第 1l卷 第 4期 2Oo9年4月 电 子 元 器 件 壶 用 Electronic Component＆ Device Applications VoI．11 No．4 Apr．2009 标 准测试数据格式 ‘STDF)文件 的研究 袁 薇 (西安 邮 电 学院 电信 系，陕西 西安 710061) 摘 要 ：介绍 了半导体测试中的良率数据记录格 式。阐述 了标准测试数据格式 (STDF)的优 点 以及 结 构 。 给 出 了将 STDF用 于 半导 体 测试 过 程 中， 以减 少花 费、 增加 效 率 、 缩短 良率提 升 时 间测试 数据 标 准化 的新 思路 。 关 键 词 ：测 试 ；STDF；FAR； 良率 ’ 0 引 言 在半 导 体测 试业 界 ． 由于 不 同厂 家 往 往提 供 不 同 的 自动 测试 机 型 号 以及在 不 同 的操 作平 台下 数据 格式 。这种 数据 类 型 可 以高效 率 转换 ，并且 可 定 义 为 标 准 测 试 数 据 格 式 (Standard Test Data Format (STDF)。它 的 目的就 是 让 测 试 机 厂 家 与 工作 ，因此 ，测 试 数 据 的记 录格 式往 往 是 由各 个 用 户能 够在 UNIX、Windows平 台下 的不 同测试 机 厂 家 自己定 义 的 。但 在实 际生 产 过程 中 ，由 于繁 上 统一 使 用 。虽 然STDF为~ IEEE标 准数 据 格式 ， 多 的记 录格 式会 引起诸 多 不便 ，往往 需 要 用户 根 但 实 际上 ，由于 以上 优点 ，世 界 上 大部 份 测试 机 据 自己的需 求 重新 进 行数 据 的转 换 与处 理 ，以达 生 产 商 已 经采 用 了 这 种 标 准 。 因此 ，STDF已经 到数 据 格式 的统一 ，然后 才 能放 入 自己 的数据 库 被 广 泛地 应用 于存 储 各种 各样 的从测 试 机 而来 的 来 满足 自己 的数据 分 析 和管 理要 求 。因此 ，这种 信 息 。 事 实 上 ，对 于 供 应 商 和 测 试 机 台 而 言 ， 统 一 的数据 记 录格 式 对 于测 试生 产 商 以及 数 据管 STDF是 中立 格 式 ．并 且 可 以 移 植 在 不 同 的计 算 理 者来说 十 分需 要 。 机 平 台上 。另外 ，现 在 已有 大量 的标准 和 企业 内 按 照上 述 要求 。这种 数据 特 点 和数 据 格 式标 部 的 开 发 工 具 在 使 用 STDF格 式 的 数 据 ，有 的是 准 必须 符合 以下要 求 ．才可 能满 足 量产 流 程 的要 在 统 计分 析 的基 础上 处 理测 试结 果 。进 行 优 良率 求 。这 些要 求包 括 ： 管理 和 提升 。 因此 。STDF是 大 批 量 生产 、测 试 、 ◇ 数 据充 分 性 (Sufficiency)，符 合 下 游 工 具 诊 断 以及 作 为结 构性 失 效信 息数 据 存储 格 式 的很 的需求 ： 好 候 选模 式 。 ◇ 数 据 有 效 性 (Efficiency)，对 生 产 没 有 或 STDF文 件 实 际上 不 是 通 过 定 义 数 据 库 结 构 只 有很 低 的影 响 ，数 据 流量小 ； 来 满 足 中央 数据 库搜 索 与测 试机 的要求 。而 是设 ◇ 数 据完 整 性 (Integrity)，能提 供 一 致 性 检 置一 系列 的数据 记 录类 型 。而这 些 记 录类 型 都是 验 ： 一 些 特定 的数据 索 引 。它独 立 于 网络结 构 和 数据 ◇ 数 据 综 合 性 (Integration)，能 够 很 好 地 和 结 构 ，而 且 可 以被任 何 一种 分析 软 件用 作 普 通 的 其 它数据 格 式进 行整 合 。 数 据分 析 。 1 STDF的特点 为 了很 好地 解决 数 据管 理 和记 录问题 。Tera— dyne公 司 开 发并 定 义 了一 种 简单 、方便 、灵 活 的 收 稿 日期 ：20o8—10—27 70 电 手 元 器 件 主 用 2009．4 WWW．ecda．cn 由于使用这种灵活标准数据测试格式 ．可以 让单 个 数据 模式 的程序 被 大多数 半 导 体厂 商 以及 不 同类 型 的测试 机所 接 受 ，并且 这 种 格式 的文 件 也很 容 易从 中央数 据库 搜 索引 擎 导 出来做 数 据 分 析 。并 可支 持 无 效 和 数 据 丢 失 数据 选 项 。所 以 ， 目前逐 渐 已被 大 部 分 厂家 采 用 。图 1所 示 是STDF 

