回流焊机
台式回流焊
小型回流焊
中大型回流焊
波峰焊机
小型波峰焊
中大型波峰焊
SMT钢网(模板)
锡炉,切脚机,发泡炉,等
锡炉类
剪脚机,磨刀机,成型机
分板机,喷雾炉,接驳台
治具系列
SMT过炉治具
托盘印刷治具
测试治具
气动功能治具
锡膏印刷机 搅拌机
锡膏印刷机
锡膏搅拌机
手动印刷台
其它设备
联系电话:86-0755-29970383(八线)
13662296032 洪小姐
传真:86-0755-27926635
  地址:深圳市宝安区沙井街道博岗工业区
           中日龙路11-2号
E-mail:forsmt@163.com
http://www.forsmt.com
1668 136 929 111 918 5081
 
降低IC芯片成本与提高设备自动化
新闻来源:    点击数:9048    更新时间:2012-4-11 14:11:08    

引言 


 


IC芯片主要应用于计算机、通讯和消费类电子(3C)三大领域,随着3C间的相互融合,3C产品朝多功能化和低价格方向发展,势必要求用于3C的IC芯片多功能化和低价格化。实现IC芯片多功能化有两大方法:一是将多个功能集成在单个芯片上,即Soc(System on chip ,系统级芯片),Soc是IC芯片领域内最高级的芯片;二是将多个功能集成在单个封装内,即SIP(System in a packge,系统级封),SIP是IC封装领域内的最高级的封装。其关系为:SIP涵盖SoC,SoC简化SIP。实现IC芯片低价格化有两大措施:一是提高IC芯片生产率;二是提高IC芯片良率,两者的保证措施就是提高设备自动化,实现设备全自动化。降低IC芯片成本一是为了满足3C产品低价格化的需要;二是为了IC芯片厂商间的竞争,获取更大的利润,在IC市场中占有更多的份额。


 


2 提高IC芯片生产率必须提高设备自动化


 


IC芯片包含晶圆芯片和封装芯片,相应IC芯片生产线由晶圆生产线和封装生产线两部分组成,IC芯片生产线的小时成本由固定成本和可变成本构成。固定成本包括不动产、设备、税款、工厂折旧和设备折旧等;可变成本包括晶圆成本、耗材、人工和设备生产效率等,人工和设备生产效率都与设备自动化有关,人工包括操作工、工艺管理维护和设备管理及保养等。IC芯片生产线生产率是对于每个生产线每小时生产芯片收入的量度。要提高IC芯片生产线生产率须针对成本中的可变成本部分作为主攻目标,通过采用自动化技术来达到:(1)控制生产线符合规格地在线自动加工有回报的晶圆;(2)收集数据,使工艺自动优化,减少手工搬运以及工艺工程师和操作工对工艺的干预,最终使生产线生产率达到最高,而使可变成本降到最低。表1给出提高IC芯片生产线生产率与提高设备自动化的关系。Adventa Control technologies公司通过实际案例研究上述两者的关系,首先利用 Run-to-Run控制来改进设备生产效率,如对月产1.75万片晶圆生产线通过Run-to-Run/基于模型的工艺控制来管理设备,使晶圆生产线总生产能力提高12%;设备生产能力提高25%;通过改善工艺控制和降低工艺波动,良率提高2%。最终使这条生产线每年在晶圆/芯片上获得生产率收益5530万美元。其次利用Run-to-Run控制进行设备层面的改进,如对CMP设备、光刻套准控制设备和栅刻蚀设备等,其中对佳能14/15深紫外线步进光刻机KLA5100亮度FSI光学单元和ASML步进光刻机的改进,可使IC晶圆生产线少投资200万美元;减少返工75%;CPK改善40%;良率提高4%-6%;工艺管理工作量减少50%;自动化控制工作:x-y掩模移动,x-y扫描和放大;自动调整15 000个控制参数等。最后使IC芯片生产线生产率得到较大提高,CPK平均改善85%;废弃降低10%-40%;测试晶圆减少35%-40%;生产能力提高12%。


 


