半导体制程概论02

成本:
• 100% 良率: 150+1200+1000 = $2350/晶圓 • 50% 良率: 150+1200+500 = $1850/晶圓
• 0% 良率: 150+1200 = $1350/晶圓
銷售:
• 100%良率: 20050 = $10,000/晶圓 • 50%良率: 10050 = $5,000/晶圓
室 • 粒子數越少，造價越高
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無塵室等級
• 等級 10：每立方英尺內其直徑大於0.5微米 的微粒數目必須小於10顆
• 等級 1 ：每立方英尺內其直徑大於0.5微米 的微粒數目必須小於1顆
• 0%良率: 050 = $0.00/晶圓
獲利 空間:
• 100%良率: 10000 - 2350 = $7650/晶圓 • 50%良率: 5000 - 1850 = $3150/wafer
• 0%良率: 0 - 1350 = - $1350/晶圓
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整體的良率可以決定一間生產工廠是賺前 還是賠錢
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生產廠房為何賺(賠)錢
• 成本:
– 晶圓 (8”): ~$150/晶圓* – 處理: ~$1200 ($2/晶圓/步驟, 600步驟) – 封裝: ~$5/晶片
Chapter 2積體電路生產 的簡介
Hong Xiao, Ph. D. hxiao89@hotmail.com
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目標
• 定義極解釋良率的重要性 • 描述無塵室的基本佈局圖. • 解釋無塵室協議規範的重要性 • 列出在積體電路製程的四種基本操作方式 • 列出至少六種在積體電路生產廠房內的製程區
• 銷售:
– ~200 晶片/晶圓 – ~$50/晶片 ( 2000年的低階處理器)
*晶圓成本, 每片晶圓的晶片數,以及晶片價格的變動 ,此處的數字是隨機一般獲得 的資訊
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生產工廠如何賺 (賠 ) 錢
間名稱 • 解釋晶片封裝的目的 • 描述標準的打線接合製程與覆晶接合製程
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積體電路生產流程
材料 晶圓 光罩
積體電路生產廠房
金屬化
化學機械 研磨
介電質沉 積
加熱 製程
離子佈植與 光阻剝除
蝕刻與光 阻剝除
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晶圓良率
完好的晶圓數目 YW 使用的晶圓數目
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晶粒良率
完好的晶粒數目 YD 晶圓上的晶粒總數
無塵室
• 低粒子數的人造環境 • 最初的無塵室是為了醫院手術房而建的 • 粒子是良率的殺手 • 積體電路製造必須在無塵室中進行
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無塵室
• 最初的無塵室是為了醫院手術房而建的 • 1950年之後半導體工業採用本項技術 • 越小的圖形尺寸就需要純淨度更高的無塵
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Question
• 假如積體電路製造的每一道製程步驟的 晶粒良率都是99%，而且共有600道製程 步驟，試問整體的晶粒良率是多少?
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解答
• 相當於99% 自乘600 次 • 0.99600 = 0.0024 = 0.24% • 幾乎沒有良率可言!!
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晶圓產品的解說
晶粒
測試晶粒
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晶圓產品的解說
切割道 測試結構
晶粒
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封裝良率
完好的晶片數目 YC 晶片的總數
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整體的良率
YT = YWYDYC
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缺陷與良率
Y
(1
1 DA) n
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良率和晶粒尺寸
殺手缺陷
Y = 28/32 = 87.5%
Y = 2/6 = 33.3%
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微影製程
設計
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測試 封裝 最後測試
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生產廠房的成本
• 生產廠房的成本非常高，八吋晶圓的生 產廠房成本> $1B
• 無塵室 • 設備, 每一項工具經常 > $1M • 材料, 高純度, 超高程度 • 設施 • 人員, 訓練和薪酬
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生產量
• 可以生產的晶圓數量
– 生產工廠: 晶圓 / 月 (典型值 10,000) – 工具: 晶圓 / 小時 (典型值 60)
• 高良率, 高產量
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