30-晶圆的快速测试方法
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经济管理
晶圆的快速测试方法
李玉莉
（飞思卡尔半导体（中国）有限公司，天津 300385） 摘 要：晶圆测试(wafer probe)是对晶片上单个晶粒通过探针测试，筛选不良品的一种方法。它是集成电路生产中的一个重要环节，不仅能最大 限度的节约封装及成品测试（Finial Test）成本，还能及时反映出晶圆制造厂的良品率。本文主要介绍如何通过快速测试（speed probe）来降低晶圆测 试成本，缩短测试时间，提高测试效率。 关键字：晶圆测试；晶圆快速测试；测试时间
1 引言 随着集成电路工艺的迅猛发展，也促使集成电路测试技术不断更
新，以提高半导体行业的生产效益。其中晶圆测试对整个集成电路生 产过程的良品率及成本控制起着重要的作用。
2 晶圆测试概述
2.1 晶圆测试介绍
晶圆测试是半导体后段区分良品与不良品的第一道工序，主要目 的是对晶圆中独立的晶粒(die)进行测试，通过探针卡接触晶粒上的触点 （bond pad），测试其电气功能特性，把不良片筛选出来，同时按照电 性不良类型把不合格的产品分类（bin）, 提供给晶圆制造厂进行数据分 析，改进工艺。不合格的晶粒会被标上记号，而后当芯片依晶粒为单 位切割成独立的晶粒时，标有记号的不合格晶粒会被洮汰，不再进行 下一个制程，以免徒增制造成本。
3 晶圆的快速测试方法 在晶圆快速测试（speed probe）中，首先把整片晶圆按照良品率分
为两个区域。良品率低的区域进行完全测试，所有程序中涉及的测试 项都会逐一被测试。但针对良品率高的区域采取缩减测试项的快速测 试方法，只进行关键电性参数的测试，这样就能大大缩短整片晶圆的 测试时间。
快速测试优点和风险分析: ·在关键性电参数都被测试的情况下，极大的缩短了测试时间。 ·通过大量历史测试数据分析来划分良品率高的区域和良品率低 的区域，能最大限度的规避快速测试带来的质量风险。 ·晶圆上每一个独立完整的晶粒都会被测试。 ·关键的电性参数在快速测试中都会被测试到，如激光修复， ECID，HVST，以及客户特别要求的测试参数。 ·在实际测试中，如果抽样测试的良品率高于预先设定的阈值， 则晶圆上其余的晶粒将执行缩减测试项的程序流程，只进行关键参数 的测试；如果抽样测试的良品率低于预先设定的阈值，则晶圆上其余 的晶粒将执行程序中规定的所有测试项。 ·晶圆快速测试既能提高晶圆测试厂的产能，又能大大降低测试
抽样测试触发阈值
晶圆抽样测试的测试时间 = ~70.5 分钟 / 晶圆
94%
加权的平均测试时间（326片晶圆） = ~ 83.1 分钟 / 晶圆
封装和测试成本 $1.44 节约 ~ $19.29 / 晶圆，同时在成品测试（Finial test）会有
每颗芯片
0.199% 的良品率下降
5 产品A快速测试结果验证及结论 使用完全测试和快速测试的方式分别测试三片同样的晶圆，分bin
- 284 -
纳税所得额。适用比例税率，税率为百分之二十。而当年终奖数额超 过35000元时，适用税率即为35%以上，要比股息、红利税率高出很 多。
参考文献
[1] 中国注册会计师协会．税法[M]．北京：经济科学出版社，2013 [2] 谢德保. 年终奖计税方法的优化[J].财会月刊，2012(5) 作者简介
2.2 晶圆测试分类
通常情况下，晶圆测试是对一片晶圆上每一个独立完整的芯片进 行测试，逐一执行程序中设定的所有测试项（Full Probe），即完全测 试，它主要针对研发阶段及设计生产逐步走向成熟的产品。但随着晶 圆生产工艺的不断完善，测试环节的成本控制就会显得尤为重要。更 重要的一个因素是，随着电子行业的飞速发展，半导体厂需要以更快 更优的方式把产品提供给客户。这就决定了测试工程师必须进一步分 析测试程序，研究什么需要被测试以及以何种方式满足这些测试。因 此晶圆的快速测试方法应运而生，它是一个既满足成本控制，又能提 高测试效率的最佳解决方案。
和良品率（yield）对比结果偏差均符合规格（Bin Kappa Bias < limit 6%, Yield Kappa Bias <limit 3%)。执行缩减测试项的晶粒的测试时间比执行 全部测试项的晶粒的测试时间短0.45秒。
通过在产品A执行快速测试，有效的降低了测试成本，缩减了测试 时间，同时提高了晶圆测试的产能。
张玲倩（1993-），女，山西人，中国地质大学（北京）人文经管学 院。本科生，研究方向：金融。
参考文献
[1]PeterVanZant. Microchip fabrication:a practical guide to semiconductor processing,fifth edition [2]Tokyo Electron. Fully automatic wafer prober model. [3]W.Chen. Speed testing during wafer sort for KGD product. King Yuan Electronics Co. Sep. 2007 [4]D. S. Liu & M. K. Shih, “Experimental method and FE simulation model for evaluation of wafer probing parameters,” Microelectronics Journal, vol. 37, no. 9, pp. 871-883, May, 2006.