第 11卷 第4期 2009年 4月 镳 V01．11 No．4 Apr．2009 (FAR)、一 个 主信 息记 录 、一个 或 几 个部 分 记 录 ， 以及 主 结果 记 录 ，其 它 的记 录类 型 为可 选 择 ，但 sTDF文件 中 的第一 个记 录必 须 为FAR。 如 果 文 件 中有 一 个 或 多 个 检 测 自检 记 录 A． TR，则 ATR必须 跟 随在FAR之 后 ；而 如果在 STDF 中存 在 中 主 类 型 记 录 (MIR)，则 其 位 置 必 须 在 图 1 STDF~件 的跨 平 台性 示 意 图 文件 的跨 平 台性 示意 图。 FAR和ATR之后 ：如果 在STDF中存 在 重测 数 据类 2 STDF文 件 的 命 名 规 则 STDF文 件是 以”文件 名 ．std”作 为记 录格 式 ， 该 文 件 中 的第一 个 字符 为字 母 类 型 。建议 使 用 者 用一 些 简单 明 了 的文件 名来 定 义 ，以降 低文 件 在 不 同处 理 系统 下 无 法 识 别 的风 险 。 一般 情 况 下 ， STDF文件命 名 规则 如下 ： (1)最 好在 文件 名 中表 明文件 的内容 ； (21最 好在 文件 名 中表 明文件 的生成 时 间 ； (31最 好 在 文 件 名 中表 明 文件 的用 户 级 别 控 制 等级 ： (4)文件 名最 好可 以被 不 同 的操 作 系统识 别 。 3 STDF文件的记录结构和 类型 3．1 文 件 记 录 结 构 STDF文 件 内部 结 构 总 体 可 分 为 四个 固定 格 式 ：即文 件记 录头格 式 ，纪 录类 型 与 子类 型 ，数 据类 型 代码 ，选 项 与缺 失无 效数 据 。 其 中文件 记 录头 格式 又 包括 三 个方 面 ：其一 是REC—LEN，它可 用一 组整 数来 代表 ，以代 表文 件 记 录头 格式 的字节 数 长度 ，但不 包 括在 四个 字 节 的文 件记 录头 ；其二 是REC— SUB，是 用 一 组 整 数来 代 表特 定 的记 录类 型 ，可 用 于REC— TYP作 为 补 充 记 录 ；其 三 是 RECJYP用 一 组 整 数 来 代 表 STDF文 件 记 录 类 型 。 其 中 所 有 的 REC_1 P和 REC_ SUB代码 小 于200为 以后 扩展 用 ，而 大 于200 的数 字 为用 户扩 展用 3．2 STDF文 件 的 记 录 类 型 型 fRDR)，则 其 必 须 跟 在 MIR后 面 ；而 如 果 在 STDF中存 在 芯 片 位 置 描 述 记 录 ，则 其 位 置 必 须 在MIR和RDR之 后 。 下 面给 出每个 记 录类 型在STDF中 的位置 ： FAR —MIR FAR —ATRs— MIR FAR —MIR —RDR FAR —ATRs—MIR —RDR FAR —MIR —SDRs FAR —A m S—MIR —SDRs FAR —M IR —RDR —SDRs FAR —ATRs— M IR — RDR — SDRs SⅡ )F中有 多 种 可 用 的 方 法 可 存 储 结 构 性 失 效 数据 ，包 括兀 R (Functional Test Record功 能测 试 记 录)；F1=’R (Functional Test Record功 能 测 试 记 录 1+DTR (Datalog Text Record数 据 记 人 文 字 记 录)；BPS (Begin Program Section Record，用 来 标 记 一 个 新 的程 序 或 顺 序 在 任 务 表 中 的 开 始 ： EPS fend program section record用 来标 记 当前 程 序 在任 务 表 中 的结 束 ；DTR (Datalog Text Record数 据 记人 文 字 记 录 )；GDR fGeneric Data Record通 用 数 据 记 录)。需 要 说 明 的是 ，这 些 选 项 只 是 针 对 诊 断 信 息 ，而 测 试 结 果 (合 格／失 效 )仍 然 可 以 象 目前 所 做 的一 样 存 储 在FrR里 。