一种验证测量系统是否处于稳定状态的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种验证测量系统是否处于稳定状态的方法。使用MINITAB 16的量具R&R研究(交叉)工具，进一步选择方差分析法进行测量系统分析，确定测量产生的变异性是由量具本身还是操作员之间的变异性引起的。本发明专利技术突破以往只通过校准来验证自动测试设备是否稳定的现状，充分考虑人、机、料、法、环、测等因素的影响，定义评价对象是包括量具、测量人员、被测量器件，程序和方法的测量系统。并首次应用在集成电路测试领域中，分析晶圆级的测试数据，确定测量产生的变异性是否由测量系统本身引起的，从而为验证测量系统的稳定性，保证产品质量和可靠性提供了一种有效的数字手段。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种集成电路测试领域，尤其涉及一种验证测量系统是否处于稳定状态的方法。
技术介绍
从自动测试设备获得的测试数据可以帮助判定接受或拒绝被测器件，它提供制造过程的有用信息和设计不足的信息。为保证测试质量，为器件选择自动测试设备会依据器件的时钟频率、时间精度、管脚数等。传统上对自动测试设备的有效性评价是通过周期的检定或校准工作来实现的。但实际测量中还需要考虑人、机、料、法、环、测等因素的影响。因此，评价对象不应仅是自动测试设备本身，而应是包括量具，测量人员，被测量器件，程序和方法的测量系统。测量系统分析是使用数理统计和图表的方法对测量系统的分辨率和误差进行分析，以评估测量系统的分辨率和误差对于被测量参数是否合适，并确定测量系统误差的主要成分。测量系统分析正被市场需求逐步推动在企业质量管理中应用。一些企业的亲身实践也证明测量系统分析可以保证质量体系稳定有效运作，为了在未来的市场中占据主动，许多企业也已经开始在质量管理中实施测量系统分析。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种验证测量系统是否处于稳定状态的方法。为了解决这一技术问题，本专利技术提供了一种验证测量系统是否处于稳定状态的方法，使用数理统计和图表的方法对测量系统的分辨率和误差进行分析，以评估测量系统的分辨率和误差对于被测量的参数来说是否合适，并确定测量系统误差的主要成分。突破以往只通过校准来验证自动测试设备是否稳定的现状，因为尽管测试机台校准通过但却无法全面的反映出生产过程中测量系统可能会发生的各种问题。充分考虑人、机、料、法、环、测等因素的影响，定义评价对象不仅是自动测试设备本身，而应是包括量具，测量人员，被测量器件，程序和方法的测量系统。首次应用在集成电路测试领域中，分析晶圆级测试数据。使用MINITAB16进行分析，量具R&R研究(交叉)的方法，着重分析测量系统的重复性和再现性，此方法用于分析当每一被测部件都可以被多个操作员重复测量时的量具R&R分析，进一步选择方差分析法进行测量系统的分析，确定测量产生的变异性是量具本身还是操作员之间的变异性引起的。采用量具R&R研究(交叉)的方法时，一般选取10个覆盖流程能力的非连续部件，由2或3名操作员，分别对每一部件测试2到3次。结合集成电路测试领域，这里以车间两台J750测试机台为例，通过测量系统重复性和再现性研究确认两个机台是否存在差异。由于J750机台自动化程度很高，因此可以忽略操作人员的影响，实际操作员为这两个测试机台。另外，部件为管芯，测量值为在J750上已成功开发的一款产品的某测试项的数值。附图说明图1为stie0的某个测试项的具体数据；图2为数据分析方案；图3为site0的量具R&R研究(交叉)的图表结果；图4为site0的量具R&R研究(交叉)的数理统计结果；图5为量具R&R研究(交叉)的可接受准则；图6为4个site的量具R&R研究(交叉)的数理统计结果；名词解释site：通常业内人士指晶圆上的一个芯片位置叫一个site；Multi-site并行测试：Multi-site并行测试技术是指在一台测试机上可同时对多个集成电路芯片进行全自动检测，通过专门设计制作的探针卡可以同时连接到多个芯片的引脚上，使得测试机可以同时进行多个芯片的测试，并记录多个芯片的测试结果，通过单位时间内增加被测芯片的数量来提高测试机的吞吐率，减少测试机闲置资源，提高了测试设备的利用率，大大降低了能耗，减少了测试厂房的占地面积。