例如125℃，保持24小时或者72小时。老化炉还具有密封口、机械接口、电性接口和冷却设备，密封口实现与老化炉外界的温度的隔离，机械接口用于实现老化炉与老化测试板的机械连接，电性接口用于使老化测试板实现与外接电源的电性连接，冷却设备实现在老化加热完成后对加热炉进行冷却。

在本实施例中，将老化测试板插在老化炉的机械接口上，并密封在老化炉内，通过老化炉的电性接口与测试板的接口电路连接。

S30，开启老化炉对芯片加热，开启电源为芯片提供老化电压和测试电压，老化电压即测试电压，对芯片的电源管脚上的老化电压和老化电压下的电流进行测量。

具体参考图3，开启老化炉对芯片进行加热，例如将芯片加热到125℃。在本发明中因为要在老化的同时对芯片进行直流特性的测试，因此降低了芯片老化的温度，比如在现有技术中常用的400℃至700℃。通过给老化炉的电性接口连接电源150，从而给芯片的电源管脚提供老化电压和测试电压，在本发明中因为是在老化的同时对芯片进行测试，因此老化电压即测试电压，因此在本发明中的老化电压高于现有技术中老化时施加的高压，并且大于现有技术中进行直流测试时施加的直流电压，例如本实施例中电源管脚Vcc1施加的老化电压为3.3V，电源管脚Vcc2施加的老化电压为2.3V。

在本实施例的优选实施方式中，老化测试板上安装有四个所述待测试的芯片。对芯片的电源管脚上的电压和电流进行测量的步骤包括：通过老化测试板使至少两个芯片的电源管脚共同连接到一个量测计140上，然后依次对不同的所述待测试的芯片的电源管脚上的电流进行测量。

具体的，通过老化测试板使所有芯片的电源管脚通过控制单元130共同连接到一个量测计140上，控制单元130包括开关电路，从而可以使得量测计140依次和不同的芯片管脚导通，从而对不同的所述待测试的芯片的电源管脚上的电流进行测量，也就是所有芯片不同时测量。在特定的时间间隔，例如每间隔10s更换一次测量的芯片的管脚，在将所有芯片测量完一次之后再从第一片起循环进行测量。换言之，先对第一片芯片的电源管脚Vcc1测量，再对电源管脚Vcc2进行测量，测量流过电源管脚的电流，因为电源管脚上的电压与施加在其上的电压相同，例如3.3V，因此可以仅对电压测量一次；然后间隔一定时间，例如10s对第二片芯片流过电源管脚的电流进行测量；然后再间隔一定时间，例如10s对第三片芯片流过电源管脚的电流进行测量；然后再间隔一定时间，例如10s对第四片芯片流过电源管脚的电流进行测量。在完成一次所有芯片的测量之后，再循环进行测量，也就是再间隔一定时间，例如10s对第一片芯片流过电源管脚的电流进行测量，以此类推，不再赘述。上述每一次量测之间间隔的时间可以由用户根据需求设定。从而可以实现在老化的同时，例如0.1秒到1000小时(无穷长时间)的定时量测。

参考图4至图6所示的控制单元及量测计连接关系的放大图，图4为量测计没有连接任何芯片的示意图；图5为控制单元控制量测计连接其中一个芯片的示意图；图6为控制单元控制量测计转换为连接另一个芯片的示意图。其中可以利用控制单元130控制量测计140对芯片的测量，控制单元130可以包括开关电路，例如多向开关，控制单元130连接量测单元140和芯片的电源管脚，可以使其中一个芯片的电源管脚和量测单元导通，量测计140可以为电流测量装置，例如安培表(A)。在本实施例中多个芯片共用一个量测计140，开关电路可以通过控制安培表A与其中一个芯片的电源管脚的连接，从而实现对该芯片的测量。

