【摘 要】
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在摩尔定律的指导下,集成电路的制造工艺一直在往前演进,从微米进入到现在的纳米级时代,特别是在最近几年得到快速发展。制造工艺的精细化使得每一道工艺步骤上的偏差都会对成品率造成影响,在先进工艺节点（14 nm以下）显得尤为突出。为了提高合格率,就必须增加大量测试结构来监控每道工序,从而使测试项快速增长,对测试机速度要求越来越高。目前市场上主流晶圆允收测试（WAT）设备无法满足集成电路快速发展对测试速度
【基金项目】
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杭州市集成电路产业发展项目,晶圆级集成电路电性测试设备研发；
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在摩尔定律的指导下,集成电路的制造工艺一直在往前演进,从微米进入到现在的纳米级时代,特别是在最近几年得到快速发展。制造工艺的精细化使得每一道工艺步骤上的偏差都会对成品率造成影响,在先进工艺节点（14 nm以下）显得尤为突出。为了提高合格率,就必须增加大量测试结构来监控每道工序,从而使测试项快速增长,对测试机速度要求越来越高。目前市场上主流晶圆允收测试（WAT）设备无法满足集成电路快速发展对测试速度的强劲需求。针对设备测试速度无法满足行业发展的问题,本文对WAT测试系统进行设计与研究,通过如下创新来提高测试速度:1、根据WAT测试特征,对测试流程进行优化,降低因测试硬件频繁启动消耗的时间,使测试速度提高20%左右,在某些特殊应用中可达88%。同时引入自动化测试技术（GEM）,尽量减少测试过程中因人工干预消耗的时间。2、系统采用高速源测单元和数据传输技术,在提升测量模块采样速率同时,提高测试数据传输速率。采样速率最高达1.8 MS/s,是传统3倍以上。数据传输速度由传统的1.4 MB/s提高到500 MB/s,使测试过程中数据传输时间可以忽略不计。3、在测试系统中引入并行测试和多通道测试针卡技术。并行测试可以控制测试模块同一时间工作,在满足高精度要求下,节省因传统顺序测试等待过程消耗的时间,最大并发数可达到25个,测试速度可提高到原来的20至25倍之间。为了实现最大并发数,设计4通道测试针卡,移动时间减少为原来的1/4。本论文设计实现了WAT快速测试系统样机,在满足WAT测试高精度要求下,测试速度提高了2到5倍,甚至在某些特殊应用场合可达到10倍以上。
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