晶圓測試工藝項目五項目導讀本項目從扎針測試任務入手，先讓讀者對晶圓測試工藝有一個初步了解；然后詳細介紹扎針測試、晶圓打點、晶圓烘烤等專業技能。通過晶圓打點、晶圓烘烤的任務實施，讓讀者進一步了解晶圓測試工藝。知識目標1.了解晶圓測試2.掌握扎針測試、晶圓打點與晶圓烘烤的工藝操作3.掌握扎針測試、晶圓打點與晶圓烘烤的質量評估4.會識讀扎針測試、晶圓打點與晶圓烘烤工藝相關的隨件單技能目標1.能正確操作扎針測試、晶圓打點與晶圓烘烤的設備，設置相關設備的常規參數2.能正確排查扎針測試、晶圓打點與晶圓烘烤常見異常故障教學重點1．扎針測試、晶圓打點與晶圓烘烤的工藝2．檢驗扎針測試、晶圓打點與晶圓烘烤的質量教學難點扎針測試、晶圓打點與晶圓烘烤的實施建議學時6學時推薦教學方法從任務入手，通過扎針測試的操作，讓讀者了解扎針測試的工藝操作，進而通過晶圓打點與晶圓烘烤的操作，熟悉晶圓測試的質量評估推薦學習方法勤學勤練、動手操作是學好晶圓測試工藝的關鍵，動手完成晶扎針測試、晶圓打點與晶圓烘烤任務實施，通過“邊做邊學”達到更好的學習效果5.1認識晶圓測試

集成電路制造流程

晶圓檢測又稱晶圓針測CP（ChipProber），是在硅片級集成電路上的電學參數測試與功能測試，保證集成電路性能參數一致性。

每顆IC在后工序之前都必須進行CP，以驗證產品的功能是否正常，并挑出不良的產品和區分性能等級。5.1認識晶圓測試

晶圓測試01測試環境02測試工具03工藝流程04測試目的

1、測試車間符合萬級潔凈區標準；2、溫度常年保持在22±3℃，濕度保持在45±15%。

晶圓測試的目的是在晶圓制造完成后，對晶圓上各個獨立的晶粒加以檢測，將良品晶粒與不良品晶粒分開，不良品的晶粒會被標上記號，以利于后續工藝的處理。1、測試機；2、探針臺（全自動、半自動）。5.1認識晶圓測試

著裝測試機半自動探針臺全自動探針臺測試環境及測試工具5.1認識晶圓測試

工藝流程晶圓測試工藝流程

由于集成電路的規模不斷擴大，新材料和新工藝的迅速引入，在工藝制造過程中，需要時刻關注晶圓產品是否符合產品規格。晶圓制造完成之后，通過完整的晶圓測試，確保有缺陷的晶圓不會被送到客戶里。5.1認識晶圓測試

晶圓測試工藝流程扎針測試：檢測晶圓的功能和性能參數是否滿足要求，將合格的晶粒先于封裝前選出，減少后續的生產成本，提高生產效率。晶圓打點：用打點器對測試不良品的晶粒、沿邊直接剔除區域的晶粒打上墨點，便于在封裝時進行剔除，降低成本。晶圓烘烤：將晶粒上的墨點進行固化，防止在后續工藝環節中被液體沖洗掉。5.2扎針測試

使用測試機、探針臺以及探針測試卡等設備，完成晶圓的功能和性能參數的檢測，將合格的晶粒先于封裝前選出。完成晶圓工藝情況的檢測，以及評估晶圓制造過程的質量和穩定性。5.2扎針測試

5.2.1認識扎針測試

扎針測試作用：測量特定測試結構的電性參數，檢測每片晶圓產品的工藝情況，評估晶圓制造過程的質量和穩定性，判斷晶圓產品是否符合該工藝技術的電性規格要求。扎針測試是整個集成電路制造中的關鍵性一個環節。扎針測試是在晶圓制造結束之后和品質檢驗之前進行的。5.2扎針測試

