生產力和工藝良率

概覽

晶圓制造和封裝是一個極其漫長和復雜的過程，涉及數(shù)百個要求嚴格的步驟。這些步驟從未每次都完美執(zhí)行，污染和材料變化結合在一起會導致晶圓在生產過程中的損失。此外，晶圓上的一些芯片未能滿足客戶的電氣和性能規(guī)范。在本章中，將確定主要的良率測量點以及影響良率的主要工藝和材料因素。還介紹了不同良率點和不同電路的典型良率。

良率測量點

維護和提高工藝和產品良率是半導體制造業(yè)的生命線。對一個偶然的觀察者來說，似乎整個行業(yè)都對生產良率著迷。這種觀察確實是正確的。由于工藝的嚴格要求和生產一個封裝芯片所需的龐大工藝數(shù)量，導致產品損失。這兩個因素導致生產過程通常只發(fā)貨其投入晶圓制造線的芯片的20%到80%。

這些良率與大多數(shù)制造操作相比似乎非常低。然而，考慮到生產由數(shù)百萬微米或亞微米尺寸圖案組成的數(shù)百個電路，這些圖案層數(shù)相等且非常薄，都處于非常嚴格的清潔水平之內，全部在140毫米^2的芯片限制之內，來自39個不同的掩模，該行業(yè)能夠生產出功能芯片的事實本身就是一個證明。

另一個有助于保持良率低迷的因素是大多數(shù)生產錯誤的不可修復性。雖然有缺陷的汽車零件可以更換，但在半導體制造業(yè)中很少有這樣的選擇。有缺陷的芯片或晶圓通常無法恢復。在某些情況下，未通過性能測試的芯片可以降級并出售用于要求較低的用途。報廢的晶圓可能會找到新的生命，作為控制或監(jiān)控晶圓。

除了這些工藝因素外，還有業(yè)務的批量性質。高昂的資本成本和高于平均水平的工程人員比例轉化為高開銷業(yè)務。這種高開銷，加上競爭保持銷售價格的下行壓力，要求大多數(shù)芯片生產商運行高產量、高良率的工藝。

鑒于所有這些因素，對良率的關注是可以理解的。大多數(shù)設備和材料供應商都強調其產品可能帶來的良率提升。同樣，工藝工程團隊的主要職責是維護和提高工藝良率。良率測量從單個工藝級別開始，并貫穿整個工藝序列進行跟蹤，從進入空白晶圓到完成電路的發(fā)貨。

通常，工廠會在工藝的三個主要點監(jiān)控良率。它們分別在晶圓制造過程結束時、晶圓分選后以及封裝和最終測試過程結束時（見下圖所示）。

累積晶圓制造良率 一個主要的良率測量點是在晶圓制造完成時。這種良率被稱為fab良率、線良率、累積fab良率或“累積”良率。

無論名稱如何，它都是以離開晶圓制造的晶圓數(shù)量除以進入工藝的晶圓數(shù)量的百分比來表示。由于不同類型的產品具有不同的組件、特征尺寸和密度因素，晶圓制造良率是針對每種產品類型而不是整個制造線良率來計算的。

累積fab良率首先通過計算離開每個單獨工藝的晶圓數(shù)量（稱為站點良率）并除以進入該站點的數(shù)量來開始。

站點良率又通過相乘來計算整體累積fab良率。

審核編輯：劉清