晶圓廠的機台裡面在做什麼?點一下,拆開來看、看它動起來
晶圓廠的機台,從外面看都是一個個大鐵箱。玩 fab24hr 的時候,你會一直聽到「ETCH-03 又停了」「靜電吸盤吸不住」,可是很難想像那些零件長什麼樣子、一片晶圓在裡面經過了什麼。這次的更新,讓機台可以拆開來看,有幾台還會動給你看。
怎麼打開「拆開來看」?
在遊戲裡點一下機台,說明卡最上面有一塊「拆開來看」,點下去就是那台機台的 3D 模型:
- 打開一下子,機台會自己拆開,每個零件標一個號碼。
- 用手指拖可以轉,兩指可以放大縮小。
- 點號碼,或從第一個零件開始按「下一個」,每個零件都有一兩句白話說明;說明裡看不懂的詞,點一下就有解釋。
- 拉桿拉回「組好」,零件會飛回原位。
量產廠、研發線、廠務層和封測廠裡,都有拆得開的機台:蝕刻、長膜、黃光、爐管、清洗、研磨、離子植入、量測、抽真空的泵浦、尾氣處理,還有封測廠的針測、切割和打線。
「看它怎麼動」在演什麼?
有幾台機台多一顆「看它怎麼動」。按下去,機台會先組回去,接著一步一步跑:畫面上方一句話說現在在做什麼,正在動的零件會亮起來,鏡頭會靠過去。跑完一輪會從頭再來,按「停下來」就回到原本的樣子。手機或電腦設定了「減少動態效果」的話,會改成一步一步按「下一步」。
電漿蝕刻腔:用電漿在晶圓上挖溝
晶圓從側面的閥門送進來,底下的升降針接住它,放到靜電吸盤上吸平。腔體先抽成真空,再通進蝕刻用的氣體;上方的線圈通上高頻電力,氣體就變成會發光的電漿。最後下方的電極把電漿裡的離子往下拉,直直打在晶圓上,挖出又深又直的溝。
黃光一圈:把電路「印」上晶圓
從塗佈顯影機開始:光阻滴在晶圓中間,吸盤很快地轉,把光阻甩成薄薄一層,再烤乾。接著晶圓被送到曝光機:先把整片的對準記號和高低量一遍,然後雷射一閃一閃,光罩和晶圓反方向一起掃,一格一格把縮小的電路圖印上去。最後回到塗佈顯影機,再烤一次、鋪上顯影液,照過光的光阻溶掉,電路的圖案就出現了(顯影)。這一圈會在兩台機台之間自己換過去。
化學機械研磨:把晶圓磨平
化學機械研磨的時候,晶圓是翻過來、正面朝下磨的:研磨頭用真空吸住晶圓,壓在研磨墊上。研磨液滴到墊子上,研磨盤和研磨頭一起轉,把表面磨平;旁邊的修整器來回刮墊子,盤子裡的小窗從底下看晶圓,磨到了就停(終點偵測)。一共三盤,一盤比一盤磨得細;磨完先洗乾淨、甩乾,乾的才出機台。群集式機台:一片晶圓怎麼進出
很多機台不只一個反應腔,而是幾個腔體圍著中間的傳送腔。手臂從晶圓盒拿出一片,先轉一圈找到邊上的缺口,送進預備室抽真空,再由真空裡的手臂送進要去的腔體;做完照原路回到盒子。打開蝕刻腔或長膜的腔體,在「接著看」底下點它就看得到。
為什麼要做這個?
遊戲裡的劇情常常講到機台的零件:靜電吸盤吸不住、研磨墊用到要換、曝光機在等塗佈顯影機。以前只能用想的,現在可以打開來看它在哪裡、做什麼。不用先懂半導體:看得懂一片晶圓在裡面經過了什麼,再回去看劇情,就知道大家在忙什麼了。
在 fab24hr 裡
fab24hr 是一款免費、免安裝的網頁遊戲,你可以當晶圓廠裡的一個工程師上一個班。機台的模型畫的是教科書等級的通用樣子,形狀、比例和細節都簡化過,不是任何一家公司的機台;動作的順序照公開的教科書與課程講義。遊戲裡的公司、人物、事件全部虛構。看到跟真的不一樣的地方,點畫面上方的小蟲,或到「許願與問題回報」告訴我們。
進了量產廠,點一下蝕刻區的機台,說明卡最上面就是「拆開來看」。
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