累积晶圆生产良品率

在晶圆完成所有的生产工艺后，第一个主要良品率被计算出来了。对此良品率有多种不同的叫法，如Fab良率(Fab Yield)、生产线良率、累积晶圆厂良率或CUM良率。

晶圆厂CUM良率用一个百分比来表示，可通过两种不同的计算方法得到。一种是用完成生产的晶圆总数除以总投入片数。这种简单的计算方法在实际上很少被使用。因为大部分的晶圆生产线同时生产多种不同类型的电路。不同类型的电路有不同的特征工艺尺寸和密度参数。一条晶圆生产线经常是生产一系列不同的产品，每一种产品都有其各自不同数量的工艺步骤和难度水平。在这种情况下，将会针对每一类产品计算一个合成良率。

一条晶圆生产线上会存在有大量制程中的晶圆，这些晶圆的生产周期从4~6周不等。一类或更多类产品在制程中的某些地方受阻滞留，这种情况并非罕见。完成制程的晶圆很少与投入的警员直接对应。因此只是简单地使用投入与产出的晶圆数很难反映每一种类型电路的真实良率。

要得到CUM良率，需要首先计算各制程站良率(station yield),即以离开单一制程站的晶圆数进入此制程的晶圆数：

制程站良率=离开制程站晶圆数/进入制程站晶圆数

将各制程站良率依次相乘就可以得到整体的晶圆生产CUM良率：

晶圆生产CUM良率=良率(station-1)*良率(station-2)*...*良率(station-N)

图6.2列出了一个11步的晶圆工艺制程，与我们第5章中使用的方法一样。
No. 工艺步骤 晶圆进 良率 晶圆出 累积良率
1 场氧化物 1000 99.5 995 99.5
2 S/D光刻 995 99.0 985 98.5
3 S/D掺杂 985 99.3 978 97.8
4 栅极区光刻 978 99.0 968 96.8
5 栅极氧化 968 99.5 964 96.4
6 接触孔光刻 964 94.0 906 90.6
7 金属层沉积 906 99.2 899 89.9
8 金属层光刻 899 97.5 876 87.6
9 合金属层 876 100 976 87.6
10 钝化层沉积 876 99.5 872 87.2
11 钝化层光刻 872 98.5 859 85.9
*所列良率数值为特定工艺的典型数值
图6.2 累积(晶圆生产)良率计算


典型的晶圆生产CUM良率在50%到95%之间,取决于一系列的因素,我们接下来对此会做详细讨论.计算机出来的CUM良率被用于计划生产,或被工程部门和管理者作为工艺有效性的一个指标.