如何控制晶圆切割机的切割过程的良品率

技术资讯 | 发布时间 : 2023-07-05 返回列表

晶圆的成本和能否量产最终取决于良率。晶圆的良率很重要。在开发过程中,我们关注芯片的性能,但是在量产阶段一定要看良率,有时候为了良率还要减小性能。


那么晶圆切割的良率是多少呢?

晶圆是对芯片更好的测试。合格芯片数/总芯片数===为晶圆的良率。普通的集成电路晶圆一般可以在晶圆级进行测试和分配。

良率还需要细分为晶圆良率、裸芯片良率和封装测试良率,总良率就是这三个良率之和。总费率将决定晶圆厂是亏损还是盈利。

比如一个晶圆厂的一条生产线,如果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%,几乎为零。

因此,代工企业会将总良率视为绝密,公开发布的数据往往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组成。从晶圆制造、中期测试、封装到最终测试的每一步都会影响良率。工艺复杂,工艺步骤(约300步)是影响良率的主要因素。可见,晶圆良率越高,在同一晶圆上可以生产出越多的好芯片。如果晶圆价格固定,好的芯片越多,每个晶圆的产量就越大。成本越高,每个芯片的成本越低,当然利润也就越高。

晶圆良率受工艺设备、原材料等因素影响较大,为了获得更高的晶圆良率,我们必须首先稳定制程设备,并定期恢复制程能力。此外,环境因素对晶圆、Die、封测良率这三个良率都有一定影响。常见的环境因素包括灰尘、湿度、温度和光照强度。因此,芯片制造和封装测试的过程需要在超净的工作环境中进行。最后,还有技术成熟度的问题。正常情况下,新工艺出来的时候良率会很低。随着生产的推进和导致低良率的因素被发现和改进,良率还会继续增加。如今,每隔几个月甚至几周就会有新的工艺或工具推出,因此提高良率已经成为半导体公司永无止境的过程。


如何控制晶圆良率

许多半导体公司都有专门提高良率的工程师。晶圆代工厂有良率工程师,负责良率提高(YE)部门负责提高晶圆良率,Fabless的运营部门有一名产品工程师(PE),负责提高产量。由于领域不同,这些工程师的侧重点也会有所不同。工厂的良率工程师很精通制造工艺。他们主要使用公司的良率管理系统(YMS)来分析一些与工艺相关数据的良率。

对于实际的生产线和晶圆制造来说,监控各个制造设备的稳定性是很重要的。可以由记录设备的关键工序生成,并累计出随生产时间变化的波段曲线,形成工艺精度控制的参数点。

最后对晶圆进行测试后,可以通过自动分拣机将有缺陷的芯片剔除,或者对性能不均匀的芯片进行分拣,比如英特尔CPU晶圆,可以检测出性能更好的芯片。i7处理器芯片,差点做成i5芯片,其实是妈生的,区别就是一个漂亮,一个丑。

还有不同尺寸的晶圆。同一条生产线的良率也会不一样。小圆片的良率不一定比大圆片的良率高。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更差的裸片。所以很多生产线都在追求大尺寸晶圆,使得边缘坏芯的比例相对较低。

然而,大尺寸晶圆面临许多先天问题,例如应力、成膜等。比如过去几年,半导体热衷于10英寸和12英寸的生产线,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制造用于小尺寸晶圆的设备。