晶圓測試(Wafer Sort、針測製程)是在將晶圓切割成個別晶片之前,於晶圓狀態下判定各裸晶電性良否的製程。它針對完成前段製程的晶圓進行,在此被判定為不良的裸晶會被打點標記或在資料上加註旗標,不會流入後續的組裝製程。
加入這道製程的理由在於經濟性。投入在不良晶片上的封裝、組裝與最終測試成本是無法回收的。只要在晶圓階段先行篩選,就能只把良品送往昂貴的後段製程。在將多顆裸晶整合為1個的先進封裝中更為重要,因為1顆不良裸晶就會讓整個模組報廢,所以保證KGD(Known Good Die)便成為晶圓測試的角色。
量測由晶圓針測機與ATE(自動測試設備)搭配進行。針測機在載台上移動、定位晶圓,使探針卡的微細探針接觸裸晶的電極焊墊,再由ATE送出測試圖樣並判定其回應。1次接觸(下針,touchdown)能同時量測幾顆裸晶(同測數)決定產能,因此支援多腳位、多裸晶的探針卡設計十分重要。
晶圓測試除了功能測試之外,也會進行製程監控。量測配置在切割道上的TEG(測試元件組),取得電晶體特性與導線電阻,以偵測前段製程的異常。此外,將各裸晶的良否記錄成晶圓圖(wafer map),即可從面內的不良分布推估肇因製程,進而進行良率分析。
它也有限制。由於是以探針接觸量測,焊墊上會留下損傷(針痕),必須加以管理,避免影響後續的打線接合或凸塊形成。此外,對需要保證高溫、低溫動作的產品,針測機會配備可加熱、冷卻晶圓的載台,在不同溫度下進行量測。但在電源電流的供應能力與高頻特性方面,則不如封裝後的最終測試。