【行業】半導體量測設備-集成電路良率控制關鍵(22頁)

集成電路工藝可分為前道制程、中道先進封裝和后道封裝測試,貫穿于集成電路領域生產過程的質量控制環節進一步可分為前道檢測、中道檢測和后道測試。其中,前道檢測主要是針對光刻、刻蝕、薄膜沉積、清洗、CMP 等每個工藝環節的質量控制的檢測;中道檢測面向先進封裝環節,主要為針對重布線結構、凸點與硅通孔等環節的質量控制;后道測試主要是利用電學對芯片進行功能和電參數測試,主要包括晶圓測試和成品測試兩個環節。

應用于前道制程和先進封裝的質量控制根據工藝可細分為檢測(Inspection)和量測(Metrology)兩大環節。檢測指在晶圓表面上或電路結構中,檢測其是否出現異質情況,如顆粒污染、表面劃傷、開短路等對芯片工藝性能具有不良影響的特征性結構缺陷;量測指對被觀測的晶圓電路上的結構尺寸和材料特性做出的量化描述,如薄膜厚度、關鍵尺寸、刻蝕深度、表面形貌等物理性參數的量測。

芯片技術節點進步拉動集成電路制造工藝“零缺陷”要求提升,量測環節對保證芯片良品率至關重要。隨著技術的進步發展,集成電路前道制程的步驟越來越多,工藝也更加復雜。28nm 工藝節點的工藝步驟有數百道工序,由于采用多層套刻技術,14nm 及以下節點工藝步驟增加至近千道工序。根據 YOLE 的統計,工藝節點每縮減一代,工藝中產生的致命缺陷數量會增加 50%,因此每一道工序的良品率都要保持在非常高的水平才能保證最終的良品率。當工序超過 500 道時,只有保證每一道工序的良品率都超過 99.99%,最終的良品率方可超過 95%;當單道工序的良品率下降至 99.98%時,最終的總良品率會下降至約 90%。檢測和量測環節貫穿制造全過程,是保證芯片生產良品率非常關鍵的環節,在具體生產流程中,量測設備會在涂膠、光刻、顯影去膠等步驟后對晶圓進行檢測,以篩除不合格率過高的晶圓,從而保證工藝質量。

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