FrR记 录 的 是 功 能 测 试 的 信 息 ，在 STDF文 件 格 式 中非 常 重 要 。这 个 记 录 中 有 一 些 数 据 域 可 用 来 描 述 测 试 点 、测试 数量 、 向量 数 量 、失 效 引脚 、测 试 机 机 头 ，被 测 芯 片 数 目、 预 期 值 和 实 测 值 等 信 息 。 FTR只能在 一 个记 录 中存 储一 种 失效 、一个 矢 量／ 周期 的信 息 。 这 就 意 味 着 对 每 一 个 失 效 的 矢 量 ／ STDF规 定 了一 系 列 简 洁 、 易 识 别 的代 码 ， 周期 都 需 要 一 个 单 独 的FTR。 如 果FYR记 录 容 量 类 似 于C语 言 的定 义规 则 。在S I’DF文 件 中特定 的 很大 (>50字节 )，将 导致 在 扫描 失效 记 人信 息 方 位 置 用 自定 义 时 ，必 须 要 在 文 件 中 声 明 。STDF 面 的数据 量 大大 增 加 。此外 ，这个 记 录 没有 为 数 在 定义 每 个 行列 中标 定有 缺 失 ／无 效数 据 的标 志 。 据 的 有 效 性／同 步 性 提 供 预 先 确 定 的 域 ，也 没 有 而 且 每 个 文 件 中 必 须 包 括 一 个 文 件 属 性 记 录 给 出格 式 规 范信 息 ，因此 ，必 须 在 “额外 信 息 ” U)ltYW．ecda．cn 2009．4 电 手 元 器 件 盔 用 71 

第 11卷 第 4期 2009年 4月 电 手元 器 件 羞 用 Electronic Com ponent＆ Device Applications Vo1．11 No．4 Apt．2009 域 里使 用 文 字 表 述 ，而 这 将 影 响 到 现 有 的 STDF PrrR (参 数 测试 记 录)；WIR (晶 圆信 息 记 录)。 使用者 。可见 ，在FI’R里存储信息并不是一个 可 SⅡ IF的详 细记 录类 型如 表 1所 列 。 行 的 选 择 。 表 1 STDF的记 录类 型 另 外 一 种 选 择 是 将 测 试 设 置 、数 据 有 效 性 ／ ATR Audit Ihjl Rec ord Be n Program SectionRecord Datalog Text Record End Program Section Rec ord FileAufibutes Record Functional Test Record GenericData Rec ord Hal-dware Bin Record MasterInformation Record Multiple-Result Parametric Record Master Results Record PartCountRecord PinGroupRecord PartInformation Record Pin ListRec ord Pin MapRecord Part Results Record 同 步性 和 格式 规范 等 信 息 存储 在 兀R里 ，同 时使 用 “额 外信 息 域 ”去存 储 缺 少 的数 据 片段 ，然后 使 用 允 许 独 立 文 字 域 (最 大255个 字 符 )来 记 录 用 户 指定 的信 息 ，并 在 每 一个 失效 周 期 记人 失 效 信 息 。这 个 信 息还 可增 加 到用 于存 储 测试 结 果 的 同一 个兀 R中 。虽 然 这个 选 项 比第 一个 好 ，但 它 在 DTR和FTR之 间 建 立 了间接 的 连接 关 系 。这 对 标 准 的STDF用 户来 说 ，从 FTR到 DTR的 过程 并 非 众所周知 ，这样 ，其依赖关系可能导致数据关 系 的 失 衡 。 另外 ，在 每 个 周 期 的 扫 描 失 效 数 据 中 ， DTR记 录将 增 加 四个 字 节 的标 题 。虽然 标 题 占用 的字节 取决 于 失效 信 息数 据 量 的大 小 ，但 这个 额 外 的 空 间却 不 可忽 视 。DTR记 录是 强制 使 用 文 字 形 式 来 表 述 的 ，对 二 进 制 数 字 来 说 ，ASCII码 不 l曼眦 眦m 哪舭 眦眦眦眦眦眦眦m呲誊l季； 眦珊眦 是 最 好 的 表述 方 式 。