如何理解晶圓制造的良率（Yield）

老虎說芯|Tiger Chip|

2024-08-27 09:43:56 963

在晶圓制造中，良率的管理和提升是一個復雜而持續的過程，需要在工藝、設計、材料、設備等多個方面進行綜合的優化和管理。通過數據的分析、持續改進的策略、客戶協同的優化，最終實現良率的最大化，提高產品質量和產線效率。

1. 良率（Yield）的定義

在晶圓制造中，良率通常指在一批晶圓中，最終達到設計和功能要求的合格芯片的比例。良率的高低直接影響到產品的成本、生產效率和最終的經濟效益。

2. 良率的分類

在晶圓制造中，良率可以分為以下幾類：

3. 良率的影響因素

良率受到多種因素的影響，包括但不限于：

4. 良率提升的策略

針對量產產品良率提升，通常采用以下幾種策略：

缺陷分析和優化（Defect Analysis and Optimization）：通過對晶圓制造過程中產生的缺陷進行分類、分析，確定缺陷的來源，并通過調整工藝參數、優化工藝流程等方法減少缺陷的產生。例如，降低光刻過程中顆粒污染的概率或通過化學機械拋光（CMP）優化減少表面缺陷。
持續改進（Continuous Improvement）：在量產過程中，基于歷史數據和統計分析，持續進行小幅度的工藝優化和改進，逐步提高良率。使用統計過程控制（SPC）來監控關鍵參數，及時發現并糾正偏差。
客戶反饋和協同（Customer Feedback and Collaboration）：通過與客戶的緊密合作，獲取客戶的反饋和需求，針對特定問題進行定制化的優化方案。與客戶溝通協商制定質量提升計劃，并定期評估和更新。

5. Yield 的影響因素

在晶圓上制造過程中，每片晶圓上的總芯片數通常由晶圓的尺寸和芯片的大小決定。而合格芯片數是通過測試階段得出的，經過篩選，只有功能和性能都符合要求的芯片才算合格。

6. 良率管理和優化的具體案例

比如CIS項目，良率提升和優化通常涉及到以下幾個方面：

Defect Reduction: 在投片過程中通過對缺陷的監控和數據分析，定位和減少特定的缺陷種類。例如，通過使用先進的檢測設備和優化的光刻流程，可以減少顆粒缺陷。
Process Optimization: 通過工藝參數的調整和優化，例如調整離子注入劑量、擴散時間等，優化制程條件以提高器件的電性能，從而提高良率。
Design for Manufacturability (DFM): 通過與設計團隊的協作，優化設計規則，使之更加適合量產，減少生產過程中由于設計缺陷導致的失效。

7. 案例分析

良率提升項目：通過優化30多個項目，您已經實現了平均良率提升超過1%的目標，特別是在4個關鍵項目中取得了顯著的提升。這通常涉及精細的缺陷分析和針對性的工藝調整。
新產品導入（NTO）：成功導入了5顆NTO，并順利交付進入量產階段。這需要對新產品的快速學習和工藝調整，確保在量產前解決所有潛在的工藝問題。
通過對產線的持續優化和材料的有效利用，您顯著提高了成本效益、良率、循環時間以及生產力，達到了某Fab廠的最佳成本/良率，并保持零客戶事故。

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