TW202219532A - 一種用於晶片測試機的自動校準方法及測試元件 - Google Patents

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Abstract

本發明公開了一種用於晶片測試機的自動校準方法及其應用，包括以下步驟：獲取晶片測試機的校準資料並據以繪製散佈圖；分別計算散佈圖中相鄰每兩點的斜率；將散佈圖中散點按照橫座標或縱座標分為K1、K2部分；分別針對K1、K2部分，計算第一個斜率資料、前2個斜率資料……所有斜率資料的標準差得到標準差資料組；分別篩選兩標準差資料組中的標準差最大值，以對應的散點作為分段點將所有散點分為三段，進行曲線擬合得到擬合曲線。本發明的方法，採用斜率標準差法選取分段點，為校準提供了一種標準化且可全自動完成的操作標準，極具應用前景。

Description

一種用於晶片測試機的自動校準方法及測試元件
本發明是關於半導體技術領域，涉及一種用於晶片測試機的自動校準方法及測試元件，特別涉及一種應用於積體電路測試機的自動校準方法及應用該方法的測試元件。
積體電路（晶片）自動測試機（Automatic Test Equipment）於半導體產業意指積體電路(IC)自動測試機，用於檢測積體電路功能之完整性，為積體電路生產製造之最後流程，以確保積體電路生產製造之品質。
晶片測試機作為一種測量儀器，其本身的準確度很大程度決定了其測晶片的準確性，即在實際應用中往往每隔一段時間就需要對晶片測試機進行一次校準，通常是通過外部高精度數位萬用表作為校準工具，例如使用keysight 3458A對自動測試機上的PE、PMU、DPS資源進行測量，對於測得的資料目前一般採用兩點法計算校準參數，雖然這種方法一定程度上能夠實現對參數的校準，但是由於PE/PMU/DPS的校準參數曲線是非線性的，這導致此種校準方法的實際誤差較大，與真實情況匹配度較差，越來越難以滿足精度越來越高的晶片測試機的測試要求。
因此，開發一種誤差小且與真實情況匹配度高的應用於積體電路測試機的自動校準方法極具現實意義。
本發明的目的在於克服現有技術兩點式校準線的實際誤差較大，與真實情況匹配度較差的缺陷，提供一種誤差小且與真實情況匹配度高的應用於積體電路測試機的自動校準方法。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
一種用於晶片測試機的自動校準方法，應用於電子設備，包括以下步驟：
（1）獲取晶片測試機的校準資料，並根據所述校準資料繪製散佈圖；
（2）分別計算散佈圖中相鄰的每兩點的斜率，相鄰的每兩點的斜率即為斜率資料；
（3）將散佈圖中散點按照橫座標或縱座標分為K1部分和K2部分；
（4）分別針對K1部分和K2部分，分別計算第一個斜率資料、前2個斜率資料、……所有斜率資料的標準差，得到K1部分的標準差資料組D1和K2部分的標準差資料組D2；
（5）分別篩選標準差資料組D1和標準差資料組D2中的標準差最大值，以該標準差最大值對應的點作為複數分段點將散佈圖所有散點分為三段，針對每一段散點分別進行曲線擬合得到擬合曲線；
（6）提取步驟（5）獲取的擬合曲線對應的校準參數，將所述校準參數輸入晶片測試機即完成對晶片測試機的自動校準。
本發明的用於晶片測試機的自動校準方法，最佳化了目前常用的兩點式校準參數的計算方法，兩點式計算本質是採集兩點進行線性擬合，其對於PE/PMU/DPS的校準參數曲線而言，在線性度較好的曲線中段表現良好，但在兩端則呈現出與實際情況偏差過大的情況，同時由於兩點式的采點區域主要為中段線性部分，無法對兩端的非線性區域做出補償進一步導致兩端數值偏差加大，而本發明的校準方法（分段式擬合）克服了兩點式難以適用於非線性的PE/PMU/DPS的校準參數曲線（其表現形式是中段線性度較好，兩端的非線性更為明顯）的缺陷，針對分段點選取這一問題，本發明採用斜率標準差法（計算每兩點的斜率並對這些斜率依次進行標準差運算）選取標準差最大點為分段點，為晶片測試機測試資料的校準提供了一種標準化且可全自動完成的操作標準，同時本發明的方法在維持兩點式計算在曲線中段線性度良好區域採集計算的同時，可針對兩端線性度較差的區域額外採集散點，進行3階多項式曲線擬合，以此來降低在曲線不同段校準參數時與實際值偏差過大的情況，極具應用前景。
