DE10115280C2

DE10115280C2 - Verfahren zum Klassifizieren von Bauelementen

Info

Publication number: DE10115280C2
Application number: DE10115280A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Ruf; Markus Sickmoeller; Reinhard Dueregger; Kapil Gupta
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Polaris Innovations Ltd
Priority date: 2001-03-28
Filing date: 2001-03-28
Publication date: 2003-12-24
Anticipated expiration: 2021-03-29
Also published as: DE10115280A1; US6829554B2; US20030069726A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verifizieren der Funktionsfähigkeit von Halbleiterbauelementen wie z. B. Spei cher-Chips, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, welches aus der Druckschrift DE 198 80 913 T1 bekannt ist.

Halbleiterbauelemente werden auf ihre Funktionsfähigkeit ge testet. Bei dem Test der Elemente sind sowohl die Temperatur der Testumgebung als auch die maximal erreichbare Arbeitsge schwindikeit des Halbleiterbauelements Messparameter. Die Parameter beruhen auf den jeweiligen Bauteilspezifikationen, die bspw. aus Datenblättern bekannt sind (vgl. Infineon, 256 Mbit DDR-SDRAM, 11/2000, Internet: www.infineon.com). In ei nem ersten Schritt, dem sogenannten "Low Temp Program" werden die Halbleiterbauelemente bei einer niedrigen Temperatur von z. B. -10°C bezüglich ihrer bei der niedrigen Temperatur maxi mal erreichbaren Arbeitsgeschwindigkeit verschiedenen Katego rien zugeordnet und in einem Sortierer (Handler) auf ver schiedene Lose (Behälter, bin) verteilt. Es werden also meh rere Lose unterschiedlicher Geschwindigkeitsklassen erzeugt. Die Gesamtzahl aller über die verschiedenen Lose verteilten Halbleiterbauelemente kann dabei zwischen 5.000 und 20.000 liegen.

Die verschiedenen Lose von Halbleiterbauelementen werden in einem zweiten Schritt jeweils einzeln einem "High Temp Pro gram" zugeführt. In dem "High Temp Program" werden sie erneut getestet, im wesentlichen mit den gleichen Prozeduren wie beim "Low Temp Program", aber diesmal bei einer höheren Tem peratur von z. B. +85°C.

Am Ende beider Messprozeduren sind die Bauelemente auf Ge schwindigkeitskategorien aufgeteilt, wobei die Bauelemente einer bestimmten Kategorie über den gesamten Temperaturbe reich eine bestimmte Arbeitsgeschwindigkeit erzielen.

Dass derartige Messergebnisse abzuspeichern sind, geht z. B. aus der Druckschrift DE 693 20 433 T2 hervor.

Ein Nachteil dieses bisherigen Verfahrens besteht darin, dass die sortierten Bauelemente nach der Low Temp Messung nicht mehr vermischt werden dürfen. Dies führt zu erheblichem lo gistischen Aufwand, da die einzelnen Lose getrennt voneinan der transportiert, zwischengelagert und separat im "High Temp Program" getestet werden müssen. Da beim Andocken eines neuen Loses von Halbleiterbauelementen an der Teststation für den Test bei hoher Temperatur jedes Mal ein Behälter abgekoppelt und ein anders angekoppelt werden muss, ergibt sich außerdem eine höhere Ladezeit für den Handler und eine zusätzliche Ar beit für den Operator. Darüber hinaus können bei Eingriffen eines Operators in den Prozess Vertauschungen einzelner Lose nicht ausgeschlossen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren abzugeben, bei dem das Transportieren und Zwischenlagern von Halbleiterbau elementen, die sich nur durch ihre maximal erreichbare Ar beitsgeschwindigkeit voneinander unterscheiden, entfällt und eine Sortierung der Bauelemente ohne menschlichen Eingriff ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Grundüberlegung zur Lösung der genannten Aufgabe ist es, die Bauelemente im "Low Temp Program" nur logisch nach Ge schwindigkeitsklassen zu sortieren, sie aber nicht physika lisch voneinander zu trennen, so dass nach wie vor alle Bau elemente in einem Los enthalten sind. Die Unterscheidung der Bauelemente erfolgt anhand von Informationen, die bei der ersten Testprozedur, dem "Low Temp Program" zu jedem einzel nen Bauelement in einer Datei abgelegt werden. Hauptbestand teil der Information über jedes Bauelement ist die Geschwin digkeitsklasse, zu der es gehört. Zusätzlich können weitere Parameter der Testmessung wie z. B. die Losnummer, Messgerät und die Temperatur abgespeichert werden. Die Datei mit der Information über die unterschiedlichen Geschwindigkeitsklas sen wird auf einem Server abgelegt. Die Zuordnung zwischen den Daten in der Datei auf dem Server und dem einzelnen Bau element ist möglich anhand der Identifizierung des Bauele ments, die in das Bauelement nicht lösch- oder veränderbar einprogrammiert ist und die ebenfalls in dieser Datei abge speichert wird. Während des "High Temp" Programms wird die Datei eingelesen und mit den aktuell gelesenen Chip-Identi fizierungen der Bauelemente verglichen. Anschließend werden die Informationen bezüglich der Geschwindigkeitsklassen der Bauelemente von dem "Low Temp Program" und von dem "High Temp Program" kombiniert, und erst jetzt werden die Bauelemente physikalisch sortiert.

