流片Corner Wafer介紹

1.什么是Corner？

芯片制造是一個(gè)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(huì)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(gè)字母代表NMOS，第二個(gè)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(huì)影響，但是對于電路，NMOS和PMOS是同時(shí)工作的，會(huì)出現(xiàn)NMOS快的同時(shí)PMOS也快，或者慢，所以會(huì)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(shí)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

工程片流片的時(shí)候，F(xiàn)AB會(huì)pirun關(guān)鍵層次調(diào)整inline variation，有的還會(huì)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(huì)有偏差，而corner是對產(chǎn)線正常波動(dòng)的預(yù)估，F(xiàn)AB也會(huì)對量產(chǎn)芯片的corner驗(yàn)證有所要求。所以在設(shè)計(jì)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(gè)sigma，如FF2（或2FF）表示往快的方向偏2個(gè)Sigma，SS3（或3SS）表示往慢的方向偏3個(gè)Sigma。Sigma主要表征了Vt的波動(dòng)，波動(dòng)大sigma就大，這里3個(gè)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(dòng)不可能正正好好做到spec上。以55nm邏輯工藝工程片為例，擬定的corner split table如圖：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(shí)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(gè)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(gè)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(gè)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(jì)余量，考察良率是否有損失。大體上，超出這個(gè)corner約束性能范圍內(nèi)的芯片報(bào)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(jì)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(huì)很大。

文章來源：芯片開放社區(qū)