作為較佳的技術方案：
如上所述的一種用於晶片測試機的自動校準方法，所述步驟（4）的具體步驟如下：
（4.1）針對K1部分，分別計算第一個斜率資料、前2個斜率資料、……前N個斜率資料的標準差，得到K1部分的標準差資料組D1，N為K1部分斜率資料的總數；
（4.2）針對K2部分，分別計算第一個斜率資料、前2個斜率資料、……前M個斜率資料的標準差，得到K2部分的標準差資料組D2，M為K2部分斜率資料的總數。
如上所述的一種用於晶片測試機的自動校準方法，所述步驟（5）具體如下：
分別篩選標準差資料組D1中的標準差最大值X和標準差資料組D2中的標準差最大值Y，標準差最大值X為K1部分中前a個斜率資料的標準差，標準差最大值Y為K2部分中前b個斜率資料的標準差，即以K1部分中第a+1個點及K2部分中第b+1個點作為分段點將散佈圖所有散點分為三段，針對每一段散點分別進行曲線擬合得到擬合曲線。本發明的保護範圍並不僅限於此，此處僅給出一種可行的技術方案而已，本領域技術人員在實際應用中可進行一些適應性調整。
如上所述的一種用於晶片測試機的自動校準方法，所述曲線擬合的擬合公式為
Figure 02_image001
或
Figure 02_image003
。
如上所述的一種用於晶片測試機的自動校準方法，中間段的擬合公式為
Figure 02_image005
；其他兩段的擬合公式為
Figure 02_image006
。
如上所述的一種用於晶片測試機的自動校準方法，還包括以下步驟：
（7）在完成校準參數輸入操作後重複步驟（1）~（6）的上述操作，對晶片測試機進行多次校準以提高校準精度。
本發明還提供一種應用如上所述的用於晶片測試機的自動校準方法的測試元件，包括一個或多個處理器、一個或多個記憶體、一個或多個程式及校準資料獲取裝置；
所述校準資料獲取裝置用於獲取晶片測試機的校準資料，所述一個或多個程式被儲存在所述記憶體中，當所述一個或多個程式被所述處理器執行時，使得所述測試元件執行如上所述的用於晶片測試機的自動校準方法。
作為較佳的技術方案：
如上所述的測試元件，還包括與處理器連接的晶片測試機校準參數設定模組；
所述晶片測試機校準參數設定模組用於設定校準參數。
有益效果：
（1）本發明的用於晶片測試機的自動校準方法，採用分段式擬合，其在維持兩點式計算在曲線中段線性度良好區域採集計算的同時，可針對兩端線性度較差的區域額外採集散點，進行3階多項式曲線擬合，以此來降低在曲線不同段校準參數時與實際值偏差過大的情況；
（2）本發明的用於晶片測試機的自動校準方法，針對分段點選取這一問題，本發明採用斜率標準差法（計算每兩點的斜率並對這些斜率依次進行標準差運算）選取標準差最大點為分段點，為晶片測試機測試資料的校準提供了一種標準化且可全自動完成的操作標準，極具應用前景；
（3）本發明的測試元件，結構簡單，成本低廉，自動化程度高，能夠實現晶片測試機的自動校準且校準精度高。
有關本案的特徵、實作與功效，茲配合圖式作較佳實施例詳細說明如下。
下面結合附圖，對本發明的具體實施方式做進一步闡述。
實施例1
請參照圖1。圖1為本發明的一種用於晶片測試機的自動校準方法100的流程圖。自動校準方法100應用於電子設備，包括以下步驟：
（1）步驟S110：獲取晶片測試機的校準資料，並根據校準資料繪製散佈圖；
（2）步驟S120：分別計算散佈圖中相鄰的每兩點的斜率，相鄰的每兩點的斜率即為斜率資料；
（3）步驟S130：將散佈圖中散點按照橫座標或縱座標分為K1部分和K2部分；
