半导体定制设备

再生晶圆是什么

半导体产业链的重要一环

半导体的生产过程已经历经数十年的发展,其中主要有两个大的发展趋势,第一,晶圆尺寸越做越大,到目前已有超过70%的产能是12寸晶圆,不过18寸晶圆产业链推进缓慢;第二,电子器件的关键尺寸越做越小,5nm 制程芯片已开始投入量产。这两大趋势都带来对晶圆的更高要求,包括表面缺陷密度、平整度等指标,导致单一晶圆生产成本居高不下。并非所有进入半导体制造过程的晶圆都用于半导体芯片制造。晶圆厂为获取最大效益,将目光着眼于提升生产良率的同时降低生产成本。其中,生产过程中用于生产测试和维持稳定的控挡片(测试晶圆Test Wafers)成为关注的重点之一。

控片在晶圆制程中的部分应用

控片(Monitor Wafers)主要用于日常生产中对机器设备的制程能力的稳定性以及生产环境的清洁度进行监测,具体包括对离子注入、薄膜淀积、光刻、刻蚀、研磨等各种制程的电阻率、薄膜淀积速率、刻蚀速率、研磨速率及均匀性等进行监测,以确保满足正常生产的需求。这个过程中的许多测试会对晶圆产生破坏,因此一般使用低成本的无图形晶圆作为控片。

挡片(Dummy Wafers)主要用于维持生产过程中的稳定性,包括炉管挡片、暖机挡片、传送挡片等。例如用在炉管中的挡片主要被用于置于一批晶圆的最上层和最下层,对炉管内的气流进行阻挡分层,或对炉管中的空位进行填补,保证中间的晶圆正片受热均匀,提升生产良率。该过程对挡片本身性能要求不高,且会产生破坏,同样使用低成本的测试晶圆即可。

测试晶圆(Test Wafers)主要是在晶圆生产过程的,由两端品质较差处切割得来的,一般价格在50-70美元。虽然价格相较晶圆正片(Prime Wafer)(100美元上下)更低,但对于晶圆代工厂来说这依然是一笔不小的成本,且这一成本不断上涨。这主要是因为:

1. 目前普遍采用12寸晶圆进行生产,单片价格相较于8寸价格进一步提升,测试晶圆(Test Wafers)使用一次后直接进行报废的成本也随之上升。

2.随着制程水平不断提升,对晶圆的加工工艺也相应提高,成本随之升高。为保证在先进制程下的良率水平,晶圆厂选择在生产过程中增加监控频率,带来更多的测试晶圆(Test Wafers)需求。据观研网数据,65nm制程下正片:控挡片(测试晶圆Test Wafers)的需求比例为1:0.6,28nm及以下的制程这一比例则可能达到1:1.5-1:2。

晶圆代工厂为降低成本,于是考虑将报废的控挡片(测试晶圆Test Wafers)进行回收处理后重复使用,晶圆再生的需求相应出现。

AKD将客户使用过的晶圆回收过来进行研磨加工,使用最先进的再生设备,采用独自的工艺技术进行再生处理和品质检查后返还给客户,该制程可达到日本业界最高的利用率。