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刚进入Fab的新人需要知道的行话

08/13 10:33
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第一类:通用与生产控制 (General & Production Control)

这是你在Fab里每天都会听到、用到,无论在哪个部门都必须懂的基础词汇。

Fab (晶圆厂)

解释:Fabrication Plant的简称,就是我们整个制造工厂。

要点:不同的Fab有不同的代号(如Fab A, Fab B)和技术节点。

Cleanroom (无尘室)

解释:我们进行芯片制造的核心区域。空气经过高效过滤,对尘埃粒子(Particle)有极其严格的控制。

要点:为什么要穿无尘服(Bunny Suit)?因为人体是最大的污染源。空气中一个微小的尘埃落在晶圆的关键区域,就可能导致整个芯片报废。无尘室有等级之分,如Class 1、Class 10,数字越小代表越洁净。

Lot (批次)

解释:生产的基本单位,通常是一盒(A Cassette / FOUP)晶圆,标准数量是25片。所有生产指令、数据追踪都以Lot为单位。

要点:你会整天听到“这个Lot跑到哪了?”、“查一下那个Lot的数据”。Lot ID是它的身份证号。

Wafer (晶圆)

解释:制造芯片的基底,通常是高纯度的硅片。我们所有的工艺步骤都是在这片圆形的“画布”上进行的。

要点:主流尺寸是8英寸(200mm)和12英寸(300mm)。尺寸越大,单片晶圆上能制造的芯片(Die)就越多,成本效益越高。

Yield (良率)

解释全公司最关心的指标,没有之一。?指的是一片晶圆上,通过所有测试的、合格的芯片(Good Die)数量占总芯片数量的百分比。

要点:良率直接决定了公司的盈利。我们所有工程师的工作,无论是工艺开发、设备维护还是流程优化,最终目标都是为了提升和稳定良率。

SPC (Statistical Process Control / 统计过程控制)

解释:一套监控生产过程稳定性的工具,最常见的就是控制图(Control Chart)。

要点:当你看到某个参数的SPC图表“飘红”或“报警”,意味着这个工艺步骤可能失控(OOC, Out of Control),需要立即处理,否则会影响整个Lot的良率。这是我们工程师的“仪表盘”。


第二类:核心工艺流程 (Core Process Flow)

这些术语描述了芯片制造的宏观蓝图。

FEOL (Front-End-Of-Line / 前段工艺)

解释:指在晶圆上制造出基本元器件(主要是晶体管)的过程。从裸硅片开始,到第一个金属层(M1)之前的所有工序。

要点:这是芯片的“地基和主体结构”,决定了芯片最核心的电学性能。包括隔离、栅极、源漏极等结构。

BEOL (Back-End-Of-Line / 后段工艺)

解释:在FEOL完成的晶体管之上,制造多层金属连线(Interconnects)的过程。

要点:好比为一座建好的大楼铺设复杂的电线、水管、网络系统。这些连线负责将亿万个晶体管连接起来,形成完整的电路

Process Flow / Route (工艺流程)

解释:制造一个特定产品的完整“菜谱”,包含了从头到尾几百上千个详细的工艺步骤。

要点:每个产品都有自己专属的Process Flow。工程师的任何改动都必须经过严格的验证,因为“牵一发而动全身”。

Recipe (程序 / 配方)

解释:针对某个特定工艺步骤,在某台设备上执行的具体参数设置。例如,一次刻蚀的Recipe会规定气体流量、功率、压力、时间等。

要点:Recipe是工艺流程的基本执行单元,其稳定性和准确性至关重要。


第三类:关键工艺模块 (Key Process Modules)

这是每个单元工艺工程师的专业领域,但作为新人,你需要了解每个模块是干什么的。

Lithography (光刻)

Photoresist / PR (光刻胶):一种对特定光(如DUV、EUV)敏感的化学物质,涂在晶圆表面。

Mask / Reticle (光罩 / 掩膜版):一块刻有电路图形的石英板,是光刻的“底片”。

CD (Critical Dimension / 关键尺寸):电路中最细的线条宽度,是衡量工艺先进程度的关键指标。我们经常会用SEM去量CD。

核心任务:将电路设计图“印刷”到晶圆上。

关键术语

Etch (刻蚀)

Dry Etch (干法刻蚀):使用等离子体(Plasma)进行刻蚀,方向性好,能刻出垂直的陡峭侧壁。

Wet Etch (湿法刻蚀):使用化学液体进行腐蚀,成本低,但通常是各向同性的(会侧向腐蚀)。

核心任务:根据光刻留下的图形,精确地“雕刻”掉不需要的材料层。

关键术语

Thin Film (薄膜沉积)

CVD (Chemical Vapor Deposition):通过化学反应在晶圆表面生成薄膜。

PVD (Physical Vapor Deposition):通过物理方法(如溅射)将靶材原子“打”到晶圆上,常用于沉积金属。

核心任务:在晶圆上生长或沉积出各种材料层,如绝缘层(Oxide, Nitride)或导电层(Metal)。

关键术语

Implant / Diffusion (离子注入 / 扩散)

Dose (剂量):注入离子的总数量。

Energy (能量):决定离子注入的深度。

Anneal (退火):一个高温热处理步骤,用于激活注入的杂质并修复晶格损伤。

核心任务:将特定杂质原子(如硼、磷)掺入硅晶格中,改变其导电属性,形成N型或P型半导体。这是制造晶体管PN结的关键。

关键术语

CMP (Chemical Mechanical Planarization / 化学机械抛光)

核心任务:像砂纸一样,将晶圆表面打磨得极其平坦。

要点:为什么需要平坦?因为BEOL要堆叠很多层,如果下一层不平,上面的光刻就无法精确对焦,整个芯片就废了。CMP是实现多层金属互连的关键技术。


第四类:量测与分析 (Metrology & Analysis)

这些术语关于我们如何检查工作做得好不好。

Metrology (量测)

解释:泛指所有在生产过程中的测量行为,比如测量薄膜厚度、CD尺寸等。

SEM (Scanning Electron Microscope / 扫描电子显微镜)

解释:我们工程师的“眼睛”。用来拍摄晶圆上微观结构的高分辨率照片,用于检查图形、尺寸和形貌是否符合要求。

Defect (缺陷)

解释:任何不应该出现在晶圆上的东西,如Particle(颗粒)、Scratch(划伤)、Pattern issue(图形问题)等。

要点:专门的扫描设备会在每个关键步骤后检查Defect,并生成Defect Map。分析这些缺陷是提升良率的重要工作。

WAT (Wafer Acceptance Test / 晶圆允收测试)

解释:晶圆完成所有制造流程后的“期末考试”。通过探针台测试划片槽(Scribe Line)中的测试晶体管,获取Vth、Id_sat等关键电学参数。

要点:WAT数据直接反映了我们整个工艺流程的最终成果。WAT飘了(参数超出规格),就是我们PIE工程师最头疼的时刻,需要立刻启动调查。

FA (Failure Analysis / 失效分析)

解释:当芯片失效或WAT参数异常时,进行的“尸检”工作。通过各种精密的物理和化学手段,层层剥茧,找到问题的根本原因(Root Cause)。


给新人的建议:

多看多问:在Cleanroom里,看到设备和晶圆时,主动把这些术语和实物对应起来。大胆地向身边的资深工程师或技术员请教。

关联思考:不要孤立地记单词。试着理解“光刻”定义了图形,“刻蚀”实现了图形,“CMP”是为了下一步更好的“光刻”。建立这种工艺链条的思维模式。

从数据开始:尽快学会看SPC图和基本的WAT数据。数据是Fab里的通用语言,也是你未来工作的基石。

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