加州大學洛杉磯分校(UCLA)成立的半導體研究公司(Semiconductor Research Corp.),最近提出一種新的芯片制程篩選技術,據(jù)稱可降低15%的芯片生產成本,并將每芯片收益提升最多達12%。
目前,這種新的篩選技術正由IBM公司在其45nm制程上,運用晶圓上監(jiān)控結構進行特征化,這種監(jiān)控結構能夠在初期就停止生產有問題的晶圓。
晶圓篩選技術能夠在晶圓上的晶粒之間定位測試結構,這類似于今天用來監(jiān)控制程漂移的測試結構。透過重新運用這些測試架構來篩選晶圓,便可在生產初期藉由在測試結構中檢測錯誤來篩選掉有問題的晶圓,從而提升整體良率和最終收益。
“晶圓篩選技術可望實現(xiàn)更低成本、更高性能的電子裝置,特別是如果可以在制程初期就進行篩選,”UCLA的SRC校友和電子工程教授Puneet Gupta說。“特別在生產初期,篩選技術對提升芯片良率非常有用。”
設計相關(design-dependent)制程藉由比較設計業(yè)者的時序和功率模型,以及在晶粒之間的特殊測試結構所產生的測量結果,于生產初期即對晶圓上的失效點進行監(jiān)控。
這種設計相關(design-dependent)的制程主要是安裝非常容易測試的結構,用于偵測異常的電容、電阻和其他可表征出鄰近晶??赡軗p壞的微小跡象。如果在晶圓生產的初期就能檢測出足夠多的錯誤信息,那么就不用再繼續(xù)制造這片晶圓了。藉由篩選失效晶圓,將可大幅節(jié)省可能出現(xiàn)的額外制程步驟所需的成本,如復雜的金屬層等。
Gupta估計,運用這種測試結構來進行大范圍的功率級和性能變化檢測,大約可篩選出70%的失效芯片。定位在晶粒之間的簡易測試結構能在切割和封裝前的制造初期,便確定精確的檢測位置,從而降低芯片成品的失效檢測測試成本。
“像Gupta教授所開發(fā)的設計輔助制造技術,能充份利用設計信息來減少制程控制的要求,我們所有的成員均可從中受益,”SRC的計算機輔具設計暨測試總監(jiān)Bill Joyner說。“設計輔助制造也有助于我們的技術進展。”
IBM將透過在其45nm制程上增加必要的測試結構,來測試Gupta教授所開發(fā)的晶圓篩選技術,并在生產期間進行必要測試以篩選掉可能失效的晶圓。透過小心地追蹤所有指標,IBM希望能分析出該技術可實現(xiàn)的良率改善和成本節(jié)省程度。一旦完成實際測試,該晶圓篩選制程便可用于所有的SRC會員公司司,包括超微(AMD)、飛思卡爾半導體(Freescale)、Globalfoundries、IBM、英特爾(Intel)和德州儀器(TI)。