5.2.1認識扎針測試

扎針的質量要求合格的扎針，應該落在晶粒上的接點（PAD）中央位置，且扎針深度適宜，其扎針情況如圖所示。5.2扎針測試

使用測試機、探針臺以及探針測試卡等設備，完成晶圓的功能和性能參數的檢測，將合格的晶粒先于封裝前選出。完成晶圓工藝情況的檢測，以及評估晶圓制造過程的質量和穩定性。5.2扎針測試

5.2.2扎針測試設備

測試機是測量集成電路芯片（即晶粒）或封裝后的集成電路器件電器參數的設備，可以實現性能參數的測試、測試程序的下載、測試信號的施加、測試數據的采集等功能。主要由PC機、測試主機、測試板（DUT板）、測試終端接口、數據線等幾部分組成。測試機主要由測試機、探針臺與探針測試卡等組成。5.2扎針測試

5.2.2扎針測試設備

探針臺是利用金屬探針，將晶圓上集成電路芯片的電極與測試機聯接起來，以完成集成電路性能參數測試的電子機械設備，如右圖所示。探針臺探針測試卡探針測試卡是連接測試系統和晶圓的測試接點。典型的探針測試卡是一個帶有很多細針的印刷電路板，由這些細針同晶圓進行物理和電學接觸，如右圖所示。知識目標掌握扎針測試流程能利用虛擬仿真軟件，設置測試參數進行扎針測試能分析扎針異常技能目標5.2.3扎針測試實施5.2.3扎針測試實施物料準備參數設置結批扎針測試流程設備運行測試員領料確認5.2.3扎針測試實施1.物料準備--2.參數設置--3設備運行--4.結批（1）領料確認核對晶圓數量5.2.3扎針測試實施1.物料準備--2.參數設置--3設備運行--4.結批（2）導片核對晶圓批號5.2.3扎針測試實施1.物料準備--2.參數設置--3設備運行--4.結批（2）導片注意：使用晶圓鑷子夾取晶圓時，應采用“握筆式”，晶圓鑷子的“短邊”（鋸狀頭）應置于晶圓正面，晶圓鑷子的“長邊”（平頭）應置于晶圓背面，夾晶圓的空白部分，不可傷及晶圓。上片5.2.3扎針測試實施1.物料準備--2.參數設置--3設備運行--4.結批（3）上片注意：在花籃放置時，要將有印章的晶圓正面朝上。此時，承重臺前的兩盞指示燈均處于燈滅狀態，其中綠燈表示上升，紅燈表示下降。前后移動花籃，將花籃固定在承重臺上。（b）參數界面2

（a）參數界面15.2.3扎針測試實施1.物料準備--2.參數設置--3設備運行--4.結批（1）探針臺參數核對MAP圖信息5.2.3扎針測試實施1.物料準備--2.參數設置--3設備運行--4.結批（2）核對MAP圖信息扎針調試5.2.3扎針測試實施1.物料準備--2.參數設置--3設備運行--4.結批（3）扎針調試調用測試程序5.2.3扎針測試實施1.物料準備--2.參數設置--3設備運行--4.結批（4）調用測試程序填寫隨件單5.2.3扎針測試實施1.物料準備--2.參數設置--3設備運行--4.結批物料準備參數設置結批設備運行5.2.3扎針測試實施填寫隨件單5.2.3扎針測試實施1.物料準備--2.參數設置--3設備運行--4.結批

扎針測試完成后，清理工作臺，并將測試后的晶圓送至中轉站，等待打點操作。5.2扎針測試

5.2.4扎針測試常見異常故障排除

測試機界面上會實時顯示良品率，在測試過程中，需要保證扎針測試的良品率大于標準良品率，如果良品率偏低，那么需要進行故障排除。良品率異常現象，如圖顯所示。良品率異常良品率異常5.2扎針測試

5.2.4扎針測試常見異常故障排除

出現良品率異常情況后，要暫停測試，然后對可能出現的問題進行排查。異常分析：是由扎針位置錯誤或電路本身質量不良造成的。解決方法：當扎針位置錯誤時，需要調整探針位置；當電路質量出錯時，需要相關人員進行確認。良品率異常5.2扎針測試

