半导体测试制程介绍

半导体产品的附加价值高、制造成本高，且产品的性能对于日后其用于最终电子商品的功能有关键性的影响。因此，在半导体的生产过程中的每个阶段，对于所生产的半导体IC产品，都有着层层的测试及检验来为产品的质量作把关。然而一般所指的半导体测试则是指晶圆制造与IC封装之后，以检测晶圆及封装后IC的电信功能与外观而存在的测试制程。

以下即针对「半导体测试制程」中之各项制程技术进行介绍。

测试制程乃是于IC构装后测试构装完成的产品之电性功能以保证出厂IC功能上的完整性，并对已测试的产品依其电性功能作分类（即分Bin），作为IC不同等级产品的评价依据；最后并对产品作外观检验（Inspect）作业。

电性功能测试乃针对产品之各种电性参数进行测试以确定产品能正常运作，用于测试之机台将根据产品不同之测试项目而加载不同之测试程序；而外观检验之项目繁多，且视不同之构装型态而有所不同，包含了引脚之各项性质、印字（mark）之清晰度及胶体（mold）是否损伤等项目。而随表面黏着技术的发展，为确保构装成品与基版间的准确定位及完整密合，构装成品接脚之诸项性质之检验由是重要。以下将对测试流程做一介绍。

其流程包括下面几道作业：

1.上线备料

上线备料的用意是将预备要上线测试的待测品，从上游厂商送来的包箱内拆封，并一颗颗的放在一个标准容器（几十颗放一盘，每一盘可以放的数量及其容器规格，依待测品的外形而有不同）内，以利在上测试机台（Tester）时，待测品在分类机（Handler）内可以将待测品定位，而使其内的自动化机械机构可以自动的上下料。

2.测试机台测试（FT1、FT2、FT3）

待测品在入库后，经过入库检验及上线备料后，再来就是上测试机台去测试；如前述，测试机台依测试产品的电性功能种类可以分为逻辑IC测试机、内存IC测试机及混合式IC（即同时包含逻辑线路及模拟线路）测试机三种，测试机的主要功能在于发出待测品所需的电性讯号并接受待测品因此讯号后所响应的电性讯号并作出产品电性测试结果的判断，当然这些在测试机台内的控制细节，均是由针对此一待测品所写之测试程序（Test Program）来控制。

即使是同一类的测试机，因每种待测品其产品的电性特性及测试机台测试能力限制而有所不同。一般来说，待测品在一家测试厂中，会有许多适合此种产品电性特性的测试机台可供其选择；除了测试机台外，待测品要完成电性测试还需要一些测试配件：

1）分类机（Handler）

承载待测品进行测试的自动化机械结构，其内有机械机构将待测品一颗颗从标准容器内自动的送到测试机台的测试头（Test Head）上接受测试，测试的结果会从测试机台内传到分类机内，分类机会依其每颗待测品的电性测试结果来作分类（此即产品分Bin）的过程；此外分类机内有升温装置，以提供待测品在测试时所需测试温度的测试环境，而分类机的降温则一般是靠氮气，以达到快速降温的目的。不同的Handler、测试机台及待测品的搭配下，其测试效果会有所同，因此对测试产品而言，对可适用的Handler与Tester就会有喜好的选择现象存在。测试机台一般会有很多个测试头（Test Head），个数视测试机台的机型规格而定，而每个测试头同时可以上一部分类机或针测机，因此一部测试机台可以同时的与多台的分类机及针测机相连，而依连接的方式又可分为平行处理，及乒乓处理，前者指的是在同一测试机台上多台分类机以相同的测试程试测试同一批待测品，而后者是在同一测试机台上多台分类机以不同的测试程序同时进行不同批待测品的测试。

2）测试程序（Test Program）

每批待测产品都有在每个不同的测试阶段（FT1、FT2、FT3），如果要上测试机台测试，都需要不同的测试程序，不同品牌的测试机台，其测试程序的语法并不相同，因此即使此测试机台有能力测试某待测品，但却缺少测试程序，还是没有用；一般而言，因为测试程序的内容与待测品的电性特性息息相关，所以大多是客户提供的。