成本。
4 产品A快速测试解决方案 4.1 分析晶圆历史测试图（wafer map），确立每一颗晶粒所在位置
的历史良品率，划分良品率高的区域和良品率低的区域，计算分析触 发快速测试的良品率阈值。
4.2 由测试工程师和产品工程师分析确立关键电性参数测试列表 （CTL），分析每个测试项的测试时间，在程序中设定缩减的测试流 程。
（二）企业也可做好工资、年终奖之间的调节平衡，将年终奖与 月工资统筹安排，以期最大限度的减轻个人税收负担。在确定两部分 的比例时，企业应充分利用不同税率的临界点，适当降低年终奖，增 加月工资，使工资和年终奖都处在相对低税率的区间内。
（三）股份制企业可以选择为职工配股。据《中华人民共和国个 人所得税法》的规定：“利息、股息、红利所得，以每次收入额为应
作者简介 李玉莉（1981—），女，天津市，助理工程师，本科，研究方向：半
导体测试。
000~19，283．33 元、54000~60187．50元、108 000~ 1 14533．33元、 420000~447571．40元、660000~706 538．50元、960 000~1 1 20 000元， 企业在发放年终奖时应注意避开这6个“无效区间”。
4.3 进行成本分析，包括晶圆测试时间/成本，封装及最终测试 （Finial Test）成本。
表1： 产品A快速测试分析
输入:
输出:（25.5% 的晶圆执行完全测试，74.5%的晶圆执行 快速测试）
平均良品率 93.2% (326 片完全测试晶圆)
晶圆完全测试的测试时间பைடு நூலகம்= ~120 分钟 / 晶圆
晶圆的快速测试方法
李玉莉
（飞思卡尔半导体（中国）有限公司，天津 300385） 摘 要：晶圆测试(wafer probe)是对晶片上单个晶粒通过探针测试，筛选不良品的一种方法。它是集成电路生产中的一个重要环节，不仅能最大 限度的节约封装及成品测试（Finial Test）成本，还能及时反映出晶圆制造厂的良品率。本文主要介绍如何通过快速测试（speed probe）来降低晶圆测 试成本，缩短测试时间，提高测试效率。 关键字：晶圆测试；晶圆快速测试；测试时间
1 引言 随着集成电路工艺的迅猛发展，也促使集成电路测试技术不断更
新，以提高半导体行业的生产效益。其中晶圆测试对整个集成电路生 产过程的良品率及成本控制起着重要的作用。
2 晶圆测试概述
2.1 晶圆测试介绍
晶圆测试是半导体后段区分良品与不良品的第一道工序，主要目 的是对晶圆中独立的晶粒(die)进行测试，通过探针卡接触晶粒上的触点 （bond pad），测试其电气功能特性，把不良片筛选出来，同时按照电 性不良类型把不合格的产品分类（bin）, 提供给晶圆制造厂进行数据分 析，改进工艺。不合格的晶粒会被标上记号，而后当芯片依晶粒为单 位切割成独立的晶粒时，标有记号的不合格晶粒会被洮汰，不再进行 下一个制程，以免徒增制造成本。
3 晶圆的快速测试方法 在晶圆快速测试（speed probe）中，首先把整片晶圆按照良品率分
为两个区域。良品率低的区域进行完全测试，所有程序中涉及的测试 项都会逐一被测试。但针对良品率高的区域采取缩减测试项的快速测 试方法，只进行关键电性参数的测试，这样就能大大缩短整片晶圆的 测试时间。
快速测试优点和风险分析: ·在关键性电参数都被测试的情况下，极大的缩短了测试时间。 ·通过大量历史测试数据分析来划分良品率高的区域和良品率低 的区域，能最大限度的规避快速测试带来的质量风险。 ·晶圆上每一个独立完整的晶粒都会被测试。 ·关键的电性参数在快速测试中都会被测试到，如激光修复， ECID，HVST，以及客户特别要求的测试参数。 ·在实际测试中，如果抽样测试的良品率高于预先设定的阈值， 则晶圆上其余的晶粒将执行缩减测试项的程序流程，只进行关键参数 的测试；如果抽样测试的良品率低于预先设定的阈值，则晶圆上其余 的晶粒将执行程序中规定的所有测试项。 ·晶圆快速测试既能提高晶圆测试厂的产能，又能大大降低测试
抽样测试触发阈值
晶圆抽样测试的测试时间 = ~70.5 分钟 / 晶圆
94%
加权的平均测试时间（326片晶圆） = ~ 83.1 分钟 / 晶圆
封装和测试成本 $1.44 节约 ~ $19.29 / 晶圆，同时在成品测试（Finial test）会有
每颗芯片
