Applicazione della metodologia SBL nel collaudo dei dispositivi a semiconduttore

L’argomento del progetto riguarda lo studio e l’applicazione della metodologia Statistical Bin Limit che viene applicata ai dati di produzione ottenuti al termine di una fase di collaudo alla quale sono sottoposti i dispositivi a semiconduttore. Durante la fase di test i chip che hanno presentato valori fuori specifica vengono catalogati in base alla causa che ne ha determinato il guasto attraverso una macroclassificazione che prevede 14 categorie denominate Bin.
L’obiettivo dello studio è quello di aumentare le rese di produzione attraverso il calcolo di una soglia critica corrispondente al numero massimo accettabile di chip difettosi per fetta per una determinata tipologia di guasto. Fissare un limite consentirebbe di scartare, nella fase iniziale della produzione, i wafer sui quali si ritiene che anche i chip che hanno superato il test possono avere in futuro problemi di affidabilità ed avere un ciclo di vita inferiore rispetto alla media.
Per raggiungere lo scopo è necessario utilizzare lo Statistical Bin Limit, ovvero una tecnica che analizza gli scarti di produzione attraverso l’applicazione di modelli statistici. Quelli che riescono ad adattarsi il più possibile ai dati reali sono la distribuzione di Poisson, utilizzata frequentemente per lo studio degli scarti di produzione nei control chart, e la distribuzione di Neyman ideale per descrivere campioni di dati che presentano fenomeni di clusterizzazione. Il limite verrà poi stabilito calcolando il valore corrispondente al 99.9 percentile delle due distribuzioni.
Il principale beneficio ottenuto attraverso il calcolo della soglia critica è costituito dal notevole risparmio di fette di silicio da scartare che si ottiene applicando il limite calcolato sulla distribuzione di Neyman. Questo infatti, a differenza di quello calcolato sulla distribuzione di Poisson, trovandosi in coda alla distribuzione dei dati reali riduce la regione di rifiuto del campione di dati.
La metodologia SBL viene elaborata in modo automatico mediante l’utilizzo del programma SAS che calcola i valori dei limiti sulle due diverse distribuzioni per ciascuna tipologia di guasto, fornendo come output una tabella riepilogativa dei valori dei limiti e delle percentuali di fette di silicio che andrebbero scartate applicando una determinata soglia critica.