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WAT測試作為集成電路測試中的重要環(huán)節(jié)，依賴于高精度設備的支持和工程師的專業(yè)操作。從測試設備的選型與維護，到探針臺的使用技巧與探針校準，工程師在每個環(huán)節(jié)上都需要具備高度的專業(yè)性和細致的操作，才能保障測試結果的準確性和生產(chǎn)線的工藝質量穩(wěn)定性。本文通過采訪并整理了在某知名Fab廠工作5年的WAT工程師李總的耐心解答，僅供參考。
一、基本概念與原理
1. WAT測試的主要目的
WAT（Wafer Acceptance Test）測試的主要目的是在晶圓制造過程中，通過測量晶圓上特定測試結構的電性參數(shù)，評估和監(jiān)控晶圓的生產(chǎn)工藝質量。具體來說，WAT測試能夠反映生產(chǎn)工藝是否符合既定的技術規(guī)范和質量標準，進而為是否繼續(xù)生產(chǎn)、進入封裝階段提供決策依據(jù)。通過對不同參數(shù)的測試，WAT測試能夠快速檢測和識別生產(chǎn)中的異常和潛在問題，幫助工藝工程師采取糾正措施，優(yōu)化制程并提高生產(chǎn)線的整體穩(wěn)定性和一致性。
2. WAT測試與CP測試的主要區(qū)別
WAT測試與CP（Chip Probing）測試都是晶圓測試的一部分，但兩者有顯著的區(qū)別。WAT測試是針對晶圓上的特定測試結構進行的電性測試，通常在晶圓生產(chǎn)工藝的前道完成后進行，測試位置多在劃片槽內(nèi)。它更關注工藝質量、制程穩(wěn)定性和一致性。而CP測試則是在晶圓加工完畢后，對芯片功能模塊進行測試，直接測量芯片的功能和性能。這種測試通常在切割前，通過針探與芯片接觸，確認其邏輯功能、I/O特性、性能參數(shù)等是否滿足要求。因此，WAT測試側重工藝過程監(jiān)控，而CP測試側重最終產(chǎn)品質量和功能驗證。
3. WAT測試在晶圓生產(chǎn)流程中的位置和作用
WAT測試通常在前道工藝完成后、晶圓切割之前進行。其作用是為晶圓制程提供一個實時反饋和質量監(jiān)控手段。通過對不同區(qū)域測試點的電性參數(shù)測試，WAT可以及時發(fā)現(xiàn)制程中的缺陷或工藝波動，幫助工程師做出相應調整，確保晶圓生產(chǎn)達到標準質量。此外，它還對后續(xù)工序的產(chǎn)品性能和良率有重要的預測作用。其位置和作用使得WAT測試成為整個晶圓生產(chǎn)過程中的一個重要質量控制環(huán)節(jié)。
4. 摩爾定律對WAT測試的重要性
摩爾定律描述了集成電路復雜度的倍增趨勢，即芯片的晶體管數(shù)量每隔18到24個月便會增加一倍。隨著芯片制程的不斷縮小和復雜度的增加，WAT測試的重要性也隨之提升。因為在工藝越來越精密的情況下，微小的制程波動對器件性能和良率的影響更為顯著。WAT測試能夠在每個工藝節(jié)點上提供詳細的參數(shù)監(jiān)控和反饋，為實現(xiàn)更小制程、更高集成度的芯片提供支持，確保摩爾定律所推動的創(chuàng)新和發(fā)展能夠順利進行。
5. 在CMOS工藝中，WAT測試結構的意義
在CMOS工藝中，WAT測試結構用于評估和驗證工藝過程的各個環(huán)節(jié)。這些測試結構通常包括簡單的晶體管、金屬電阻、電容等，通過測量這些測試結構的電氣特性，可以反映出關鍵工藝參數(shù)的波動。WAT測試結構的測量數(shù)據(jù)能夠提供對工藝質量的定量評估，幫助工藝工程師優(yōu)化氧化、摻雜、金屬化等工藝步驟，以保證整體生產(chǎn)質量的提升和工藝一致性。
6. WAT參數(shù)的種類及作用
WAT參數(shù)通常包括電阻、電容、漏電流、閾值電壓、導通電阻等。這些參數(shù)主要分為以下幾類：
電阻參數(shù)：用于監(jiān)控金屬線路或多晶硅線路的阻值，反映導電層的導電性能和均勻性。
電容參數(shù)：用于評估寄生電容和絕緣層厚度的變化，確保電容特性滿足設計要求。
漏電流參數(shù)：用于檢測絕緣層質量、晶體管的柵極漏電情況。
閾值電壓：評估晶體管開啟電壓的變化，反映工藝的一致性。
導通電阻：用于監(jiān)控晶體管或金屬連接的導通性能，保證電路的正常導通特性。
