晶圓廠七個製程區各在做什麼？

晶圓廠的前段製程常分成七個區：黃光把電路圖案印上去、蝕刻照著圖案刻出來、薄膜長一層新的材料、CMP 把表面磨平、爐管用高溫長氧化層或修補晶格、離子植入把原子打進矽裡、清洗在每一步之間把表面洗乾淨。同一種工作的機台放在一起，就是一個區；一片晶圓要在這些區之間來回走上百道步驟，才會變成一層一層疊起來的晶片。

為什麼要分成好幾區？

因為晶片不是一次做好的，而是一層一層疊上去。疊一層的基本節奏差不多是：長一層材料（薄膜或爐管）→ 印上這一層的圖案（黃光）→ 照圖案刻掉不要的部分（蝕刻），需要的話打進原子（離子植入）→ 洗乾淨（清洗）→ 磨平（CMP）→ 再疊下一層。幾十層疊下來，每一區都會被經過很多次。做同一件事的機台放在一起，條件比較好管，人也比較好分工。

黃光區在做什麼？

黃光是微影的口語說法：在晶圓上塗一層光阻，用曝光機隔著光罩照光，再顯影，電路的圖案就印在光阻上。這一區的燈是黃色的，因為光阻怕藍光和更短波長的光。圖案印得準不準、上下層對不對得齊（疊對），是黃光最在意的事。當黃光工程師玩 · 當黃光的設備工程師玩

蝕刻區在做什麼？

蝕刻把沒被光阻蓋住的材料移除，把圖案真的刻進下面那一層。細的圖案多半用電漿做「乾蝕刻」，可以刻得又直又深；也有用化學液的「濕蝕刻」，會往四面八方一起溶。刻太少洞不通，刻太多傷到下一層。當蝕刻的製程工程師玩 · 當蝕刻的設備工程師玩

薄膜區在做什麼？

薄膜區在晶圓上長一層很薄的絕緣層或金屬，厚度從幾奈米到幾百奈米。常見的做法有三種：讓氣體在表面起化學反應長上去（化學氣相沉積，CVD）、用電漿把靶材的原子撞下來鋪上去（物理氣相沉積，也叫濺鍍）、一次只長一層原子的原子層沉積（ALD），連又深又窄的洞也蓋得到。這一區最在意膜有多厚、多均勻、有沒有顆粒。當薄膜的製程工程師玩 · 當薄膜的設備工程師玩

CMP 區在做什麼？

CMP 是化學機械研磨，也叫平坦化。每疊一層，表面就高低不平；研磨液一邊讓表面變軟，旋轉的研磨墊一邊把它磨平。平了，下一層黃光才對得準；做金屬導線時，也靠它把多出來的金屬磨掉，只留在溝槽裡。磨太少留下殘渣，磨太多導線變細。當 CMP 的製程工程師玩 · 當 CMP 的設備工程師玩

爐管區（擴散）在做什麼？

爐管把一整批晶圓排在架子上，送進很高溫的長管子裡，一次可以放上百片；很多地方也把這一區叫擴散區。用來長氧化層、用高溫讓植入的原子各就各位、修補被撞亂的晶格，有些薄膜也在爐管裡長。溫度和時間決定結果，而且高溫的影響會一直累加（熱預算）；一爐出事，就是整批。當爐管的製程工程師玩 · 當爐管的設備工程師玩

離子植入區在做什麼？

離子植入把硼、磷這類原子變成帶電的離子，用電場加速打進矽裡，決定哪一塊導電、導多少，這就是一般說的摻雜。打進去的數量（劑量）決定導電的程度，打進去的速度（能量）決定深度。打完通常還要加熱，讓原子就定位、晶格恢復。打錯的原子拿不出來，所以這一區很怕用錯設定。當植入的製程工程師玩 · 當植入的設備工程師玩

清洗區（濕式清洗）在做什麼？

濕式清洗（晶圓清洗）在各個步驟之間，用化學液把表面的顆粒、有機物、金屬和很薄的自然氧化層去掉，再用超純水沖、甩乾。它是整條流程裡重複次數最多的步驟之一。洗完的表面很「新鮮」，放太久又會變，所以清洗和下一站之間常有時間上限（Q-time）。當清洗的製程工程師玩 · 當清洗的設備工程師玩

量測在哪一區？

幾乎每一區做完都要量：膜多厚、線多寬、對得多準、有沒有顆粒。量測機台有的放在各區旁邊，有的集中在一起；結果畫在管制圖上，偏了就要有人處理。每一區通常都有製程工程師顧「做出來的東西對不對」，設備工程師顧「機台會不會動」，兩種工作怎麼分，可以讀「製程工程師和設備工程師差在哪？」。

在 fab24hr 裡

在 fab24hr，量產廠和研發線都分成這七個區，每一區都有製程和設備的位子：按「進廠」、選「打工人的一天」，再按「換個位子」，選廠、選工作、選區。黃光區的燈是黃的、爐管一爐上百片、植入打錯拿不出來，這些都照公開的一般資料寫；機台編號、批號、數字和人物是虛構的，不代表任何一家公司的做法。