積體電路生產線上各檢驗站缺陷數與產品良率關聯性之研究

Abstract

製程中的缺陷 (Defects) 是影響半導體產品良率的重要因素，目前半導 體產業裡已有晶圓 (Wafer) 的表面缺陷檢驗儀器，可以在生產過程中做 線上檢驗 (In-Line Inspection) 的工作，以偵測晶圓表面上所發生的缺 陷。不過檢驗的結果並不能找到所有致命的缺陷，且找出的缺陷也未必都 會致命。此乃是因為有些缺陷是看不到、檢驗不出的，而且即使是看得到 的缺陷也不一定會使產品失效。缺陷是否會造成產品的失效是受到製程的 重要性、產品的特性、線路形狀、缺陷大小、及缺陷發生的位置等因素所 影響。雖然線上各檢驗站所檢驗出之缺陷與產品良率之間並沒有明顯的一 對一直接的關聯，但兩者之間應該有某種關係的存在。因此，本研究的主 要目的是利用統計方法如群聚分析及迴歸分析等，來分析積體電路工廠實 際生產線上的檢驗資料與良率資料，以找出線上各檢驗站所檢驗出的晶圓 表面缺陷數與產品良率之間的關聯性。由本研究的結果可知，以各檢驗站 新增的缺陷數做群聚分析，則可發現某些檢驗站與良率之間確實存在有較 顯著的關係。生產者可根據本研究之結果決定是否應裁減一些不重要之檢 驗站，以達到加速生產、節省成本之目的。而本研究所提供之分析各檢驗 站晶圓缺陷數與良率的程序亦可供各積體電路工廠未來做類似分析之用。 In integrated circuit(IC) fabrication, wafer's defect have an important impact on its yield. The wafer inspection machine, such as KLA, is often used for in-line inspection to detect the defects on wafer surface. However, the in-line inspection may not be able to locate all the wafer defects since some of defects are unobservable or uninspectable and some of defects are not fatal defects.In this thesis, we propose a procedure to analyze the relationship beuween defects found in each of the in inspection stations and the wafer's yield. A case study indicates that the number of defects found in two in-line inspection stations are significantly related to the wafer yield. For other inspection stations, only little relationships are found between the number of defects and the yield of a wafer. The manufacturer may consider to remove some of these unnecessary inspection stations to increase production speed and reduce the cost.Key Word: integrated circuit, defect, in-line inspection, yield