半導(dǎo)體制造中的現(xiàn)代良率管理系統(tǒng)

逍遙設(shè)計自動化

引言
在當(dāng)今半導(dǎo)體行業(yè)中，良率管理系統(tǒng)在保持競爭優(yōu)勢和確保生產(chǎn)效益方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。本文探討良率管理的發(fā)展和現(xiàn)狀，重點介紹這些系統(tǒng)如何適應(yīng)半導(dǎo)體制造中的新挑戰(zhàn)[1]。

良率管理的發(fā)展格局
; G+ @8 O) ^2 F6 K/ ~0 Q2 G0 `半導(dǎo)體行業(yè)格局已發(fā)生顯著變化，競爭壓力和縮短的上市時間迫使制造商重新構(gòu)思良率管理方法�，F(xiàn)代良率管理系統(tǒng)已超越傳統(tǒng)晶圓廠運營范圍，延伸至設(shè)計流程，并貫穿assembly、封裝和現(xiàn)場分析。

8 N# I0 ^: H# T. h' j- q3 N* V圖1：半導(dǎo)體生命周期數(shù)據(jù)鏈展示了從設(shè)計到制造再到現(xiàn)場部署的綜合數(shù)據(jù)流，說明了現(xiàn)代良率管理系統(tǒng)的互聯(lián)性質(zhì)。來源：PDF Solutions

理解良率偏差和早期檢測
良率偏差是半導(dǎo)體生產(chǎn)效率面臨的主要挑戰(zhàn)之一。這些與基準(zhǔn)制造良率的意外偏差可能顯著影響生產(chǎn)成果�，F(xiàn)代良率管理系統(tǒng)采用多種復(fù)雜方法來檢測和解決這些問題：
1. 智能采樣計劃：先進的在線缺陷掃描檢測系統(tǒng)采用智能采樣策略來最大化檢測效率。這些計劃將資源集中在最可能出現(xiàn)問題的區(qū)域，實現(xiàn)更有效的監(jiān)控。

0 ?& N# y( }) u; G4 J( T5 b
2. 故障檢測和分類（FDC）：現(xiàn)代晶圓廠在工藝設(shè)備上實施FDC軟件，持續(xù)監(jiān)控關(guān)鍵配方參數(shù)和傳感器。該系統(tǒng)可以及早檢測工藝漂移，從而在出現(xiàn)顯著良率損失之前進行干預(yù)。
+ U9 m0 O, f! s- E0 [2 y9 y
+ g# w. V9 W; D0 n0 x
; o3 ~* X1 G  F3. 晶圓指紋識別：這種創(chuàng)新方法使晶圓廠能夠為每個工藝步驟在單個晶圓級別創(chuàng)建唯一標(biāo)識符，提供精確的可追溯性和監(jiān)控能力。
0 h: M/ B. g8 K$ Q2 p0 M
人工智能和機器學(xué)習(xí)的集成
人工智能和機器學(xué)習(xí)為良率管理系統(tǒng)帶來了革新，引入了新的預(yù)測和分析能力：
' R3 N$ U* k  G' y) e# u+ ^1. 人工智能驅(qū)動的先進工藝控制（AI-APC）：該技術(shù)使用基于人工智能的建模來控制工藝輸入，使輸出保持在規(guī)格限制內(nèi)。該系統(tǒng)有助于防止光刻、刻蝕和沉積等各種工藝步驟中關(guān)鍵尺寸的漂移。
2 K# {; Z3 b2 D6 E# v, Y1 K
3 ~2 t/ W3 |! b3 s5 B: f. q2 T2. 大型語言模型：行業(yè)已開始探索大型語言模型（如ChatGPT）的潛力，特別是在電氣測試方面。這些模型可以協(xié)助測試程序創(chuàng)建，但需要謹慎實施和特定領(lǐng)域知識才能有效。
& o  f$ c3 u. a5 |4 ?
數(shù)據(jù)管理和分析
現(xiàn)代良率管理系統(tǒng)利用云端和本地解決方案來管理半導(dǎo)體制造過程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)：
1. 反饋循環(huán)分析：該方法根據(jù)工藝輸出數(shù)據(jù)實時調(diào)整設(shè)備參數(shù)，創(chuàng)建一個持續(xù)改進良率的動態(tài)優(yōu)化系統(tǒng)。

) Y6 i' O, q; E% k3 D/ F2. 前饋預(yù)測模型：這些模型可以預(yù)測工藝漂移將如何影響特定晶圓或批次的良率，使問題發(fā)生前能夠主動干預(yù)。
& |. E2 n' {& z5 T! z" M/ z3 b2 N
先進晶圓圖分析
現(xiàn)代良率管理系統(tǒng)采用復(fù)雜技術(shù)分析晶圓圖以識別潛在問題：
8 W/ s/ X5 `/ j. K1. 目標(biāo)檢測架構(gòu)：最近使用YOLO（You Only Look Once）的實現(xiàn)在缺陷分類方面達到94%的準(zhǔn)確率，同時提供精確的缺陷定位。這比傳統(tǒng)分析方法有顯著提升。
6 z6 F3 ^3 f1 ?$ {1 D
, K/ O# q  W0 a$ V, T6 T2. 集成投票：這種策略結(jié)合多個模型來提高缺陷檢測準(zhǔn)確性，特別適用于不同模型對缺陷位置提供重疊預(yù)測的情況。

