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晶圓測試可分為哪兩個步驟?
來源:電子發燒友 | 作者:chnchip | 發布時間: 2020-12-30 | 1361 次瀏覽 | 分享到:

       半導體測試貫穿設計、生產過程的核心環節。半導體測試就是通過測量半導體的輸出響應和預期輸出并進行比較以確定或評估集成電路功能和性能的過程,其測試內容主要為電學參數測試。一般來說,每個芯片都要經過兩類測試:

       (1)參數測試。參數測試是確定芯片管腳是否符合各種上升和下降時間、建立和保持時間、高低電壓閾值和高低電流規范,包括DC(Direct Current)參數測試與AC(Alternating Current)參數測試。DC參數測試包括短路測試、開路測試、最大電流測試等。AC參數測試包括傳輸延遲測試、建立和保持時間測試、功能速度測試等。這些測試通常都是與工藝相關的。CMOS輸出電壓測量不需要負載,而TTL器件則需要電流負載。

       (2)功能測試。功能測試決定芯片的內部數字邏輯和模擬子系統的行為是否符合期望。這些測試由輸入適量和相應的響應構成。他們通過測試芯片內部節點來檢查一個驗證過的設計是否正產工作。功能測試對邏輯電路的典型故障有很高的覆蓋率。


       測試成本與測試時間成正比,而測試時間取決于測試行為,包括低速的參數測試和高速的矢量測試(功能測試)。其中參數測試的時間與管腳的數目成比例,適量測試的時間依賴于矢量的數目和時鐘頻率。測試的成本主要是功能測試。

       半導體測試貫穿設計、制造、封裝、應用全過程。從最初形成滿足特定功能需求的芯片設計,經過晶圓制造、封裝環節,在最終形成合格產品前,需要檢測產品是否符合各種規范。按生產流程分類。半導體測試可以按生產流程可以分為三類:驗證測試、晶圓測試測試、封裝檢測。

       (1) 驗證測試:又稱實驗室測試或特性測試,是在器件進入量產之前驗證設計是否正確,需要進行功能測試和全面的AC/DC。特性測試確定器件工作參數的范圍。通常測試最壞情況,因為它比平均情況更容易評估,并且通過此類測試的器件將會在其他任何條件下工作。

       (2) 晶圓測試:每一塊加加工完成后的芯片都需要進行晶圓測試,他沒有特性測試全面,但必須判定芯片是否符合設計的質量和需求。測試矢量需要高的故障覆蓋率,但不需要覆蓋所有的功能和數據類型。晶圓測試主要考慮的是測試成本,需要測試時間最小,只做通過/不通過的判決。

       (3) 封裝檢測:是在封裝完成后的測試。根據具體情況,這個測試內容可以與生產測試相似,或者比生產測試更全面一些,甚至可以在特定的應用系統中測試。封裝測試最重要的目標就是避免將有缺陷的器件放入系統之中。晶圓測試又稱前道測試、“Circuit porbing”(即CP測試)、“Wafer porbing”或者“Die sort”。

       晶圓測試大致分為兩個步驟:

       ①單晶硅棒經標準制程制作的晶圓,在芯片之間的劃片道上會有預設的測試結構圖,在首層金屬刻蝕完成后,對測試結構圖進行晶圓可靠性參數測試(WAT)來監控晶圓制作工藝是否穩定,對不合格的芯片進行墨點標記,得到芯片和微電子測試結構的統計量;

       ②晶圓制作完成后,針對制作工藝合格的晶圓再進行CP測試(Circuit Probing),通過完成晶圓上芯片的電參數測試,反饋芯片設計環節的信息。完成晶圓測試后,合格產品才會進入切片和封裝步驟。

       封裝測試在一個Die封裝之后需要經過生產流程中的再次測試這次測試稱為Final test”(即通常說的FT測試Package test”、成品測試在電路的特性要求界限方面FT測試通常執行比CP測試更為嚴格的標準芯片也許會在多組溫度條件下進行多次測試以確保那些對溫度敏感的特征參數商業用途民品芯片通常會經過0℃25℃和75℃條件下的測試而軍事用途軍品芯片則需要經過 -55℃25℃和125℃

       不同測試環節的測試參數和應用場景稍有區別晶圓測試的對象是未劃片的整個晶圓屬于在前端工序中對半成品的測試目的是監控前道工藝良率并降低后道封裝成本而成品測試是對完成封裝的集成電路產品進行最后的質量檢測主要是針對芯片應用方面的測試有些甚至是待機測試以保證出廠產品的合格率CP測試與成品測試的測試參數大體是相似的但由于探針的容許電流有限CP測試通常不能進行大電流測試項此外CP測試的常見室溫為25℃左右而成品測試有時需要在75-90℃的溫度下進行。

       半導體檢測是產品良率和成本管理的重要環節在半導體制造過程有著舉足輕重的地位面臨降低測試成本和提高產品良率的壓力測試環節將在產業鏈中占據更為重要的地位摩爾定律預測芯片上的元器件數目每隔18個月會增加一倍單位元器件的材料成本和制造成本會成倍降低但芯片的復雜化將使測試成本不斷增加



源文地址:http://www.elecfans.com/article/85/2020/202008211277478.html 有刪減
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