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晶圆切割过程如何控制良品率?

2021-12-04 0

今天,我检查了晶圆良率控制。晶圆的成本以及能否量产最终取决于良率。晶圆的良率非常重要。在开发过程中,我们关注芯片的性能,但在量产阶段必须要看良率,有时为了良率不得不降低性能。

那么晶圆切割的良率是多少呢?
晶圆是通过芯片的最佳测试。合格芯片数/总芯片数 === 就是晶圆的良率。普通IC晶圆一般可以在晶圆级进行测试和分发。
良率还需要细分为晶圆良率、裸片良率和封测良率,总良率就是这三种良率的总和。总费率将决定晶圆厂是亏本还是赚钱。
例如,如果晶圆厂的一条生产线上的每道工序的良率高达99%,那么600道工序后的整体良率是多少?答案是 0.24%,几乎是 0。
所以,代工企业都会把总良率作为最高机密,对外公布的数据往往并不是公司真实的总良率。
晶圆的最终良率主要由各工序良率的乘积构成。从晶圆制造、中期测试、封装到最终测试,每一步都会对良率产生影响。工艺复杂,工艺步骤(约300步)成为影响良率的主要因素。可以看出,晶圆良率越高,在同一晶圆上可以生产出越多好的芯片。如果晶圆价格是固定的,好的芯片越多,意味着每片晶圆的产量。成本越高,每颗芯片的成本就越低,当然利润也就越高。

晶圆良率受制程设备、原材料等因素影响较大,要获得更高的晶圆良率,首先要稳定制程设备,定期恢复制程能力。另外,环境因素对wafer、Die、封测良率这三个良率都有一定的影响。常见的环境因素包括灰尘、湿度、温度和光线亮度。因此,芯片制造和封装测试的过程需要在超洁净的工作环境中进行。最后,还有技术成熟度的问题。一般情况下,新工艺出来时,良率会很低。随着生产的推进和导致良率低的因素被发现和改进,良率将不断提高。如今,每隔几个月甚至几周就会推出新的工艺或工具,因此提高良率已成为半导体公司永无止境的过程。
如何控制晶圆良率
很多半导体公司都有专门从事良率提升的工程师,晶圆代工厂有良率工程师专门负责良率提升(YE)部门负责提升晶圆良率,Fabless的运营部门有产品工程师(PE)负责负责提高成品率。由于领域不同,这些工程师的侧重点也会不同。晶圆厂的良率工程师非常精通制造过程。他们主要使用公司的良率管理系统(YMS)对一些与工艺相关的数据进行良率分析。一般有以下几种方法:
1)生产线在线缺陷扫描
2)过程监控测试数据(WAT)
3)生产线测量数据(Metrology)
4) 工具通用性
5)工艺规范
6)故障分析
对于实际生产线对于晶圆制造来说,监控每台制造设备的稳定性是非常重要的。如上图所示,可以由记录设备的关键工艺产生,并积累一条随生产时间变化的波段曲线,形成工艺精度控制的参数点。
最后,晶圆经过测试后,可以通过自动分拣机剔除有缺陷的芯片,也可以对性能参差不齐的芯片进行分拣,例如英特尔CPU晶圆,可以检测出性能更好的芯片。 i7处理器芯片,几乎做成了i5芯片,其实是妈妈生的,区别就是一个好看,一个丑。.
也有不同尺寸的晶圆。同一条生产线的良率会有所不同。小圆片的良率不一定要高于大圆片。这也与设备工艺的匹配程度有关。晶圆通常在边缘区域具有最坏的裸片。因此,很多生产线都追求大尺寸晶圆,使得边缘坏芯的比例相对较低。
但大尺寸晶圆面临着应力、成膜等诸多先天问题。例如,前几年半导体热衷于10英寸和12英寸生产线,导致8英寸和6英寸生产线被放弃。甚至半导体设备制造商也没有为小尺寸晶圆制造设备。近两年,8英寸二手设备这块紧缺,朋友公司闲置一年的6英寸晶圆厂现在已经无法接单了。风水转了!可能是因为中美贸易战。许多公司正在寻找国产替代品,例如一些汽车芯片和通信芯片。

(本文由陆芯精密切割编辑发布,如需转载须注明出处:www.iluxintech.com,专注于精密划片、切割以及特殊切割加工等领域)
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