晶片內(nèi)芯片布局對(duì)成品率的影響
通常,在晶片內(nèi)芯片布局設(shè)計(jì)中總是要想辦法使每片晶片內(nèi)含有最大的芯片數(shù),從而具有最高的芯片生產(chǎn)率。然而芯片生產(chǎn)輸出產(chǎn)量還會(huì)受到很多其它因素的影響,特別是會(huì)受到分步重復(fù)曝光機(jī)的曝光時(shí)間和在探針臺(tái)上的測(cè)試的次數(shù)的影響。這就意味著這種晶片內(nèi)芯片的某種布局策略不一定會(huì)得到最高的成品率。WaferYield Inc.公司總結(jié)了16家集成電路制造企業(yè)的生產(chǎn)情況,經(jīng)研究發(fā)明出了一種較好的晶片內(nèi)芯片布局方法,它能提高芯片成品率從而提高產(chǎn)量輸出。用這種方法可以使芯片成品率提高6%。
WaferYield公司總裁兼CEO的 Ron Sigura說(shuō)：“我們發(fā)現(xiàn),在一片晶片上用兩種不同的芯片布局方法可以設(shè)計(jì)得到相同的芯片數(shù)目,但分步重復(fù)曝光機(jī)的產(chǎn)量輸出的差別可以高達(dá)18%�！彼忉屨f(shuō),平均而言分步重復(fù)曝光或掃描曝光機(jī)設(shè)備平均7%的產(chǎn)能是用于生產(chǎn)位于晶片邊緣處占芯片總數(shù)1%的芯片,而這些芯片的成品率很小。他們公司的WAMA (Wafer Mapping) 曝光場(chǎng)區(qū)/芯片區(qū) 布局系統(tǒng)能綜合考慮成品率、曝光機(jī)和測(cè)試設(shè)備的生產(chǎn)效率、投資成本和回報(bào)等因素,對(duì)各項(xiàng)參數(shù)能進(jìn)行整體的優(yōu)化,最后得到最優(yōu)的芯片布局結(jié)果�！斑@種平衡式的布局方法可能不會(huì)使每片晶片上的芯片數(shù)目達(dá)到最大化,但是它將使整體的成品率和生產(chǎn)效率達(dá)到最大化�！�
這一研究方法顯示,大約有一半的公司采用人工布局方法,而另一半的公司則使用內(nèi)部軟件來(lái)布局,使晶片上的芯片數(shù)最大化。在少數(shù)情況下,還會(huì)采用使Reticle內(nèi)曝光場(chǎng)區(qū)總數(shù)最小化的排布策略。這種方法的出發(fā)點(diǎn)是假設(shè)所有Reticle曝光場(chǎng)區(qū)用到數(shù)目相同的掩摸版。然而,如WaferYield主席兼首席技術(shù)官Eitan Cadouri所說(shuō),今天,這種方法不再是正確的了,因?yàn)橛行㏑eticle的曝光區(qū)域只包含CMP層（3到7層掩膜）,而其它Reticle區(qū)域則包含了一 套完整的掩膜版（16~30層掩膜）。CMP區(qū)所需要的曝光時(shí)間要比其他區(qū)域所需要的曝光時(shí)間少得多。此外,Cadouri還認(rèn)為不是所有區(qū)域的曝光時(shí)間都是完全相同的。“在有些情況下要使用Blading技術(shù),而Blading一個(gè)Reticle區(qū)域要比正常的區(qū)域花更長(zhǎng)的時(shí)間�！拔覀儗�(duì)分步重復(fù)曝光時(shí)間的模擬結(jié)果顯示,即使芯片數(shù)目完全一樣,不同的布局方法其步進(jìn)曝光所需要工藝時(shí)間也會(huì)有4~18%的差別。
在分步重復(fù)曝光機(jī)的曝光方面,他們對(duì)晶片邊緣處一些芯片的曝光時(shí)間進(jìn)行了重新評(píng)估,發(fā)現(xiàn)可以對(duì)提高部分生產(chǎn)效率起到一定的作用。例如,如果分步重復(fù)曝光機(jī)的曝光光場(chǎng)一次能曝光4個(gè)芯片的話,在晶片邊緣處進(jìn)行曝光時(shí),套準(zhǔn)過(guò)程可能會(huì)花費(fèi)更長(zhǎng)的時(shí)間,或許其中的一兩個(gè)芯片對(duì)成品率毫無(wú)貢獻(xiàn),因?yàn)橹挥胁糠諶eticle的圖形在晶片內(nèi)。
至于測(cè)試方面,通常都是用戶先做好晶片內(nèi)芯片的測(cè)量布局,然后生成相應(yīng)的測(cè)試布局圖。而WAMA軟件卻能把測(cè)試時(shí)的一些限制條件,在產(chǎn)生晶片測(cè)試布局圖時(shí)就事先考慮進(jìn)去。
或許這種布局策略最大的優(yōu)點(diǎn)是不需要改變?nèi)魏紊a(chǎn)工藝。它支持所有芯片制造商所使用的分步重復(fù)曝光機(jī)和掃描曝光機(jī),并能幫助工程師對(duì)設(shè)計(jì)、制造、封裝和測(cè)試各個(gè)環(huán)節(jié)的操作。
WAMA測(cè)試界面（WaferYield)
