那天 CPK 報告出來，全場沉默了三秒
還記得好幾年前，我們新製程在試產，一切都跑得很順，大家都覺得這次穩了。結果良率報告一出來，WIP 整整少了一半，產線氣氛瞬間凝結。老闆臉色鐵青地問：「這批晶圓，有的 Die 好好的，有的Die卻爛到爆，問題到底出在哪？是機台還是製程？」那時候我還菜，只知道良率很重要，但要怎麼從一堆數據中找出問題，真的霧煞煞。今天，哥就來跟你聊聊良率工程，從晶粒良率（Die Yield）到晶圓良率（Wafer Yield），說穿了就是怎麼把那些「壞掉的」找出來。
問題出在哪？良率到底在看什麼？
說實話，良率工程最核心的就是要搞清楚，為什麼有些晶粒（Die）是好的，有些是壞的。你把一整片晶圓想像成一大片鳳梨田，上面種滿了鳳梨（Die）。晶圓良率，就是這整片田裡，有多少鳳梨是長得好好的，可以拿去賣的。但如果鳳梨田裡有爛掉的鳳梨，我們就要去分析，是水太多爛根？還是蟲害？還是品種不好？
晶粒良率（Die Yield）就是單看每一顆鳳梨的品質。它在看的是，這顆鳳梨有沒有達到我們預設的標準。比方說，我們設計的電路，如果量測出來的電阻值，原本應該是 100 歐姆，結果量到 150 歐姆，那這顆 Die 就可能被判斷為不良品。然後我們會累積這些不良Die，去計算這片晶圓有多少比例是OK的。
所以重點是，我們不只看最終良率數字，更要深入去分析，到底是什麼原因造成晶粒不良。
實際上怎麼做？
我們通常會從幾張圖開始看。
- Bin Map (缺陷分佈圖)：這張圖會把晶圓上所有不良的 Die 標示出來。如果看到不良點都集中在晶圓邊緣，那可能跟邊緣製程有關係，像蝕刻不均勻。如果看到不良點呈現隨機分佈，那很可能就是灰塵或顆粒汙染。
- Pareto Chart (柏拉圖)：這張圖會把所有不良的項目（比如短路、開路、漏電等）依據發生的頻率由高到低排列。這會告訴你，哪一種不良模式是導致良率下降的「大宗」。比方說，如果 80% 的不良都是因為「短路」，那我們就優先去解決短路問題。
- Process Capability Index (Cpk)：這個指標雖然不是直接看良率，但它超重要。Cpk 值如果太低，像你看到 Cpk 只有 1.08，那就表示你的製程能力不夠穩，很容易產品就會落在規格外面。當 Cpk 太低，即使良率暫時還行，也代表你的製程離失效很近了。
所以說穿了，就是要利用這些工具，從「哪裡壞掉」和「為什麼壞掉」兩個角度去追。
最常見的坑
我遇過最大的坑就是，良率數字不好看，結果大家只會怪前一站的製程參數沒調好。有一次，晶圓良率一直上不去，好幾片都只有 60% 左右。大家罵成一團，都說是 CVD 機台的膜厚不均造成。結果我跟幾個同事仔細去看了 Bin Map，發現缺陷呈現很明顯的「環狀分佈」，而且都集中在晶圓的「內環」區域。
我們去調閱了那批晶圓的歷史資料，才發現問題不是出在 CVD，而是前面 Cleaning 的時候，洗淨液的噴嘴堵塞，導致晶圓中心區域的清洗效果不好，殘留了汙染物。這些汙染物在後續製程被放大，才造成了環狀缺陷。那次之後，我們就學到，看到良率不好，先不要急著定罪，把手上的數據圖表跑過一遍，搞不好真相會讓你跌破眼鏡。
今天能做的一件事
把手邊的良率報告拿出來，先從 Bin Map 看起。