一盒晶圆为啥是25片?厂家表示:从工艺参数进行大量实验研究表明,当FOUP是25片时工作效率最高,所以半导体行业标准SEMI E1.9-用于运输和存储300毫米晶圆的盒的机械规范也这么规定。
现在一些12英寸FAB一个foup里只放24片产品片(比如三星)。24片一批的主要原因是asml光刻机的stage是两个,为了overlay更优,强制单数片在stage1上曝光,双数片在stage2上曝光。如果25片一批,前面lot第25片和后面lot第1片都是单数,会造成光刻机stage浪费交换一次的时间。
那为什么最后是25片呢?晶圆盒装载25片晶圆是由于以下几个主要原因:
优化生产效率和设备利用率。
确保重量和体积在可管理的范围内。
符合自动化处理和搬运的要求。
满足行业标准和历史惯例。
这种设计平衡了生产、处理、搬运和经济性等各方面的需求,使得12英寸晶圆制造过程既高效又可靠。以下详细解释
晶圆尺寸与承载能力
晶圆尺寸:12英寸晶圆的直径约为300毫米。
晶圆的厚度:大约为0.775毫米。
2. FOUP的设计标准
3. 工艺和效率考虑
标准化:12英寸晶圆制造工艺已广泛标准化,25片晶圆作为一个批次处理可以优化生产效率和设备利用率。
自动化处理:FOUP设计为25片晶圆容量,使得自动化设备可以高效地处理这些批次,从而提高生产效率。
装载和搬运便利性:25片晶圆的重量在一个合理范围内,便于机器人或工人搬运,同时不会超出机械设备的承载能力。
4. 经济性和可靠性
5. 历史原因和行业惯例
为什么晶圆是圆形的?
因为制作工艺决定了它是圆形的。提纯过后的高纯度多晶硅是在一个子晶(seed)上旋转生长出来的。多晶硅被融化后放入一个坩埚(Quartz Crucible)中,再将子晶放入坩埚中匀速转动并且向上提拉,则熔融的硅会沿着子晶向长成一个圆柱体的硅锭(ingot)。这种方法就是现在一直在用的CZ法(Czochralski),也叫单晶直拉法。如下图:
单晶直拉法工艺中的旋转提拉决定了硅锭的圆柱型,从而决定晶圆是圆形的。
晶圆是圆形的优势:
在半导体工艺中,晶圆将被切割成小片,每个小片都会成为一个芯片。如果晶圆是圆形的,那么切割出来的芯片也会具有相似的形状和尺寸,从而保证了芯片之间的一致性和可靠性。
在制造过程中,晶圆需要经历多个步骤,包括沉积、光刻、蚀刻等。这些步骤通常是基于旋转运动进行的,而圆形晶圆的旋转运动更加稳定和均匀,有利于保持制造过程的准确性和一致性。
圆形晶圆可以通过优化布局来最大限度地减少材料浪费,并提高生产效率。