量具R&R研究(交叉)：R&R为Repeatability和Reproducibility的缩写，为重复性和再现性。具体实施方式选用两台TeradyneJ750自动测试设备，分别命名为A和B，进行校准，保证校准通过。选取在TeradyneJ750上成功开发的一款产品的输出管脚的电压值为数据来源，该电压值测试规范上限为3.5V，下限为2.95V。本产品采取4site并测模式。测试机A和B均使用同一块探卡分别对同一枚晶圆进行4Site并测，共测试两次。从测试结果中选取10个管芯的4个Site的2次测量值用来进行后续的测量系统分析。结合本领域，由于J750机台自动化程度很高，因此可以忽略操作人员的影响，实际操作员为这两个测试机台。仅以site0的数据为例，具体数据请参考图1。数据分析方案见图2。测量能力评价指标有方差分量贡献率，％研究变异(％SV)和％公差(SV/Toler)和可区分的类别数四个。计算公式如下：方差分量贡献率：％研究变异(％SV)：％公差(SV/Toler)：可区分的类别数：将10个管芯的4个Site的2次测量值转成MINITAB所需的数据格式。使用MINITAB16中的量具R&R研究(交叉)工具，即可得到各个site的分析结果，共有数理统计和图表两种呈现方式，site0的分析结果请参考图3，图4。4个site间比对的结果见图6。将数理统计结果与图表结果与量具重复性和再现性的可接受准则进行比对，从而确定变异是由测量不同的部件引起的还是测量系统本身引起的。测量系统的精度与总过程偏差的百分比％GR&R低于10％的误差，表明当前所使用的测量系统是可接受的。可区分的类别数均大于5，说明测量系统能可靠的对过程偏差进行分级。量具重复性和再现性的可接受准则请参考图5。由site0的结果可以看到，％研究变异(％SV)为测量系统的精度与总过程偏差的百分比，即：％GR&R，具体为2.03％，小于10％，说明量具对于过程偏差的测量能力是可以接受的；测量系统的精度与过程规范的比率(SV/Toler)为2.02％，也小于10％，说明量具对于规范的测量能力是可以接受的[11]。区别分类数为69，说明测量系统能可靠的对过程偏差进行分级。基于对给定规范公差的比率及区别分类数，可以看到测量系统是可以接受的。由4个site之间的比对结果可以看到，％研究变异(％SV)和％公差(SV/Toler)的值，4个site虽略有差异，但均低于10％的误差，表明当前所使用的测量系统是可接受的。4个site的可区分的类别数均大于5，说明测量系统能可靠的对过程偏差进行分级。因此，虽然不同site的测量值间略有差异，但总体来说当前测试系统是稳定受控的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种验证测量系统是否处于稳定状态的方法，其特征在于，包括如下步骤：使用J750测试机，通过4site并测，得到2次测量值；将所述2次测量值转成MINITAB所需的数据格式，使用MINITAB16中的量具R&R研究工具，得到各个site的分析结果，所述分析结果包括数理统计结果和图表结果；将所述数理统计结果与所述图表结果与量具重复性和再现性的可接受准则进行比对，从而确定变异是由测量不同的部件引起的还是所述测量系统本身引起的。

【技术特征摘要】
1.一种验证测量系统是否处于稳定状态的方法，其特征在于，包括如下步骤：使用J750测试机，通过4site并测，得到2次测量值；将所述2次测量值转成MINITAB所需的数据格式，使用MINITAB16中的量具R&...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭雪，石志刚，刘伟，
申请(专利权)人：北京确安科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11