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晶圓廠小知識約 2 分鐘

Q-time 是什麼?為什麼晶圓不能放太久

Q-time 是晶圓廠裡「這一站做完,下一站一定要在多久之內開始」的時間上限。超過了,晶圓表面可能已經悄悄變質,只能重工甚至報廢。這篇用白話講 Q-time 從哪裡來、為什麼重要、製造部怎麼盯它。

在晶圓廠裡常聽到一句話:「這批 Q-time 快到了。」Q-time 是 queue time 的縮寫,直譯是「排隊時間」,在廠裡講的是它的上限:某一站做完之後,後面那一站必須在多久之內開始做。超過了,這批晶圓就不能照原本的路走下去。

為什麼晶圓不能等?

晶圓在兩站之間不是放在真空裡,而是裝在盒子裡、待在無塵室的空氣中。很多步驟做完之後,晶圓表面是一個「剛剛好、還很新鮮」的狀態,放久了就會變:

  • 洗完之後:清洗會把表面的薄氧化層和髒污去掉,露出乾淨的矽。但乾淨的矽一碰到空氣,就會慢慢長回一層很薄的氧化層,也會吸附空氣裡微量的有機物。如果下一站是要長一層品質要求很高的薄膜或氧化層,表面多了這一點東西,結果就會不一樣。
  • 顯影之後:黃光做完的光阻圖案,要盡快去蝕刻,放太久光阻的狀態可能改變,蝕刻出來的線寬就跟著偏。
  • 某些薄膜長完之後:表面會吸水氣,或跟空氣慢慢反應,影響下一層黏不黏得好。

這些變化肉眼看不到,量測也不一定馬上看得出來,等發現時可能已經做了好幾道。所以與其事後檢查,不如事先規定:超過時間就不准往下走。

超過 Q-time 會怎樣?

看是哪一段、超過多少。輕的,把那一站重做一次(重工),例如再洗一次再進爐管;有些做不回來的,只能整片報廢。中間還有一種情況是先 Hold 住,請工程師判斷這批還能不能用。不管哪一種,都會花掉時間和機台,所以大家寧可一開始就別超過。

那為什麼還會超過?

因為晶圓廠裡的機台永遠在排隊。一片晶圓大部分的時間其實都在等機台,而 Q-time 是把兩站「綁」在一起:上一站做完的那一刻,倒數就開始了。如果下一站的機台剛好當機、在保養,或前面排了一堆急件,倒數就會一直走。

所以排貨的人常常要反過來想:下一站還沒準備好,上一站就先別做。寧可讓晶圓在 Q-time 開始之前多等一下,也不要做完了卡在中間。這也是為什麼晶圓廠的派工不只是「誰先到誰先做」,還要看每一批身上有幾個倒數在跑。

在 fab24hr 裡

在 fab24hr,製造部的工作很大一部分就是 Q-time:派工看板上哪一批快到了、哪台機台停了會卡住誰、半夜打電話給工程師問「這批還能不能等」。遊戲裡的時間上限、批號和機台都是虛構的設定;Q-time 是什麼、為什麼要有,照公開的一般資料寫。其他行話可以到「半導體晶圓廠的行話,白話解釋」查。

在 fab24hr 裡,製造部要安排每一批貨往下一站走,眼睛一直盯著的就是 Q-time。

當製造部玩,盯著每一批的 Q-time

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