本節(jié)我們將結(jié)合影響良品率的主要工藝及材料要素對主要的良品率測量點做一些介紹。

良品率測量點

維持及提高工藝和產(chǎn)品的良品率對半導(dǎo)體工藝至關(guān)重要。任何對半導(dǎo)體工業(yè)做過些許了解的人都會發(fā)現(xiàn)，整個工藝對其生產(chǎn)良品率極其關(guān)注。的確如此，半導(dǎo)體制造工藝的復(fù)雜性，以及生產(chǎn)一個完整封裝器件所需要經(jīng)歷的龐大工藝制程數(shù)量，是導(dǎo)致這種對良品率的關(guān)注超乎尋常的基本原因。這兩方面的原因使得通常只有20%~80%的芯片能夠完成晶圓生產(chǎn)線全過程，成為成品出貨。

? ? ? ?對于大部分制造工程師來說，這樣的成品率看上去真是太低了?？涛g當(dāng)我們考慮一下所面臨的挑戰(zhàn)，是要在極其苛刻的潔凈空間中，通過約39塊不同的掩膜版，在140平方毫米的芯片范圍內(nèi)，制作出數(shù)百萬個微米量級的元器件平面構(gòu)造和立體層次，就會覺得能夠生產(chǎn)出任何這樣的芯片已經(jīng)是半導(dǎo)體工業(yè)了不起的成就了。

另外一個抑制良品率的重要方面是大多數(shù)生產(chǎn)缺陷的不可修復(fù)性。不像有缺陷的汽車零件可以更換，這樣的機(jī)會對半導(dǎo)體制造來說通常是不存在的。缺陷芯片或晶圓一般是無法修復(fù)的。在某些情況下沒有滿足性能要求的芯片可以被降級處理做低端應(yīng)用。廢棄的晶圓或許可以發(fā)揮余熱，作為某些制程工藝的控制晶圓或假片使用。

? ? ? ?除了以上這些工藝方面的因素外，規(guī)?；牧慨a(chǎn)也使得良品率越發(fā)重要。巨額的資金投入，高于工業(yè)界平均比例的工程技術(shù)人員使用，這些導(dǎo)致了半導(dǎo)體生產(chǎn)高昂的分?jǐn)偝杀?。居高不下的分?jǐn)偝杀荆由霞ち腋偁幨沟卯a(chǎn)品價格持續(xù)下滑，驅(qū)使大部分芯片生產(chǎn)廠運行在一個大規(guī)模量產(chǎn)，高良品率的水平上。

基于所有這些原因，也就不難理解半導(dǎo)體工業(yè)對于良品率的執(zhí)著了。大部分的設(shè)備和原材料供應(yīng)商都以自己的產(chǎn)品可能提升良品率來作為推銷的主要手段。同樣，工藝工程部門也把維持和提高制程良品率當(dāng)作本部門的主要責(zé)任。良品率測量在制程的每一單個工藝開始，并追述到整個工藝流程，從輸入空晶圓到完成的電路的裝運。

? ? ? ?通常，工廠將在工藝的三個主要點監(jiān)測。它們是晶圓制造工藝完成時、晶圓中測后和封裝完成時并進(jìn)行終測。

累積晶圓生產(chǎn)良品率

在晶圓完成所有的生產(chǎn)工藝后，第一個主要的良品率被計算出來了。對此良品率有多種不同的叫法，如FAB良品率、生產(chǎn)線良品率、積累晶圓廠良品率或“CUM”良品率。

無論怎么命名，都是用完成生產(chǎn)的晶圓總數(shù)除以總投入片數(shù)的一個百分比來表示。不同類型的產(chǎn)品擁有不同的元件、特征工藝尺寸和密度因子。將會針對產(chǎn)品類型而不是對整個生產(chǎn)線計算一個良品率。

晶圓生產(chǎn)良品率的制約因素

晶圓生產(chǎn)良品率受到許多方面的制約。下面列出了5個制約良品率的基本因素，任何晶圓生產(chǎn)廠都一定會對它們進(jìn)行嚴(yán)格的控制。這5個基本因素的共同作用決定了一個工廠的綜合良品率。

1.???? 工藝制程步驟的數(shù)量；

2.???? 晶圓破碎和彎曲；

3.???? 工藝制程變異；

4.???? 工藝制程缺陷；

5.???? 光刻掩膜版缺陷。

? ? ? ?工藝制程步驟的數(shù)量

甚大規(guī)模集成電路需要數(shù)百個主要工藝操作。具有數(shù)百個工藝操作步驟的工藝過程是典型的藝術(shù)品。每一個主要工藝操作包含幾個步驟，每一個步驟又依序涉及到幾個分步。能夠在經(jīng)過眾多的工藝步驟后仍維持很高的CUM良品率，這一切顯然應(yīng)歸功于晶圓生產(chǎn)廠內(nèi)持續(xù)不斷的良品率壓力。在眾多的工藝步驟作用下，電路本身越復(fù)雜，預(yù)期的CUM良品率也就會越低。

? ? ? ?每一個主要工藝操作都包含了許多工藝步驟及分步，這使得晶圓生產(chǎn)部門面臨著日益升高的壓力。每一個分步驟都存在污染晶圓、打碎晶圓，或者損傷晶圓的機(jī)會。自動化和隔離技術(shù)提供了更多的控制晶圓的環(huán)境，但每個轉(zhuǎn)移和新工藝的環(huán)境給污染和芯片損傷增加了一次機(jī)會。

下節(jié)我們繼續(xù)為大家介紹其他方面的晶圓生產(chǎn)步驟缺陷。