如图4-14-1所示,半导体制造的前段制程中,可大致分别为两种处理方式。其中一种称为“批量处理”(batch processing),可同时处理多片晶圆。
另一种称为“单片处理”(single wafer processing),是将矽晶圆一片一片处理的方法。装置的称呼,则分别称为“批量装置”、“单片装置”。
逐渐増加的单片式
整体业界的方向而言,过去虽然以批量式为多,近年来单片式则有逐渐增加的趋势。为什么呢?
首先,随着半导体元件的高精密度趋势,使用的设计标准也越来越严格。故一次处理一片晶圆的单片处理方法,要比同时处理多片晶圆的批量处理法,要来得更能够在晶圆上实现高精密的图案。
另一个理由则是,使用的矽晶圆口径越来越大的缘故。在大口径下,单片处理方式更容易确保能将高精密的图案均一地布线在晶圆面内,同时尽可能减少晶圆间的差异。
单片处理的缺点
然而,单片处理也并不是完全没有缺点的。举例来说,从“产出量(throughput)”、也就是单位时间内某设备能够处理的矽晶圆片数的观点来看,一般来说均是批量式处理胜出。另外,以设备“占据面积(foot-print)”地就是单位晶圆处理所需要的工厂面积来说,也通常是批量处理较为有利。
图4-14-2显示代表性制造设备于批量式及单片式的差异。成膜设备的热氧化、CVD、溅镀方面,是批量式及单片式混合使用。光蚀刻设备的光阻涂布、曝光、显影,则大多为单片式。
在蚀刻设备上,湿蚀刻及干蚀刻均是批量式及单片式混合使用。
在不纯物添加装置上,离子注入为单片式、扩散为批量式。CMP设备普遍为单片式。洗净设备上,湿洗净是批量式及单片式混合使用,干洗净则以单片式为主。