（4）步驟S140：分別針對K1部分和K2部分，分別計算第一個斜率資料、前2個斜率資料、……所有斜率資料的標準差，得到K1部分的標準差資料組D1和K2部分的標準差資料組D2，具體為：
（4.1）針對K1部分，分別計算第一個斜率資料、前2個斜率資料、……前N個斜率資料的標準差，得到K1部分的標準差資料組D1，N為K1部分斜率資料的總數；
（4.2）針對K2部分，分別計算第一個斜率資料、前2個斜率資料、……前M個斜率資料的標準差，得到K2部分的標準差資料組D2，M為K2部分斜率資料的總數；
（5）步驟S150：分別篩選標準差資料組D1中的標準差最大值X和標準差資料組D2中的標準差最大值Y，標準差最大值X為K1部分中前a個斜率資料的標準差，標準差最大值Y為K2部分中前b個斜率資料的標準差，即以K1部分中第a+1個散點及K2部分中第b+1個散點作為分段點將散佈圖所有散點分為三段，針對每一段散點分別進行曲線擬合（其中中間段的擬合公式為
Figure 02_image007
，左右兩段的擬合公式為
Figure 02_image006
）得到擬合曲線；
（6）步驟S160：提取步驟（5）（即步驟S150）獲取的擬合曲線對應的校準參數，將所述校準參數輸入晶片測試機即完成對晶片測試機的自動校準；
（7）在完成校準參數輸入操作後重複多次步驟（1）~（6）（即步驟S110~步驟S160）的上述操作。
對於如下表1所示的晶片測試機的校準資料，
表1
X（v） Y（v）
0 0.29
1 0.49
2 0.69
3 0.83
4 1.42
5 2.16
6 3
7 3.67
8 4.38
9 5.04
10 5.75
11 6.44
12 7.07
13 7.79
14 8.47
15 9.16
16 9.84
17 10.53
18 10.78
19 11
20 11.2
21 11.36
22 11.49
23 11.57
24 11.69
25 11.81
26 11.91
27 12
28 12.1
29 12.16
步驟（5）中選取的分段點分別為X=6、X=17，得到擬合曲線如圖2B所示。
採用兩點式校準參數的計算方法即一段線性擬合所得的擬合曲線如圖2A所示。
針對圖2A和圖2B各點分段計算和方差與均方根，其結果如圖3和4所示。
分析圖2A、2B、3和4可以發現，不論是線性度較好的中段還是非線性的其他兩段，本發明的三段式擬合每一段的平均誤差都小於一段式，即與真實資料的偏離程度都小於一段式擬合，更為接近實際測量值。
經驗證，本發明的用於晶片測試機的自動校準方法，採用分段式擬合，其在維持兩點式計算在曲線中段線性度良好區域採集計算的同時，還可針對兩端線性度較差的區域額外採集散點，進行3階多項式曲線擬合，以此來降低在曲線不同段校準參數時與實際值偏差過大的情況；針對分段點選取這一問題，本發明採用斜率標準差法（計算每兩點的斜率並對這些斜率依次進行標準差運算）選取標準差最大點為分段點，為晶片測試機測試資料的校準提供了一種標準化且可全自動完成的操作標準，極具應用前景。
實施例2
一種測試元件500，如圖5所示，包括一個或多個處理器510、一個或多個記憶體520、一個或多個程式530、校準資料獲取裝置540和與處理器510連接的晶片測試機校準參數設定模組550；
晶片測試機校準參數設定模組用於設定校準參數，校準資料獲取裝置用於獲取晶片測試機的校準資料，一個或多個程式被儲存在記憶體中，當一個或多個程式被處理器執行時，使得測試元件執行與實施例1相同的用於晶片測試機的自動校準方法。
經驗證，本發明的測試元件，結構簡單，成本低廉，自動化程度高，能夠實現晶片測試機的自動校準且校準精度高。
雖然以上描述了本發明的具體實施方式，但是本領域的技術人員應該理解，這些僅是舉例說明，在不違背本發明的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改。
500:測試元件 510:處理器 520:記憶體 530:程式 540:校準資料獲取裝置 550:晶片測試機校準參數設定模組