控制单元还可以包括控制电路、控制PC、及控制面板和软体，能够控制量测单元定期地、按照需求地量测芯片的电性参数，能够实现数据的存储和分析。

在另一个优选实施例中，参考图7，老化测试板上安装有至少两个所述待测试的芯片，对芯片的电源管脚上的电压和电流进行测量的步骤包括：通过老化测试板使每个芯片的电源管脚上至少连接一个量测计，可以同时对不同的所述待测试的芯片的电源管脚上的电流进行测量。在特定的时间间隔对同一芯片进行重复测量，换言之每间隔一段时间，例如10s对同一芯片电压管脚进行一次量测。换言之，每个芯片连接有一个量测计，可以分别进行测量，互相不干扰。例如第一量测计1401对第一片芯片的电源管脚Vcc1和Vcc2进行测量，量测流过电源管脚的电流，因为电源管脚上的电压与施加在其上的电压相同，因此可以仅对电压两侧一次；然后每间隔一定时间，例如10s第一量测计再对第一片芯片的电源管脚上的电流进行测量；同样第二量测计1402也对第二片芯片采用相同的方法进行测量；同样第三量测计1403也对第三片芯片采用相同的方法进行测量；同样第四量测计1404也对第四片芯片采用相同的方法进行量测。上述每一次量测之间间隔的时间可以由用户根据需求设定。从而可以实现在老化的同时，例如0.1秒到1000小时(无穷长时间)的定时量测。

在现有技术中，需要将芯片从老化炉中取出对其电学特性进行测量，这样就无法对发生故障的老化节点进行较精确的监控，也就是无法实现实时监控，本发明通过在老化的同时对直流电学特性进行测量，从而可以对发生故障的老化节点进行实时的监控，例如可以每间隔1s或10s进行一次直流电学特性的测试，将测量的芯片寿命的精确度，精确到1s，这是利用现有技术无法实现的。并且本发明还降低了成本。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims

1.一种崩应测试方法，其特征在于，包括步骤：

将待测试的芯片安装在老化测试板上，芯片管脚与老化测试板电性连通；

将安装有芯片的老化测试板置于老化炉内，并使芯片的电源管脚与电源连接；

开启老化炉对芯片加热，开启电源为芯片提供老化电压和测试电压，老化电压即测试电压，对芯片的电源管脚上的老化电压和在老化电压下的电流进行测量。

2.如权利要求1所述的崩应测试方法，其特征在于，老化测试板上安装有至少两个所述待测试的芯片。

3.如权利要求2所述的崩应测试方法，其特征在于，对芯片的电源管脚上的电压和电流进行测量的步骤包括：通过老化测试板使每个芯片电源管脚上至少连接一个量测计，量测计对不同的所述待测试的芯片的电源管脚上的电流进行测量。

4.如权利要求3所述的崩应测试方法，其特征在于，在特定的时间间隔对同一芯片电源管脚进行重复测量。

5.如权利要求2所述的崩应测试方法，其特征在于，对芯片的电源管脚上的电压和电流进行测量的步骤包括：通过老化测试板使至少两个芯片的电源管脚共同连接到一个量测计上，量测计依次对不同的所述待测试的芯片的电源管脚上的电流进行测量。

6.如权利要求5所述的崩应测试方法，其特征在于，对芯片的电源管脚上的电压和电流进行测量的步骤包括：通过老化测试板使所有芯片的电源管脚共同连接到一个量测计上，量测计依次对不同的所述待测试的芯片的电源管脚上的电流进行测量。

7.如权利要求6所述的崩应测试方法，其特征在于，在特定的时间间隔，更换一次测量的芯片，在将所有芯片测量完一次之后再循环进行测量。

8.如权利要求7所述的崩应测试方法，其特征在于，所述所有芯片的电源管脚和量测计之间通过控制单元相连，所述控制单元使得在同一时间只有一个芯片和量测计电性导通。

9.如权利要求7所述的崩应测试方法，其特征在于，所述控制单元包括开关电路。

10.如权利要求1所述的崩应测试方法，其特征在于，所述量测计为安培表。