在SiC/GaN/Si等晶圓制造中，WAT(Wafer Acceptance Test)即晶圓允收測(cè)試是非常重要的，它對(duì)晶圓廠的新工藝研發(fā)(Process Development)和工藝控制監(jiān)測(cè)（Process Control Monitor或PCM）有重要意義。

但是長(zhǎng)期以來(lái)，WAT測(cè)試設(shè)備主要由國(guó)外企業(yè)壟斷，最近，聯(lián)訊儀器宣布，他們的WAT半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了新突破，推出了多款具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)創(chuàng)新與差異化產(chǎn)品。

WAT 參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)挑戰(zhàn)：極高的測(cè)試精度、效率

WAT又稱WAT工藝控制監(jiān)測(cè)，是Wafer出Fab廠前的最后一道測(cè)試工序。WAT測(cè)試通常都是利用晶圓切割道上專門設(shè)計(jì)的測(cè)試結(jié)構(gòu)完成的（圖1），通過(guò)這些測(cè)試結(jié)構(gòu)的組合和測(cè)試結(jié)果的分析，可以監(jiān)控晶圓制造過(guò)程和工序偏差。WAT數(shù)據(jù)也作為晶圓交貨的質(zhì)量憑證，提交給晶圓廠的客戶。

圖1 晶圓切割道上的測(cè)試結(jié)構(gòu)

WAT 測(cè)試是半導(dǎo)體測(cè)試中對(duì)量測(cè)精度要求最高的，對(duì)各種測(cè)試測(cè)量儀表提出了較高的要求。WAT參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)中的核心測(cè)量模塊主要是為測(cè)試結(jié)構(gòu)提供激勵(lì)源和測(cè)量各種參數(shù)，主要包括：

●SMU（Source Measurement Unit 源測(cè)量單元）

●FMU（Frequency Measurement Unit 頻率測(cè)量單元）

●SPGU（Semiconductor Pulse Generate Unit 半導(dǎo)體脈沖產(chǎn)生單元）

●CMU（Capacitance Measurement Unit 電容測(cè)量單元）

●DMM (Digital Multi-meter高精度數(shù)字萬(wàn)用表)

●SM(Semiconductor Switch Matrix 半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)矩陣)

隨著集成電路的制造工藝一直在往前演進(jìn)，從微米進(jìn)入到現(xiàn)在的納米級(jí)時(shí)代，制造工藝越來(lái)越復(fù)雜，制造工序越來(lái)越多。這也給測(cè)試帶來(lái)諸如電噪聲干擾、電磁相互干擾及溫度管理等挑戰(zhàn)。

聯(lián)訊儀器解釋，為了保證一定良率，用來(lái)監(jiān)控工藝的測(cè)試結(jié)構(gòu)和測(cè)試參數(shù)快速增長(zhǎng)，特別是在先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)（14 nm以下）顯得尤為突出。這要求：

1、極高的測(cè)試精度（如電流測(cè)量分辨率達(dá)1fA，測(cè)量精度達(dá)sub-pA級(jí)）；

2、很高的測(cè)試效率 (如借助Per-pin SMU實(shí)現(xiàn)并行測(cè)試）。

聯(lián)訊取得多項(xiàng)突破

助力WAT測(cè)試國(guó)產(chǎn)化

自2017年開(kāi)始投入研發(fā)以來(lái)，聯(lián)訊儀器深耕電性能測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域，持續(xù)投入，堅(jiān)持核心儀表自主研發(fā)，先后完成多款WAT核心測(cè)試測(cè)量?jī)x表研發(fā)：

●pA級(jí)高精度數(shù)字源表S2012C

●低漏電半導(dǎo)體矩陣開(kāi)關(guān)RM1010-LLC

●高電壓半導(dǎo)體脈沖源S3023P

●3500V高壓源表S3030F

基于聯(lián)訊核心自主研發(fā)電性能測(cè)試測(cè)量?jī)x表，聯(lián)訊儀器先后推出串行半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)WAT6200及并行半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)WAT6600，并即將推出高壓WAT6300。

串行半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試系統(tǒng) WAT6200

串行半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)WAT6200主要特點(diǎn)：

●支持各種半導(dǎo)體芯片的WAT測(cè)試，包括Si/GaN/SiC；

●最大電壓范圍200V，最大電流范圍1A；

●聯(lián)訊儀器自有SMU板卡和低漏電開(kāi)關(guān)板卡；

● pA級(jí)電流精度滿足WAT量產(chǎn)需求；

● PXIE板卡提供串行的靈活性和通用性；

●支持所有種類商用探針臺(tái)；

●支持集成第三方儀表；

●軟件可配置，支持用戶開(kāi)發(fā)測(cè)試程序和算法。

并行半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)WAT6600

并行半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)WAT6600P主要特點(diǎn)：

●配置Per-Pin SMU，最高達(dá)48個(gè)SMU，極大提高測(cè)試效率；

●高分辨率、亞pA級(jí)電流測(cè)試精度，滿足工藝研發(fā)和量產(chǎn)的全部測(cè)試需求；

●最大電壓范圍200V，最大電流范圍1A；

●支持所有種類商用探針臺(tái)；

●支持集成第三方儀表；

●軟件可配置，支持用戶開(kāi)放測(cè)試程序和算法。

總的來(lái)說(shuō)，聯(lián)訊儀器WAT 半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)基于自主研發(fā)pA/亞pA高精度源表、半導(dǎo)體矩陣開(kāi)關(guān)、高電壓半導(dǎo)體脈沖源、3500V高壓源表等基礎(chǔ)儀表，通過(guò)掌握核心技術(shù)，通過(guò)優(yōu)化整機(jī)軟硬件設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高系統(tǒng)精度，提升穩(wěn)定性、一致性，為半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試提供高可靠性的測(cè)試解決方案。

聯(lián)訊表示，未來(lái)他們還將依據(jù)成熟的設(shè)備生產(chǎn)和交付經(jīng)驗(yàn)、本地化的技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)，持續(xù)為整機(jī)交付與維護(hù)升級(jí)提供可靠的保障，為客戶創(chuàng)造更大價(jià)值。