晶圆测试复测介绍

摘 要：晶圆测试是半导体制程中的重要步骤，其准确性影响产品成本和质量，复测对保证其准确性发挥了重要的作用。晶圆制造和测试中都可能出现异常，情况复杂，复测可以帮助判定和消除这些异常。针对不同情况，复测也有不同种类，分类有多种标准。即时复测是比较复杂的复测方式，需要考虑多方面的因素。

关键字：晶圆测试；复测；即时复测

1 晶圆测试简述

芯片制造流程中，电性测试是重要的组成，通常包括参数测试（Parametric probe）、晶圆测试（wafer probe）和最终测试（final test）三个步骤。参数测试在晶圆制造过程中进行，通过测试晶圆中附加的简单器件的参数，来判定关键工序的质量是否符合要求。晶圆测试在晶圆生产完成后，切割封装前进行，对晶圆中未切割封装的晶粒产品进行较为全面的测试，区分出合格、不合格产品。之后，切割后的晶圆测试合格产品将被封装，其中通过全面的最终测试的产品就是合格的芯片。一方面，由于晶圆测试筛出了部分不合格产品，避免了不必要的封装、终测成本。另一方面，晶圆测试项目多、较全面、紧接晶圆制程，其测试结果对监控晶圆制程中的问题非常重要。因此，晶圆测试是半导体制程中的重要环节，其準确性对产品成本和质量有显著影响。而该测试中的复测对保证其准确性和控制成本有重要作用。

2 晶圆测试复测简述

理想的晶圆测试应该正确区分合格、不合格产品，并且正确将产品分到相应类别。合格产品按照性能分为不同档次；不合格产品按照测试中出现的问题分为不同类型的报废品。理想测试中产生的良品率为晶圆测试的真实良品率，而各个类别的产品比率也为真实值。但是由于各种因素的影响，很多晶圆在第一次测试过程中不能得到真实良品率和产品分类，究其原因，是测试中发生了错误的归类。有下列情况：合格产品测试为不合格产品；不合格产品测试为合格产品；合格产品的错误归类；不合格产品的错误归类。合格产品被测试成不合格产品、优等品被测试为次等品，会造成成本的上升。而不合格产品被测试为合格产品、次等品被测试为优等品，会导致顾客使用不合规范的产品，产生质量问题。不合格产品的错误归类则会产生错误信息，使用该信息做出的判断、采取的行动，会潜在影响晶圆生产和测试，产生质量和成本问题。因此，消除晶圆测试的错误归类对产品的质量和成本至关重要。解决这一问题的思路是发现错误归类问题，找到并消除原因，对被错误归类的产品重新测试得到正确结果。我们将对产品的重新测试或者再次测试称为复测。

首先是如何发现晶圆测试过程中错误归类问题，要考虑下列情况。在晶圆生产条件稳定的情况下，晶圆测试的真实良品率和各类别产品比率在一定范围内浮动。在晶圆测试中，当良品率和各类产品比率在范围之外，有两种可能性。一是晶圆生产中出现问题，但晶圆测试没有问题，造成真实良品率和各类产品比率偏离正常情况。二是晶圆测试中出现问题，但晶圆生产没有问题，造成测试良品率和各类产品比率背离真实情况。对于第一种情况，晶圆测试很好地捕捉了实际情况，它不仅防止问题产品流入后续工序，而且其信息可以帮助解决晶圆生产中的问题，使晶圆质量恢复正常水平。而第二种情况下，晶圆测试给出了错误分类，造成成本和质量损失，也错误的反馈信息。当然，也会有晶圆生产和晶圆测试问题同时存在的情况，此时可以看作两种情况的复合。

