本节咱们将结合影响良品率的首要工艺及资料要素对首要的良品率丈量点做一些介绍。
良品率丈量点
保持及进步工艺和产品的良品率对半导体工艺至关重要。任何对半导体工业做过少许了解的人都会发现,整个工艺对其出产良品率极端重视。确实如此,半导体制作工艺的杂乱性,以及出产一个完好封装器材所需求阅历的巨大工艺制程数量,是导致这种对良品率的重视超乎寻常的根本原因。这两方面的原因使得一般只要20%~80%的芯片可以完结晶圆出产线全进程,成为制品出货。
关于大部分制作工程师来说,这样的制品率看上去真是太低了。刻蚀当咱们考虑一下所面对的应战,是要在极端严苛的洁净空间中,通过约39块不同的掩膜版,在140平方毫米的芯片范围内,制作出数百万个微米量级的元器材平面结构和立体层次,就会觉得可以出产出任何这样的芯片已经是半导体工业了不得的成果了。
别的一个按捺良品率的重要方面是大多数出产缺点的不行修正性。不像有缺点的汽车零件可以替换,这样的时机对半导体制作来说一般是不存在的。缺点芯片或晶圆一般是无法修正的。在某些情况下没有满意功能要求的芯片可以被降级处理做低端运用。抛弃的晶圆或许可以发挥余热,作为某些制程工艺的操控晶圆或假片运用。
除了以上这些工艺方面的要素外,规划化的量产也使得良品率越发重要。巨额的资金投入,高于工业界均匀份额的工程技能人员运用,这些导致了半导体出产昂扬的分摊本钱。居高不下的分摊本钱,加上剧烈竞赛使得产品价格持续下滑,唆使大部分芯片出产厂运行在一个大规划量产,高良品率的水平上。
根据一切这些原因,也就不难理解半导体工业关于良品率的执着了。大部分的设备和原资料供货商都以自己的产品或许进步良品率来作为推销的首要手法。相同,工艺工程部分也把保持和进步制程良品率当作本部分的首要职责。良品率丈量在制程的每一单个工艺开端,并追述到整个工艺流程,从输入空晶圆到完结的电路的装运。
一般,工厂将在工艺的三个首关键监测。它们是晶圆制作工艺完结时、晶圆中测后和封装完结时并进行终测。
累积晶圆出产良品率
在晶圆完结一切的出产工艺后,第一个首要的良品率被核算出来了。对此良品率有多种不同的叫法,如FAB良品率、出产线良品率、堆集晶圆厂良品率或“CUM”良品率。
不管怎样命名,都是用完结出产的晶圆总数除以总投入片数的一个百分比来表明。不同类型的产品具有不同的元件、特征工艺尺度和密度因子。将会针对产品类型而不是对整个出产线核算一个良品率。
晶圆出产良品率的限制要素
晶圆出产良品率遭到许多方面的限制。下面列出了5个限制良品率的根本要素,任何晶圆出产厂都必定会对它们进行严厉的操控。这5个根本要素的一起效果决议了一个工厂的归纳良品率。
1. 工艺制程进程的数量;
2. 晶圆破碎和曲折;
3. 工艺制程变异;
4. 工艺制程缺点;
5. 光刻掩膜版缺点。
工艺制程进程的数量
甚大规划集成电路需求数百个首要工艺操作。具有数百个工艺操作进程的工艺进程是典型的艺术品。每一个首要工艺操作包括几个进程,每一个进程又依序涉及到几个分步。可以在通过很多的工艺进程后仍保持很高的CUM良品率,这一切明显应归功于晶圆出产厂内持续不断的良品率压力。在很多的工艺进程效果下,电路自身越杂乱,预期的CUM良品率也就会越低。
每一个首要工艺操作都包括了许多工艺进程及分步,这使得晶圆出产部分面对着日益升高的压力。每一个分进程都存在污染晶圆、打碎晶圆,或许损害晶圆的时机。自动化和阻隔技能供给了更多的操控晶圆的环境,但每个搬运和新工艺的环境给污染和芯片损害增加了一次时机。
下节咱们持续为我们介绍其他方面的晶圆出产进程缺点。