成功测试
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详解WAT晶圆接受测试,WaferAc

发布时间:2024/3/26 13:50:35   点击数:
失效分析赵工半导体工程师-08-:7发表于北京什么是WAT呢?WAT的英文全称是WaferAcceptanceTest,WAT。中文有人翻译为晶圆接受测试,有人翻译为晶圆可接受测试等等翻译。这里让人想起一个事情,就是以前去新能源行业交流的时候,客户总是问我们,为什么你们拿出来展示的资料都是英文版的。我们说我们做的几个行业分别是半导体和锂离子电池,很多半导体行业缩略语翻译成中文的话,不太好翻译,另外,就是我自己比较懒,也不太愿意去翻译和折腾。这里我们接下来就不纠结于中文的翻译了,咱们还是以WAT直接来说吧。

WAT定义WAT是英文WaferAcceptanceTest的缩写,意思是晶圆接受测试,业界也称WAT为工艺控制监测(ProcessControlMonitor,PCM)[]。WAT是在晶圆产品流片结束之后和品质检验之前,测量特定测试结构的电性参数。WAT的目的是通过测试晶圆上特定测试结构的电性参数,检测每片晶圆产品的工艺情况,评估半导体制造过程的质量和稳定性,判断晶圆产品是否符合该工艺技术平台的电性规格要求。WAT数据可以作为晶圆产品交货的质量凭证,另外WAT数据还可以反映生产线的实际生产情况,通过收集和分析WAT数据可以监测生产线的情况,也可以判断生产线变化的趋势,对可能发生的情况进行预警。WHY?为什么要用WAT?

2.2测试机台:

WAT自动测试需要使用特定的测试机台。主要是Keithley和Agilent的测试机。测试机台分为测试机柜以及测试头。

2.3测试板卡:

WAT自动测试使用特定的测试板卡,通过测试头操作测试板卡进行测试。

WAT手动测试需要使用探针台,手动将测试探针扎到相应的测试PAD上。

2.4测试结构:

A.WAT是对特定的测试结构(testkey)做测试。测试结构(testkey)放置在划片槽内。由测试探针扎到测试PAD上进行测试。

B.为保证测试一致性以及测试硬件的重复利用,器件结构(testkey)都是有统一的PAD数以及PAD间距。测试pattern放置在PAD间。具体的标准需要向各家FAB咨询。

2.5测试标准:

2.6测试项目:

A.WAT可以测试电流/电压/电阻/电容

B.FAB内主要的测试项目:

2.7测试结果的分析:

A.WAT测试项目可以分为正态分布项目和非正态分布项目。

B.正态分布项目需要reviewCpk,Cpk需要满足大于.33。分布的差异来自于工艺造成的偏差。

C.非正态分布项目需要分析长期测试结果的一致性以及异常离散点的原因。

3.WAT测试的意义:

A.表征产品器件速度B.体现工艺能力C.监控产线工艺波动D.监控产线工艺异常

摩尔定律集成电路的设计十分复杂,动辄使用数百万到数十亿个逻辑门数量(gatecount),每一个逻辑门和其他器件的电性参数必须同时达到标准,否则芯片可能无法正常运作。一片晶圆通常有数十到数万个芯片,保持制程的均一性相当重要。不但要监控关键的电性和物性,使其在整个晶圆的范围内达到一定标准(SPEC);还得让每一片生产的晶圆都达到这一标准。因此必须引入统计制程管制来完善质量监控[2]。目前主流的生产系统是8英寸和2英寸[3]的工厂,2英寸晶圆较8英寸大了2.25倍,制程的控制难度也更大;然而工厂把大的晶圆使用在高阶的制程,对控制的要求反而更高。由于工序相当繁复,从投片到产出可能包含近千个步骤,耗时一到三个月,必需使用制造流程(processflow)控制各阶段制程的质量。中国大尺寸硅片布局盘点芯片在出厂前要进行各项检测,以确认整个生产流程能达到上述要求。出厂检测包含器件电性参数的量测(WaferAcceptanceTest,WAT),WAT量测包含大多数使用器件的参数,如电阻器的阻值、MOS的栅极氧化层电容值、MOSFET的特性等。这些电性参数可以反应制程工艺是否正常,而掌握工艺对电性的影响更是制程研发的关键。WAT处于一个芯片制造的什么位置首先,咱们得知道芯片的制造流程。关于芯片的制造工艺,大家都知道随着先进技术节点的发展,目前芯片的制造工序已经达到上千道工序。而集成电路本身又是技术密集型和资金密集型的行业。所以,对于集成电路芯片制造的良率以及可靠性等内容,是集成电路制造厂以及相关产业链角色极为

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