Das der Erfindung zugrunde liegende Verfahren zum Klassifi zieren von Bauelementen umfasst die Schritte: Erfassen einer maximal erreichbaren Arbeitsgeschwindigkeit jedes Bauelements bei wenigstens zwei Temperaturwerten und Zuordnen jedes Bau elements zu einer Geschwindigkeitskategorie in Abhängigkeit von der durch das Bauelement bei den wenigstens zwei Tempera turwerten erreichten Arbeitsgeschwindigkeit.

Erfindungsgemäß werden die Schritte durchgeführt: Lesen der Identifizierung bei jedem Bauelement, Abspeichern der bei ei nem ersten Temperaturwert erreichten Arbeitsgeschwindigkeit in Verbindung mit der gelesenen Identifizierung bei jedem Bauelement als Eintrag in einer Datei in einer Datenbank, Wiederholen des vorangehenden Schrittes bei jedem weiteren der wenigstens zwei Temperaturwerte, Zuordnen jedes Bauele ments zu einer Geschwindigkeitskategorie in Abhängigkeit von den in der Datei in der Datenbank abgespeicherten Arbeitsge schwindigkeiten.

Vorzugsweise ist dabei der erste der wenigstens zwei Tempera turwerte der tiefste Temperaturwert, und jeder der folgenden Temperaturwerte ist höher als der ihm vorangehende Tempera turwert.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Zuordnen der Bauelements zu einer der Geschwindigkeitska tegorien durch Ermitteln des Minimums der bei allen der we nigstens zwei Temperaturwerten erreichten Arbeitsgeschwindig keiten.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbei spiels.

Fig. 1 zeigt das Verfahren nach dem Stand der Technik.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver fahrens.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Verfahren zum Klassifizieren von Bauelementen nach dem Stand der Technik werden die Bau elemente BE₁, BE₂, . . . bei einer ersten (niedrigen) Tempera tur T₁ auf ihre maximale Arbeitsgeschwindigkeit gestestet. Dazu werden Testroutinen bei verschiedenen Arbeitsgeschwin digkeiten f₁, f₂, . . . für jedes Bauelement BE₁, BE₂, . . . durchgeführt. Wenn das jeweilige Bauelement bei dem ersten Temperaturwert T₁ den Testanforderungen bei der höchsten Ar beitsgeschwindigkeit f₁ genügt, wird es der f₁-Kategorie zu geordnet, d. h. es kommt in einen f₁-Behälter.

Dementsprechend wird ein Bauelement, das bei dem ersten Tem peraturwert T₁ den Testanforderungen bei der zweithöchsten Arbeitsgeschwindigkeit f₂ genügt, der f₂-Kategorie zugeordnet, d. h. es kommt in einen f₂-Behälter. Ein Bauelement, das bei dem ersten Temperaturwert T₁ den Testanforderungen bei der dritthöchsten Arbeitsgeschwindigkeit f₃ genügt, wird der f₃-Kategorie zugeordnet, d. h. es kommt in einen f₃-Behälter, usw. bis zur "langsamsten" Kategorie in einem f_n-Behälter.

Jeder dieser Behälter wird nach der Messung bei dem ersten Temperaturwert T₁ einer Messstation zugeführt, bei der die Messung bei einem zweiten (höheren) Temperaturwert T₂ wieder holt wird.

Nach der Messung bei diesem Temperaturwert T₂ wird jedes Bau element in dem jeweiligen Behälter einer Geschwindigkeitska tegorie wie folgt zugeordnet. Unter den Bauelementen, die in dem f₁-Behälter der Messung bei der höheren Temperatur T₂ zu geführt werden, können sich Bauelemente befinden, die auch bei der höheren Temperatur die höchste Arbeitsgeschwindigkeit f₁ erreichen. Diese Bauelemente werden der Geschwindigkeits kategorie S₁ zugeordnet. Entsprechend werden die Bauelemente mit der höchsten Arbeitsgeschwindigkeit bei der niedrigeren Temperatur und der zweithöchsten Arbeitsgeschwindigkeit bei der höheren Temperatur der Geschwindigkeitskategorie S₂ zuge ordnet usw.

