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品質量和可靠性的關鍵步驟。它通過對晶圓上關鍵參數的測量和分析，幫助識別工藝中的問題，并為良率提升提供數據支持。在芯片項目的量產管理中，WAT是您保持產線穩定性和產品質量的重要工具。

1. Wafer Acceptance Test（WAT）概述

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

2. WAT 的關鍵測試內容

WAT 主要包括以下幾類測試：

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

工藝窗口評估：通過WAT來監控工藝參數的變動范圍，確保在工藝控制范圍內。工藝窗口的偏移可能導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鍵的缺陷，這些缺陷可能會影響芯片的可靠性或導致失效。

3. WAT 的實施流程

WAT 的實施流程通常包括以下步驟：

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

參數測量：使用自動測試設備（ATE）對選定的測試點進行參數測量。每個測試點的結果會被記錄并與工藝規范進行比較。

數據分析：通過分析測得的參數數據，可以評估晶圓的整體工藝質量。如果某些參數超出了工藝窗口或設計規范，則需要進行原因分析和工藝調整。

決定是否通過：根據測試結果決定晶圓是否通過WAT。通過的晶圓可以繼續進入下一道工序，不通過的晶圓可能需要重新加工、降級使用或者報廢。

4. WAT 與量產管理

在量產管理中，WAT是不可或缺的一部分。WAT數據可以直接影響到產線的穩定性和產能計劃。通過分析WAT數據，您可以識別并解決生產中的瓶頸，確保每一批次的晶圓都符合客戶的技術要求。

5. 質量控制的重要性

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，可以及時發現這些問題并進行工藝調整，避免大批量生產的晶圓出現嚴重質量問題。

6. 工藝優化與反饋

WAT測試的數據為工藝優化提供了關鍵反饋。通過對WAT結果的分析，可以了解某個工藝步驟對器件性能的影響，進而針對性地進行工藝優化。例如，如果WAT 結果顯示某個晶體管的開態電阻過高，可能需要調整摻雜劑量或蝕刻時間。這些優化措施可以顯著提高良率和生產效率。

7. 早期發現與減少廢品率

WAT通常在晶圓完成主要工藝步驟后進行，這樣可以在早期發現問題。如果在WAT階段發現了嚴重的缺陷，可以在后續封裝和測試之前篩選出不合格的晶圓，從而減少后續工序的浪費和成本。這種早期篩查機制對提高整體產線的經濟性和效率至關重要。

8. 確保產品一致性和可靠性

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

9. 與客戶的技術溝通

作為PIE，與上游客戶溝通是工作的重要部分。WAT數據往往也是客戶審核的重要依據。通過WAT測試的結果，您可以向客戶展示產品的電氣性能是否達到他們的設計要求，并與客戶協商可能的工藝改進方向，進一步提升產品質量。

10. 產線維護與量產管理

WAT 是量產過程中產線維護的關鍵工具。它不僅幫助您維持產線的穩定性，還在產能擴展時提供數據支持。例如，當您引入新的產能或進行材料驗證時，WAT 可以驗證新材料或設備是否能夠滿足現有的電氣性能標準，從而保證產線的順利擴展。