FI'R和DTR的 组 合 也 不是 最 佳选 择 。通常 用 户会 选择 其 中一 种 作 为记 录 ，第 三 个 选 择 是 在 DTR中用 文 字 形 式存 储 所 有信 息 。 这 可 消 除 以上 提 及 的 间接 连接 的 问题 ，但 不 能 解 决 容 量 和ASCII码 表述 的 问题 ，同 时 也 会存 在 每 个 记 录 最 大 255个 字 符 的限 制 ，而 这 将影 响 在 单 一 DTR记 录 里可 以存 储 的信 息量 的大 小 。最 后 一 个 选 择则 是使 用 可 以存储 任 何 普通 数 据 的GDR格 式 ，这个 选项 没 有 预先 确定 的用途 ，它 能够 提 供 一 种存 储用 户 信息 的简 洁途 径 。 Param etricTestRecord RetestDataRecord Software Bin Record SiteDescription Rec ord Test Synopsis Record W afer Configuration Rec ord W aferInformation Record ferRes ultsRec ord 4 STDF文件 的 结构 顺 序 综 上所 述 ，在给 定一 定 数 目失 效 时 。对 存 储 通 常情 况下 ，通过 测 试机 收集 的 数 据直 接 为 量 的 要求 需要 注 意 的是 ，这个 表里 的数据 只是 针 STDF格 式 ，因为 每个 文 件 所 包含 数 据 有 所 不 同 。 对 存 储 实 际 数 据 的 失 效 (信 息 的 主要 部 分 )，并 为 了提 高数 据 的 管理效 率 和 可靠性 ，必 须把 所 有 不 包 括 相 对 失 效 信 息 比较小 、但 是 必 须 存 储 的 、 的原始 数据 作 为单 个 测试 文件 。也就 是 说 ，应 将 关 于设 置 和数 据 完 整 性 的 信 息 。 在 存 储 要 求 方 相 同功 能 的数 据 归类 整理 和排 列 后 ，作 为 一个 文 面 ，基 于GDR的 格式 是最 有 效 的 ，基 于GDR的 格 件 输 出 。 因 此 ，文 件 中 必 须 包 括 FAR、 PCR、 式是 标 准化 的一个 好 的选 项 。然 而 ， 由于GDR使 MRR，而其 它数 据记 录类 型 则 可作 为 可选项 。所 用的是 自由格式设计 ，允许不同的失效信息使用 以 ，文件 中可 以包括 一些合成 的数据列表 、概 不 同 的方 式 ，而 不是 同一 的标 准 。因 此 ，如 果 使 要 、测 试位 置 概要 等 。实 际 上 ，由于 以下 一些 因 用 GDR格 式去 存 储结 构 性失 效 数据 ，那 么 ，业 内 素 的影 响 ，STDF文件 结构顺 序 可能 被打 乱 。 就 需 要一个 标 准 。 这 些影 响 因素 如下 ： STDF的记 录类 型 共 有25种 之 多 ，常 用 的有 ： ① 测试 晶 圆 ： FAR (即 文 件 属 性 记 录)；FTR (功 能 测 试 记 录)； ② 多个 芯片 平行 测试 ： HBR (硬 件 失 效 记 录 )；SBR (软 件 失 效 记 录 )； ③测试 中描述性记录要求 的使用 ； 72 电 手 元 器 件 主 硐 2,OO9．4 堋 砒ecd~cn 

第 1l卷 第 4期 2009年 4月 瓣 V01．1l No．4 Apr．2OO9 ④ 测 试过 程 中数 据列 表 的使用 。 亵 3 测 试 晶 圆 的 s1D F文 件 结 构 表2给 出 了通 常情 况 下 测 试 封装 类 型 的STDF (；lobal information fortllefile 文 件结 构 ，表3所 列则 是 测 试 晶圆 的SrI’【)F文件 结 Global inf ormation for entire lot MIR 构 。 