麥肯錫公司表示：半導體公司可能會因產量損失而損失數百萬美元。產量損失是由于機器或流程輸出中的缺陷、返工或報廢而造成的損失。

半導體制造商可以通過多種方式提高質量和產量。然而，考慮到集成電路制造的復雜性和成本，努力實現持續改進至關重要.

質量控制和產量

一個晶片上同時制造幾百個芯片。我們不是在談論美味的餅干；晶片通常是一塊硅(世界上最豐富的半導體之一)或其他半導體材料，設計成非常薄的圓盤形式。晶片用于制造電子集成電路。

晶圓被成組處理，稱為批次。一旦制造過程完成，每個晶片上的每個芯片都要接受一系列功能測試，并被判定為合格或有缺陷。

測試后，用于質量控制和過程監控目的的數據分析通常側重于總體批次級的匯總測量上，如成品率（一個批次中的良好芯片數量）和功能良好率（一個批量中的良好晶片數量除以工作但不滿足規格限值的芯片數量）。

雖然這些度量是關鍵的，但是它們也假設缺陷是隨機分布在該批中的晶片內和晶片之間。

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晶圓圖如何有所幫助

了解批量水平的產量并分析根本原因是推動產量提高的關鍵。為了獲得更深入的見解，通過使用晶圓圖，工程師可以直觀地看到有缺陷的芯片是否顯示出系統的圖案或集群。

這些空間模式可能包含關于潛在制造問題的有用信息，這些信息被整體匯總測量所遺漏。Mark H.Hansen、Vijayan N.Nair和David J.Friedman共同撰寫了《從集成電路制造過程中監測空間聚集缺陷的晶片圖數據》一文，他們認為，特定的模式可能指向共同問題。例如，如果您在晶圓邊緣看到一圈死芯片，這可能表明在快速熱退火過程中溫度分布不均勻。有缺陷芯片的棋盤圖案通常表明步進機有故障。機器的過度振動可能會釋放出足夠多的粒子，導致晶片某個相鄰區域的所有芯片失效。一般來說，缺陷群可以被分類為顆粒相關或工藝相關，顆粒相關集群可分配給單獨的機器，而工藝相關集群可歸因于一個或多個不滿足規格要求的工藝步驟。

上面是一個晶圓圖的例子——缺陷環可能表明溫度分布不均勻

另一方面，空間隨機缺陷也可以講述一個故事。例如，隨機缺陷密度往往隨著潔凈室的整體潔凈度而上升和下降。這些可以通過長期的持續改進計劃、逐步改進或者更新和升級設備大修來減少。或者，空間隨機缺陷可能表明工藝沒有問題，而是材料有問題。

晶圓圖——重要的質量工具

復雜制造環境中的質量控制也很復雜。由于半導體制造的高成本特性，任何可以提高產量的額外見解都可以顯著節約成本。晶圓圖是質量工程師工具箱中的一個附加工具，可以更快地找出問題的根本原因。

審核編輯 黃宇