臺灣博碩士論文加值系統

摘要
隨著3C電子產品的快速發展，3C電子產品種類及功能越來越多，3C電子產品的核心晶片內部電路也越來越複雜。晶圓（wafer）必須在最嚴苛條件環境下測試及篩檢，之後封裝最後組裝到產品上，因此，擔任半導體產業中最後一道防線的半導體測試就顯得更為重要。半導體測試分為CP（circuit probing or chip probing）及FT（final test）兩個階段。CP測試為晶圓測試又稱之為針測，此時為尚未切割及封裝的產品。FT測試為最後的測試，此時為已封裝完成的產品。本論文以CP產品來做CP測試程式的開發及導入量產。近幾年來RF（radio frequency）產品的應用及需求量有逐漸增大的趨勢，而RF電路的測試難度更是高。
本論文主要針對應用於手機上的SP8T（SP代表signal port，T代表trace）射頻開關（RF switch）IC進行CP測試程式（test program）開發，依客戶所提供規格及條件進行分析及驗證。利用測試機模擬IC在工作時是否符合當初設計之功能，並開發新的測試項目希望能有效提升測試效率並減少測試成本，最後能順利協助產品進行量產。
本文一開始介紹半導體的製程及CP測試的一個環境架構，主要以CP測試程式開發來說明。CP測試環境架構為測試機（tester）、探針機（prober）、探針卡（probe card）所組成。本論文採用E320測試機（E320測試機為京元電子股份有限公司自製測試機台）、TSK UF3000探針機（UF3000為日本東京精密股份有限公司生產之探針機）、懸臂式探針卡（cantilever probe card）來作研究之探討。
本論文也介紹在半導體測試常見的測試項目，來說明半導體的測試方法，及後續導入量產的流程與分析。並探討半導體測試對於一個產品開發測試的重要性。

Abstract
With the fast development of 3C electronic products, the more the categories and capabilities of 3C electronic products have, the more complicate the circuit inside the core chip is. Wafer can only be packaged and then assembled after being tested and sifted out under the hardest condition. Therefore, semiconductor test, the last defense line of semiconductor industry, is very important in contrast. There are two steps of semiconductor testing, CP (circuit probing) and FT (final test). CP, as called circuit probing, tests wafer. FT is the final test, testing products already packaged. While the applications and demands of RF (Radio Frequency) products are increasing for the last few years, the difficulty of testing RF products is higher.
This study is mainly talking about the development of testing program of the SP8T (SP as signal port, T as trace) RF switch IC applied to phone, testing and analyzing according to the specs and conditions provided by client. By using tester to simulate the working status to test whether IC meets on the function it is designed, and to develop new test item hoping to improve the testing efficiency and lower the testing cost, making the production go smoothly in the end.
This article will introduce the manufacture of semiconductor and CP test at first, mainly explains by its testing program development. CP test is made up of tester, prober and probe card. E320 (tester made by KYEC), TSK UF3000 (prober made by ACCRETECH in Tokyo, Japan) and cantilever probe card are used in this research.
This study also introduces test items commonly seen in semiconductor test to explain the method of its test, the process of leading the product up to production and product analysis. The importance of product testing development to semiconductor test is also discussed.

