掌握核心技術|聯(lián)訊儀器WAT半導體參數測試系統(tǒng)實現國產替代再上新臺階

  ICC訊 半導體產業(yè)鏈包含芯片設計、晶圓制造、封裝和測試等環(huán)節(jié)，其中半導體測試在整個價值鏈中起重要作用。WAT(Wafer Acceptance Test)即晶圓允收測試，對晶圓廠的新工藝研發(fā)(Process Development)和工藝控制監(jiān)測(Process Control Monitor或PCM)有重要意義。WAT并不直接測試晶圓上的產品，其待測目標器件位于晶圓切割道(Scribe Line)上的特定測試結構(Test Structure或Test Key)，目標器件包括MOSFET、BJT、電阻、電容等。通過測試上述目標器件的電性參數，建立Device Modeling，改善生產工藝。通過收集和分析WAT數據,可監(jiān)測生產情況，若有偏差及時預警和糾正。WAT數據也作為晶圓交貨的質量憑證，提交給晶圓廠的客戶。

  WAT 測試簡介

  WAT是Wafer出Fab廠前的最后一道測試工序。WAT測試通常都是利用晶圓切割道上專門設計的測試結構完成的(圖1)。通過這些測試結構的組合和測試結果的分析，可以監(jiān)控晶圓制造過程和工序偏差。

  圖1：晶圓切割道上的測試結構

  WAT 測試系統(tǒng)如圖所示，主要由測試機機柜(Cabinet)，測試頭(Test head)和探針臺(Prober)組成.測試機機柜主要包括各種測試儀表及PC控制系統(tǒng)，測試頭中包含開關矩陣及高精度源表及探針接口子系統(tǒng)(Probe Card Interface)等，探針臺負責Wafer載入載出，并精確定位 Wafer上的待測器件。

WAT 測試系統(tǒng)

  WAT 參數測試系統(tǒng)挑戰(zhàn)

  WAT 測試是半導體測試中對量測精度要求最高的，對各種測試測量儀表提出了較高的要求。WAT參數測試系統(tǒng)中的核心測量模塊主要是為測試結構提供激勵源和測量各種參數，主要包括：

  SMU(Source Measurement Unit 源測量單元)

  FMU(Frequency Measurement Unit 頻率測量單元)

  SPGU(Semiconductor Pulse Generate Unit 半導體脈沖產生單元)

  CMU(Capacitance Measurement Unit 電容測量單元)

  DMM (Digital Multi-meter高精度數字萬用表)

  SM(Semiconductor Switch Matrix 半導體開關矩陣)

  隨著集成電路的制造工藝一直在往前演進，從微米進入到現在的納米級時代，

  制造工藝越來越復雜，制造工序越來越多。為了保證一定良率，用來監(jiān)控工藝的

  測試結構和測試參數快速增長，特別是在先進工藝節(jié)點(14 nm以下)顯得尤為

  突出。這要求：

  極高的測試精度(如電流測量分辨率達1fA，測量精度達sub-pA級)

  很高的測試效率 (如借助Per-pin SMU實現并行測試)

  聯(lián)訊儀器WAT參數測試系統(tǒng)

  聯(lián)訊儀器深耕電性能測試測量領域，持續(xù)投入，堅持核心儀表自主研發(fā)，先后完成多款WAT核心測試測量儀表研發(fā)

  pA級高精度數字源表S2012C

  低漏電半導體矩陣開關RM1010-LLC

  高電壓半導體脈沖源S3023P

  3500V高壓源表S3030F

  基于聯(lián)訊核心自主研發(fā)電性能測試測量儀表，聯(lián)訊儀器先后推出串行半導體參數測試系統(tǒng)WAT6200及并行半導體參數測試系統(tǒng)WAT6600，并即將推出高壓WAT6300。

串行半導體參數測試系統(tǒng) WAT6200

  串行半導體參數測試系統(tǒng)WAT6200主要特點：

  支持各種半導體芯片的WAT測試，包括Si/GaN/SiC

  最大電壓范圍200V，最大電流范圍1A

  聯(lián)訊儀器自有SMU板卡和低漏電開關板卡

  pA級電流精度滿足WAT量產需求

  PXIE板卡提供串行的靈活性和通用性

  支持所有種類商用探針臺

  支持集成第三方儀表

  軟件可配置，支持用戶開發(fā)測試程序和算法

并行半導體參數測試系統(tǒng)WAT6600

  并行半導體參數測試系統(tǒng)WAT6600P主要特點：

  配置Per-Pin SMU，最高達48個SMU，極大提高測試效率

  高分辨率、亞pA級電流測試精度，滿足工藝研發(fā)和量產的全部測試需求

  最大電壓范圍200V，最大電流范圍1A

  支持所有種類商用探針臺

  支持集成第三方儀表

  軟件可配置，支持用戶開放測試程序和算法

  總結

  聯(lián)訊儀器WAT 半導體參數測試系統(tǒng)基于自主研發(fā)pA/亞pA高精度源表，半導體矩陣開關，高電壓半導體脈沖源，3500V高壓源表等基礎儀表，掌握核心技術，通過優(yōu)化整機軟硬件設計，進一步提高系統(tǒng)精度，提升穩(wěn)定性，一致性，為半導體參數測試提供高可靠性的測試解決方案。此外聯(lián)訊成熟的設備生產和交付經驗，本地化的技術支持團隊，也為整機交付與維護升級提供可靠的保障。