在半导体制造流程中,确保每一颗芯片在出厂前都具备良好的功能和性能,是保证产品质量和客户满意度的关键。其中CP测试(Circuit Probing Test,晶圆探针测试)是半导体制造流程中的关键环节,主要在晶圆(Wafer)阶段对芯片进行电性能测试。
CP测试是通过探针卡(Probe Card)将测试设备与晶圆上的每个芯片(Die)连接,对芯片的电路功能、参数(如电压、电流、频率、时序等)进行快速检测,以筛选出合格芯片。由于测试是在晶圆级(Wafer Level)进行的,因此也被称为晶圆测试(Wafer Sort 或 Wafer Testing)。
在未进行划片封装的整片Wafer上,通过探针将裸露的芯片与测试机连接,从而进行的芯片测试就是CP测试。
测试对象:整片晶圆上的所有芯片(Die)
测试时机:晶圆制造完成(Front-End)后,封装(Back-End)前
测试目标:筛选出功能不良或参数超标的芯片,避免将坏芯片送入封装环节,从而节省封装成本并提高最终产品的良率。
Wafer制作完成之后,由于工艺原因引入的各种制造缺陷,分布在Wafer上的裸DIE中会有一定量的残次品。CP测试的目的就是在封装前将这些残次品找出来(Wafer Sort),从而提高出厂的良品率,缩减后续封测的成本。
良率监控与分析:通过测试结果统计每片晶圆的良率(Yield),帮助制造部门分析工艺缺陷来源;识别晶圆上的“坏点”分布(如边缘失效、中心失效等),优化制造流程。
成本控制:封装成本远高于晶圆制造成本。若将不良芯片封装,会造成巨大浪;CP测试可提前剔除坏芯片,仅对好芯片(Known Good Die, KGD)进行封装,显著降低整体成本。
功能验证:验证芯片基本功能是否正常,如数字逻辑、模拟性能、存储器读写、I/O接口等;检测短路、开路、漏电等制造缺陷。
参数测试(DC/AC Test):供电电流(IDD/IDDQ);输入漏电流(IIH/IIL);输出驱动能力;时钟频率、建立/保持时间等时序参数;测量关键电气参数。
为后续测试提供数据支持:CP测试结果可用于FT(Final Test)阶段的分级(Speed Binning)、修复(Repair)或调试。
而且通常在芯片封装时,有些管脚会被封装在内部,导致有些功能无法在封装后进行测试,只能在CP中测试。
CP测试是半导体制造中“质量守门员”的角色,通过早期缺陷检测、工艺优化和资源分档,显著提升生产效率、降低成本,并保障芯片性能与可靠性。随着制程节点向更小尺寸演进(如2nm及以下),CP测试的精度和速度要求将进一步提升,成为芯片产业竞争力的关键环节。
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