芯片面積和缺陷密度
與晶圓表面地缺陷密度對(duì)應(yīng),芯片地尺寸也對(duì)晶圓電測(cè)良品率有一定的影響,。
電路密度和缺陷密度
晶圓表面的缺陷通過使部分芯片發(fā)生故障從而導(dǎo)致整個(gè)芯片失效,。有些缺陷位于芯片不敏感區(qū),并不會(huì)導(dǎo)致芯片失效,。
然而,,由于日減小的特征工藝尺寸和增加的元器件密度,電路集成度有逐漸升高的趨勢(shì),。這種趨勢(shì)使得任何給定缺陷落在電路有源區(qū)域的可能性增加了,。
工藝制程步驟的數(shù)量
工藝制程步驟的數(shù)量被認(rèn)為是晶圓廠CUM良品率的一個(gè)限制因素。步驟越多,,打碎晶圓或?qū)A誤操作的可能性就越大,。這個(gè)結(jié)論同樣適用于晶圓電測(cè)良品率。隨著工藝制程步驟數(shù)的增加,,除非采取相應(yīng)措施來降低由此帶來的影響,,晶圓背景缺陷密度將增加。增加的背景缺陷密度會(huì)影響更多的芯片,,使晶圓電測(cè)良品率變低,。
特征圖形尺寸和缺陷尺寸
更小的特征工藝尺寸從兩個(gè)主要方面使維持一個(gè)可以接受的晶圓電測(cè)良品率使得更困難。第一,,較小圖像的光刻比較困難,。第二,更小的圖像對(duì)更小的缺陷承受力很差,,對(duì)整體的缺陷密度的承受力也變得更差,。最小特征工藝尺寸對(duì)允許缺陷尺寸的10:1定律已經(jīng)被討論過了。一項(xiàng)評(píng)估指出,,如果缺陷密度為每平方厘米1個(gè)缺陷,,特征工藝尺寸為0.35um的電路的晶圓電測(cè)良品率會(huì)比相同條件下的0.5um電路低10%。
工藝制程周期
晶圓在生產(chǎn)中實(shí)際處理的時(shí)間可以用天來計(jì)算,。但是由于在各工藝制程站的排隊(duì)等候和工藝問題引起的臨時(shí)性減慢,,晶圓通常會(huì)在生產(chǎn)區(qū)域停留幾個(gè)星期,。
晶圓等待時(shí)間越長(zhǎng),受到污染而導(dǎo)致電測(cè)良品率降低的可能性就越大,。向即時(shí)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變是一種提高良品率及降低由生產(chǎn)線存量增加帶來的相關(guān)成本的嘗試,。
封裝和最終測(cè)試良品率
完成晶圓電測(cè)后,晶圓進(jìn)入封裝工藝,,又稱為封裝與測(cè)試在那里它們被切割成單個(gè)芯片并被封裝進(jìn)保護(hù)性外殼中,。在一系列步驟中也包含多次目檢和封裝工藝制程的質(zhì)量檢查。
在封裝工藝完成后,,封裝好的芯片會(huì)經(jīng)過一系列的物理,、環(huán)境和電性測(cè)試,總稱為最終測(cè)試,。最終測(cè)試后,,第三個(gè)主要良品率被計(jì)算出來,即最終測(cè)試的合格芯片數(shù)與晶圓電測(cè)合格芯片數(shù)的比值,。
整體工藝良品率
整體工藝良品率是3個(gè)主要的乘積,。這個(gè)數(shù)字以百分?jǐn)?shù)表示,給出了出貨芯片數(shù)相對(duì)最初投入晶圓上完整芯片數(shù)的百分比,。它是對(duì)整個(gè)工藝流程成功率的綜合評(píng)測(cè),。
整體良品率隨幾個(gè)主要的因素變化。上圖列出了典型的工藝良品率和由此計(jì)算出的整體良品率,。前兩列是影響單一工藝及整體良品率的主要工藝制程因素。
第一列是特定電路的集成度,。電路集成度越高,,各種良品率的預(yù)期值就越低。更高的集成度意味著特征圖形尺寸的相應(yīng)減小,。第二列給出了生產(chǎn)工藝的成熟程度,。在產(chǎn)品生產(chǎn)的整個(gè)生命周期內(nèi),工藝良品率的走勢(shì)幾乎都呈現(xiàn)S彎曲的特性,。開始階段,,許多初始階段的問題逐漸被解決,良品率上升較緩慢,。
接下來是一個(gè)良品率迅速上升的階段,,最終良品率會(huì)穩(wěn)定在一定的水平上,它取決于工藝成熟程度,、芯片尺寸,、電路集成度、電路密度和缺陷密度共同作用,。下圖數(shù)據(jù)顯示,,對(duì)于簡(jiǎn)單成熟的產(chǎn)品,,整體良品率可能在很低的良品率到90%的范圍內(nèi)變化。半導(dǎo)體制造商把它們的良品率水平視為機(jī)密信息,,因?yàn)閺墓に嚵计仿手苯泳涂梢缘贸鱿鄳?yīng)的利潤(rùn)和生產(chǎn)管理水平,。
從上表的數(shù)據(jù)可以看出晶圓電測(cè)良品率是3個(gè)良品率點(diǎn)中最低的,這就是為什么會(huì)有許多致力于提高晶圓電測(cè)良品率的計(jì)劃,。有一段時(shí)間晶圓電測(cè)良品率的提升對(duì)生產(chǎn)率的提高產(chǎn)生最大的影響,。更大和更復(fù)雜的芯片的出現(xiàn)使得如設(shè)備持有成本等其他因素被加入到提高生產(chǎn)率的范疇。百萬(wàn)級(jí)芯片時(shí)代要求的成功是晶圓電測(cè)良品率需要在90%的范圍,。