3）测试机台接口

这是一个要将待测品接脚上的讯号连接上测试机台的测试头上的讯号传送接点的一个转换接口，此转换接口，依待测品的电性特性及外形接脚数的不同而有很多种类，如：Hi-Fix（内存类产品）、Fixture Board（逻辑类产品）、Load Board（逻辑类产品）、Adopt Board + DUT Board（逻辑类产品）、Socket（接脚器，依待测品其接脚的分布位置及脚数而有所不同）。

每批待测品在测试机台的测试次数并不相同，这完全要看客户的要求，一般而言逻辑性的产品，只需上测试机台一次（即FT2）而不用FT1、FT3，如果为内存IC则会经过二至三次的测试，而每次的测试环境温度要求会有些不同，测试环境的温度选择，有三种选择，即高温、常温及低温，温度的度数有时客户也会要求，升温比降温耗时许多，而即于那一道要用什么温度，这也视不同客户的不同待测品而有所不同。

每次测试完，都会有测试结果报告，若测试结果不佳，则可能会产生Hold住本批待测品的现象产生。

3.预烧炉（Burn-In Oven）（测试内存IC才有此程序）

在测试内存性产品时，在FT1之后，待测品都会上预烧炉里去Burn In，其目的在于提供待测品一个高温、高电压、高电流的环境，使生命周期较短的待测品在Burn In的过程中提早的显现出来，在Burn In后必需在96个小时内待测品Burn In物理特性未消退之前完成后续测试机台测试的流程，否则就要将待测品种回预烧炉去重新Burn In。在此会用到的配件包括Burn-In Board及Burn In Socket..等。

4.电性抽测

在每一道机台测试后，都会有一个电性抽测的动作（俗称QC或Q货），此作业的目的在将此完成测试机台测试的待测品抽出一定数量，重回测试机台在测试程序、测试机台、测试温度都不变下，看其测试结果是否与之前上测试机台的测试结果相一致，若不一致，则有可能是测试机台故障、测试程序有问题、测试配件损坏、测试过程有瑕疵..等原因，原因小者，则需回测试机台重测，原因大者，将能将此批待测品Hold住，等待工程师、生管人员与客户协调后再作决策。

5.卷标扫描（Mark Scan）

利用机械视觉设备对待测品的产品上的产品Mark作检测，内容包括Mark的位置歪斜度及内容的清晰度..等。

6.人工检脚或机器检脚

检验待测品IC的接脚的对称性、平整性及共面度等，这部份作业有时会利用雷射扫描的方式来进行，也会有些利用人力来作检验。

7.检脚抽检与弯脚修整

对于弯脚品，会进行弯脚品的修复作业，然后再利用人工进行检脚的抽验。

8.加温烘烤（Baking）

在所有测试及检验流程之后，产品必需进烘烤炉中进行烘烤，将待测品上水气烘干，使产品在送至客户手中之前不会因水气的腐蚀而影响待测品的质量。

9.包装（Packing）

将待测品依其客户的指示，将原来在标准容器内的待测品的分类包装成客户所指定的包装容器内，并作必要的包装容器上之商标粘贴等。

10.出货的运送作业

由于最终测试是半导体IC制程的最后一站，所以许多客户就把测试厂当作他们的成品仓库，以避免自身工厂的成品存放的管理，另一方面也减少不必要的成品搬运成本，因此针对客户的要求，测试厂也提供所谓的「Door to Door」的服务，即帮助客户将测试完成品送至客户指定的地方（包括客户的产品买家），有些客户指的地点在海外者，便需要考虑船期的安排，如果在国内者，则要考虑货运的安排事宜。

半导体组件制造过程可概分为晶圆处理制程（Wafer Fabrication；简称Wafer Fab）、晶圆针测制程（Wafer Probe）、封装（Packaging）、测试制程（Initial Test and Final Test）等几个步骤。一般称晶圆处理制程与晶圆针测制程为前段（Front End）制程，而构装、测试制程为后段（Back End）制程。