本文介紹了在集成電路制造與測試過程中，CP（Chip Probing，晶圓探針測試）和FT（Final Test，最終測試）的概念、流程、難點與挑戰。

在集成電路（IC）制造與測試過程中，CP（Chip Probing，晶圓探針測試）和FT（Final Test，最終測試）是兩個重要的環節，它們承擔了不同的任務，使用不同的設備和方法，但都是為了保證產品的質量與可靠性。

基礎概念：CP測試和FT測試

要理解CP和FT的區別，我們可以將整個芯片制造和測試過程比喻成“篩選和包裝水果”的過程。

CP測試：相當于在水果采摘（晶圓制造）之后，在采摘場對每個單獨的水果進行檢測。目的是先挑出壞的、不合格的水果（壞的Die），避免這些水果被送入下一步的包裝環節。這一步可以減少包裝與運輸（封裝）的成本，同時確保進入后續步驟的水果（Die）都是較為優質的。

FT測試：類似于對包裝好的水果盒進行檢測。在包裝之后，確保每個盒子里的水果（芯片）沒有在運輸（封裝）過程中變壞，最終保證顧客收到的是合格的商品。這是對最終產品的質量進行嚴格把控的一個重要環節。

CP與FT的具體流程及測試項目

CP測試：晶圓級測試

CP測試發生在晶圓制造工藝的最后階段，是在晶圓層面進行的測試。在這一步，探針（Probe）接觸到晶圓上每個裸露的芯片（Die），通過電信號來測試其功能和基本參數。

目的：在CP階段，工程師希望通過測試剔除不合格的Die，以減少后續封裝不必要的成本。CP可以幫助判斷晶圓制造工藝的良率，也能用于檢測工藝中的問題，確保良品進入封裝環節。

測試項目：CP測試一般包括一些基礎的電氣參數，比如閾值電壓（Vt）、導通電阻（Rdson）、漏電流（Idss）、擊穿電壓（BVdss）等。這些都是半導體器件的基礎參數，因為此時沒有進行封裝，設備限制了測試電壓和功率，所以一些高功率測試項無法在CP階段進行。

比喻：可以將CP測試比作水果的初步篩選。例如，檢測每個水果的顏色、大小、是否有明顯的外觀損壞。雖然無法檢測水果的內部質量（類似于高電流或高溫測試），但可以通過表面特征來判斷哪些水果需要被剔除。

FT測試：封裝后的最終測試

FT測試發生在芯片被封裝成最終產品后。這時芯片已經通過封裝工藝，外殼保護了芯片的內部電路，因此需要使用不同的測試設備來完成。

目的：FT測試的目標是確保封裝后的芯片能在實際應用環境中正常工作，排除封裝過程帶來的潛在缺陷，同時確認芯片的功能性和可靠性。在一些情況下，FT測試還會進行環境測試，如高溫、低溫和正常溫度下的性能驗證（即三溫測試）。

測試項目：FT測試的項目包括功能測試、電氣特性測試以及一些特殊的耐久性測試。例如，高電流測試、待機測試、功耗測試等項目都需要在封裝后的FT階段進行，因為此時的芯片更接近實際應用場景，測試設備也能承受更大的電流和電壓。

比喻：FT測試相當于將包裝好的水果盒在不同的溫度下儲存一段時間，查看水果是否變質，確保每個盒子里的水果都可以送達客戶手中并保持新鮮。在這一階段，檢測的重點是整體包裝的質量以及在不同條件下的穩定性。

CP測試可以省略嗎？

在了解了CP和FT的區別后，許多人會問：既然CP測試可以剔除不合格的Die，為什么有些產品選擇省略這一步呢？

成本考慮：在一些工藝較為成熟、良率較高的情況下，晶圓制造中的缺陷率已經很低，進行CP測試可能會被認為是不必要的開支。因此，有些產品選擇只進行FT測試，尤其是當封裝和測試的良率較高時，直接省略CP可以節省制造成本。

風險與收益：不過省略CP測試也帶來了風險。例如，如果封裝成本較高，封裝壞Die會大幅度增加成本。因此，大多數產品在封裝之前仍會進行CP測試，特別是在高成本的產品中，這樣可以確保最大限度地減少損失。

CP與FT的測試難點及挑戰

CP測試的難點

探針卡的制作：在CP測試中，探針卡的設計和制作是一個重要的技術挑戰。探針卡需要與晶圓上的每個Die精確對接，同時要保證測試的速度和精度。如果探針卡設計不當，會導致測試的干擾問題，甚至會損壞晶圓上的Die。

并行測試的干擾：在進行CP測試時，往往會采用并行測試技術，即一次測試多個Die。這種并行測試雖然可以提高測試效率，但容易引起信號干擾，影響測試結果的準確性。

大電流測試的限制：由于探針的電流限制，CP測試無法進行大電流測試（例如功率MOSFET的測試）。這部分只能留到FT測試中進行。

FT測試的難點

多溫度測試：FT測試中的三溫測試需要在不同溫度下對芯片進行功能性測試，模擬芯片在不同環境中的工作狀態。這種測試不僅復雜，而且對測試設備的要求較高，增加了測試的難度和成本。

高功率測試：FT測試需要對芯片進行高功率測試，測試設備必須能夠承受更高的電流和電壓，并且保證在嚴格的條件下芯片能夠正常工作。

CP與FT的相互補充關系

雖然CP和FT是兩個獨立的測試階段，但它們之間存在著緊密的聯系。CP測試是FT的前置步驟，負責剔除不良Die，降低后續封裝和FT的成本；而FT測試則確保了最終成品芯片的質量。 互相補充：CP測試幫助減少封裝不良品的概率，而FT測試則確保最終產品符合應用需求。一些測試項（如大電流測試）必須在FT階段進行，而有些在CP階段測試過的項目則可以在FT中省略，從而提高效率。

特定產品的優化：對于某些產品，例如高良率的邏輯芯片，CP測試被省略，因為FT的良率已經足夠高；對于存儲器芯片（memory），CP測試非常重要它可以通過MRA計算出需要修復的地址，通過激光修復工藝提升芯片的良率和可靠性。

總結

我們可以將CP測試比作初步篩選水果，而FT測試則是對包裝后的水果盒進行檢測。兩者在測試目標、測試項目和測試設備上都有很大的不同。

CP測試的核心任務是剔除不合格的Die，減少后續封裝和FT測試的成本，同時監控晶圓制造工藝的良率。而FT測試則主要是對封裝后的芯片進行功能和可靠性測試，確保最終產品能夠在不同環境下正常工作。

雖然有些公司選擇跳過CP測試以節省成本，但這并不適用于所有產品。對于高成本和高可靠性的產品，CP測試仍然是不可或缺的一步。最終，CP和FT測試共同確保了集成電路產品的質量和性能，二者缺一不可。