在上述两种情况下，良品率和各类产品比率都在正常范围之外，其异常具有相似性。需要对它们作出区分，才能采取相应措施。第一种情况下，不需要对产品进行复测，进行复测会造成测试系统资源的浪费。而第二种情况下，需要进行复测，否则会有成本和质量上的损失。因此，要对情况作出甄别，通常有两类方法。第一类方法是以产品生产、测试的历史记录作为依据作出推测。如果测试结果异常的产品在前道工序生产中，或者当前测试过程中，有明确记录的产生影响的事件，而该事件的影响又可以解释测试结果的异常，则可以推断为第一种情况，测试结果接近理想情况下的真实结果。（接近理想情况下的真实结果是在现实条件下可以接受的。）第二类方法是抽取部分产品进行复测以做验证，将在复测的种类中加以讨论。因此，复测有两方面的作用。一方面复测可以发现晶圆测试中的异常；另一方面复测可以纠正晶圆测试中的异常。这两方面的作用保证了质量和成本。

3 复测种类

由于在晶圆测试过程中，有合格产品测试为不合格产品、不合格产品测试为合格产品、合格产品的错误归类、不合格产品的错误归类。在复测中，也有相应的复测不合格产品、复测合格产品、复测指定类别产品、复测个别指定产品的需要。针对不同需要，采取对应的复测方法可以有的放矢，减少浪费。这是从复测产品的类别来划分复测。

从复测执行的时机可以将其分为即时复测和延迟复测。即时复测是指在测试过程中，对满足要求的产品进行复测。某些常见测试问题会以特定的异常模式呈现在测试结果中，无需采取额外的行动，通过复测就可以消除异常，这就可以采用即时复测。延迟复测是指在测试结束后，经过判断发现测试结果异常，再采取相应的复测。很多问题的表现形式没有简单的模式，需要根据复杂的判定规则和过程判断其结果，才能做出有关复测的正确决策。

复测还可以分为简单复测和抽样复测。简单复测就是对需要复测的晶圆和晶圆上的产品全部进行复测。而抽样复测则根据一定的抽样策略复测部分需要复测的晶圆或者晶圆上的产品，其测试结果用以判断后续流程。当多片晶圆测试结果出现相似异常，但是无法确认是否与测试有关时，可以抽取部分晶圆进行相应的复测。如果复测结果依然，则异常与测试相关的可能性较小。当一片晶圆上出现很多晶粒测试异常，也可以抽取一部分 异常晶粒进行复测以便判定，这多用于即时复测。

从启动复测的方式，可以将复测分为手动复测和自动复测。手动复测是人为判定需要进行复测，并加以实施的，需要操作者的参与。延迟复测目前还是手动复测。自动复测是指设备按照预先设定的规则和智能程序的输出的指令自动进行相应的复测，该过程无需操作者的参与。很多即时复测就是根据预设规则自动进行的。

4 即时复测

在即时复测与延迟复测之间进行选择需要考虑时间成本问题。即时复测在测试中进行，晶片在可测试状态下，节省了晶片测试前准备工作所消耗的时间。而延迟复测则需要重新建立测试状态，消耗相应的时间。另一方面，即时复测和测试时的各种条件相同，如果测试有异常，即时复测也会有同样的异常，复测的效果必然不好。因此，即时复测的对象应该是随机因素或者已知可消除因素引起的测试异常。常见的有接触电阻浮动引起的异常，由于测试过程中可以通过设备的摩擦清洁功能校正接触电阻，因此即时复测可以消除这种测试异常结果。即时复测中还要考虑测试异常的数量、位置、复测的抽样方法、复测效率等等问题，很难一概而论，需要针对特定产品、特定问题，设置好即时复测，就可以提高生产效率。

5 结论

晶圆测试的准确性对半导体产品的成本和质量非常重要，复测对保证其准确性起重要作用。复测的逻辑、分类可以帮助理解它的工作原理。即时复测是一种较为复杂的方式，它的工作方式需要与各种实际情况相适应。

参考文献

[1]顾汉玉，张立荣. 晶圆测试中BIN分设置的一种应用[J]. 电子测试，2012（08）

[2]王恒，吴媛媛. 集成电路在线功能测试技术研究[J]. 舰船电子工程. 2007（03）

作者简介

仲博（1982-），男，天津市，助理工程师，硕士，研究方向：半导体测试。