Mess- und Prüftechnik / Testplattformen Modulare Halbleitervalidierung

Die Halbleiter-Validierung fordert naturgemäß modulare Messausrüstung.
Die Halbleitervalidierung fordert naturgemäß modulare Messausrüstung.

Ein erprobtes modulares Konzept zur automatisierten Validierung von Halbleiterprodukten wird vorgestellt. Mit modularem Softwareaufbau und benutzerdefinierter Messgeräteabstraktion werden individuelle, automatisierte Testabläufe mit LabVIEW und TestStand flexibel umgesetzt.

Die Bestimmung und Beseitigung von Fehlern in integrierten Schaltkreisen nach der Fertigung (Post-Silizium-Validierung) gestaltet sich zunehmend komplexer [1]. Obwohl die Messaufgabe zunächst einfach scheint, birgt ihre Automatisierung beträchtliche Herausforderungen und Konsequenzen.

Zunächst müssen zur Validierung der Spezifikationen möglichst viele parametrische Daten am Produkt gesammelt werden. Dies fordert automatisierte Prüfstände mit angemessenem Standardisierungsgrad und mit Modularität. An den in der Regel starren PSV-Prüfständen sind automatisierte Messungen oft unflexibel und zeitaufwendig.

Mit steigender Komplexität von Halbleiterprodukten wird die Messaufgabe schwieriger. Bild 1 zeigt den Zusammenhang von Komplexität und Entwicklungsaufwand: Bei traditionellen Testapplikationen steigt der Entwicklungsaufwand automatisierter Messungen üblicherweise exponentiell, modulare Testapplikationen hingegen konvergieren.
Automatisierte Testsysteme werden oftmals länger verwendet als einzelne Systemkomponenten. Die Lebensdauer der Prüflinge beträgt häufig mehrere Jahrzehnte, während Einzelmessgeräte in kürzeren Abständen vom Markt genommen werden oder neue Funktionen erhalten. Im Obsoleszenzfall einzelner Messgeräte muss die Testapplikation an ein vergleichbares Messgerät angepasst werden.

Das mündet nicht selten in der Entwicklung einer weiteren Testapplikation. Die Erweiterung automatisierter Testsysteme fordert zusätzlichen Entwicklungsaufwand, Dokumentation und eine Neuvalidierung des Gesamtsystems. Dies ist zeit- und ressourcenintensiv.

Testsysteme sollten daher erweiterbar sein, ohne Neuentwicklung der Testapplikation und ohne maßgebliche Änderung des Messaufbaus [2].