CP测试与FT测试有什么区别

本文介绍了在集成电路制造与测试过程中，CP（Chip Probing，晶圆探针测试）和FT（Final Test，最终测试）的概念、流程、难点与挑战。  

在集成电路（IC）制造与测试过程中，CP（Chip Probing，晶圆探针测试）和FT（Final Test，最终测试）是两个重要的环节，它们承担了不同的任务，使用不同的设备和方法，但都是为了保证产品的质量与可靠性。

基础概念：CP测试和FT测试

要理解CP和FT的区别，我们可以将整个芯片制造和测试过程比喻成“筛选和包装水果”的过程。

CP测试：相当于在水果采摘（晶圆制造）之后，在采摘场对每个单独的水果进行检测。目的是先挑出坏的、不合格的水果（坏的Die），避免这些水果被送入下一步的包装环节。这一步可以减少包装与运输（封装）的成本，同时确保进入后续步骤的水果（Die）都是较为优质的。

FT测试：类似于对包装好的水果盒进行检测。在包装之后，确保每个盒子里的水果（芯片）没有在运输（封装）过程中变坏，最终保证顾客收到的是合格的商品。这是对最终产品的质量进行严格把控的一个重要环节。

CP与FT的具体流程及测试项目

CP测试：晶圆级测试

CP测试发生在晶圆制造工艺的最后阶段，是在晶圆层面进行的测试。在这一步，探针（Probe）接触到晶圆上每个裸露的芯片（Die），通过电信号来测试其功能和基本参数。

目的：在CP阶段，工程师希望通过测试剔除不合格的Die，以减少后续封装不必要的成本。CP可以帮助判断晶圆制造工艺的良率，也能用于检测工艺中的问题，确保良品进入封装环节。

测试项目：CP测试一般包括一些基础的电气参数，比如阈值电压（Vt）、导通电阻（Rdson）、漏电流（Idss）、击穿电压（BVdss）等。这些都是半导体器件的基础参数，因为此时没有进行封装，设备限制了测试电压和功率，所以一些高功率测试项无法在CP阶段进行。

比喻：可以将CP测试比作水果的初步筛选。例如，检测每个水果的颜色、大小、是否有明显的外观损坏。虽然无法检测水果的内部质量（类似于高电流或高温测试），但可以通过表面特征来判断哪些水果需要被剔除。

FT测试：封装后的最终测试

FT测试发生在芯片被封装成最终产品后。这时芯片已经通过封装工艺，外壳保护了芯片的内部电路，因此需要使用不同的测试设备来完成。

目的：FT测试的目标是确保封装后的芯片能在实际应用环境中正常工作，排除封装过程带来的潜在缺陷，同时确认芯片的功能性和可靠性。在一些情况下，FT测试还会进行环境测试，如高温、低温和正常温度下的性能验证（即三温测试）。

测试项目：FT测试的项目包括功能测试、电气特性测试以及一些特殊的耐久性测试。例如，高电流测试、待机测试、功耗测试等项目都需要在封装后的FT阶段进行，因为此时的芯片更接近实际应用场景，测试设备也能承受更大的电流和电压。

比喻：FT测试相当于将包装好的水果盒在不同的温度下储存一段时间，查看水果是否变质，确保每个盒子里的水果都可以送达客户手中并保持新鲜。在这一阶段，检测的重点是整体包装的质量以及在不同条件下的稳定性。

CP测试可以省略吗？

在了解了CP和FT的区别后，许多人会问：既然CP测试可以剔除不合格的Die，为什么有些产品选择省略这一步呢？

成本考虑：在一些工艺较为成熟、良率较高的情况下，晶圆制造中的缺陷率已经很低，进行CP测试可能会被认为是不必要的开支。因此，有些产品选择只进行FT测试，尤其是当封装和测试的良率较高时，直接省略CP可以节省制造成本。

风险与收益：不过省略CP测试也带来了风险。例如，如果封装成本较高，封装坏Die会大幅度增加成本。因此，大多数产品在封装之前仍会进行CP测试，特别是在高成本的产品中，这样可以确保最大限度地减少损失。

CP与FT的测试难点及挑战

CP测试的难点

探针卡的制作：在CP测试中，探针卡的设计和制作是一个重要的技术挑战。探针卡需要与晶圆上的每个Die精确对接，同时要保证测试的速度和精度。如果探针卡设计不当，会导致测试的干扰问题，甚至会损坏晶圆上的Die。

并行测试的干扰：在进行CP测试时，往往会采用并行测试技术，即一次测试多个Die。这种并行测试虽然可以提高测试效率，但容易引起信号干扰，影响测试结果的准确性。

大电流测试的限制：由于探针的电流限制，CP测试无法进行大电流测试（例如功率MOSFET的测试）。这部分只能留到FT测试中进行。

FT测试的难点

多温度测试：FT测试中的三温测试需要在不同温度下对芯片进行功能性测试，模拟芯片在不同环境中的工作状态。这种测试不仅复杂，而且对测试设备的要求较高，增加了测试的难度和成本。

高功率测试：FT测试需要对芯片进行高功率测试，测试设备必须能够承受更高的电流和电压，并且保证在严格的条件下芯片能够正常工作。

CP与FT的相互补充关系

虽然CP和FT是两个独立的测试阶段，但它们之间存在着紧密的联系。CP测试是FT的前置步骤，负责剔除不良Die，降低后续封装和FT的成本；而FT测试则确保了最终成品芯片的质量。   互相补充：CP测试帮助减少封装不良品的概率，而FT测试则确保最终产品符合应用需求。一些测试项（如大电流测试）必须在FT阶段进行，而有些在CP阶段测试过的项目则可以在FT中省略，从而提高效率。

特定产品的优化：对于某些产品，例如高良率的逻辑芯片，CP测试被省略，因为FT的良率已经足够高；对于存储器芯片（memory），CP测试非常重要它可以通过MRA计算出需要修复的地址，通过激光修复工艺提升芯片的良率和可靠性。

总结

我们可以将CP测试比作初步筛选水果，而FT测试则是对包装后的水果盒进行检测。两者在测试目标、测试项目和测试设备上都有很大的不同。

CP测试的核心任务是剔除不合格的Die，减少后续封装和FT测试的成本，同时监控晶圆制造工艺的良率。而FT测试则主要是对封装后的芯片进行功能和可靠性测试，确保最终产品能够在不同环境下正常工作。

虽然有些公司选择跳过CP测试以节省成本，但这并不适用于所有产品。对于高成本和高可靠性的产品，CP测试仍然是不可或缺的一步。最终，CP和FT测试共同确保了集成电路产品的质量和性能，二者缺一不可。