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什么是晶圆测试?怎样进行晶圆测试?

晶圆测试是对晶片上的每个晶粒进行针测,在检测头装上以金线制成细如毛发之探针(probe),与晶粒上的接点(pad)接触,测试其电气特性,不合格的晶粒会被标上记号,而后当晶片依晶粒为单位切割成独立的晶粒时,标有记号的不合格晶粒会被洮汰,不再进行下一个制程,以免徒增制造成本。

在晶圆制造完成之后,晶圆测试是一步非常重要的测试。这步测试是晶圆生产过程的成绩单。在测试过程中,每一个芯片的电性能力和电路机能都被检测到。晶圆测试也就是芯片测试(die sort)或晶圆电测(wafer sort)。

在测试时,晶圆被固定在真空吸力的卡盘上,并与很薄的探针电测器对准,同时探针与芯片的每一个焊接垫相接触(图4.18)。电测器在电源的驱动下测试电路并记录下结果。测试的数量、顺序和类型由计算机程序控制。测试机是自动化的,所以在探针电测器与第一片晶圆对准后(人工对准或使用自动视觉系统)的测试工作无须操作员的辅助。

测试是为了以下三个目标。第一,在晶圆送到封装工厂之前,鉴别出合格的芯片。第二,器件/电路的电性参数进行特性评估。工程师们需要监测参数的分布状态来保持工艺的质量水平。第三,芯片的合格品与不良品的核算会给晶圆生产人员提供全面业绩的反馈。合格芯片与不良品在晶圆上的位置在计算机上以晶圆图的形式记录下来。从前的旧式技术在不良品芯片上涂下一墨点。

晶圆测试是主要的芯片良品率统计方法之一。随着芯片的面积增大和密度提高使得晶圆测试的费用越来越大。这样一来,芯片需要更长的测试时间以及更加精密复杂的电源、机械装置和计算机系统来执行测试工作和监控测试结果。视觉检查系统也是随着芯片尺寸扩大而更加精密和昂贵。芯片的设计人员被要求将测试模式引入存储阵列。测试的设计人员在探索如何将测试流程更加简化而有效,例如在芯片参数评估合格后使用简化的测试程序,另外也可以隔行测试晶圆上的芯片,或者同时进行多个芯片的测试。