表 2 测 试 封 装 类 型 的STDF文 件 结 构 Gl0bal informationforthefile G10balinformationfor entirelot FAR M m Testing each part： Information on first tested part PIR Dimensions and orientationof wafer W CR Testing eachwafer： Inf ormation forfirst wafer Informationforfirst die W IR PIR Pedorm test suite onfirst die PT彤 MPR，FTR Final results oftest suite on first die PRR Results offirsttest on first part Resultsof finaltest onfirst part Final results on firsttested part Information on second tested part Repeat test suite for second part。 Final results on second tested part。 Repeat sequence for each tested part Final results for entire lot： Summary (count of test executions Count of parts placed in each hardware bin Count of parts assigned to each logical bin Part counttotalsforlot ( 0bal summary of results for entire lot． Part counttotalsforlot Gl0bal smmnaryof resultsfor entire lot． 5 结 束 语 PrII，MPlV兀 R PIR 一眦眦一 眦眦眦 嗽 孽l 眦 腿愀 R R P Repeatfor each dieof firstwafer R R PrR，MPR，FTR PRR Testresults summary for diceof firstwafer W RR Repe at sequencefor each remainingwafer W IR W RR Final re8ultsfor entirelot Summary (count of test executions ’rs plan (oneTSR pertestin plan) 据标 准格 式 。可 在半 导体 测 试过 程 中减 少 不必 要 的花费、缩短 良率提升时间，从而使整个行业获 益 。 参 考 文 献 【1】 Teradyne，Standard Test Data Format(STDF)Specification [S】， 【2】 郑 立钧．利 用JAVA对S1DF文件进行分析田 ．电脑知识 与 技 术 ，2007，22(6)：23-25． 【3】 Ajay Khoehe．关联设计和测试 良率管理的通 用数据格 式 2006 Aug． 通 过本 文 的 阐 述 。希 望 能 对 STDF文 件 有 一 【4] Rehnani et a1． “ATE Data Collection — A eomprehen— 个 基 本 的 了解 。事 实 上 ，在半 导体 行 业 范 围 内 ， sive requirements proposal to maximize ROI of test”，ITC 针 对 存 储 失 效 数 据 ，采 用 和 建 立 一 个 STDF的 数 2004． (上接 第69页) 新 的 去 噪 方 法 可 以 弥 补 硬 阈 值 和 软 阈 值 法 的 不 预 处理 ，以此 来 提高 信号 的信 噪 比 ，而后 在 高 信 足 ，可 有 效 去 除 高频 随机 噪声 ，从 图 l所示 的试 噪 比 的 前 提 下 ，再 对 信 号 进 行 小 波 阈值 去 噪 处 验 结果 中可 以看 出 ．改 进后 的去 噪方 法 较单 独 硬 理 。通过 对探 地 雷 达 回波信 号 的一 系 列处 理 ，发 阈值与软阈值法有明显的优势 ，去噪效果 明显。 现 这 种改 进后 的方法 在 对探 地 雷达 信 号 的去 噪 效 4 结 束 语 果 方 面较 原来 的 阈值 法 去 噪法更 为 明显 ，因此 为 对 探 地雷 达信 号 处理 更 进一 步 的研 究 奠 定 了更 好 本 文 首先 采用 近 视 逼近 的方 法 对 信 号进 行 了 的 基 础 。 J 眦 ecd cn 2009．4 电 子元 嚣 件 主 用 73