Fab廠新人需要了解的工藝術(shù)語

2025-08-14 10:05:58 34

第五類：工藝整合與控制 (Process Integration & Control)

這是PIE（工藝整合工程師）的核心工作范疇，關(guān)注的是如何將所有工藝步驟“粘合”在一起，并確保整個流程的健康度。

Process Window (工藝窗口)

解釋：指某一個工藝參數(shù)（如曝光能量、刻蝕時間）可以變化的范圍，在這個范圍內(nèi)，產(chǎn)出的結(jié)果（如CD、薄膜厚度）都能滿足規(guī)格（Spec）。
要點(diǎn)：窗口越寬，代表工藝越穩(wěn)定（Robust），抵抗各種生產(chǎn)波動的能力越強(qiáng)。我們做研發(fā)和優(yōu)化的一個核心目標(biāo)，就是想方設(shè)法“拓寬工藝窗口”。

Process Margin (工藝裕度)

解釋：與工藝窗口類似，但更強(qiáng)調(diào)當(dāng)前操作點(diǎn)距離規(guī)格邊界的“安全距離”。
要點(diǎn)：當(dāng)有人說“這個工藝的Margin很小”，意思就是它非常敏感，稍微有點(diǎn)波動就可能產(chǎn)生廢品，需要特別關(guān)注。

DOE (Design of Experiments / 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì))

解釋：一種科學(xué)的、高效的安排實(shí)驗(yàn)的方法，用于研究多個工藝參數(shù)對結(jié)果的影響。
要點(diǎn)：這是工程師解決復(fù)雜問題的“核武器”。當(dāng)遇到棘手的良率問題或需要開發(fā)新工藝時，我們不會盲目試錯，而是通過DOE來系統(tǒng)性地找到最優(yōu)參數(shù)組合。你會經(jīng)常聽到“我們來下一批DOE Wafer”。

TCAD (Technology Computer-Aided Design / 工藝與器件仿真)

解釋：在計(jì)算機(jī)上模擬整個芯片制造過程和器件的電學(xué)行為。
要點(diǎn)：這是“虛擬晶圓廠”，可以在不動用真實(shí)晶圓的情況下，預(yù)測工藝變化對器件性能的影響。能極大節(jié)約研發(fā)成本和時間，是先進(jìn)制程研發(fā)的必備工具。

Scribe Line (劃片槽)

解釋：芯片（Die）與芯片之間的分割區(qū)域。在制造時，我們會在這個區(qū)域放置專門用于測試的結(jié)構(gòu)。
要點(diǎn)：你看到的WAT數(shù)據(jù)，就是測試這些Scribe Line里的測試鍵（Test Key）得來的。它們是評估整片晶圓工藝均勻性和健康度的“哨兵”。

Dummy Pattern / Fill Pattern (虛擬圖形 / 填充圖形)

解釋：為了提高圖形密度均勻性而在電路的空白區(qū)域額外增加的、無實(shí)際功能的圖形。
要點(diǎn)：這對于CMP和Etch工藝至關(guān)重要。如果沒有Dummy，圖形稀疏區(qū)和密集區(qū)的研磨、刻蝕速率會不一致（稱為Loading Effect），導(dǎo)致平坦度和尺寸控制變差。

第六類：單元工藝進(jìn)階 (Advanced Module Terminology)

Lithography & Etch (光刻與刻蝕)

Overlay (套刻精度)：衡量前后兩層光刻圖形對準(zhǔn)的精確度。套刻不準(zhǔn)，晶體管就無法正確形成，好比蓋樓時二樓蓋到了一樓的外面。
selectivity (選擇比)：在刻蝕過程中，目標(biāo)材料的刻蝕速率與非目標(biāo)材料（如光刻膠或下層薄膜）刻蝕速率的比值。
要點(diǎn)：選擇比越高越好，意味著在刻穿目標(biāo)層的同時，能最大程度地保護(hù)下面的功能層和光刻膠“面具”。
Profile / Taper Angle (輪廓 / 斜角)：刻蝕后側(cè)壁的形貌。可以是垂直的（Anisotropic），也可以是傾斜的（Tapered），甚至是各向同性的（Isotropic）。
要點(diǎn)：不同的應(yīng)用需要不同的Profile。例如，接觸孔（Contact）需要垂直的側(cè)壁以保證*填充，而某些斜坡結(jié)構(gòu)則需要特定的角度。
OPC (Optical Proximity Correction / 光學(xué)鄰近效應(yīng)校正)：在光罩上對圖形進(jìn)行預(yù)先的微小扭曲和變形，以補(bǔ)償光刻過程中因光學(xué)衍射導(dǎo)致的圖形失真。
要點(diǎn)：沒有OPC，你設(shè)計(jì)的矩形在晶圓上可能會變成啞鈴形。這是保證圖形保真度的關(guān)鍵。

Thin Film & Thermal (薄膜與熱處理)