硅生命周期管理
" i+ a; \3 h, K  U' H硅生命周期管理（SLM）的出現(xiàn)代表了良率管理的重要發(fā)展，為半導(dǎo)體整個生命周期的數(shù)據(jù)收集和分析提供了全面方法：
: o& Q1 @$ }% K$ h" O1. 系統(tǒng)性故障檢測：SLM工具采用空間模式識別和其他先進技術(shù)來識別生產(chǎn)中的系統(tǒng)性缺陷，創(chuàng)建一個持續(xù)改進檢測能力的閉環(huán)學(xué)習(xí)系統(tǒng)。

6 ~# V; Q: g3 ?4 R. G0 a) s5 M8 T2. 供應(yīng)鏈集成：隨著現(xiàn)代半導(dǎo)體器件復(fù)雜性的增加，特別是在2.5D和3D-IC等先進封裝場景中，SLM促進了整個供應(yīng)鏈的基本數(shù)據(jù)共享。

未來方向和行業(yè)影響
1 _4 \8 H6 B/ x半導(dǎo)體行業(yè)持續(xù)發(fā)展，良率管理系統(tǒng)不斷適應(yīng)新挑戰(zhàn)：
1. 云分析：向云端良率分析的趨勢實現(xiàn)了遠程監(jiān)控和更復(fù)雜的分析能力，特別有利于無晶圓廠公司和分布式運營的IDM。

9 t* m1 I$ a' y% _+ K. f9 D2 ^2. 生態(tài)系統(tǒng)協(xié)作：現(xiàn)代半導(dǎo)體器件的復(fù)雜性不斷增加，特別是使用chiplet架構(gòu)時，推動供應(yīng)鏈合作伙伴通過共享平臺和數(shù)據(jù)分析工具加強協(xié)作。

結(jié)論
9 ^* O5 u& L0 H! j8 D現(xiàn)代良率管理系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展成為綜合平臺，集成了設(shè)計、制造、測試和現(xiàn)場性能數(shù)據(jù)。人工智能、機器學(xué)習(xí)和先進分析的引入將這些系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)榫S護和改進半導(dǎo)體制造良率的強大工具。隨著行業(yè)繼續(xù)發(fā)展，良率管理系統(tǒng)將繼續(xù)適應(yīng)，融入新技術(shù)和方法，以應(yīng)對日益復(fù)雜的半導(dǎo)體制造工藝的挑戰(zhàn)。

% Q3 u% \4 P8 r  }7 u! S理解和管理良率偏差獲得的知識為未來制造工藝提供了寶貴經(jīng)驗。以前被認為低風(fēng)險的參數(shù)現(xiàn)在可能被識別為潛在設(shè)備故障的關(guān)鍵指標(biāo)，實現(xiàn)更主動和有效的良率管理策略。
% W% c) Y4 V7 k7 ?: C# s# V
5 C* k1 b6 N3 B$ y參考文獻
[1] L. Peters, "Yield Management Embraces Expanding Role," Semiconductor Engineering, Nov. 12, 2024. [Online]. Available: https://semiengineering.com/yield-management-embraces-expanding-role/. [Accessed: Dec. 8, 2024]

7 a  I! [! D! D, F: J/ X# kEND


4 D5 D+ g8 M1 J$ t/ Z9 W4 c軟件申請我們歡迎化合物/硅基光電子芯片的研究人員和工程師申請體驗免費版PIC Studio軟件。無論是研究還是商業(yè)應(yīng)用，PIC Studio都可提升您的工作效能。
點擊左下角"閱讀原文"馬上申請
% R) r$ \& _1 G/ W) I  _& w  V" G' E
0 B3 A$ Q2 O) b2 j0 V7 s歡迎轉(zhuǎn)載

轉(zhuǎn)載請注明出處，請勿修改內(nèi)容和刪除作者信息！

9 E6 t  x$ u; A4 l6 L7 P/ [* F



3 W" K! |  {# Q% P0 C關(guān)注我們

1 H! J9 ?5 P% a) ~

- w" N6 W. l* n* W7 [: I+ O+ Y

# i1 p% Y( R7 j$ W2 c4 R7 _

                     
4 f& c) _$ N- z
3 g) O6 {( D3 x
/ i4 \% x* A. e/ R) A1 ]4 E  y+ z
9 W9 c( A& v; p% n! o關(guān)于我們：
+ `+ O& Q9 ]7 n5 x深圳逍遙科技有限公司（Latitude Design Automation Inc.）是一家專注于半導(dǎo)體芯片設(shè)計自動化（EDA）的高科技軟件公司。我們自主開發(fā)特色工藝芯片設(shè)計和仿真軟件，提供成熟的設(shè)計解決方案如PIC Studio、MEMS Studio和Meta Studio，分別針對光電芯片、微機電系統(tǒng)、超透鏡的設(shè)計與仿真。我們提供特色工藝的半導(dǎo)體芯片集成電路版圖、IP和PDK工程服務(wù)，廣泛服務(wù)于光通訊、光計算、光量子通信和微納光子器件領(lǐng)域的頭部客戶。逍遙科技與國內(nèi)外晶圓代工廠及硅光/MEMS中試線合作，推動特色工藝半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，致力于為客戶提供前沿技術(shù)與服務(wù)。

http://www.latitudeda.com/
6 C0 S- b  [3 Y（點擊上方名片關(guān)注我們，發(fā)現(xiàn)更多精彩內(nèi)容）