文章來源:Tom聊芯片智造
原文作者:芯片智造
本文介紹了做芯片的“望聞問切”的操作是什么。
有朋友看到這個(gè)題目很疑惑,“望聞問切”不是醫(yī)學(xué)術(shù)語嗎?和芯片工藝有什么聯(lián)系嗎??jī)蓚€(gè)風(fēng)馬牛不相及的行業(yè)能有什么共通之處?當(dāng)然這不是牽強(qiáng)附會(huì),是我從事多年工作的深切體會(huì),當(dāng)然不僅僅用在芯片行業(yè)中,很多行業(yè)都可以借鑒其先進(jìn)的辯證思想。
什么是“望聞問切”?
“望聞問切”是中醫(yī)一貫的診病方法。病人從外面來,醫(yī)生先看其氣色(望),后聽其聲音(聞),再仔細(xì)詢問病人病情,感受,緣由(問),最后切脈,確定病灶所在,然后才敢施藥診治。
但是解決芯片工藝問題中的這四個(gè)步驟,要稍微顛倒一下順序,即“聞、望、問、切”。為什么?因?yàn)樵\病時(shí),病人從外來,首先是看到,繼而聽病人的呻吟之聲,才會(huì)問,再切脈;而芯片工藝出問題時(shí),首先是spc/mes報(bào)警或員工報(bào)告(聞),之后工程師拿到晶圓,用顯微鏡觀察芯片外觀(望),再詢問員工相關(guān)操作細(xì)節(jié)(問),最后動(dòng)用FIB,EDS,Xrf,TEM,Xray等量測(cè)儀器對(duì)其內(nèi)部進(jìn)行分析(切),確定根因所在。
為什么芯片工藝要借鑒“望聞問切”?
芯片產(chǎn)品出現(xiàn)異常,能看到的異常往往只是芯片內(nèi)部異常的外在表現(xiàn)。如果僅著眼于看到的情況,而不向芯片的內(nèi)在或向上工序溯源,那就相當(dāng)于腳痛醫(yī)腳,頭痛醫(yī)頭,治標(biāo)不治本。芯片是一層層做上去的,往往在上上上上個(gè)工藝出現(xiàn)的問題,并不能馬上呈現(xiàn)出來,因此在前工序一直被判定正常。但是到了本工序,之前的遺留問題集體爆發(fā),就呈現(xiàn)出各種各樣的異常,如果僅僅從本工序中找原因,找不到任何原因,根因找不到,就像刻蝕的問題卻做了光刻改善的措施,問題也就根本無法得到徹底解決。
“望聞問切”是一個(gè)逐步縮小范圍,確定根因的手段。只有精確定位到根因,針對(duì)性地做出改進(jìn)措施,才能一勞永逸。確定根因,定位到病灶,很重要也很必要。
芯片工藝問題的“聞”
類比到芯片工藝,當(dāng)工程師得到芯片異常的訊息,立馬能判斷芯片的根因在哪個(gè)工序,出在哪個(gè)參數(shù)上。這種算是極高明的工程師,只聽異常匯報(bào),就知道該從哪里改善,只有對(duì)整個(gè)芯片制程熟悉的不能再熟悉,經(jīng)驗(yàn)豐富到不能再豐富的人才做得到,我沒有見過,這種人只存在于神話中。
芯片工藝問題的“望”
類比到芯片制程,工程師知道芯片異常后,第一時(shí)間拿到晶圓,在顯微鏡/電子顯微鏡下進(jìn)行觀察,如果通過觀察芯片表面,就能知道芯片根因在哪里,并給出相應(yīng)的改善措施的工程師也是極高明的工程師。在芯片前工序那么多,工藝參數(shù)紛繁復(fù)雜的情況下,能知道問題出在哪,可謂神工。第一次接觸新問題,就能給出準(zhǔn)確判斷的神工,我也沒有見過。
芯片工藝問題的“問”
類比到芯片制程,工程師看到異常后,心中就有一個(gè)大概的判斷,再詢問操作者操作前后的狀況,有無人為失誤,具體操作細(xì)節(jié),有些人為因素,機(jī)臺(tái)因素,來料問題在這個(gè)階段基本能排出,如果在此時(shí)已找到根因,就不用再繼續(xù)進(jìn)行下一步分析,當(dāng)事人的描述十分重要,因?yàn)檫@是工藝過程中的第一手資料。但是很多情況下,很多員工為了撇清自己的責(zé)任,會(huì)弱化相關(guān)描述,這個(gè)工程師對(duì)于員工的描述不可盡信,半信半疑即可。
芯片工藝問題的“切”
類比到芯片制程,前幾步已經(jīng)做了,無關(guān)因素也被排出差不多了,這個(gè)時(shí)候還拿不定主意,那么就要用FIB cut,EDS測(cè)其元素,Xrf測(cè)其含量厚度,TEM看其內(nèi)部,等等。其中,F(xiàn)iB cut是一種十分有效,普遍的分析芯片問題方法,從側(cè)面切開,芯片內(nèi)部有什么問題,在高倍的顯微鏡下看的一目了然。這幾部做下來,芯片制程問題基本能確定根因了。
芯片制程的“望聞問切”有哪些難度?
醫(yī)學(xué)中的望聞問切有明確的定義,什么對(duì)應(yīng)什么,古代的醫(yī)書記載的很清楚,是固定不變的,只要在望聞問切中有符合醫(yī)書的條款,即可找出對(duì)應(yīng)的原因。但是芯片出現(xiàn)也就幾十年,沒有現(xiàn)成的定義,準(zhǔn)則告訴你出現(xiàn)某種現(xiàn)象,一定是因?yàn)槭裁丛颉P酒N類繁多,沒有人會(huì)去總結(jié)這些經(jīng)驗(yàn),就算總結(jié)了,也只會(huì)在內(nèi)部交流,一般人也看不到。因此只能靠自己去思考,去總結(jié),去猜測(cè),去做DOE踐行。
最后總結(jié)一下,要想確定芯片問題根因,一定要運(yùn)用排除法,思路是整體的而不是分散的,是全面的而不是部分的,是變化的而不是靜止的,是辨證的而不是普遍的。本文只借鑒“望聞問切”的辨證思想,不對(duì)其他方面進(jìn)行爭(zhēng)論,只希望優(yōu)秀的方法能為芯片所用,為我所用。
審核編輯:湯梓紅
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原文標(biāo)題:做芯片需要借鑒“望聞問切”
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