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IC
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廠房支出
•廠房價值很高,8吋廠值美金十億以上•潔淨室•儀器設備,通常 每件超過美金一百萬•物質,高純度,超高純度•設備•人員,訓練及給付
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晶圓良率
total
goodW Wafers
WafersY
晶粒良率
封裝良率
total
goodD Dies
DiesY
total
goodC Chips
ChipsY
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整體產率
YT = YWYDYC
整體良率決定一個廠房是否能得到利益或虧損
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5
生產廠房如何賺錢
•支出–晶圓 (8”): ~$150/晶圓*
–製程: ~$1200 ($2/晶圓/步驟,600個步驟)–封裝: ~$5/晶片
•銷售–~200 晶片/晶圓–~$50/晶片 (低階的微處理器,2000年)
*Cost of wafer, chips per wafer, and price of chip varies, numbers here are choosingrandomly based on general information.
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生產廠房如何賺錢(虧錢)•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
•100%良率: 20050 = $10,000/晶圓•50%良率: 10050 = $5,000/晶圓•0%良率: 050 = $0.00/晶圓
•100% 良率: 10000 2350 = $7650/晶圓•50%良率: 5000 1850 = $3150/晶圓•0%良率: 0 1350 = $1350/晶圓
支出
銷售
邊際效益
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7
問題
•如果每一程序的良率皆為99%,試問經600個製程程序之整體良率為何?
•0.99600 = 0.24%答案:
•0.999600= 54.8%•0.9999600=94.2%
為了使一程序在經濟考量上為可實行的,試問每一步驟之良率需多高?
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粒子污染
Y = 28/32 = 87.5% Y = 2/6 = 33.3%
殺手缺陷
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光罩上的粒子污染效應
在光罩上的顆粒
正光阻上的殘留物
負光阻上的孔洞
薄膜 薄膜
基片 基片
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粒子污染效應
局部佈植的接面
微粒
離子束
光阻
屏蔽氧化層
光阻中的摻雜物
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無塵室等級
0.1
1
10
100
1000
10000
100000
Class 100,000Class 10,000Class 1,000Class 100Class 10
Class 1
粒子
總數
/立方
英尺
0.1 1.0 10以微米為單位的粒子尺寸
Class M-1
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依聯邦標準209E定義所製定之空氣含微粒子的潔淨等級表
等級粒子總數/立方英尺
0.1 m 0.2 m 0.3 m 0.5 m 5 m
M-1 9.8 2.12 0.865 0.28
1 35 7.5 3 1
10 350 75 30 10
100 750 300 100
1000 1000 7
10000 10000 70
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無塵室基本結構
製程區
設備區1000級
設備區1000級
孔狀框型高架地板回風
HEPA 過濾網
風扇
幫浦、電力供應系統
製程工具 製程工具
補充空氣 補充空氣
1級
等級在Class 100 以上(10,1…)為線性流;以下為混紊流turbulent flow
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水平式爐管
中心帶區
平坦帶區
距離
溫度
加熱線圈
石英管
氣流
晶圓
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垂直式爐管製程反應室
晶圓
塔狀承座
加熱器
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具備介電質化學氣相沈積及回蝕刻反應室的群集工具示意圖
轉換室
裝載站
PECVD反應室
O3-TOES反應室
卸載站
機械手臂
Ar離子濺射室
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物理氣相沈積反應室的群集工具示意圖
轉換室
裝載室
Ti/TiN反應室
AlCu反應室
卸載室
機械手臂
AlCu反應室
Ti/TiN反應室
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乾進、乾出多研磨頭 CMP系統
晶圓裝載及等待位置
CMP後段清潔位置
清洗位置
乾燥及晶圓卸載位置
多磨頭研磨機
研磨襯墊
清潔機台
研磨頭
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測試結果
失效晶粒
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接合墊片
Pins
ChipBondingPad
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塑膠封裝(如記憶體)
接合線 IC 晶片
角架
Pins晶片接合金屬化
頂部凹槽
底部凹槽
封膠空腔
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陶瓷封裝 (如CPU)
陶瓷護蓋層
接合線 IC 晶片
引線架, 第一層
引線端
護蓋層密封金屬化
晶片接合金屬化
第二層第二層
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能帶
原子間之距離
電子
位能
電子
位能
2s(2e)
2p(6e)
2s(4e)
2p(4e)
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24
能帶
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25
能帶
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原子的軌域及能帶結構
價帶邊緣, Ev
能隙, Eg
價電子殼層
原子核 傳導帶邊緣, Ec
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能隙及電阻率
Eg = 1.1 eV Eg = 8 eV
鋁2.7cm
鈉4.7cm
矽~ 1010
cm二氧化矽
> 1020 cm
導體 半導體 絕緣體