文章來源：老虎說芯

原文作者：老虎說芯

本文介紹了晶圓可接受測試WAT的概念、意義、流程與必要性。

Wafer Acceptance Test (WAT) 是晶圓制造中確保產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性的關(guān)鍵步驟。它通過對晶圓上關(guān)鍵參數(shù)的測量和分析，幫助識別工藝中的問題，并為良率提升提供數(shù)據(jù)支持。在芯片項(xiàng)目的量產(chǎn)管理中，WAT是您保持產(chǎn)線穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量的重要工具。

1. Wafer Acceptance Test（WAT）概述

Wafer Acceptance Test (WAT) 是在晶圓制造過程中非常關(guān)鍵的一環(huán)。它是一種在晶圓制造工藝完成后進(jìn)行的測試，用于評估晶圓上各個芯片的電氣特性和工藝參數(shù)是否符合設(shè)計(jì)要求。WAT 的主要目的是確保晶圓在進(jìn)入后續(xù)工序（如切割和封裝）前，具備合格的性能指標(biāo)，從而提高最終產(chǎn)品的良率和可靠性。

2. WAT 的關(guān)鍵測試內(nèi)容

WAT 主要包括以下幾類測試：

電學(xué)參數(shù)測試：測量晶圓上各個器件的電學(xué)特性，如閾值電壓（Vth）、漏電流（Ioff）、驅(qū)動電流（Ion）、電阻、電容等。這些參數(shù)可以直接反映制造過程中摻雜、薄膜厚度、刻蝕等工藝的質(zhì)量。

工藝窗口評估：通過WAT來監(jiān)控工藝參數(shù)的變動范圍，確保在工藝控制范圍內(nèi)。工藝窗口的偏移可能導(dǎo)致芯片的性能下降或失效。

缺陷密度檢查：WAT 可以檢測晶圓上是否存在一些關(guān)鍵的缺陷，這些缺陷可能會影響芯片的可靠性或?qū)е率А?/p>

3. WAT 的實(shí)施流程

WAT 的實(shí)施流程通常包括以下步驟：

測量準(zhǔn)備：首先，選擇晶圓上具有代表性的測試點(diǎn)，這些測試點(diǎn)通常分布在晶圓的不同區(qū)域，以覆蓋整個工藝范圍。然后，使用探針臺和測試設(shè)備連接晶圓上的測試點(diǎn)。

參數(shù)測量：使用自動測試設(shè)備（ATE）對選定的測試點(diǎn)進(jìn)行參數(shù)測量。每個測試點(diǎn)的結(jié)果會被記錄并與工藝規(guī)范進(jìn)行比較。

數(shù)據(jù)分析：通過分析測得的參數(shù)數(shù)據(jù)，可以評估晶圓的整體工藝質(zhì)量。如果某些參數(shù)超出了工藝窗口或設(shè)計(jì)規(guī)范，則需要進(jìn)行原因分析和工藝調(diào)整。

決定是否通過：根據(jù)測試結(jié)果決定晶圓是否通過WAT。通過的晶圓可以繼續(xù)進(jìn)入下一道工序，不通過的晶圓可能需要重新加工、降級使用或者報廢。

4. WAT 與量產(chǎn)管理

在量產(chǎn)管理中，WAT是不可或缺的一部分。WAT數(shù)據(jù)可以直接影響到產(chǎn)線的穩(wěn)定性和產(chǎn)能計(jì)劃。通過分析WAT數(shù)據(jù)，您可以識別并解決生產(chǎn)中的瓶頸，確保每一批次的晶圓都符合客戶的技術(shù)要求。

5. 質(zhì)量控制的重要性

在晶圓制造過程中，每一步工藝（如光刻、蝕刻、摻雜、金屬化等）都會對最終的電氣性能產(chǎn)生影響。WAT 可以幫助識別制造過程中的偏差和缺陷，例如摻雜濃度異常、線寬偏差、漏電流過高等問題。通過WAT，可以及時發(fā)現(xiàn)這些問題并進(jìn)行工藝調(diào)整，避免大批量生產(chǎn)的晶圓出現(xiàn)嚴(yán)重質(zhì)量問題。

6. 工藝優(yōu)化與反饋

WAT測試的數(shù)據(jù)為工藝優(yōu)化提供了關(guān)鍵反饋。通過對WAT結(jié)果的分析，可以了解某個工藝步驟對器件性能的影響，進(jìn)而針對性地進(jìn)行工藝優(yōu)化。例如，如果WAT 結(jié)果顯示某個晶體管的開態(tài)電阻過高，可能需要調(diào)整摻雜劑量或蝕刻時間。這些優(yōu)化措施可以顯著提高良率和生產(chǎn)效率。

7. 早期發(fā)現(xiàn)與減少廢品率

WAT通常在晶圓完成主要工藝步驟后進(jìn)行，這樣可以在早期發(fā)現(xiàn)問題。如果在WAT階段發(fā)現(xiàn)了嚴(yán)重的缺陷，可以在后續(xù)封裝和測試之前篩選出不合格的晶圓，從而減少后續(xù)工序的浪費(fèi)和成本。這種早期篩查機(jī)制對提高整體產(chǎn)線的經(jīng)濟(jì)性和效率至關(guān)重要。

8. 確保產(chǎn)品一致性和可靠性

在大規(guī)模量產(chǎn)中，確保每一片晶圓的電氣特性的一致性和可靠性是至關(guān)重要的。WAT 提供了一個標(biāo)準(zhǔn)化的測試流程，確保每片晶圓都經(jīng)過相同的測試程序，從而保證產(chǎn)品在各批次間的穩(wěn)定性。這對于像CIS（CMOS Image Sensor）這樣對性能一致性要求極高的產(chǎn)品尤為重要。

9. 與客戶的技術(shù)溝通

作為PIE，與上游客戶溝通是工作的重要部分。WAT數(shù)據(jù)往往也是客戶審核的重要依據(jù)。通過WAT測試的結(jié)果，您可以向客戶展示產(chǎn)品的電氣性能是否達(dá)到他們的設(shè)計(jì)要求，并與客戶協(xié)商可能的工藝改進(jìn)方向，進(jìn)一步提升產(chǎn)品質(zhì)量。

10. 產(chǎn)線維護(hù)與量產(chǎn)管理

WAT 是量產(chǎn)過程中產(chǎn)線維護(hù)的關(guān)鍵工具。它不僅幫助您維持產(chǎn)線的穩(wěn)定性，還在產(chǎn)能擴(kuò)展時提供數(shù)據(jù)支持。例如，當(dāng)您引入新的產(chǎn)能或進(jìn)行材料驗(yàn)證時，WAT 可以驗(yàn)證新材料或設(shè)備是否能夠滿足現(xiàn)有的電氣性能標(biāo)準(zhǔn)，從而保證產(chǎn)線的順利擴(kuò)展。