［圖1］為本發明的一種用於晶片測試機的自動校準方法的流程圖； ［圖2A］為一段線性擬合所得的擬合曲線的示意圖； ［圖2B］為本發明的三段曲線擬合所得的擬合曲線的示意圖； ［圖3］為一段線性擬合與三段曲線擬合分段和方差的對比示意圖； ［圖4］為一段線性擬合與三段曲線擬合分段均方根的對比示意圖；以及 ［圖5］為本發明的測試元件的結構示意圖。
100:自動校準方法
S110~S160:步驟

Claims (8)

  1. 一種用於一晶片測試機的自動校準方法，應用於一電子設備，包括以下步驟： （1）獲取該晶片測試機的一校準資料，並根據該校準資料繪製一散佈圖（scatter diagram）； （2）分別計算該散佈圖中複數散點的相鄰的每兩點的一斜率，相鄰的每兩點的該斜率即為一斜率資料； （3）將該散佈圖中的該等散點按照一橫座標或一縱座標分為一K1部分和一K2部分； （4）分別針對該K1部分和該K2部分，分別計算一第一個斜率資料、一前2個斜率資料、……一所有斜率資料的一標準差，得到該K1部分的一標準差資料組D1和該K2部分的一標準差資料組D2； （5）分別篩選該標準差資料組D1和該標準差資料組D2中的一標準差最大值，以該標準差最大值對應的該等散點作為複數分段點將該散佈圖所有該等散點分為三段，針對每一段該等散點分別進行一曲線擬合得到一擬合曲線； （6）提取步驟（5）獲取的該擬合曲線對應的一校準參數，將該校準參數輸入該晶片測試機即完成對該晶片測試機的自動校準。
  2. 如請求項1所述之一種用於晶片測試機的自動校準方法，其中，步驟（4）更包括：。 （4.1）針對該K1部分，分別計算該第一個斜率資料、該前2個斜率資料、……該前N個斜率資料的該標準差，得到該K1部分的該標準差資料組D1，N為該K1部分的該斜率資料的總數； （4.2）針對該K2部分，分別計算該第一個斜率資料、該前2個斜率資料、……該前M個斜率資料的該標準差，得到該K2部分的該標準差資料組D2，M為該K2部分的該斜率資料的總數。
  3. 如請求項2所述之一種用於晶片測試機的自動校準方法，其中，步驟（5）更包括： 分別篩選該標準差資料組D1中的一標準差最大值X和該標準差資料組D2中的一標準差最大值Y，該標準差最大值X為該K1部分中前a個斜率資料的該標準差，該標準差最大值Y為該K2部分中前b個斜率資料的該標準差，即以該K1部分中第a+1個散點及該K2部分中第b+1個散點作為該等分段點將該散佈圖所有該等散點分為三段，針對每一段該等散點分別進行該曲線擬合得到該擬合曲線。
  4. 如請求項3所述之一種用於晶片測試機的自動校準方法，其中，該曲線擬合的一擬合公式為
    Figure 03_image007
    或
    Figure 03_image006
    。
  5. 如請求項4所述之一種用於晶片測試機的自動校準方法，其中，一中間段的該擬合公式為
    Figure 03_image007
    ；其他兩段的該擬合公式為
    Figure 03_image006
    。
  6. 如請求項1所述之一種用於晶片測試機的自動校準方法，其中，還包括以下步驟： （7）在完成該校準參數輸入操作後重複步驟（1）~（6）的上述操作。
  7. 應用如請求項1~6任一項的用於該晶片測試機的該自動校準方法的一測試元件，包括一個或多個處理器、一個或多個記憶體、一個或多個程式及校準資料獲取裝置； 該校準資料獲取裝置用於獲取該晶片測試機的該校準資料，一個或多個程式被儲存在該記憶體中，當該程式被該處理器執行時，使得該測試元件執行如請求項1~6任一項的用於該晶片測試機的該自動校準方法。
  8. 如請求項7所述之測試元件，更包括與該處理器連接的一晶片測試機校準參數設定模組； 該晶片測試機校準參數設定模組用於設定該校準參數。
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