芯片制造流片Corner介绍

1.Corner是芯片制造是一个物理过程，存在着工艺偏差（包括掺杂浓度、扩散深度、刻蚀程度等），导致不同批次之间，同一批次不同晶圆之间，同一晶圆不同芯片之间情况都是不相同的。

在一片wafer上，不可能每点的载流子平均漂移速度都是一样的，随着电压、温度不同，它们的特性也会不同，把他们分类就有了PVT（Process，Voltage，Temperature），而Process又分为不同的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 第一个字母代表NMOS，第二个字母代表PMOS，都是针对不同浓度的N型和P型掺杂来说的。NMOS和PMOS在工艺上是独立做出来的，彼此之间不会影响，但是对于电路，NMOS和PMOS是同时工作的，会出现NMOS快的同时PMOS也快，或者慢，所以会出现FF、SS、FS、SF四种情况。通过Process注入的调整，模拟器件速度快慢，同时根据偏差大小设定不同等级的FF和SS。正常情况下大部分是TT，而以上5种corner在+/-3sigma可以覆盖约99.73%的范围，这种随机性的发生符合正态分布。

2.Corner wafer的意义在工程片流片的时候，FAB会pirun关键层次调整inline variation，有的还会下backup wafer以保证出货的wafer器件on target，即在TT corner附近。如果单纯是为了做一些样品出来，只进行工程片流片，那可以不验证corner，但如果为了后续量产准备，是必须要考虑corner的。由于工艺在制作过程中会有偏差，而corner是对产线正常波动的预估，FAB也会对量产芯片的corner验证有所要求。所以在设计阶段就要满足corner，在各种corner和极限温度条件下对电路进行仿真，使其在各种corner上都能正常工作，才能使最终生产出的芯片良率高。

3.Corner Split Table策略对于产品来讲，一般corner做到spec上，正常情况下spec有6个sigma，如FF2（或2FF）表示往快的方向偏2个Sigma，SS3（或3SS）表示往慢的方向偏3个Sigma。Sigma主要表征了Vt的波动，波动大sigma就大，这里3个sigma就是在工艺器件的spec线上，可以允许超出一点点，因为线上波动不可能正正好好做到spec上。

如下是55nm Logic工艺片的例，拟定的corner split table：

①#1 & #2 两片pilot wafer，一片盲封，一片测CP；

②#3 & #4 两片hold在Contact，为后道改版预留工程wafer，可以节省ECO流片时间 ；

③#5～#12 八片hold在Poly，等pilot的结果看是否需要调整器件速度，并验证corner；

④除了留有足够的芯片用于测试验证，Metal Fix，还应根据项目需求，预留尽可能多的wafer作为量产出货。

4.确认Corner结果

首先，大部分都应该落于四个corner决定的window范围内，如果出现大的偏差，那可能是工艺shift。如果各个corner的良率都没影响符合预期，那说明工艺窗口充分。如果有个别条件良率低，那就需要调整工艺窗口。Corner wafer的目的是验证设计余量，考察良率是否有损失。大体上，超出这个corner约束性能范围内的芯片报废。

Corner验证对标的是WAT测试结果，一般由FAB主导，但是corner wafer的费用是由设计公司承担的。一般成熟稳定的工艺，同一片wafer上的芯片，同一批次的wafer甚至不同批次的wafer参数都是很接近的，偏差的范围相对不会很大。工艺角（Process Corner）PVT（Precess Voltage Temperature）工艺误差与双极晶体管不同，在不同的晶片之间以及在不同的批次之间，MOSFETs参数变化很大。

为了在一定程度上减轻电路设计任务的困难，工艺工程师们要保证器件的性能在某个范围内，大体上，他们以报废超出这个性能范围的芯片的措施来严格控制预期的参数变化。

①MOS管的快慢分别指阈值电压的高低，快速对应阈值低，慢速对应阈值高。GBW=GM/CC
，其它条件相同情况下，vth越低，gm值越高，因此GBW越大，速度越快。（具体情况具体分析）

②电阻的快慢。fast对应的是方块电阻小，slow对应的是方块电阻大。

③电容的快慢。fast对应的是电容最小，slow对应的是容值最大。