晶圓測試是在半導體器件制造過程中執行的一個步驟。在此步驟中,在將晶圓送至芯片準備之前執行,晶圓上存在的所有單個集成電路都通過對其應用特殊測試模式來測試功能缺陷。晶圓測試由稱為晶圓探針器的測試設備執行。晶圓測試過程可以通過多種方式進行引用:晶圓最終測試 (WFT)、電子芯片分類 (EDS) 和電路探針 (CP) 可能是最常見的。
晶圓探針器是用于測試集成電路的機器(自動測試設備)。對于電氣測試,一組稱為探針卡的微觀觸點或探針被固定在適當的位置,同時真空安裝在晶圓卡盤上的晶圓被移動到電接觸狀態。當一個管芯(或管芯陣列)經過電氣測試后,探針臺將晶片移動到下一個管芯(或管芯),下一個測試就可以開始了。晶圓探針臺通常負責從載具(或盒子)裝載和卸載晶圓,并配備自動模式識別光學器件,能夠以足夠的精度對準晶圓,以確保晶圓上的接觸墊和探針針尖之間的準確對準。
對于當今的多芯片( multi-die packages)封裝,例如堆疊芯片級封裝 (SCSP) 或系統級封裝 (SiP) – 開發用于識別已知測試芯片 (KTD) 和已知良好芯片 (KGD) 的非接觸式 (RF) 探針對提高整體系統產量至關重要。
晶圓探針臺還可以在晶圓劃片線上執行任何測試電路。一些公司從這些劃線測試結構中獲得大部分有關器件性能的信息。
當特定芯片的所有測試圖案都通過時,它的位置會被記住,以便以后在 IC 封裝過程中使用。有時,芯片有內部備用資源可用于修復(即閃存 IC);如果它沒有通過某些測試模式,則可以使用這些備用資源。如果故障管芯的冗余是不可能的,則管芯被認為有故障并被丟棄。未通過電路通常在芯片中間用一個小墨水點標記,或者通過/未通過信息存儲在一個名為wafermap的文件中。該地圖通過使用bins對通過和未通過的die進行分類。然后將 bin 定義為好或壞的裸片。然后將該晶圓圖發送到管芯連接過程,然后該過程僅通過選擇合格管芯的bin數來拾取通過的電路。不使用墨點標記壞芯片的過程稱為基板映射。使用墨點時,后續die處理設備上的視覺系統可以通過識別墨點來取消它的資格。
在某些非常特殊的情況下,通過部分而非全部測試模式的芯片仍可用作產品,通常功能有限。最常見的例子是一個微處理器,其中只有一部分片上高速緩存可以工作。在這種情況下,處理器有時仍然可以作為具有較少內存量的低成本部件出售,從而降低性能。此外,當識別出壞芯片(DIE)時,壞料倉中的芯片可由生產人員用于生產線裝配。
所有測試模式的內容及其應用在集成電路的順序稱為測試程序。
IC封裝后,封裝好的芯片會在IC測試階段再次進行測試,測試模式通常相同或非常相似。出于這個原因,可能會認為晶圓測試是不必要的、多余的步驟。實際上,通常情況并非如此,因為移除有缺陷的芯片可以節省封裝有缺陷元器件的可觀成本。然而,當生產良率如此之高以至于晶圓測試比缺陷器件的封裝成本更昂貴時,晶圓測試步驟可以完全跳過并且裸片將進行盲組裝。