AEC-Q100文件,是芯片开展车规等级验证的重要标准和指导文件。
F组验证是DEFECT SCREENING TESTS缺陷筛查测试
本文将重点对F组的第2项SBA --- Statistical Bin/Yield Analysis 统计良率分析项目进行展开讨论。
AEC Q100 表2 F组内容
通过AEC Q100中表2信息,可以看出F组仅有两项内容,PAT和SBA,是Fab制造环节和电性能测试都需要进行的内容,通过后续的详细解读,我们会发现PAT和SBA实际上是一种测试统计方式,而不是一项具体的测试验证内容。
表格2中SBA给出的信息如下:
Statistical Bin/Yield Analysis编号为F2,参考文件为AEC Q002,是AEC系列文件的第二个附件。
附件需求:
供应商根据测试方法确定样品数量和接受标准。如果对给定的零件不能进行这些测试内容,供应商必须提供证明。如果供应商要对PAT和SBA方法进行更新并应用,比如要符合此项指导方针的原则。
让我们来看一下AEC Q002文件:
AEC - Q002 Rev B GUIDELINES FOR STATISTICAL YIELD ANALYSIS
1 适用范围
本指南旨在作为检测和去除异常批次材料的方法,从而确保满足AEC-Q100或AEC-Q101所提供的芯片的质量和可靠性。 本指南中描述的原则适用于封装或未封装的Die。
1.1 目的
本指南描述了一种方法,利用基于统计良率限定(SYL)和统计分Bin限定(SBL)计算的统计技术,识别显示异常低良率或异常高Bin故障率的晶圆片、晶圆片批次或封装组装批次。经验表明,表现出这些异常特征的晶圆和封装批次通常质量较差,并可能导致重大的系统可靠性和质量问题。
具体应用的方法可能与本指南中描述的不同,特别是在分布是非正态分布的情况下。其他推导出的方法可以用良好的统计理由加以使用。供应商应准备好证明这些统计方法所使用的统计方法的合理性。
注:为了获得最佳SYL和SBL结果,请使用AEC Q001中描述的基于部件平均测试极限(PAT)的测试极限。
1.2 相关文献
AEC-Q001 Guidelines for Part Average Testing
AEC-Q100 Stress Test Qualification for Integrated Circuits
AEC-Q101 Stress Test Qualification for Discrete Semiconductors
2 建立统计良率限值(SYL)和统计分bin限值(SBL)的方法
2.1 基本晶圆片/晶圆批次/组装批次级别限值的详细说明
从至少6个批次产品收集数据,描述良率(每块晶圆的好Die)和所有关键失效Bin的统计分布性质,按照供应商和用户/客户之间达成一致的分Bin方式(每个失效Bin原因的Die失效数量)。如果成品率和失效Bin分布显示合理地符合正态分布(如果适用于正态分布),则确定每个批次通过的器件百分比,和每个批次每个失败分bin的器件百分比的平均值和西格玛值(此处使用的批可以指每个晶圆、一个晶圆批次或一个封装批次)。
在产品生产的早期,当无法获得六个批次的数据时,可使用类似于现有产品和设计模拟的表征/矩阵批次的数据来设定初步限值。一旦获得当前的生产数据,应立即更新初始限值。在生产的前6个月,应使用当前的生产数据定期进行评审和更新。初始限值更新操作应根据实际的产品渐变率进行,如每2个扩散批次后或每30天进行一次。
所使用的当前数据应包括自上次更新或至少最近8批以来可用的数据。
不应使用旧数据。在生产的最初6个月之后,限值应每年至少更新两次,或根据供应商和用户/客户之间的协议进行更新。根据这些数据确定SYL和SBL(基于晶圆片、晶圆批次和组装批次)如下:
如果统计结果分布不符合正态分布,供应商可以使用替代方法。这可能包括通过数学操作转换数据,使其适用于正态分布,或将数据拟合到另一个合适的分布(威布尔分布、伽马分布、泊松分布等),并建立SYL/SBL极限,以获得与正态分布在3s或4s处相同的风险概率。任何其他方法都可以在有良好统计理由的情况下使用。供应商应准备好证明所使用的统计方法的合理性。
任何低于SYL1或超过SBL1的晶圆或批次都应标记以供工程评审。此外,低于SYL2或超过SBL2的批次可能被隔离。供应商应对隔离材料的处置进行风险评估。应采取遏制措施以减少对用户/客户的风险。低于最低良率阈值或可靠性风险高的材料应报废。对于重大偏差,供应商应确定根本原因、纠正措施和未来预防措施。对于将发货的任何超出限制的批次,应根据供应商和用户/客户之间的既定协议发出通知。
(此处进行简单的解读:
SYL1就是比正常批次低3个标准差百分比的数值,SBL1是比正常批次高3个标准差的百分比数值。所以根据上面描述可以看出:
如果良率低于SYL1或者分bin高于SBL1那么就需要质量介入对整个批次进行工艺过程的评估;
如果良率低于SYL2或者分bin高于SBL2,那么这批材料就需要被Block住,如果发货就需要进行召回,并且给出分析和改善方案。
所以SBA的内容,就是对批次产品的质量风险进行管控)
2.2 记录
供应商应保留所有低于SYL2或超过SBL2的晶圆片、晶圆批次和组装批次的记录。这些数据应包括产量问题的根本原因和为防止问题再次发生而采取的纠正措施。它还应包括对晶圆片、晶圆片批次或组装批次以及批准相关部件发货的客户进行的任何特殊测试或筛选。供应商应将其记录保留政策应用于这些结果。
3 客户通知
3.1 客户通知的流程
在通知用户/客户之前,供应商应确定失效机制,并根据其经验,确定所需的纠正措施,以防止该问题在未来产品中再次发生。供应商还应提供关于失效机制严重性及其对质量和可靠性影响的合理预期的数据。在这些数据中应包括一项额外测试和筛选计划,使用户/客户能够合理地确信,他收到的产品至少与正常产品相同。
3.2通过供应链通知客户的流程
如果供应商不知道用户/客户信息,在用户/客户通过分销购买零件的情况下,则供应商必须保留已发货给分销商的低于SYL2或超过SBL2的批次的处理记录。任何通过经销网络购买的用户/客户必须明白,从经销处购买的部件可能不符合AEC-Q002标准,除非供应商和用户/客户事先达成协议。
本文对AEC-Q100 F组的第2项内容SBA Statistical Bin/Yield Analysis进行了介绍和解读,希望对大家有所帮助。
此内容也是对AEC Q002文件进行介绍和解读。
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