一、晶圓是什么

　　晶圓(Wafer)是一種薄片狀的硅基底材料，用于集成電路芯片的制造。它是電子器件和集成電路制造的基礎(chǔ)材料之一。晶圓由單晶硅材料制成，并具有平整的表面和高度純凈的結(jié)構(gòu)。在芯片制造過程中，晶圓被切割成數(shù)百甚至數(shù)千個小方塊，每個小方塊都成為一個獨立的芯片。

　　晶圓具有非常高的純度和平整度。它通常由單晶硅材料制成，通過特殊的生長工藝形成大規(guī)模的圓盤形狀。晶圓的直徑通常為4英寸(約10厘米)、6英寸、8英寸或12英寸，尺寸越大，可以制造更多的芯片。

　　晶圓的制備過程包括選取適當(dāng)純度的硅單晶材料，將其溶解并再結(jié)晶，經(jīng)過多道工序進(jìn)行精磨和拋光，以獲得高度平整的表面。晶圓的表面質(zhì)量對于芯片制造的成功至關(guān)重要，因為任何微小的缺陷或污染都可能影響芯片的性能和可靠性。

　　那晶圓和芯片有什么關(guān)系呢?

　　1、晶圓作為芯片的基礎(chǔ)： 晶圓是芯片制造的基礎(chǔ)，它提供了一個平整且高度純凈的表面，用于在上面構(gòu)建集成電路。每個晶圓可以被切割成數(shù)百甚至數(shù)千個小方塊，每個小方塊都會成為一個獨立的芯片。因此，晶圓的質(zhì)量和制備過程的精確性直接影響到芯片的品質(zhì)和性能。

　　2、晶圓上的工藝步驟： 在晶圓上進(jìn)行芯片制造需要經(jīng)歷多個工藝步驟。這些步驟包括光刻、薄膜沉積、離子注入、化學(xué)腐蝕、金屬沉積等，通過這些步驟在晶圓上逐漸構(gòu)建出復(fù)雜的集成電路結(jié)構(gòu)。每個步驟都需要高精度的設(shè)備和工藝控制，以確保芯片的可靠性和質(zhì)量。

　　3、晶圓和芯片的關(guān)系： 晶圓是芯片制造的起點。在芯片制造過程中，晶圓被切割成小方塊，每個小方塊都會成為一個獨立的芯片。這些芯片經(jīng)過后續(xù)工藝步驟，包括電路設(shè)計、封裝和測試等，最終形成完整的電子產(chǎn)品。因此，晶圓和芯片的關(guān)系是前者作為后者的基礎(chǔ)和原材料。

　　二、晶圓測試

　　(一)晶圓測試的目的

　　1.顧名思義要在這個測試階段，檢測wafer上的die是否滿足設(shè)計要求，是否具備每個die擁有的基本特性，包括電壓，電流，功能等等。將無法達(dá)標(biāo)的die，壞的die，在這一過程中檢測標(biāo)記出來，半導(dǎo)體行業(yè)所謂良率，即通過CP測試來顯現(xiàn)。

　　2.也會有一些芯片在封裝時，有些管腳將會被直接封在芯片內(nèi)部，導(dǎo)致封裝后無法對其功能進(jìn)行測試，所以必須在此階段，尚未被封裝之前進(jìn)行測試。

　　3.節(jié)省成本。對于一顆芯片來講，越早發(fā)現(xiàn)其不良就越好。避免進(jìn)入到后續(xù)工藝步驟，帶來浪費。

　　4.某種意義上，通過CP測試，也是對fab廠工藝能力的一種檢驗。

　　(二)晶圓測試需要的硬件

　　下記三樣硬件搭配使用，才能實現(xiàn)CP測試的結(jié)果。

　　1.測試機(jī)(ATE)

　　目前世界測試機(jī)市場還是由美國泰瑞達(dá)和日本愛德萬兩大巨頭主導(dǎo)。

　　近些年，國內(nèi)測試機(jī)也雨后春筍般出現(xiàn)，如：華峰測控，合肥悅芯，南京宏泰，杭州長川、杭州加速，杭州國磊等，每家測試機(jī)對于芯片類型偏好也不同，如功率半導(dǎo)體專用測試機(jī)如上海忱芯，蘇州聯(lián)訊等。測試機(jī)功能不盡相同，主要還是根據(jù)芯片的種類和功能來選用合適的測試機(jī)。

　　2.探針卡(Probe Card)

　　作為CP測試過程中的定制治具，是檢驗設(shè)計公司芯片不可或缺的產(chǎn)品。測試機(jī)和探針卡的關(guān)系猶如打印機(jī)和打印機(jī)墨盒，探針卡的種類也很多樣，根據(jù)芯片類型不同和半導(dǎo)體制程不同，分為懸臂式探針卡，垂直探針卡和MEMS探針卡三種。

　　3.探針臺(Prober)

　　控制wafer移動，并且提供測試內(nèi)部環(huán)境的一臺高精密設(shè)備。

　　美國FFI，日本TEL，TSK等幾家是目前全球領(lǐng)先的探針臺廠商，提供12寸全自動高低溫探針臺。國內(nèi)目前也涌現(xiàn)一些國產(chǎn)的全自動探針臺廠商如森美協(xié)爾，中科精工，矽電等。