晶圓制造良率限制因素簡(jiǎn)述（2）

硅晶圓相對(duì)容易處理，并且良好的實(shí)踐和自動(dòng)設(shè)備已將晶圓斷裂降至低水平。然而，砷化鎵晶圓并不是那么堅(jiān)韌，斷裂是主要的晶圓良率限制因素。在砷化鎵制造線上，電路的售價(jià)很高，通常會(huì)處理部分晶圓。

除了最小化斷裂外，晶圓表面在整個(gè)加工過(guò)程中必須保持平坦。這在特別是使用將圖案投影到晶圓表面的圖案技術(shù)的生產(chǎn)線上是正確的。如果表面翹曲或波紋狀，投影的圖像將變得扭曲并改變所需的圖像尺寸。這類似于在扭曲的屏幕上投影幻燈片。翹曲是由在爐管中快速加熱和/或冷卻晶圓引起的。

3、工藝變化

當(dāng)晶圓通過(guò)制造過(guò)程時(shí)，它接受了許多摻雜、層疊和圖案化工藝，每一個(gè)都必須滿足難以置信的嚴(yán)格的物理和清潔要求。但即使是最復(fù)雜的工藝也會(huì)從晶圓到晶圓、批次到批次、日復(fù)一日地變化。當(dāng)一個(gè)工藝超出其工藝限制（超出規(guī)格）時(shí)，它會(huì)導(dǎo)致晶圓上或晶圓上的芯片出現(xiàn)一些不允許的結(jié)果。

工藝工程和工藝控制程序的目標(biāo)不僅是保持每個(gè)工藝在其控制規(guī)格內(nèi)運(yùn)行，而且還要維持工藝參數(shù)的恒定分布，如時(shí)間、溫度、壓力等。這些工藝參數(shù)是使用后面章節(jié)中解釋的統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制技術(shù)進(jìn)行監(jiān)控的。

在整個(gè)過(guò)程中，有許多檢查和測(cè)試旨在檢測(cè)不需要的變化，以及對(duì)設(shè)備參數(shù)進(jìn)行頻繁校準(zhǔn)以滿足工藝規(guī)格。其中一些測(cè)試由生產(chǎn)人員執(zhí)行，有些由質(zhì)量控制組織執(zhí)行。然而，即使是維護(hù)和監(jiān)控得最好的工藝也會(huì)表現(xiàn)出一些變化。工藝工程和電路設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)之一是適應(yīng)這些變化，并且仍然擁有一個(gè)功能設(shè)備。

4、工藝缺陷

工藝缺陷被定義為晶圓表面上的污染或不規(guī)則性的孤立區(qū)域（或斑點(diǎn)）。這些缺陷通常被稱為斑點(diǎn)缺陷或點(diǎn)缺陷。它們隨機(jī)出現(xiàn)在晶圓表面上。有些不是致命的，有些會(huì)使電路無(wú)法操作。后者被稱為致命缺陷（見(jiàn)下圖）。不幸的是，較小的缺陷有時(shí)在制造過(guò)程中無(wú)法檢測(cè)到。它們?cè)诰A分選中顯現(xiàn)為被拒絕的芯片。

這些缺陷的主要來(lái)源是制造區(qū)域使用的液體、氣體、室內(nèi)空氣、人員、工藝機(jī)器和水。顆粒和其他小污染物會(huì)附著在晶圓表面。許多這些缺陷發(fā)生在圖案化過(guò)程中?；叵胍幌?，圖案化過(guò)程需要使用一層薄而脆弱的光刻膠來(lái)在刻蝕步驟中保護(hù)晶圓表面。來(lái)自顆粒的任何孔洞或撕裂將在晶圓表面層中以微小的刻蝕孔結(jié)束。這些孔被稱為針孔，是光刻工程師主要關(guān)注的問(wèn)題。因此，晶圓經(jīng)常進(jìn)行污染檢查，通常在每個(gè)主要步驟之后。超過(guò)既定允許密度的晶圓將被拒絕。半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)(SIA)的國(guó)際半導(dǎo)體技術(shù)路線圖(ITRS)要求300毫米晶圓表面的缺陷密度最大為每平方厘米0.68個(gè)。

5、掩模缺陷

光掩?；蚬鈻攀菆D案化過(guò)程中轉(zhuǎn)移到晶圓表面的圖案的來(lái)源。掩?；蚬鈻派系娜毕葑罱K會(huì)成為晶圓上的缺陷或圖案畸變。有三種常見(jiàn)的掩?；蚬鈻乓鸬娜毕?。首先是污染，例如掩模或光柵的透明部分上的污垢或污點(diǎn)。在光刻中，它們可以阻擋光線并將像圖案的不透明部分一樣印在晶圓上。第二是光柵石英板中的裂紋。它們也可以阻擋圖案化光線和/或散射光線，導(dǎo)致不需要的圖像和/或扭曲的圖像。第三是掩模或光柵制造過(guò)程中出現(xiàn)的圖案畸變。這些包括針孔或鉻點(diǎn)、圖案擴(kuò)展或缺失部分、圖案斷裂或相鄰圖案之間的橋接（見(jiàn)下圖）。對(duì)于具有更小特征尺寸、更高密度和更大裸片尺寸的設(shè)備或電路，控制掩模產(chǎn)生的缺陷更為關(guān)鍵。