0.199% 的良品率下降
5 产品A快速测试结果验证及结论 使用完全测试和快速测试的方式分别测试三片同样的晶圆，分bin
- 284 -
纳税所得额。适用比例税率，税率为百分之二十。而当年终奖数额超 过35000元时，适用税率即为35%以上，要比股息、红利税率高出很 多。
参考文献
[1] 中国注册会计师协会．税法[M]．北京：经济科学出版社，2013 [2] 谢德保. 年终奖计税方法的优化[J].财会月刊，2012(5) 作者简介
2.2 晶圆测试分类
通常情况下，晶圆测试是对一片晶圆上每一个独立完整的芯片进 行测试，逐一执行程序中设定的所有测试项（Full Probe），即完全测 试，它主要针对研发阶段及设计生产逐步走向成熟的产品。但随着晶 圆生产工艺的不断完善，测试环节的成本控制就会显得尤为重要。更 重要的一个因素是，随着电子行业的飞速发展，半导体厂需要以更快 更优的方式把产品提供给客户。这就决定了测试工程师必须进一步分 析测试程序，研究什么需要被测试以及以何种方式满足这些测试。因 此晶圆的快速测试方法应运而生，它是一个既满足成本控制，又能提 高测试效率的最佳解决方案。
和良品率（yield）对比结果偏差均符合规格（Bin Kappa Bias < limit 6%, Yield Kappa Bias <limit 3%)。执行缩减测试项的晶粒的测试时间比执行 全部测试项的晶粒的测试时间短0.45秒。
通过在产品A执行快速测试，有效的降低了测试成本，缩减了测试 时间，同时提高了晶圆测试的产能。
张玲倩（1993-），女，山西人，中国地质大学（北京）人文经管学 院。本科生，研究方向：金融。
参考文献
[1]PeterVanZant. Microchip fabrication:a practical guide to semiconductor processing,fifth edition [2]Tokyo Electron. Fully automatic wafer prober model. [3]W.Chen. Speed testing during wafer sort for KGD product. King Yuan Electronics Co. Sep. 2007 [4]D. S. Liu & M. K. Shih, “Experimental method and FE simulation model for evaluation of wafer probing parameters,” Microelectronics Journal, vol. 37, no. 9, pp. 871-883, May, 2006.
成本。
4 产品A快速测试解决方案 4.1 分析晶圆历史测试图（wafer map），确立每一颗晶粒所在位置
的历史良品率，划分良品率高的区域和良品率低的区域，计算分析触 发快速测试的良品率阈值。
4.2 由测试工程师和产品工程师分析确立关键电性参数测试列表 （CTL），分析每个测试项的测试时间，在程序中设定缩减的测试流 程。
（二）企业也可做好工资、年终奖之间的调节平衡，将年终奖与 月工资统筹安排，以期最大限度的减轻个人税收负担。在确定两部分 的比例时，企业应充分利用不同税率的临界点，适当降低年终奖，增 加月工资，使工资和年终奖都处在相对低税率的区间内。
（三）股份制企业可以选择为职工配股。据《中华人民共和国个 人所得税法》的规定：“利息、股息、红利所得，以每次收入额为应
作者简介 李玉莉（1981—），女，天津市，助理工程师，本科，研究方向：半
导体测试。
000~19，283．33 元、54000~60187．50元、108 000~ 1 14533．33元、 420000~447571．40元、660000~706 538．50元、960 000~1 1 20 000元， 企业在发放年终奖时应注意避开这6个“无效区间”。
4.3 进行成本分析，包括晶圆测试时间/成本，封装及最终测试 （Finial Test）成本。
表1： 产品A快速测试分析
输入:
输出:（25.5% 的晶圆执行完全测试，74.5%的晶圆执行 快速测试）
平均良品率 93.2% (326 片完全测试晶圆)
晶圆完全测试的测试时间பைடு நூலகம்= ~120 分钟 / 晶圆