Step Coverage (臺階覆蓋率)：薄膜沉積在有高低不平結(jié)構(gòu)的表面時，其在臺階側(cè)壁的厚度與在平坦表面厚度的比值。
要點(diǎn)：差的Step Coverage會導(dǎo)致連接孔內(nèi)金屬斷裂或絕緣層空洞，是可靠性的殺手。ALD（原子層沉積）技術(shù)就是因其*的Step Coverage而備受青睞。
Stress (應(yīng)力)：薄膜內(nèi)部存在的張應(yīng)力（Tensile）或壓應(yīng)力（Compressive）。
要點(diǎn)：過大的應(yīng)力會導(dǎo)致晶圓彎曲（Bow/Warp），甚至薄膜開裂、剝落。但我們也會利用應(yīng)力來提升器件性能，這就是“應(yīng)變工程”（Strain Engineering）。
RTA (Rapid Thermal Anneal / 快速熱退火)：一種熱處理技術(shù)，能在幾十秒內(nèi)將晶圓快速升至高溫再快速降溫。
要點(diǎn)：相比傳統(tǒng)爐管（Furnace）幾小時的處理，RTA能實(shí)現(xiàn)相同的激活/修復(fù)效果，同時有效控制雜質(zhì)的過度擴(kuò)散，對于尺寸微縮至關(guān)重要。

第七類：良率、缺陷與分析 (Yield, Defect & Analysis)

Yield Excursion / Yield Crash (良率漂移 / 良率崩盤)

解釋：指產(chǎn)品良率突然或持續(xù)地偏離正常基線（Baseline）。
要點(diǎn)：這是Fab里最緊急的警報。一旦發(fā)生，會立即成立跨部門的“作戰(zhàn)小組”（Task Force）來解決問題。

D0 / Defect Density (缺陷密度)

解釋：單位面積內(nèi)的缺陷數(shù)量。D0是衡量工藝潔凈度的核心指標(biāo)。
要點(diǎn)：D0越高，良率越低。我們持續(xù)不斷地工作，就是為了把D0降到最低。

Kill Ratio (致命率)

解釋：某個特定類型的缺陷導(dǎo)致芯片最終失效的概率。
要點(diǎn)：并非所有缺陷都是致命的。一個大尺寸的顆粒落在有源區(qū)，Kill Ratio可能接近100%；而一個小缺陷落在非關(guān)鍵區(qū)域，可能就毫無影響。分析Kill Ratio有助于我們優(yōu)先處理最致命的缺陷問題。

Systematic vs. Random Defect (系統(tǒng)性 vs. 隨機(jī)性缺陷)

解釋：系統(tǒng)性缺陷是有規(guī)律的、重復(fù)出現(xiàn)的，通常與光罩、設(shè)備或特定工藝步驟的設(shè)計(jì)相關(guān)。隨機(jī)性缺陷是偶然的、無規(guī)律分布的，如環(huán)境中的顆粒。
要點(diǎn)：解決兩者的思路完全不同。系統(tǒng)性缺陷需要從根源上（如修改OPC、優(yōu)化Recipe）解決；隨機(jī)性缺陷則需要改善設(shè)備維護(hù)和工廠環(huán)境。

In-line Inspection (在線檢測)

解釋：在生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵步驟后，立刻用設(shè)備（如KLA的掃描儀）檢查晶圓表面，而不是等到所有工序完成后。
要點(diǎn)：這能讓我們在問題發(fā)生的早期就發(fā)現(xiàn)它，及時攔截有問題的晶圓，并快速定位問題工序，避免整批報廢。

第八類：設(shè)備與運(yùn)營 (Equipment & Operations)

MES (Manufacturing execution System / 制造執(zhí)行系統(tǒng))

解釋：Fab的“大腦”和“神經(jīng)中樞”。它追蹤每一個Lot的實(shí)時位置，控制設(shè)備執(zhí)行正確的Recipe，收集海量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。
要點(diǎn)：工程師通過MES系統(tǒng)下指令、查數(shù)據(jù)、Hold Lot。你每天的工作都離不開它。

PM (Preventive Maintenance / 預(yù)見性維護(hù))

解釋：設(shè)備工程師定期對設(shè)備進(jìn)行的清潔、保養(yǎng)和更換耗材的工作。
要點(diǎn)：就像汽車需要定期保養(yǎng)一樣。高質(zhì)量的PM是保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行、降低D0的基礎(chǔ)。PM后的設(shè)備狀態(tài)恢復(fù)，是我們工藝工程師需要密切監(jiān)控的。

Hold Lot (扣留批次)

解釋：由于發(fā)現(xiàn)異常（如SPC OOC、量測超標(biāo)、高Defect），通過MES系統(tǒng)將一個Lot暫停在當(dāng)前步驟，禁止其繼續(xù)流片。
要點(diǎn)：這是止損的關(guān)鍵動作。Hold住的Lot需要工程師進(jìn)行分析和判定（Disposition），決定是放行（Release）、報廢（Scrap）還是重工（Rework）。

OOC / OOS (Out of Control / Out of Spec)

解釋：OOC指SPC圖上的數(shù)據(jù)點(diǎn)超出了控制線（UCL/LCL），表明過程發(fā)生波動，但結(jié)果可能仍在規(guī)格內(nèi)。OOS指測量結(jié)果超出了工程規(guī)格（USL/LSL），意味著產(chǎn)品已經(jīng)不合格。
要點(diǎn)：OOC是預(yù)警，需要調(diào)查原因。OOS是事故，通常需要立即Hold Lot。

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