晶圆测试

晶圆测试是半导体器件制造过程中，集成电路封装之前进行的一個步驟，在后道工序完成后，就要進行晶圆测试。人們要對晶圆上的所有的集成电路進行檢測（ATPG），以確認是否存在功能缺陷。檢測設備叫作晶圆探针台。晶圆探针台有探针，探针会竖起来扎到焊盘进行测试。

需要做的测试通常有两类，每片晶圆上的少数位置会进行非常基础的晶圆参数测试（wafer parametric test，WPT），以确保晶圆制造工艺已成功执行。WPT提供离散的测试结构，用于测试晶体管阈值电压或增益、互连电阻、电容、二极管等参数。通过通常设置在划线槽（scribe line）中的结构，可以从WPT中获得大量关于器件性能的信息。

在WPT之后，晶圆上的所有单个集成电路都会通过施加特殊的测试图样进行广泛的晶圆功能测试（wafer functional test，WFT，也称为芯片拣选/die sort）。用于WFT的测试仪通常非常昂贵（例如半导体测试系统，参见泰瑞达）。WFT的“良率”被认为是决定整个制造过程经济效益的关键测试。

探针台
WPT和WFT都是使用一种称为探针台（wafer prober）的晶圆处理设备进行的。探针台使被称为探針卡的一组微型针头或探针与晶圆（通过真空吸附在晶圆托盘/wafer chuck上）发生电接触。WPT和WFT使用不同的探針卡，WFT卡接触芯片的焊盘。每次测试后，探針台会将晶圆移动到下一个测试位置。探針台负责从晶圆载具（或片盒）中装载和卸载晶圆，并配备了自动图形识别光学器件，能够以足够的精度对准晶圆，以确保晶圆上的接觸銲點与探针尖端之间的精确套准。

测试
当特定晶片的各测试项均通过时，其位置将被记录，以便稍后在集成电路封装期间使用。历史上，未通过的电路会在晶片中间标记一个小墨点，而现在这些信息存储在一个名为晶圆图（wafermap）的文件中。然后将此晶圆图发送到裸片贴装工艺，该工艺仅选择好的晶片。在使用墨点时，后续晶片处理设备上的视觉系统会识别墨点。对于当今的多芯片封装，如堆叠式晶片尺寸封裝（SCSP）或系统级封装（SiP），开发用于识别已知测试晶片（KTD）和已知合格晶片（KGD）的非接触式（射频）探针，对于提高整体系统良率至关重要。

在某些特定情况下，通过部分而非全部测试的芯片仍可用作功能有限的产品。最常见的例子是存储芯片，其中只有一部分存储器功能正常。在这种情况下，芯片有时仍可以作为容量较小的低成本部件出售。在其他特定情况下，可以使用冗余备用电路修复（例如通过激光修复）有缺陷的芯片。

在集成电路封装后，封装好的芯片将在芯片测试阶段再次进行测试，通常使用与WFT相同或非常相似的测试项和测试仪。因此，有人可能认为WFT是一个不必要的冗余步骤。但情况通常并非如此，因为剔除缺陷晶片可以节省封装故障器件的大量成本。然而，当WFT良率非常高，以至于晶圆测试比封装缺陷器件的成本更贵时，可以完全跳过晶圆测试步骤，直接进行盲封。

参考文献