3 提高IC芯片良率必须提高设备自动化


 


提高IC芯片良率已从传统采用全面质量管理与新/旧QCX种工具发展到先进的设计方法(如可制造性设计:DFM,另文讨论)和先进的工艺控制方法(如先进工艺控制:APC;先进精密加工;APM;整合量测技术:IM以及设备颗粒缺陷控制等),从而使IC芯片顺利地从90nm节点进入65nm节点。


 


3.1 先进精密加工技术(APM)


 


APM由美国AMD公司发明,它由5种不同的技术综合而成:APC、良率管理系统、设备性能优化、产品性能定标和全面的生产安排。APM的优势在于:达到IC芯片成熟良率的速度更快、完成新型晶体管技术进程更快、提高IC芯片生产线生产率更快和满足客户反应能力更快等。如今AMD已将APM应用于130/90nm芯片量产中,还将位于德国德累斯顿的新晶圆厂Fab36中推广应用,并期望用于65nm工艺中。当APM用于130nmSOE工艺,使成熟良率比以往快速提高66%;APM用于90nmSOI工艺,使成熟良率比以往生产快速提高40%。采用APM技术,应利用可选择的试生产方法,先在一种设备上开发工艺,然后推广到多大30多个同样设备的生产线上。AMD将APM技术用于φ300mm晶圆生产线,能从多批次良率预测过渡至单片晶圆良率预测,当然这一切必须在设备自动化的前提下才能很好地完成。


 


 


 


3.2 整合量测技术(IM)


 


随着IC芯片步入65nm节点,IM将成为APC中不可缺少的组成部分。IM已经成功地用于CMP,能快速测量膜厚度和膜的光学特性,成为表征和验证CMP工艺步骤的重要手段。采用IM的优势:(1)可大幅度降低有偏差危险的晶圆数量;(2)降低检测的潜伏时间,找出设备中的故障,使设备快速恢复生产;(3)自动及时做出报废和返工的决定,避免在错误的晶圆上造成资源浪费。目前IM正在从CMP普及应用推广到刻蚀和光刻制造工艺中[7]。在传统方法中,要找出由刻蚀机、CVD设备、光刻机发出的工艺信号与晶圆最终良率之间的相关性来提高晶圆良率。这种方法在大多数情况下是失败的,因为任何一道工艺与最终晶圆良率之间没有多大联系,因为光刻与刻蚀之间、刻蚀与沉积间以及沉积与光刻间的相互影响和可变因素太多,实在难以分析。现在IM已成为APC设备控制策略的一部分,虽然它由软件来完成,但主要方法仍是利用设备传感器的数据来确保单元工艺的输出。原始设备制造商(OEM)希望终端用户积累的集成经验方法能制订出数套工艺要求与规范。如果设备符合规范,则可预测出较好的良率。要向控制CD(最小线宽)量测的数据中需对所有的变化类型和产生根源进行理解、表征和验证。为此原始设备制造商必须开发出一种及其灵活的系统,一旦变化的特点得到量化和验证,即可采用该系统将补偿编码送至控制器。业界还在当前110/90nm生产中采用光刻IM和刻蚀IM有效地实现了光学数字显微光能干涉测量(ODP),为IM用于光刻机奠定了基础。


 


3.3 设备颗粒缺陷控制


 


LSLLogic公司采用最佳的设备控制方法,用新的数据系统(Yield DRIVER:良率激励器)来改进其晶圆厂的设备颗粒缺陷检测。采用这种方法能快速检测出设备的缺陷状态,从而比较IC芯片的良率。传统的做法是定期检测每道工艺所增加的缺陷来判断生产设备的缺陷状况,这种方法较粗糙。从2002年起LSE Logic在现有设备的基础上,在不增加额外的投资、不更换旧设备和不购买更先进的颗粒检测设备的前提下,改善总体的设备利用率、降低设备的颗粒缺陷50%。要完成这项任务,最有效的方法就是快速地在所有工艺中实施已经存在的最佳实践案例(BRM),同时提供一个基础来支持高校、一致地运用这个BKM。在Yield Prver设计时将BKM嵌入到系统功能中,使这种最有效的方法获得最容易的方法。为了支持BKM的应用,在系统功能中应具有:(1)连贯地将测试前后的颗粒检测结果,与工艺区域、正在进行的测试以及正在检验的设备的部件关联起来,以便能准确地计算出在检验的工艺或设备对于颗粒的贡献;(2)利用已有的测试设备和数据库,将颗粒数据与被检验的工艺、设备关联起来,并将以前的检测结果作为下一次检测的初始数据。从而在整个工厂内建立BKM系统,使其成为标准的案例,并用于每台设备验收检测,最终不仅降低生产设备缺陷密度50%,而且增加了故障前平均检测30%。


