晶圆map图什么意思

JMP软件中的晶圆图( Wafer Map)分析

2016-03-24 原文

关键词：芯片 良率分析 晶圆图 质量管理 JMP Minitab

半导体芯片的生产，简单来讲，是将电路通过各种复杂的物理化学方法制作到晶圆上，在生产的最后阶段会进行不同电性功能的测试以确保产品的功能性，而利用这些测试结果再结合晶圆的形状所产生的图形就是晶圆图(Wafer Map)。晶圆图是以芯片(Die)为单位的，将测试完成的结果用不同颜色、形状或代码标示在各个芯片的位置上。

半导体业内人士都知道：晶圆图是提供追溯产品发生异常原因的重要线索，通过晶圆图的空间分布情况及其模型分析，可以找出可能发生低良率的原因（例如有问题的机台或异常的制程步骤等）。所以，哪怕当前的良率较高，每个工厂也会记录每片晶圆经过测试后产生的晶圆图，以作为工作报告的必备内容或者事故诊断的重要依据。

虽然现在的不少半导体加工设备本身就提供了一些制作晶圆图的功能，但基本上都是些简单且固定的模式，工程师们稍微有些新想法、新要求就无法实现了。我们老板想省钱，前两年想请IT部门配合用Excel中的VBA开发一个具有定制化功能的晶圆图分析软件，但实施起来遇到很多困难，最后这个项目也就不了了之了。上个月参加了JMP中国区的技术专家到我们公司做的“数据可视化”培训，意外地发现用JMP可以轻松制作出适合我们实际需要的晶圆图。

据我所知，JMP在半导体领域相当普及，无论是搞研发、设计、生产、工艺、质量还是六西格玛的，都会用得到它(这个领域好像Minitab用得不多-题外话)。用JMP软件绘制晶圆图的方法有好几种，最方便的是用“图形生成器（Graph Builder）”，将数据拖入JMP图形生成器的制图区域即可得到，其中用颜色来表示不同的测试结果。

代表合格、用1~7分别代表七种不同缺陷的晶圆图。够直观的吧？只要有规律地修改JMP数据表中各行的“行标记”就行了。

实际工作中有时候需要制作上面两种Bin Wafer Map之外，有时候还需要制作Parametric Wafer Map。它与前者的主要区别是需要在图形上增加等高线图Contour Plot，这在JMP软件中也很方便。下面的这张Parametric Wafer Map也是用JMP的“图形生成器（Graph Builder）”完成的，从中可以直观地发现连续型测量值的变化规律，帮助工程师判断制程变异趋势。

度任意旋转，挺好玩的。

其实，最让我感兴趣的还有用JMP软件自带的编程语言JSL（JMP Scripting Language）把JMP的图形生成器、地图、数据过滤器、图形与数据源的链接、方差分析、相关性与回归等功能整合在一起，开发出一套既满足工程师个性化查询要求、又符合公司标准化自动分析标准的良率分析（Yield Analysis）系统。

这对于我来说，还需要一段时间。目前我还只能达到基于Wafer Map为分析的初级阶段。具体地说，我编写的脚本运行之后，还只能自动生成类似如下的界面，用来观察不同Lot之间、不同Wafer之间的质量波动情况。路漫漫其修远兮，我还要求索求索。

不过，因为这样类似于模版的东西可以进行自动分析和更新，已经节省了我们很多时间，可以有更多的时间搞一些其他更重要的事情(当然，数据分析也很重要)。老板还让我过段时间搞个内部培训(压力大啊)，确保部门里的同事都会看、会用。这让我信心大增的同时也总感觉一个人自学进步太慢。各位如果在半导体工艺优化、质量管理以及JMP软件的使用等方面有什么心得和经验，还希望能够交流交流，共同提高。

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半导体的发现实际上可以追溯到很久以前。

1833年，英国科学家电子学之父法拉第最先发现硫化银的电阻随着温度的变化情况不同于一般金属，一般情况下，金属的电阻随温度升高而增加，但巴拉迪发现硫化银材料的电阻是随着温度的上升而降低。这是半导体现象的首次发现。

不久，1839年法国的贝克莱尔发现半导体和电解质接触形成的结，在光照下会产生一个电压，这就是后来人们熟知的光生伏特效应，这是被发现的半导体的第二个特征。

1873年，英国的史密斯发现硒晶体材料在光照下电导增加的光电导效应，这是半导体又一个特有的性质。

半导体的这四个效应，(jianxia霍尔效应的余绩──四个伴生效应的发现)虽在1880年以前就先后被发现了，但半导体这个名词大概到1911年才被考尼白格和维斯首次使用。而总结出半导体的这四个特性一直到1947年12月才由贝尔实验室完成。

在1874年，德国的布劳恩观察到某些硫化物的电导与所加电场的方向有关，即它的导电有方向性，在它两端加一个正向电压，它是导通的；如果把电压极性反过来，它就不导电，这就是半导体的整流效应，也是半导体所特有的第三种特性。同年，舒斯特又发现了铜与氧化铜的整流效应。

扩展资料：

人物贡献:

1、英国科学家法拉第(MIChael Faraday，1791~1867)

在电磁学方面拥有许多贡献，但较不为人所知的，则是他在1833年发现的其中一种半导体材料。

硫化银，因为它的电阻随着温度上升而降低，当时只觉得这件事有些奇特，并没有激起太大的火花；

然而，今天我们已经知道，随着温度的提升，晶格震动越厉害，使得电阻增加，但对半导体而言，温度上升使自由载子的浓度增加，反而有助于导电，这也是半导体一个非常重要的物理性质。

2、德国的布劳恩(Ferdinand Braun，1850~1918)。

注意到硫化物的电导率与所加电压的方向有关，这就是半导体的整流作用。

但直到1906年，美国电机发明家匹卡(G. W. PICkard，1877~1956)，才发明了第一个固态电子元件：无线电波侦测器(cat’s whisker)，它使用金属与硅或硫化铅相接触所产生的整流功能，来侦测无线电波。

在整流理论方面，德国的萧特基(Walter Schottky，1886~1976)在1939年，于「德国物理学报」发表了一篇有关整流理论的重要论文，做了许多推论，他认为金属与半导体间有能障(potential barrier)的存在，其主要贡献就在于精确计算出这个能障的形状与宽度。

3、布洛赫(Felix BLOCh，1905~1983)

在这方面做出了重要的贡献，其定理是将电子波函数加上了周期性的项，首开能带理论的先河。

另一方面，德国人佩尔斯(Rudolf Peierls， 1907~ ) 于1929年，则指出一个几乎完全填满的能带，其电特性可以用一些带正电的电荷来解释，这就是电洞概念的滥觞；

他后来提出的微扰理论，解释了能隙(Energy gap)存在。

参考资料来源：百度百科-半导体

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