目錄
中文摘要 i
英文摘要 ii
致謝 iii
目錄 iv
表目錄 vii
圖目錄 viii
第一章 序論 1
1-1 前言 1
1-2 半導體製作流程簡介 1
1-2-1 晶圓簡介 2
1-2-2 晶粒簡介. 3
1-2-3 焊墊簡介 4
1-3 測試工程簡介. 4
1-3-1 常見的測試種類. 5
1-4 CP測試及生產流程簡介. 7
1-5 研究動機及目的. 8
第二章 CP測試環境設備與配件 10
2-1 半導體測試用語簡介 10
2-2 射頻開關簡介 11
2-3 測試機簡介 12
2-3-1 測試機的規格 13
2-3-2 測試機內部設置 14
2-3-3 測試機內部動作 15
2-4 探針機簡介 17
2-5 探針卡簡介 18
第三章 常見測試項目與測試方法 19
3-1 功能測試簡介 19
3-1-1 格式類別簡介 19
3-1-2 測試圖樣簡介 24
3-1-3 電壓準位簡介 26
3-1-4 時序產生器簡介 27
3-2 開路短路測試 28
3-2-1 開路短路測試上保護二極體之PMU測試法 31
3-2-2 開路短路測試下保護二極體之PMU測試法 .32
3-2-3 開路短路測試上保護二極體之Functional測試法 33
3-2-4 開路短路測試下保護二極體之Functional測試法 35
3-3 輸入腳漏電流測試 36
3-3-1 輸入腳漏電流IIH測試之序列測試法 37
3-3-2 輸入腳漏電流IIL測試之序列測試法 38
3-3-3 輸入腳漏電流IIH測試之並列測試法 39
3-3-4 輸入腳漏電流IIL測試之並列測試法 40
3-4 輸出電壓測試 41
3-4-1 輸出電壓測試VOH之PMU測試法 42
3-4-2 輸出電壓測試VOL之PMU測試法 43
3-4-3 輸出電壓測試VOH之Functional測試法 44
3-4-4 輸出電壓測試VOL之Functional測試法 45
3-5 耗電流測試 46
3-5-1 耗電流IDD之粗略測試法 46
3-5-2 耗電流IDD之靜態測試法 47
3-5-3 耗電流IDD之動態測試法 47
第四章 研究測試與實驗 48
4-1 產品規格及定義 48
4-2 測試項目及規格定義 51
4-3 CP測試環境與架構及配件 63
4-4 程式架構及資料數據 64
4-4-1 程式架構 64
4-4-2 資料數據 67
4-5 產品程式驗證 68
4-6 測試結果與分析 75
第五章 結論與未來研究 86
5-1 結論 86
5-2 未來研究方向與建議 87
參考文獻 88

參考文獻
[1]Introduction to tsmc wafer, in http://www.tsmc.com/english/default.htm
[2]Jeff，“電子產業研究所部落格-半導體產業概論-半導體產業上中下介紹”，2011。
[3]Jeff，“電子產業研究所部落格-半導體產業上游-矽晶圓產業”，2011。
[4]張政升，“晶圓針測尺寸變異之有限元素模擬分析”，中華大學機械工程研究所碩士論文，2012。
[5]Introduction to bump, in http://www.chipbond.com.tw/tw_service_02_11.aspx
[6]京元電子股份有限公司，“全廠IDL測試訓練”, 2015。
[7]京元電子股份有限公司，“CP測試簡介”, 2015。
[8]白安鵬，“半導體積體電路測試技術部落格-A半導體積體電路測試概論”，2008。
[9]劉中泰，“0.18μm2GHz互補式金氧半射頻開關之研究設計”，東海大學電機工程學系碩士論文，2009。
[10]Introduction to E320 Tester, in http://www.kyec.com.tw/info/kyeceffective.aspx
[11]京元電子股份有限公司，“測試機硬體介紹”, 2015。
[12]Introduction to Prober, in https://www.accretech.jp/
[13]Introduction to Probe Card, in http://www.mpi.com.tw
[14]京元電子股份有限公司，“Functional test_VOH_VOL_IDD”, 2015。
[15]E320, “System Reference Manuals”, 2015.
[16]G. Perry, “The Fundamentals of Digital Semiconductor Testing”, Version 3.2. Los Gatos, Calif., USA: Soft Test Inc., 2003.
[17]京元電子股份有限公司，“開路短路測試”, 2015。
[18]廖裕評、陸瑞強編著，“積體電路測試實務，全華圖書股份有限公司”，2007。
[19]ACCRETECH, “UF3000_maintenance_manual”, 2012.