5.2.4扎針測試常見異常故障排除

若針印整體偏移，這表明在扎針調試時，探針卡在晶粒上的位置存在整體偏移的問題。解決方法：修改參數設置，調整晶圓與探針測試卡到合適位置，保證測試時針印在PAD點中央。若針印單個偏移，則表示探針卡的整體位置調試無誤，但單個探針的位置有問題。解決方法：調整對應的某個探針的位置，直到調試正確。針印偏移針印偏移5.2扎針測試

5.2.4扎針測試常見異常故障排除

若針印整體扎透，這表明在扎針調試時，探針卡位置過低，導致所有探針扎透PAD點鋁層。解決方法：在參數界面上調節扎針的深度。若單個針印扎透，則表示探針卡的整體高度調試無誤，但單個探針過低。解決方法：技術人員要調整對應的探針。針印過深針印過深5.3晶圓打點

使用烘烤型墨水，在測試不合格的晶粒和沿邊直接剔除區域的晶粒中央打上墨點。要求合格的墨點必須控制在晶粒面積的1/4~1/3大小，且墨點不能覆蓋PAD點。5.3晶圓打點

5.3.1認識晶圓打點

晶圓打點的作用在晶圓上，每顆晶粒的外觀相同，很難區分合格的晶粒與不合格的晶粒或沿邊剔除區域的晶粒，此時給測試不合格的晶粒和沿邊直接剔除區域的晶粒中央打上墨點，可作為區分標記，便于識別。在后續的封裝過程中通過墨點進行判別，減少了工藝中材料和設備損耗，從而降低封裝成本。5.3晶圓打點

5.3.1認識晶圓打點

晶圓打點原材料打點時所用的墨水通常為6993烘烤型墨水，打點后需要進行高溫烘烤。根據晶粒大小的不同，需要采用不同規格的墨管。（1）5mil墨管針尖細，墨點尺寸大小為125μm，晶粒尺寸大小在2.0以下，適用于晶粒面積小的晶圓。常用于5英寸、6英寸的晶圓。（2）30mil墨管針尖較粗，墨點尺寸大小為750μm，晶粒尺寸大小在4.0以上，適用于晶粒面積大的晶圓。常用于8英寸、12英寸的晶圓。墨管5.3晶圓打點

5.3.1認識晶圓打點

晶圓打點的質量要求打點時，合格的墨點必須控制在晶粒面積的1/4~1/3大小，且墨點不能覆蓋PAD點。合格的墨點，如圖所示。占晶粒面積的1/4占晶粒面積的1/3打點不合格的現象，主要有墨點位置偏移、墨點大小不一致、墨點有空心等。5.3晶圓打點

5.3.2晶圓打點設備晶圓打點一般在探針臺上進行，探針臺可分為手動、半自動和全自動3種。其中，全自動探針臺一般是扎針測試和打點一體的設備，主要由上片區、顯示區和打點區等3部分組成。探針臺晶圓放置的位置，從該位置取放晶圓。調用打點MAP圖以及顯示打點過程。設備工作區，打點運行后，設備自動完成取片、聚焦、清零、打點、收料等一系列操作，完成晶粒的打點過程。知識目標掌握晶圓打點實施流程能利用虛擬仿真軟件，設置相關參數進行打點實施技能目標5.3.3晶圓打點實施5.3.3晶圓打點實施物料準備參數設置結批晶圓打點流程設備運行物料準備參數設置結批設備運行5.3.3晶圓打點實施物料準備參數設置結批設備運行5.3.3晶圓打點實施（b）參數界面2

