Fab 入门系列 · 简化图解用于理解原理,具体制造路线与系统能力请结合文中官方资料。

先认识三个制造对象

Wafer 是承载制造过程的晶圆;Die 是晶圆上划分出的单个芯片区域;Lot 是在生产管理中使用的批次单位。同一片晶圆上通常有多个 Die,同一批次中的晶圆也可能在某些环节采用不同的采样或处理安排。

理解这些对象,有助于读懂后面的数据:一条记录属于哪片晶圆、哪个位置、哪次加工?分析需要把对象标识和事件关系保存下来。

先形成器件,再把器件连接起来

一片晶圆,在多个工步之间往返形成器件晶体管结构连接器件接触与互连测试与交付晶圆测试 / 封装沉积 · 涂胶与光刻 · 刻蚀 · 清洗 · 注入与热处理 · CMP加工、检测与量测,贯穿制造过程
逻辑芯片制造的高层示意。工步顺序与重复次数随器件、技术和产品而变化。

以逻辑芯片为例,可以先从三个阶段理解:在晶圆上形成晶体管等器件,建立接触和多层互连,再进行相应测试与后续交付。制造完成后,芯片还要经历适用的切割、封装和测试流程。

ASML 的制造入门资料用层层叠加的结构解释芯片制造;Advantest 的测试介绍说明晶圆生产结束时及封装后的电性测试。这里的阶段划分用于建立全景,不是完整工艺路线。

反复出现的基本操作

操作主要作用
沉积与生长形成后续需要的材料层或结构
涂胶、曝光与显影在光敏材料中定义图形
刻蚀按图形与材料选择性去除材料
注入与热处理调整相应材料的电性或结构状态
清洗与去胶去除颗粒、残留或已完成作用的胶层
CMP通过化学机械过程使表面满足平坦化等要求

Applied Materials 的产品分类按材料沉积、去除、改性和分析组织相关技术;Lam 的工艺介绍则解释沉积、刻蚀、去胶与清洗的作用。这些操作在不同结构上反复组合。

加工之间,还要观察和测量

制造过程中需要知道结构是否按预期形成。缺陷检测、复查和量测因此穿插在加工路线中。采样位置、扫描范围、成像条件和测量方法,都是解释结果的一部分。

一片晶圆的制造历史,会同时留下图像、数值、设备记录和参数条件。它们共同帮助工程师理解异常在哪个范围出现,以及下一轮应该核查什么。

把制造理解成一条持续演化的路径

制造全景同一片晶圆,经历不同操作,形成器件与连接,并持续接受检查。

接下来可以放大其中一次图形转移,具体看沉积、涂胶、光刻和刻蚀怎样协同。

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