晶圆生产良率的制约因素-工艺制程步骤的数量

时间：2007-04-29

从图6.2中看出,要得到85.9%的CUM晶圆生产良率,每个单一制程站良率必须高于90%.图所示只是一个非常简单的11步工艺流程.ULSI电路需要50~100个主要工艺操作.到2010年,生产晶圆的主要工艺操作将达到600个.每个主要工艺操作包含几个步骤,每个步骤又依序涉及到几个分步.能够在经过如此众多的工艺步骤后仍然维持很高的CUM良率,这一切显然应归功于晶圆生产厂内持续不断的良率压力.在如此众多的工艺步骤作用下,电路本身越复杂,预期的CUM良率也就会越低.

工艺步骤的增加同时提高了另外4个制约良率因素对制程中晶圆产生影响的可能性.这种情况是所谓的数量专治.例如,要想在一个50步的工艺流程上获得75%的累积良率,每单步的良率必须达到99.4%!专治在此类计算中更进一步表现为CUM良率决不会超过各单步的良率.如果一个工艺制程步骤只能达到50%的良率,整理的CUM良率不会超过50%.

每个主要工艺操作都包含了许多工艺步骤及分步,这使得晶圆生产部门面临着曰益升高的压力.在图示的11步工艺流程中,步是一个氧化工艺.一个简单的氧化工艺需要完成几个工艺步骤.他们是:清洗、氧化和评估。它们每一步度包含有分步骤。图6.3中列出了一个典型的氧化清洗工艺所包含的6个分步骤。每一个步骤都存在污染晶圆、打碎晶圆、或者犯其他错误的机会。

图6.3 氧化工艺的分步骤

对于商用半导体来说，75％的晶圆厂CUM良率是赚取利润的底线，自动化生产线则要达到90％或以上的良率。

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