（a）參數界面15.3.3晶圓打點實施1.物料準備--2.參數設置--3設備運行--4.結批（1）探針臺參數晶圓測試記錄單1晶圓測試記錄單25.3.3晶圓打點實施1.物料準備--2.參數設置--3設備運行--4.結批（2）核對MAP圖信息墨管選擇5.3.3晶圓打點實施1.物料準備--2.參數設置--3設備運行--4.結批（3）墨管選擇注意：使用搖桿調節墨點位置，使墨點處于晶粒的中央，并保證墨點大小占晶粒面積的1/4~1/3大小，且不能覆蓋PAD點物料準備參數設置結批設備運行5.3.3晶圓打點實施探針臺顯示器界面5.3.3晶圓打點實施1.物料準備--2.參數設置--3設備運行--4.結批（1）啟動打點打點5.3.3晶圓打點實施1.物料準備--2.參數設置--3設備運行--4.結批（2）打點注意：對焦是為了使圖像清晰地顯示，保證設備能夠正確完成自動識別、在打點查看時能夠清楚顯示墨點；在打點過程中，需要查看打點位置是否正確，以便于做出相應的調整。晶圓放大5.3.3晶圓打點實施1.物料準備--2.參數設置--3設備運行--4.結批（3）首檢

該項檢查可以保證后續打點的正確性，如果前期數據設置有誤，就能夠及時發現問題，并進行相應調整，從而提高墨點的合格率。物料準備參數設置結批設備運行5.3.3晶圓打點實施填寫隨件單5.3.3晶圓打點實施1.物料準備--2.參數設置--3設備運行--4.結批5.3晶圓打點

5.3.4晶圓打點常見異常故障排除

墨點在晶粒中央且大小合適，可繼續進行打點操作。對于打點不合格的異常現象，需要進行相應的故障排除。常見異常分為以下幾種：墨點位置偏移且偏移情況一致墨點位置偏移且偏移情況不一致墨點大小不一致或有空心5.3晶圓打點

5.3.4晶圓打點常見異常故障排除

異常分析：墨點位置整體偏移，不在各晶粒的中央。界面中墨點偏移情況一致，可以判斷是打點器針尖的位置調節錯誤導致的，需要調整打點器針尖的位置，保證打點正確。解決方法：需要整體調節打點器的位置，保證針尖打點的位置在晶粒的中央。墨點位置偏移且偏移情況一致位置偏移且偏移情況一致5.3晶圓打點

5.3.4晶圓打點常見異常故障排除

異常分析：晶圓中的墨點在晶粒上偏移情況不一致，即墨點在每個晶粒的不同位置，這是由步進設置不合理而引起的。解決方法：重新設置載片臺移動步進，保證載片臺移動步進與每顆晶粒中央位置間距一致。墨點位置偏移且偏移情況不一致位置偏移且偏移情況不一致5.3晶圓打點

5.3.4晶圓打點常見異常故障排除

異常分析：墨點大小不一致或有空心的異常現象，是由于墨管出墨異常引起的。其中，墨點大小不一致可能是因為墨管內的墨水不足；有空心的墨點可能是因為出墨時管內有空氣殘留。解決方法：更換墨管。墨點大小不一致或有空心大小不一致或有空心5.4晶圓烘烤

使用晶圓烘烤設備，采用晶圓烘烤工藝，將打點后的墨點進行烘烤固定。要求合格的墨點應正常固化且不開裂。5.4晶圓烘烤

5.4.1認識晶圓烘烤烘烤是在烘箱中進行的，其目的是將打點后的墨點進行固定，防止在后續工藝環節中因液體沖擊而被洗掉。晶圓烘烤的作用在集成電路制造過程中，會對晶圓進行清洗，為防止標記的墨點在制作過程中被清洗掉而影響后續工藝，需要根據墨水的特性對晶圓進行烘烤，以起到固化墨點的作用。晶圓烘烤的質量要求晶圓烘烤后，合格的墨點應正常固化且不開裂。5.4晶圓烘烤

