晶圓的快速測試方法

摘 要：晶圓測試（wafer probe）是對晶片上單個晶粒通過探針測試，篩選不良品的一種方法。它是集成電路生產中的一個重要環節，不僅能最大限度的節約封裝及成品測試（Finial Test）成本，還能及時反映出晶圓制造廠的良品率。本文主要介紹如何通過快速測試（speed probe）來降低晶圓測試成本，縮短測試時間，提高測試效率。

關鍵字：晶圓測試；晶圓快速測試；測試時間

1 引言

隨著集成電路工藝的迅猛發展，也促使集成電路測試技術不斷更新，以提高半導體行業的生產效益。其中晶圓測試對整個集成電路生產過程的良品率及成本控制起著重要的作用。

2 晶圓測試概述

2.1 晶圓測試介紹

晶圓測試是半導體后段區分良品與不良品的第一道工序，主要目的是對晶圓中獨立的晶粒（die）進行測試，通過探針卡接觸晶粒上的觸點（bond pad），測試其電氣功能特性，把不良片篩選出來，同時按照電性不良類型把不合格的產品分類（bin）， 提供給晶圓制造廠進行數據分析，改進工藝。不合格的晶粒會被標上記號，而后當芯片依晶粒為單位切割成獨立的晶粒時，標有記號的不合格晶粒會被洮汰，不再進行下一個制程，以免徒增制造成本。

2.2 晶圓測試分類

通常情況下，晶圓測試是對一片晶圓上每一個獨立完整的芯片進行測試，逐一執行程序中設定的所有測試項（Full Probe），即完全測試，它主要針對研發階段及設計生產逐步走向成熟的產品。但隨著晶圓生產工藝的不斷完善，測試環節的成本控制就會顯得尤為重要。更重要的一個因素是，隨著電子行業的飛速發展，半導體廠需要以更快更優的方式把產品提供給客戶。這就決定了測試工程師必須進一步分析測試程序，研究什么需要被測試以及以何種方式滿足這些測試。因此晶圓的快速測試方法應運而生，它是一個既滿足成本控制，又能提高測試效率的最佳解決方案。

3 晶圓的快速測試方法

在晶圓快速測試（speed probe）中，首先把整片晶圓按照良品率分為兩個區域。良品率低的區域進行完全測試，所有程序中涉及的測試項都會逐一被測試。但針對良品率高的區域采取縮減測試項的快速測試方法，只進行關鍵電性參數的測試，這樣就能大大縮短整片晶圓的測試時間。

快速測試優點和風險分析：

·在關鍵性電參數都被測試的情況下，極大的縮短了測試時間。

·通過大量歷史測試數據分析來劃分良品率高的區域和良品率低的區域，能最大限度的規避快速測試帶來的質量風險。

·晶圓上每一個獨立完整的晶粒都會被測試。

·關鍵的電性參數在快速測試中都會被測試到，如激光修復，ECID，HVST，以及客戶特別要求的測試參數。

·在實際測試中，如果抽樣測試的良品率高于預先設定的閾值，則晶圓上其余的晶粒將執行縮減測試項的程序流程，只進行關鍵參數的測試；如果抽樣測試的良品率低于預先設定的閾值，則晶圓上其余的晶粒將執行程序中規定的所有測試項。

·晶圓快速測試既能提高晶圓測試廠的產能，又能大大降低測試成本。

4 產品A快速測試解決方案

4.1 分析晶圓歷史測試圖（wafer map），確立每一顆晶粒所在位置的歷史良品率，劃分良品率高的區域和良品率低的區域，計算分析觸發快速測試的良品率閾值。

4.2 由測試工程師和產品工程師分析確立關鍵電性參數測試列表（CTL），分析每個測試項的測試時間，在程序中設定縮減的測試流程。

4.3 進行成本分析，包括晶圓測試時間/成本，封裝及最終測試（Finial Test）成本。

5 產品A快速測試結果驗證及結論

使用完全測試和快速測試的方式分別測試三片同樣的晶圓，分bin和良品率（yield）對比結果偏差均符合規格（Bin Kappa Bias < limit 6%， Yield Kappa Bias

通過在產品A執行快速測試，有效的降低了測試成本，縮減了測試時間，同時提高了晶圓測試的產能。

參考文獻

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作者簡介

李玉莉（1981—），女，天津市，助理工程師，本科，研究方向：半導體測試。