研究背景

第一章 緒論

半導體產業在台灣紮根了數十餘年，如今已成為台灣高科技產業的主軸之一，並且在全 球半導體生產體系中扮演著不可或缺的角色。在半導體積體電路的製造過程中，由於固定成 本（機台、廠房等）及材料成本相當昂貴，業者無不希望產能利用能夠達到不良品極小化，

因此良率（Yield）的管理就顯得相當重要。

1.1 研究背景

半導體製程可分為前段製程與後段製程兩大階段，前者將矽原料經由數段製成晶圓；後 者則將晶圓切割成晶粒並製成晶片，其製程如圖 1-1 所示。（林瑞山 （2004）、魏連均 （2006））

半導體前段製程：

晶圓製造：此階段主要由至做空白晶圓廠進行製作。首先在純矽中摻入特定的物質（通 常為硼、磷或砷），再拉出長柱狀之晶棒。晶棒形成之後再經由切片、研磨、拋光等製程便成 為空白晶圓。

電路製造：此階段主要由晶圓代工廠進行，其主要工作是將 IC 設計廠設計的電路圖刻劃 在空白晶圓之上。每片晶粒上可能會有數層電路，透過一次氧化薄膜、光罩顯影、蝕刻、離 子植入、清洗等製程即可完成一層電路，如此重複數次將電路由下至上依序完成。

良率測試：在前段製程之中有兩個測試良率的機制晶圓允收測試及晶圓針測。首先完成 之晶圓會經過晶圓允收測試階段，在此階段之中是以整片晶圓為觀測對象，在一批晶圓產品 中做抽測，若是晶圓上之缺陷過多則整片晶圓丟棄；通過晶圓允收測試之晶圓則進入晶圓針 測階段，此階段針對晶圓上每個晶粒作電性測試，若經過測試後為不良晶粒則畫上記號（ink），

在後段製程中晶圓切割成晶粒後將被丟棄。

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半導體後段製程：

晶片製作：此階段首先將前段製程所完成之晶圓進行切割，並將切割後之晶粒以銀膠黏 貼於特定之導線架上，接著以細金線連接導線架與晶粒之接點再以樹脂進行封膠以保護晶粒，

最後則為晶片外觀的修飾。

良率測試：此階段之良率測試是以半導體晶片為測試對象，針對各晶片測試其全部功能是否有缺陷。

半導體製程良率：

在半導體整個製程當中主要有三個關於產品良率之測試，晶圓允收測試、晶圓針測以及 最終晶片檢驗。這三個良率測試的對象皆不相同，晶圓允收測試的檢驗對象是整片晶圓，此 階段良率（YL）定義為通過晶圓允收測試之晶圓數占全部投入測試之晶圓數的比例；晶圓針 測的檢驗對象是晶圓上之所有晶粒，此階段良率（YD）定義為晶圓上良好晶粒數占晶圓上所 有有效晶粒數之比例；最終晶片檢驗則是以晶片完成品為檢驗對象，此階段良率（YF）定義 為通過晶片檢驗之晶片數占所有投入檢驗之晶片數的比例。整個半導體製程之良率（Yall）則 為此三階段良率的乘積。（魏連均（2006））

（1-1） = × ×

而本研究之探討對象則是晶圓針測此階段所得到的良率，希望能準確地掌握此階段晶粒 之良率，以有效評估半導體廠之生產能力，故本研究中所提之良率（Y）皆為晶圓針測所得之 良率（YD）。

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Final test Yield Die Yield

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