5.4.2

晶圓烘烤設備烘箱也稱高溫烘干箱，是一種進行高溫加熱的烘烤設備，其在烘烤時可以提供潔凈無塵的烘烤環境。溫度顯示采用數字顯示，具有觀察直觀、操作方便等優點。設備主要由參數設置區和烘烤區組成。注意：烘箱每層放入的產品，不得超過該層空間的三分之二。烘箱參數設置區是設置烘烤溫度和烘烤時間的，主要包括電源開關、參數選擇、參數設置和溫度顯示等部分。烘烤區是烘箱的箱體內部，進行高溫烘烤的區域。裝有待烘晶圓的高溫花籃放置于烘烤架上，在烘烤的整個過程中，烘箱內部處于一個密封的狀態。知識目標掌握晶圓烘烤實施流程能利用虛擬仿真軟件，設置相關參數進行晶圓烘烤實施技能目標5.4.3晶圓烘烤實施5.4.3晶圓烘烤實施物料準備參數設置結批晶圓烘烤流程物料準備參數設置結批5.4.3晶圓烘烤實施測試員簽字確認物料5.3.3晶圓烘烤實施1.物料準備--2.參數設置--3結批（1）領料確認5.3.3晶圓烘烤實施1.物料準備--2.參數設置--3結批（2）導片清點晶圓數量核對晶圓批號與片號物料準備參數設置結批5.4.3晶圓烘烤實施物料準備參數設置結批5.4.3晶圓烘烤實施5.3.3晶圓烘烤實施1.物料準備--2.參數設置--3結批填寫隨件單5.4晶圓烘烤5.4.4晶圓烘烤常見異常故障排除

異常分析：設置的烘烤時間過長或烘烤溫度過高，導致墨點內的水分過度蒸發。解決方法：測試員利用清洗液將墨點擦除，對晶圓重新進行打點操作，并在高溫固化時重新設置烘烤的溫度和時間。墨點開裂墨點開裂5.4晶圓烘烤5.4.4晶圓烘烤常見異常故障排除

異常分析：設置的烘烤時間過短或烘烤溫度過低，導致墨點烘烤程度不夠。解決方法：測試員對烘烤溫度和時間的設置情況，重新進行確認。如果參數設置錯誤，需要對固化時間和溫度重新設置，再次進行烘烤；如果是由于設備故障引起的，需要通知相關技術人員進行維修解決。墨點未固化墨點未固化關鍵知識點梳理1．晶圓檢測又稱晶圓針測，是對晶片上的每個晶粒（裸片）進行針測，測試其的功能和性能參數是否符合設計規格。2．晶圓測試的目的是在晶圓制造完成后，對晶圓上各個獨立的晶粒加以檢測，將良品晶粒與不良品晶粒分開，不良品的晶粒會被標上記號，以利于后續工藝的處理。（1）在把晶圓切割成獨立的晶粒時，標有記號的不良品晶粒會被洮汰，不再進行下—道工序，以免增加制造成本。對于有過多不合良品晶粒的晶圓，需要保存用于修正處理。關鍵知識點梳理（2）在晶圓測試完成之后，還可以得到晶圓良品率的重要數據。對晶圓良品率的分析，可以判斷出前段工序中的異常問題，從而在開發階段就能找出良品率偏低的真正原因。（3）良品晶粒與不良品晶粒在晶圓上的位置，會在計算機上以晶圓圖的形式記錄下來，用來分析每片晶圓的工藝情況，評估晶圓制造過程的質量和穩定性3．典型的晶圓測試工藝流程主要包括扎針測試、晶圓打點、晶圓烘烤以及外觀檢查4個環節。關鍵知識點梳理4．扎針測試是晶圓測試工藝中至關重要的一環。其主要作用包括：測量特定測試結構的電性參數，檢測每片晶圓產品的工藝情況，評估晶圓制造過程的質量和穩定性，判斷晶圓產品是否符合該工藝技術的電性規格要求。扎針測試的設備主要由測試機、探針臺、探針測試卡組成。合格的扎針，應該落在晶粒上的接點（PAD）中央位置，且扎針深度適宜。在扎針測試過程中，主要有良品率異常、針印偏移和針印過深等常見的異常現象。關鍵知識點梳理