IBM晶圆筛选技术降低15%晶片生产成本

加州大学洛杉矶分校(UCLA)成立的半导体研究公司(Semiconductor Research Corp.)，最近提出一种新的晶片制程筛选技术，据称可降低15%的晶片生产成本，并将每晶片收益提升最多达12%。
目前，这种新的筛选技术正由IBM公司在其45nm制程上，运用晶圆上监控结构进行特征化，这种监控结构能够在初期就停止生产有问题的晶圆。

晶圆筛选技术能够在晶圆上的晶粒之间定位测试结构，这类似于今天用来监控制程漂移的测试结构。透过重新运用这些测试架构来筛选晶圆，便可在生产初期藉由在测试结构中检测错误来筛选掉有问题的晶圆，从而提升整体良率和最终收益。

“晶圆筛选技术可望实现更低成本、更高性能的电子装置，特别是如果可以在制程初期就进行筛选，”UCLA的SRC校友和电子工程教授Puneet Gupta说。“特别在生产初期，筛选技术对提升晶片良率非常有用。”


设计相关(design-dependent)制程藉由比较设计业者的时序和功率模型，以及在晶粒之间的特殊测试结构所产生的测量结果，于生产初期即对晶圆上的失效点进行监控。

这种设计相关(design-dependent)的制程主要是安装非常容易测试的结构，用于侦测异常的电容、电阻和其他可表征出邻近晶粒可能损坏的微小迹象。如果在晶圆生产的初期就能检测出足够多的错误资讯，那么就不用再继续制造这片晶圆了。藉由筛选失效晶圆，将可大幅节省可能出现的额外制程步骤所需的成本，如复杂的金属层等。

Gupta估计，运用这种测试结构来进行大范围的功率级和性能变化检测，大约可筛选出70%的失效晶片。定位在晶粒之间的简易测试结构能在切割和封装前的制造初期，便确定精确的检测位置，从而降低晶片成品的失效检测测试成本。

“像Gupta教授所开发的设计辅助制造技术，能充份利用设计资讯来减少制程控制的要求，我们所有的成员均可从中受益，”SRC的电脑辅具设计暨测试总监Bill Joyner说。“设计辅助制造也有助于我们的技术进展。”

IBM将透过在其45nm制程上增加必要的测试结构，来测试Gupta教授所开发的晶圆筛选技术，并在生产期间进行必要测试以筛选掉可能失效的晶圆。透过小心地追踪所有指标，IBM希望能分析出该技术可实现的良率改善和成本节省程度。一旦完成实际测试，该晶圆筛选制程便可用于所有的SRC会员公司司，包括超微(AMD)、飞思卡尔半导体(Freescale)、Globalfoundries、IBM、英特尔(Intel)和德州仪器(TI)。

编译： Joy Teng

(参考原文： IBM to test wafer pruning，by R. Colin Johnson)