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歩留まり(イールド)とは

歩留まりとは、作ったもののうち良品として使えるものの割合です。 ウェーハ1枚から取れるチップの総数に対し、テストを通った良品の個数が占める比率で表します。

歩留まりが費用を支配するのは、ウェーハ1枚を流す費用が結果にあまり左右されないからです。同じ工程を同じ回数通す以上、そこから良品が何個取れても、かかった費用はほぼ同じです。良品の個数が半分になれば、1個あたりの費用はおよそ2倍になります。

チップの大きさも効きます。欠陥がウェーハ上に一定の密度で分布しているとすれば、面積の大きいチップほど、その中に欠陥を1つ以上含む確率が上がります。同じ欠陥密度でも、大きなチップを作る製品ほど歩留まりは低くなります。面積と欠陥密度の積が効くという関係です。

欠陥は性質で分かれます。粒子の付着のようにウェーハ上へ散らばるものをランダム欠陥、設計と工程の相性や特定の形のパターンに起因して繰り返し現れるものを系統的欠陥と呼びます。前者は清浄度と工程管理で減らし、後者は設計と工程の組み合わせを直して潰します。

チップ面積と歩留まり ─ 同じ欠陥密度でも変わる
小さいチップ欠陥を含むチップは4個だけ大きいチップ同じ4個の欠陥が、より広い面積を巻き込む欠陥の数は同じ
ウェーハ上の欠陥の数が同じでも、チップの面積が大きいほど、1個のチップが欠陥を含む確率が上がります。同じ欠陥密度でも、大きなチップを作る製品ほど歩留まりは低くなります。

歩留まりを上げる手順は、欠陥を見つけ、発生源の工程をたどり、その工程を直すことの繰り返しです。したがって、見つけるまでの時間がそのまま改善のサイクル時間になります。

KLAは公式製品ページで、eSL10が高分解能により重要なギャップ欠陥を特定し、プロセスの学習サイクル時間の短縮に寄与すると述べています。ASMLも公式製品ページでメトロロジーおよび検査システムの製品群を掲載しています。検査と計測への投資は、装置そのものより、改善サイクルを速く回すための投資として理解されます。

立ち上げ時と量産時では重心が変わります。立ち上げ時は系統的欠陥を潰して歩留まりを一気に上げる段階、量産時はランダム欠陥を低い水準に保ってばらつきを抑える段階になります。

見つける速さが、そのまま改善の速さ
改善は、このループを回すこと見つける発生源をたどる工程を直す歩留まりが上がる「見つける」が遅ければ、ループ全体が遅くなるだから検査と計測への投資は、装置ではなく回転数を上げるための投資として読まれる潰す相手は、時期で変わる歩留まり時間立ち上げ時系統的欠陥を潰す設計と工程の相性を直す一気に上がる量産時ランダム欠陥を低く保つ清浄度と工程管理ばらつきを抑える
歩留まりの改善は、見つけ、たどり、直すというループの繰り返しです。見つけるまでの時間がループの回転数を決めます。潰す相手は立ち上げ時と量産時で入れ替わります。
歩留まりとは何ですか?

作ったもののうち、良品として使えるものの割合です。ウェーハ1枚から取れるチップの総数に対し、テストを通った良品の個数が占める比率で表します。

なぜ歩留まりが重要なのですか?

費用がほぼ枚数で決まるためです。ウェーハ1枚を流す費用は、そこから何個の良品が取れるかにあまり関係しません。良品の個数が半分になれば、1個あたりの費用はおよそ2倍になります。

チップが大きいと歩留まりは下がりますか?

下がります。同じ密度で欠陥が分布していれば、面積が大きいチップほど欠陥を1つ以上含む確率が上がります。大きなチップを作る製品ほど、同じ欠陥密度でも歩留まりの影響を強く受けます。

ランダム欠陥と系統的欠陥の違いは何ですか?

分布の仕方が違います。ランダム欠陥は粒子の付着のようにウェーハ上へ散らばります。系統的欠陥は、設計と工程の相性やパターンの特定の形に起因して、同じ場所や同じ形のパターンで繰り返し現れます。対処の仕方も分かれます。

歩留まりはどうやって上げますか?

欠陥を見つけて発生源をたどり、その工程を直します。KLAの公式製品ページは、eSL10が高分解能により重要なギャップ欠陥を特定し、プロセスの学習サイクル時間を短縮できると述べています。見つける速さがそのまま改善の速さになります。

立ち上げ時と量産時で何が違いますか?

重心が違います。立ち上げ時は系統的欠陥を潰して歩留まりを一気に上げる段階です。量産時はランダム欠陥を低い水準に保ち、ばらつきを抑える段階になります。

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