半導(dǎo)體制造中的現(xiàn)代良率管理系統(tǒng)

逍遙設(shè)計(jì)自動(dòng)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(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)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(diǎn)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]。
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) Q, W  T2 ]  @# _1 r0 m0 ?6 _良率管理的發(fā)展格局
半導(dǎo)體行業(yè)格局已發(fā)生顯著變化，競(jìng)爭(zhēng)壓力和縮短的上市時(shí)間迫使制造商重新構(gòu)思良率管理方法。現(xiàn)代良率管理系統(tǒng)已超越傳統(tǒng)晶圓廠運(yùn)營(yíng)范圍，延伸至設(shè)計(jì)流程，并貫穿assembly、封裝和現(xiàn)場(chǎng)分析。

0 l* h. M( u2 R: }# _% f圖1：半導(dǎo)體生命周期數(shù)據(jù)鏈展示了從設(shè)計(jì)到制造再到現(xiàn)場(chǎng)部署的綜合數(shù)據(jù)流，說(shuō)明了現(xiàn)代良率管理系統(tǒng)的互聯(lián)性質(zhì)。來(lái)源：PDF Solutions

  ~6 o! ~( a  }0 f3 T理解良率偏差和早期檢測(cè)
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。現(xiàn)代良率管理系統(tǒng)采用多種復(fù)雜方法來(lái)檢測(cè)和解決這些問(wèn)題：
9 F# X3 F3 a  n2 p1. 智能采樣計(jì)劃：先進(jìn)的在線缺陷掃描檢測(cè)系統(tǒng)采用智能采樣策略來(lái)最大化檢測(cè)效率。這些計(jì)劃將資源集中在最可能出現(xiàn)問(wèn)題的區(qū)域，實(shí)現(xiàn)更有效的監(jiān)控。


! j6 Q, T; V* e3 G% V+ v2. 故障檢測(cè)和分類（FDC）：現(xiàn)代晶圓廠在工藝設(shè)備上實(shí)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(cè)工藝漂移，從而在出現(xiàn)顯著良率損失之前進(jìn)行干預(yù)。

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3. 晶圓指紋識(shí)別：這種創(chuàng)新方法使晶圓廠能夠?yàn)槊總�(gè)工藝步驟在單個(gè)晶圓級(jí)別創(chuàng)建唯一標(biāo)識(shí)符，提供精確的可追溯性和監(jiān)控能力。

% \  ?7 [+ M! E3 a2 U人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的集成
人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)為良率管理系統(tǒng)帶來(lái)了革新，引入了新的預(yù)測(cè)和分析能力：
# v- a3 G4 Q% ~# v1. 人工智能驅(qū)動(dòng)的先進(jìn)工藝控制（AI-APC）：該技術(shù)使用基于人工智能的建模來(lái)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. 大型語(yǔ)言模型：行業(yè)已開(kāi)始探索大型語(yǔ)言模型（如ChatGPT）的潛力，特別是在電氣測(cè)試方面。這些模型可以協(xié)助測(cè)試程序創(chuàng)建，但需要謹(jǐn)慎實(shí)施和特定領(lǐng)域知識(shí)才能有效。

" j6 D( o0 X0 b- f7 b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(lái)管理半導(dǎo)體制造過(guò)程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)：
6 X. D- r, p" q9 e1 t1. 反饋循環(huán)分析：該方法根據(jù)工藝輸出數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)整設(shè)備參數(shù)，創(chuàng)建一個(gè)持續(xù)改進(jìn)良率的動(dòng)態(tài)優(yōu)化系統(tǒng)。
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2. 前饋預(yù)測(cè)模型：這些模型可以預(yù)測(cè)工藝漂移將如何影響特定晶圓或批次的良率，使問(wèn)題發(fā)生前能夠主動(dòng)干預(yù)。

2 n4 D% P  l$ q先進(jìn)晶圓圖分析
# B. g8 ?3 E8 L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(shí)別潛在問(wèn)題：
1. 目標(biāo)檢測(cè)架構(gòu)：最近使用YOLO（You Only Look Once）的實(shí)現(xiàn)在缺陷分類方面達(dá)到94%的準(zhǔn)確率，同時(shí)提供精確的缺陷定位。這比傳統(tǒng)分析方法有顯著提升。

- i! b. m$ J8 r/ g2. 集成投票：這種策略結(jié)合多個(gè)模型來(lái)提高缺陷檢測(cè)準(zhǔn)確性，特別適用于不同模型對(duì)缺陷位置提供重疊預(yù)測(cè)的情況。
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8 b" z0 e. J# O硅生命周期管理
8 n, i, I0 A1 ^9 D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(gè)生命周期的數(shù)據(jù)收集和分析提供了全面方法：
1. 系統(tǒng)性故障檢測(cè)：SLM工具采用空間模式識(shí)別和其他先進(jìn)技術(shù)來(lái)識(shí)別生產(chǎn)中的系統(tǒng)性缺陷，創(chuàng)建一個(gè)持續(xù)改進(jìn)檢測(cè)能力的閉環(huán)學(xué)習(xí)系統(tǒng)。
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2. 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(jìn)封裝場(chǎng)景中，SLM促進(jìn)了整個(gè)供應(yīng)鏈的基本數(shù)據(jù)共享。
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  w# W: K0 F& b( T' B; c# @, o未來(lái)方向和行業(yè)影響
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(shì)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控和更復(fù)雜的分析能力，特別有利于無(wú)晶圓廠公司和分布式運(yùn)營(yíng)的IDM。

1 }9 e/ q5 N/ t! f# `; j% p4 A+ w  X# ]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(shí)，推動(dòng)供應(yīng)鏈合作伙伴通過(guò)共享平臺(tái)和數(shù)據(jù)分析工具加強(qiáng)協(xié)作。
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$ e$ {8 R) ~  X結(jié)論
現(xiàn)代良率管理系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展成為綜合平臺(tái)，集成了設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)性能數(shù)據(jù)。人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和先進(jìn)分析的引入將這些系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)榫S護(hù)和改進(jìn)半導(dǎo)體制造良率的強(qiáng)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(duì)日益復(fù)雜的半導(dǎo)體制造工藝的挑戰(zhàn)。
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1 f2 H; X( X3 Q7 {$ S理解和管理良率偏差獲得的知識(shí)為未來(lái)制造工藝提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。以前被認(rèn)為低風(fēng)險(xiǎn)的參數(shù)現(xiàn)在可能被識(shí)別為潛在設(shè)備故障的關(guān)鍵指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)更主動(dòng)和有效的良率管理策略。
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. z$ G* n4 x) A3 X+ v5 Y9 W" l- F6 [參考文獻(xiàn)
* o# q' [+ a/ e3 m[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]
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