Unter den Bauelementen, die in dem (zweitschnellsten) f₂-Be hälter von der Messung bei der niedrigen Temperatur T₁ zur Messung bei der höheren Temperatur T₂ gelangen, können sich Bauelemente befinden, die auch bei der höheren Temperatur die zweithöchste Arbeitsgeschwindigkeit f₂ erreichen; das Errei chen der höchsten Arbeitsgeschwindigkeit ist ausgeschlossen. Diese Bauelemente werden analog zu der oben beschriebenen Zu ordnung der Bauelemente aus dem f₁-Behälter der Geschwindig keitskategorie S₂ zugeordnet. Entsprechend werden die Bauele mente mit der zweithöchsten Arbeitsgeschwindigkeit bei der niedrigeren Temperatur und der dritthöchsten Arbeitsgeschwin digkeit bei der höheren Temperatur der Geschwindigkeitskate gorie S₃ zugeordnet usw.

Um das Sortieren und Trennen der Bauelemente BE₁, BE₂, . . . in die jeweiligen Behälter zwischen den Teststationen T₁ und T₂ für die unterschiedlichen Temperaturen sowie das Transportie ren und Zwischenlagern der Bauelemente zu vermeiden, wird das Verfahren wie in Fig. 2 gezeigt durchgeführt.

Bei dem Verfahren nach Fig. 2 wird die Identifizierung jedes der Bauelemente vor dem ersten Test (bei der niedrigsten Tem peratur T₁) gelesen. Diese Bauelement-Identifizierungen BE- ID₁, BE-ID₂, . . . sind jeweils eindeutig und nicht lösch- oder veränderbar in dem Halbleiterbauelement einprogrammiert, so dass jedes Halbleiterbauelement anhand seiner Bauelement- Identifizierung BE-ID₁, BE-ID₂, . . . identifiziert werden kann. Nach dem Lesen der Identifizierung BE-ID₁, BE-ID₂, . . . jedes Bauelements BE₁, BE₂, . . . dient die Identifizierung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als Kennzeichnung eines Da tensatzes, der zu jedem der Bauelemente BE₁, BE₂, . . . in ei ner Datenbank DB angelegt wird. In diesen Datensatz eines Bauelements wird die bei dem ersten Temperaturwert T₁ er reichte Arbeitsgeschwindigkeit f₁, f₂, . . . oder f_n geschrie ben, so dass sich jedem der Bauelemente BE₁, BE₂, . . . anhand seiner Identifizierung BE-ID₁, BE-ID₂, . . . bzw. BE-ID_n eindeu tig seine Arbeitsgeschwindigkeit zuordnen lässt.

Das Schreiben der jeweils erreichten Arbeitsgeschwindigkeit in den jeweiligen Datensatz eines getesteten Bauelements wird bei jeder weiteren Messung mit geändertem Temperaturwert T₁, T₂, . . . wiederholt, bis alle Testläufe abgeschlossen sind. Dabei kann auf die speziellen Felder des Datensatzes, die dem Bauelement zugeordnet sind, anhand der Identifizierung BE- ID₁, BE-ID₂, . . . zugegriffen werden.

Nach Abschluss aller Messreihen wird jedes Bauelement BE₁, BE₂, . . . in Abhängigkeit von den in der Datei in der Daten bank für das jeweilige Bauelement abgespeicherten Arbeitsgeschwindigkeiten f₁, f₂, . . . einer der Geschwindigkeitskatego rien S₁, S₂, . . . zugeordnet.

Im folgenden wird ein Beispiel für den Aufbau und das Verwal ten einer Datei mit Einträgen für die Bauelemente BE₁ bis BE_n erläutert. In diesem Beispiel werden vier Arbeitsgeschwindig keiten f₁, f₂, f₃, f₄ unterschieden. Es wurden 6 beliebige Bauelemente herausgegriffen.

Die Datei hat nach der ersten Messung bei einer Temperatur T₁ vorzugsweise die folgende Form:

Tabelle 1

In Tabelle 1 bedeutet das Symbol , dass das Bauelement für die Arbeitsgeschwindigkeit f1, f2, f3 bzw. f4 (bei der Mess temperatur T₁) geeignet ist, das Symbol bedeutet, dass das Bauelement für die entsprechende Arbeitsgeschwindigkeit nicht geeignet ist.

