芯片制造流片Corner介紹

1.Corner是芯片制造是一個物理過程，存在著工藝偏差（包括摻雜濃度、擴(kuò)散深度、刻蝕程度等），導(dǎo)致不同批次之間，同一批次不同晶圓之間，同一晶圓不同芯片之間情況都是不相同的。

在一片wafer上，不可能每點(diǎn)的載流子平均漂移速度都是一樣的，隨著電壓、溫度不同，它們的特性也會不同，把他們分類就有了PVT（Process，Voltage，Temperature），而Process又分為不同的corner： TT：Typical N Typical P FF：Fast N Fast P SS：Slow N Slow P FS：Fast N Slow P SF：Slow N Fast P 第一個字母代表NMOS，第二個字母代表PMOS，都是針對不同濃度的N型和P型摻雜來說的。NMOS和PMOS在工藝上是獨(dú)立做出來的，彼此之間不會影響，但是對于電路，NMOS和PMOS是同時工作的，會出現(xiàn)NMOS快的同時PMOS也快，或者慢，所以會出現(xiàn)FF、SS、FS、SF四種情況。通過Process注入的調(diào)整，模擬器件速度快慢，同時根據(jù)偏差大小設(shè)定不同等級的FF和SS。正常情況下大部分是TT，而以上5種corner在+/-3sigma可以覆蓋約99.73%的范圍，這種隨機(jī)性的發(fā)生符合正態(tài)分布。

2.Corner wafer的意義在工程片流片的時候，F(xiàn)AB會pirun關(guān)鍵層次調(diào)整inline variation，有的還會下backup wafer以保證出貨的wafer器件on target，即在TT corner附近。如果單純是為了做一些樣品出來，只進(jìn)行工程片流片，那可以不驗(yàn)證corner，但如果為了后續(xù)量產(chǎn)準(zhǔn)備，是必須要考慮corner的。由于工藝在制作過程中會有偏差，而corner是對產(chǎn)線正常波動的預(yù)估，F(xiàn)AB也會對量產(chǎn)芯片的corner驗(yàn)證有所要求。所以在設(shè)計階段就要滿足corner，在各種corner和極限溫度條件下對電路進(jìn)行仿真，使其在各種corner上都能正常工作，才能使最終生產(chǎn)出的芯片良率高。

3.Corner Split Table策略對于產(chǎn)品來講，一般corner做到spec上，正常情況下spec有6個sigma，如FF2（或2FF）表示往快的方向偏2個Sigma，SS3（或3SS）表示往慢的方向偏3個Sigma。Sigma主要表征了Vt的波動，波動大sigma就大，這里3個sigma就是在工藝器件的spec線上，可以允許超出一點(diǎn)點(diǎn)，因?yàn)榫€上波動不可能正正好好做到spec上。

如下是55nm Logic工藝片的例，擬定的corner split table：

①#1 & #2 兩片pilot wafer，一片盲封，一片測CP；

②#3 & #4 兩片hold在Contact，為后道改版預(yù)留工程wafer，可以節(jié)省ECO流片時間 ；

③#5～#12 八片hold在Poly，等pilot的結(jié)果看是否需要調(diào)整器件速度，并驗(yàn)證corner；

④除了留有足夠的芯片用于測試驗(yàn)證，Metal Fix，還應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目需求，預(yù)留盡可能多的wafer作為量產(chǎn)出貨。

4.確認(rèn)Corner結(jié)果

首先，大部分都應(yīng)該落于四個corner決定的window范圍內(nèi)，如果出現(xiàn)大的偏差，那可能是工藝shift。如果各個corner的良率都沒影響符合預(yù)期，那說明工藝窗口充分。如果有個別條件良率低，那就需要調(diào)整工藝窗口。Corner wafer的目的是驗(yàn)證設(shè)計余量，考察良率是否有損失。大體上，超出這個corner約束性能范圍內(nèi)的芯片報廢。

Corner驗(yàn)證對標(biāo)的是WAT測試結(jié)果，一般由FAB主導(dǎo)，但是corner wafer的費(fèi)用是由設(shè)計公司承擔(dān)的。一般成熟穩(wěn)定的工藝，同一片wafer上的芯片，同一批次的wafer甚至不同批次的wafer參數(shù)都是很接近的，偏差的范圍相對不會很大。工藝角（Process Corner）PVT（Precess Voltage Temperature）工藝誤差與雙極晶體管不同，在不同的晶片之間以及在不同的批次之間，MOSFETs參數(shù)變化很大。

為了在一定程度上減輕電路設(shè)計任務(wù)的困難，工藝工程師們要保證器件的性能在某個范圍內(nèi)，大體上，他們以報廢超出這個性能范圍的芯片的措施來嚴(yán)格控制預(yù)期的參數(shù)變化。

①M(fèi)OS管的快慢分別指閾值電壓的高低，快速對應(yīng)閾值低，慢速對應(yīng)閾值高。GBW=GM/CC
，其它條件相同情況下，vth越低，gm值越高，因此GBW越大，速度越快。（具體情況具體分析）

②電阻的快慢。fast對應(yīng)的是方塊電阻小，slow對應(yīng)的是方塊電阻大。

③電容的快慢。fast對應(yīng)的是電容最小，slow對應(yīng)的是容值最大。