最後更新:2026年10月8日測試・可靠度測試設備中國大陸:测试结构(TEG)

TEG(測試元件群)是什麼

TEG (Test Element Group)

TEG(測試元件群)是為了以電性評估製程成果,而製作在晶圓上的評估專用測試圖案群。可單獨量測電晶體、電阻、通孔鏈、梳狀導線等,能直接取得從產品電路讀不到的臨界電壓或接觸電阻。主要配置在切割道上,在晶圓代工廠作為 WAT(Wafer Acceptance Test)用於批次的出貨判定。

目錄4 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關用語
  4. 比較文章

定義與原理

TEG(測試元件群)是為了以電性評估半導體製程或設計規則是否如預期完成,而製作在晶圓上的評估專用測試圖案群。由單一電晶體、電阻、將接觸窗或通孔串聯而成的鏈、導線梳狀圖案等構成,在英語圈也稱為測試結構或 PCM(Process Control Monitor),在台灣也稱為測試鍵(test key)。

產品晶片的電路無法從外部直接存取內部的個別元件。晶圓測試只能知道「能否動作」,無法讀出臨界電壓偏移了多少、哪一層的電阻偏高。TEG 是將元件或導線單獨拉出、連接到專用焊墊,使這些物理量得以直接量測的結構。

TEG 的配置位置主要有2種。1種是產品晶圓上晶片之間的切割道(在晶圓切割時被切除的區域),所有批次都量測與產品在相同條件下製作的 TEG,以監控製程成果。晶圓代工廠將此量測稱為 WAT(Wafer Acceptance Test),用於批次的出貨判定與提交給客戶的資料。另1種是整片晶圓都做成 TEG 的評估用晶圓或 TEG 晶片,用於新製程導入、元件模型萃取與可靠度評估。

量測以晶圓針測機與參數測試機(高精度量測直流電流-電壓特性與電容-電壓特性的設備)進行。由電晶體的 TEG 取得臨界電壓、導通電流、關閉漏電流,由電阻的 TEG 取得片電阻或接觸電阻,由通孔鏈或梳狀、蛇形圖案取得有無斷路、短路與缺陷密度。這些資料也是電路設計所用 SPICE 模型與設計規則的依據。

TEG 的價值在於發生不良時能區分出原因製程。產品良率下降時,若同一晶圓 TEG 的通孔鏈電阻上升,就懷疑導線製程;若電晶體特性偏移,就懷疑離子佈植或熱處理,藉此縮小該懷疑的製程範圍。另一方面,也有切割道寬度有限、可放置的 TEG 數量受限,以及因晶圓切割而被切斷、事後無法重新量測等限制。

TEG(測試元件群)的常見問題

TEG 與 WAT、PCM 有什麼不同?
指的幾乎是同一件事,只是稱呼不同。TEG 是日本常用的稱呼,指評估用圖案本身。PCM(Process Control Monitor)是英語圈對製程監控用測試結構的稱呼,WAT(Wafer Acceptance Test)則是指量測這些結構以判定晶圓合格與否的步驟,主要用於晶圓代工廠。
TEG 配置在晶圓的哪裡?
量產晶圓一般配置在晶片與晶片之間的切割道上。這樣不必削減產品晶片的面積,又能量測與產品在相同條件下製作的圖案。但由於會在晶圓切割時被切除,量測必須在晶圓狀態下完成。開發階段也會使用整片晶圓都做成 TEG 的評估用晶圓。
從通孔鏈的 TEG 可以得知什麼?
以導線將數千至數百萬個通孔串聯,量測整體電阻,藉此偵測通孔斷路。只要有1個斷路,整條鏈就不導通,因此比每次只量測1個效率高得多,能評估 ppm 等級的低不良率。這是顯示導線製程中蝕刻、填孔、清洗成果的代表性 TEG。
「TEG」還有其他意思嗎?
有的。在能源領域是熱電發電元件(Thermoelectric Generator),在化學領域是三乙二醇(Triethylene Glycol)的縮寫。在半導體製造與評估的語境中提到 TEG,指的是測試元件群。

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