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【行业】半导体量测设备-集成电路良率控制关键(22页)

集成电路工艺可分为前道制程、中道先进封装和后道封装测试,贯穿于集成电路领域生产过程的质量控制环节进一步可分为前道检测、中道检测和后道测试。其中,前道检测主要是针对光刻、刻蚀、薄膜沉积、清洗、CMP 等每个工艺环节的质量控制的检测;中道检测面向先进封装环节,主要为针对重布线结构、凸点与硅通孔等环节的质量控制;后道测试主要是利用电学对芯片进行功能和电参数测试,主要包括晶圆测试和成品测试两个环节。 应用于前道制程和先进封装的质量控制根据工艺可细分为检测(Inspection)和量测(Metrology)两大环节。检测指在晶圆表面上或电路结构中,检测其是否出现异质情况,如颗粒污染、表面划伤、开短路等对芯片工艺性能具有不良影响的特征性结构缺陷;量测指对被观测的晶圆电路上的结构尺寸和材料特性做出的量化描述,如薄膜厚度、关键尺寸、刻蚀深度、表面形貌等物理性参数的量测。 芯片技术节点进步拉动集成电路制造工艺“零缺陷”要求提升,量测环节对保证芯片良品率至关重要。随着技术的进步发展,集成电路前道制程的步骤越来越多,工艺也更加复杂。28nm 工艺节点的工艺步骤有数百道工序,由于采用多层套刻技术,14nm 及以下节点工艺步骤增加至近千道工序。根据 YOLE 的统计,工艺节点每缩减一代,工艺中产生的致命缺陷数量会增加 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证最终的良品率。当工序超过 500 道时,只有保证每一道工序的良品率都超过 99.99%,最终的良品率方可超过 95%;当单道工序的良品率下降至 99.98%时,最终的总良品率会下降至约 90%。检测和量测环节贯穿制造全过程,是保证芯片生产良品率非常关键的环节,在具体生产流程中,量测设备会在涂胶、光刻、显影去胶等步骤后对晶圆进行检测,以筛除不合格率过高的晶圆,从而保证工艺质量。