Nach der Messung der Bauelemente bei der zweiten Temperatur T₂ ergibt sich dementsprechend die folgende Tabelle für die gleichen Bauelemente:

Tabelle 2

Vorzugsweise erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das Zuordnen der Bauelemente zu einer der Geschwindigkeitskatego rien durch Ermitteln des Minimums der bei beiden Temperatur werten T₁ und T₂ erreichten Arbeitsgeschwindigkeiten f₁, f₂, f₃ bzw. f₄. Die Suche nach der über den gesamten Temperatur bereich maximal erreichbaren Arbeitsgeschwindigkeit lässt sich einfach durchführen, indem man das Symbol als 1 und das Symbol als 0 auffasst. Durch Multiplikation der beiden Symbole miteinander und mit dem darüber stehenden Wert der ersten Zeile erhält man die gesuchte Arbeitsgeschwindigkeit f. So ergibt sich in den obigen Tabellen 1 und 2 z. B. für das Bauelement 123456 als erreichte Arbeitsgeschwindigkeit 0, 0, f3, f4. Die gesuchte Arbeitsgeschwindigkeit ist also f3. Ähn lich erhält man für das Bauelement 357465 als gesuchte Ar beitsgeschwindigkeit f1, für das Bauelement 456123 als ge suchte Arbeitsgeschwindigkeit f2 etc. Die Reihenfolge der Bauelemente aus Tabelle 2 nach den Geschwindigkeitsklassen ist in der folgenden Tabelle 3 dargestellt.

Tabelle 3

Während beim Stand der Technik bereits zwischen der "Low Temp"-Messung und der "High Temp"-Messung physikalisch sor tiert wird, wird erfindungsgemäß auf dieser Ebene "erst" lo gisch sortiert, und die physikalische Separierung von Bauele menten mit unterschiedlicher Arbeitsgeschwindigkeit erfolgt erst ganz am Ende der Testprozeduren.

Vorzugsweise wird dabei das Verfahren so durchgeführt, dass der erste Temperaturwert T₁ der tiefste Temperaturwert ist und jeder der folgenden Temperaturwerte höher als der ihm vo rangehende Temperaturwert ist.

Bezugszeichen

BE₁

, BE₂

, . . . Bauelemente
BE-ID₁

, BE-ID₂

, . . . Bauelemente
f₁

, f₂

, . . . Arbeitsgeschwindigkeit
T₁

, T₂

, . . . Temperaturwerte
S₁

, S₂

, . . . Geschwindigkeitskategorie
DB Datenbank

Claims

1. Verfahren zum Klassifizieren von Bauelementen (BE₁, BE₂, . . .), die jeweils eine eindeutige Identifizierung (BE-ID₁, BE-ID₂, . . .) aufweisen, mit den Schritten:
Ermitteln einer maximal erreichbaren Arbeitsgeschwindigkeit (f₁, f₂, . . .) jedes Bauelements (BE₁, BE₂, . . .) bei wenigs tens zwei Temperaturwerten (T₁, T₂, . . .) und
Sortieren jedes Bauelements (BE₁, BE₂, . . .) in eine Ge schwindigkeitskategorie (S₁, S₂, . . .) in Abhängigkeit von der durch das Bauelement (BE₁, BE₂, . . .) bei den wenigs tens zwei Temperaturwerten (T₁, T₂, . . .) erreichten Ar beitsgeschwindigkeit (f₁, f₂, . . .),
gekennzeichnet durch die Schritte:
Lesen der Identifizierung (BE-ID₁, BE-ID₂, . . .) bei jedem Bauelement (BE₁, BE₂, . . .),
Abspeichern der bei einem ersten Temperaturwert (T₁, T₂, . . .) erreichten Arbeitsgeschwindigkeit (f₁, f₂, . . .) zusammen mit der gelesenen Identifizierung (BE-ID₁, BE- ID₂, . . .) bei jedem Bauelement (BE₁, BE₂, . . .) als Eintrag in einer Datei in einer Datenbank (DB),
Wiederholen des vorangehenden Schrittes bei jedem weiteren der wenigstens zwei Temperaturwerte (T₁, T₂, . . .),
Sortieren jedes Bauelements (BE₁, BE₂, . . .) in eine Ge schwindigkeitskategorie (S₁, S₂, . . .) in Abhängigkeit der zunächst komplett angefertigten und in der Datenbank abgespeicherten Datei mit den Arbeits geschwindigkeiten (f₁, f₂, . . .).

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der erste der wenigs tens zwei Temperaturwerte (T₁, T₂, . . .) der tiefste Tempe raturwert der wenigstens zwei Temperaturwerte (T₁, T₂, . . .) ist und jeder der folgenden Temperaturwerte höher als der ihm vorangehende Temperaturwert ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Sortieren entsprechend dem Minimum der bei allen der wenigstens zwei Temperaturwerten (T₁, T₂, . . .) erreichten Arbeitsge schwindigkeiten (f₁, f₂, . . .) erfolgt.