 


4 实验设备全自动化


 


当IC芯片特征尺寸步入纳米尺度(小于100nm)后,90/65nm、300nm晶圆生产线必须采用单晶圆片,连续流生产方式,所以其生产线的一切都由中央控制系统执行操作包括晶圆的传递,在理想的情况下,只要工艺稳定,设备的运行完全可以按计划进行。以光刻系统自动化为例,它包括掩模板自动化控制、光刻单元自动化控制和光刻区域自动化控制。掩模板自动化控制是指搬运、分类、存储掩模板及管理掩模板相关信息的自动化控制。光刻单元自动化控制是利用涂胶显影机量测工具所提供的预判和反馈数据(APC)来控制曝光过程。光刻区域自动化控制用来控制并伏化整个光刻区域中选择合适的光刻单元进行生产。目前已将APC设计成光刻工艺制程的一部分,并将步进光刻机、涂胶显影机和量测设备组合为整体的一个光刻系统,并向光刻区域内的全自动化材料处理操作系统迈进,以完全替代操作工负责掩模板的搬运以及晶圆在涂胶显影机、步进光刻机内的往复传递,达到整个光刻系统的全自动化。2005年12月英特尔已部署65nm芯片智能工厂自动化(Intelligent Fab Automation)措施,以对抗竞争对手、降低工厂成本和缩短产品上市时间。英特尔已在90nm芯片工厂中应用了"Level"8的完全自动化系统,包括从设备和材料处理功能到数据自动化系统的所有环节。"Level"8可能是最接近人们既期望又害怕的"熄灯工厂"(Lights out Fab),即这种工厂不再需要用人来操作或处理设备。英特新布置的智能工厂自动化包括新制造执行系统(MIS)、APC、材料处理、设备制造和工程分析柜架等,并采用工作流程自动化格式(Workflow Automation Grid)的专用软件工具将上述几个部分连接起来,这种专用软件工具可提供智能化的路由、排序及工厂的自适应工作流程。新MIS可在生产过程中提供晶圆级信息、适应性缺陷剂量取样、良率自动检测及优化和其他功能。通过新MIS系统,可在生产过程中指定晶圆级的处理流程。新MIS系统可使工厂减少2/3晶圆处理系统和工具,工作流程中加入智能缺陷采样技术,实现产品良率的自动化预测和优化,并带有分析引擎、可在晶圆厂处理过程中检测并处理不合理材料。


 


综上所述,要降低IC芯片成本和增加制造商利润,就必须提高IC芯片生产线生产率和IC芯片良率,并由设备自动化来确保这两项任务的完成。


 

总页数:1  第  1    页 

上一篇:没有上一篇资讯了   下一篇:如何处理回流焊接中黑焊盘
【刷新页面】【加入收藏】【打印此文】 【关闭窗口】
 
   
版权所有© 深圳市富士特电子设备有限公司 Copyright © 2005-2020
地址:中国广东省深圳市宝安区沙井街道博岗工业区中日龙路11-2号

电话:86-0755-29970383 29120520 传真:86-0755-27926635 信息产业部:粤ICP备05144385号

24小时热线:13410790851 E-mail:forsmt@163.com QQ:1668136929 1119185081
法律声明:未经授权禁止转载等…如有违反,追究法律责任(使用本站前必读)
富士特欢迎您!您的IP: