【提要】隨著集成電路線寬愈來愈向細(xì)微化發(fā)展，對電路的生產(chǎn)工藝技術(shù)提出更高更難的要求，而使芯片的功能和成品率更難保證。在IC制造過程中，由于顆粒污染導(dǎo)致的成品率損失稱為功能成品率。而功能成品率是影響制造成品率的主要因素。因此，有效的過程顆粒污染控制對成品率的提高至關(guān)重要。
在半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)過程中，顆粒污染有三個主要來源：生產(chǎn)環(huán)境；錯誤的圓片傳遞；生產(chǎn)線加工機(jī)臺。而由工藝設(shè)備產(chǎn)生的顆粒污染是成品率損失的*主要原因，也成為半導(dǎo)體制造中的*主要污染源。統(tǒng)計數(shù)據(jù)如下表：
一般說來，由顆粒污染導(dǎo)致的功能成品率損失要占總成品率損失的80%。因此，了解各種加工設(shè)備產(chǎn)生的顆粒污染數(shù)目并針對性地加以控制就變得非常重要。
IC的制造工藝雖然很復(fù)雜，但都可以看成是幾個MASK循環(huán)進(jìn)行組合。顆粒污染的檢測就是以MASK進(jìn)行的，每個MASK循環(huán)上檢測一次顆粒污染數(shù)據(jù)。完整測試程序如下：
· 用圓片掃描儀檢查并標(biāo)出測試前圓片上已有的顆粒；
· 之后將掃描后的這種試片循環(huán)經(jīng)過加工設(shè)備，模擬正常的圓片加工工藝環(huán)境；
· 再次對試片進(jìn)行掃描。
這樣由該MASK循環(huán)所增加的顆粒數(shù)目便被識別并記錄下來。
顆粒污染的控制方法主要有兩種：C控制圖及回歸分析。由于C控制圖在使用中存在錯誤警告信息產(chǎn)生過多或偵測能力降低的缺陷，一般不推薦使用。下面主要介紹一下多元線性回歸分析對顆粒污染的控制。
對于不符合傳統(tǒng)控制圖使用條件的質(zhì)量數(shù)據(jù)，可以通過對過程建模來確定控制限，因此我們設(shè)想通過對半導(dǎo)體制造過程進(jìn)行建模來控制過程中的顆粒污染數(shù)目。根據(jù)顆粒污染的數(shù)據(jù)采集特點(diǎn)，設(shè)過程的輸入變量為每個MASK層的顆粒污染數(shù)目，輸出變量為針測成品率，用多元線性回歸分析來對該過程產(chǎn)生一個線性方程：
Y=b0+b1×m1+b2×m2+…+bn×mn。
其中Y表示被測圓片的成品率；m1、m2、…mn分別表示該圓片上檢測到的MASK1、MASK2、…MASKn層的顆粒污染數(shù)目。
應(yīng)用多元線性回歸分析須滿足幾個條件：應(yīng)變量應(yīng)為正態(tài)分布或近似正態(tài)分布；輸入變量與輸出變量間應(yīng)存在著一定的線性相關(guān)性。
該分析的目的是：
· 找出顆粒污染數(shù)目對成品率影響*大的MASK層。
· 確定所檢測的MASK層的顆粒污染數(shù)目的控制限；當(dāng)圓片上的顆粒個數(shù)超出了該控制限，在該加工步驟就可以將其廢棄或者重做，這樣可以節(jié)省時間和成本。
· 對顆粒污染數(shù)目設(shè)定控制限。
由于影響半導(dǎo)體制造成品率的因素過于復(fù)雜，在使用常規(guī)的質(zhì)量控制圖進(jìn)行過程控制時，往往不能達(dá)到提高成品率的目的，如果能夠從*后的成品率分析進(jìn)行過程控制，卻能得到較好的效果。