如何理解晶圆制造的良率（Yield）

老虎说芯|Tiger Chip|

2024-08-27 09:43:56 1159

在晶圆制造中，良率的管理和提升是一个复杂而持续的过程，需要在工艺、设计、材料、设备等多个方面进行综合的优化和管理。通过数据的分析、持续改进的策略、客户协同的优化，最终实现良率的最大化，提高产品质量和产线效率。

1. 良率（Yield）的定义

在晶圆制造中，良率通常指在一批晶圆中，最终达到设计和功能要求的合格芯片的比例。良率的高低直接影响到产品的成本、生产效率和最终的经济效益。

2. 良率的分类

在晶圆制造中，良率可以分为以下几类：

3. 良率的影响因素

良率受到多种因素的影响，包括但不限于：

4. 良率提升的策略

针对量产产品良率提升，通常采用以下几种策略：

缺陷分析和优化（Defect Analysis and Optimization）：通过对晶圆制造过程中产生的缺陷进行分类、分析，确定缺陷的来源，并通过调整工艺参数、优化工艺流程等方法减少缺陷的产生。例如，降低光刻过程中颗粒污染的概率或通过化学机械抛光（CMP）优化减少表面缺陷。
持续改进（Continuous Improvement）：在量产过程中，基于历史数据和统计分析，持续进行小幅度的工艺优化和改进，逐步提高良率。使用统计过程控制（SPC）来监控关键参数，及时发现并纠正偏差。
客户反馈和协同（Customer Feedback and Collaboration）：通过与客户的紧密合作，获取客户的反馈和需求，针对特定问题进行定制化的优化方案。与客户沟通协商制定质量提升计划，并定期评估和更新。

5. Yield 的影响因素

在晶圆上制造过程中，每片晶圆上的总芯片数通常由晶圆的尺寸和芯片的大小决定。而合格芯片数是通过测试阶段得出的，经过筛选，只有功能和性能都符合要求的芯片才算合格。

6. 良率管理和优化的具体案例

比如CIS项目，良率提升和优化通常涉及到以下几个方面：

Defect Reduction: 在投片过程中通过对缺陷的监控和数据分析，定位和减少特定的缺陷种类。例如，通过使用先进的检测设备和优化的光刻流程，可以减少颗粒缺陷。
Process Optimization: 通过工艺参数的调整和优化，例如调整离子注入剂量、扩散时间等，优化制程条件以提高器件的电性能，从而提高良率。
Design for Manufacturability (DFM): 通过与设计团队的协作，优化设计规则，使之更加适合量产，减少生产过程中由于设计缺陷导致的失效。

7. 案例分析

良率提升项目：通过优化30多个项目，您已经实现了平均良率提升超过1%的目标，特别是在4个关键项目中取得了显著的提升。这通常涉及精细的缺陷分析和针对性的工艺调整。
新产品导入（NTO）：成功导入了5颗NTO，并顺利交付进入量产阶段。这需要对新产品的快速学习和工艺调整，确保在量产前解决所有潜在的工艺问题。
通过对产线的持续优化和材料的有效利用，您显著提高了成本效益、良率、循环时间以及生产力，达到了某Fab厂的最佳成本/良率，并保持零客户事故。

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