CP测试和WAT测试的区别

老虎说芯|Tiger Chip|

2024-10-23 16:24:00 980

在集电路的制造和测试过程中，CP测试（Chip Probing）和WAT测试（Wafer Acceptance Test）是两个非常重要的测试环节。尽管它们都在晶圆（Wafer）阶段进行，但二者的目的、测试对象、测试内容和作用是有显著不同的。

一、整体概述：CP测试和WAT测试

我们可以把集成电路的制造过程比作一辆汽车的生产。汽车的制造涉及多个零部件的装配和整车的检测，而每个零部件的品质至关重要。同样的，集成电路的制造包括晶圆的加工、芯片的封装和成品的检验。

WAT测试相当于检测汽车各个重要零件的品质，确保零部件在进入总装之前没有问题。它专注于检测晶圆上的特定测试图形（Test Key），这些图形不在*终的芯片中，但能够反映整个制造过程中的工艺情况。

CP测试更像是对汽车发动机进行的总成测试，确保所有的核心部件在出厂前已经能够正常运转。它直接在晶圆上对每个芯片进行电气测试，挑出有问题的芯片并做修补，以提高成品的良率。

二、测试对象的区别

WAT测试的对象：WAT测试的对象并不是整个晶圆的所有芯片，而是晶圆上特定设计的测试图形。这些测试图形被称为“测试键”或“Test Key”，位于晶圆上的划片道（Scribe Line）中。它们不占用实际产品芯片的空间，但能反映出晶圆各个区域的制造工艺是否稳定和达标。

CP测试的对象：CP测试的对象是整个晶圆上每一个独立的芯片（Die）。它在封装前，对每个芯片的功能和基本电性参数进行测试，挑出有缺陷的芯片并记录下来。这类似于对每一个汽车发动机进行单独的运转测试，确保在装入车身之前一切正常。

三、测试目的的不同

WAT测试的目的是通过对特定测试图形的电学参数测试，检测制造过程的工艺情况，评估制造过程是否稳定。WAT测试类似于汽车制造中的质量监控，确保在生产过程中每一个零件都是合格的。通过对这些“零件”的电学参数的监控，工艺工程师能够及时调整生产工艺，防止批量性缺陷的发生。

CP测试的目的则是对晶圆上每一个芯片进行筛选，找出不合格的芯片并进行修补或标记。它的主要作用是减少后续封装的成本，避免将有问题的芯片送入封装阶段。它更像是*终把控发动机品质的环节，确保每一个进入下一步装配的芯片都能够达到基本的功能要求。

四、测试内容的不同

WAT测试的内容：WAT测试主要包括对一些基础电学参数的测量，如阈值电压（Vt）、电阻、电容、漏电流等。测试图形的设计反映了工艺的各个方面，例如MOSFET的特性、导通电阻、寄生二极管等。这些参数能够反映出工艺过程中的问题，是工艺质量控制的重要依据。

CP测试的内容：CP测试的内容更加*，除了对某些基础电学参数的测量，还包括芯片的功能测试。根据不同芯片的设计，CP测试可能包括逻辑功能测试、存储器读写测试、功率器件的大电流测试（有限制）等。CP测试主要使用探针卡（Probe Card）对晶圆上的芯片逐个进行测试，找到有问题的芯片。

五、测试设备的不同

WAT测试设备：WAT测试通常使用的是特定的参数测试仪，它们能够精确地测量测试图形的电学特性。这些设备的精度要求很高，但测试电压和功率一般较低。

CP测试设备：CP测试使用探针台（Prober）和探针卡（Probe Card），通过探针与芯片的接触，对芯片进行电性测试。探针卡的设计和制作难度较高，因为它需要精确地接触到每个芯片的测试点，同时要避免并行测试中的干扰问题。

六、测试时间点和作用的不同

WAT测试在晶圆完成所有的制造工序后进行，是对制造工艺的一次“终点检验”。如果WAT测试不合格，这片晶圆就不能进入下一步的CP测试和封装环节。因此，WAT测试对于整个制造工艺的质量把控起着至关重要的作用。

CP测试则是在WAT测试之后进行的。它直接面向每个芯片，剔除掉有缺陷的芯片，同时记录下合格的芯片进行后续封装。CP测试在整个制程中可以看作是一种半成品检测，目的是监控前道工艺的良率，避免封装过多的坏芯片，降低后道的成本。

七、比喻总结：WAT是整体工艺的“健康体检”，CP是个体功能的“*检查”

我们可以将整个测试过程比作人体的体检和康复：

WAT测试类似于工厂在生产前对每一批原材料进行“健康体检”，目的是确保每一批次的原材料（晶圆）都是健康且符合标准的。如果原材料有问题，工厂将无法进行后续的加工。

CP测试则像是对每一个独立的“产品”进行*的“检查和修复”，目的是挑出有问题的个体，并及时修补或剔除。这样可以避免在后续的封装阶段因个体问题导致批量的返工或损失。

八、总结和思考

总的来说，WAT测试和CP测试尽管都是在晶圆阶段进行，但它们在测试对象、测试目的、测试内容、测试设备和测试时机上都有明显的区别。WAT测试专注于工艺的稳定性和一致性，目的是从宏观上确保每片晶圆的整体工艺质量。CP测试则专注于每个独立芯片的功能和电性表现，目的是从微观上剔除不合格的芯片，并修复可以修复的缺陷。

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