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
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。