晶圓盒為什么僅裝載 25 片晶圓？

為何一盒晶圓通常是 25 片？

廠商解釋稱：通過對(duì)工藝參數(shù)開展大量實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng) FOUP（晶圓傳送盒）容納 25 片晶圓時(shí)，工作效率能達(dá)到最高值。因此，半導(dǎo)體行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SEMI E1.9——《用于運(yùn)輸和存儲(chǔ) 300 毫米晶圓的盒的機(jī)械規(guī)范》也對(duì)此作出了相應(yīng)規(guī)定。

當(dāng)下，部分 12 英寸 FAB（晶圓廠）的一個(gè) foup 中僅放置 24 片產(chǎn)品片（以三星為例）。采用 24 片一批次的主要緣由在于，ASML 光刻機(jī)配備兩個(gè) stage（載物臺(tái)），為使 overlay（套刻精度）達(dá)到更優(yōu)狀態(tài)，系統(tǒng)強(qiáng)制要求單數(shù)片在 stage1 上進(jìn)行曝光，雙數(shù)片在 stage2 上曝光。

倘若采用 25 片一批次的方式，前一個(gè) lot（批次）的第 25 片與后一個(gè) lot 的第 1 片均為單數(shù)片，這會(huì)導(dǎo)致光刻機(jī) stage 浪費(fèi)一次交換時(shí)間。

那么，最終為何確定為 25 片呢？

晶圓盒裝載 25 片晶圓主要基于以下幾方面原因：

優(yōu)化生產(chǎn)效率與設(shè)備利用率

此設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)、處理、搬運(yùn)以及經(jīng)濟(jì)性等多方面需求的平衡，讓 12 英寸晶圓的制造過程既高效又可靠。下面進(jìn)行詳細(xì)闡釋：

晶圓尺寸與承載能力

晶圓尺寸：12 英寸晶圓的直徑約為 300 毫米。

晶圓厚度：大約為 0.775 毫米。

FOUP 的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

FOUP 需在尺寸和重量之間尋求平衡，以利于搬運(yùn)和運(yùn)輸。

工藝和效率考量

標(biāo)準(zhǔn)化：12 英寸晶圓制造工藝已實(shí)現(xiàn)廣泛標(biāo)準(zhǔn)化，將 25 片晶圓作為一個(gè)批次進(jìn)行處理，能夠?qū)ιa(chǎn)效率和設(shè)備利用率進(jìn)行優(yōu)化。

自動(dòng)化處理：FOUP 設(shè)計(jì)成可容納 25 片晶圓的容量，使自動(dòng)化設(shè)備能夠高效地處理這些批次，進(jìn)而提升生產(chǎn)效率。

裝載和搬運(yùn)便利性：25 片晶圓的重量處于合理范圍之內(nèi)，便于機(jī)器人或工人進(jìn)行搬運(yùn)，同時(shí)也不會(huì)超出機(jī)械設(shè)備的承載能力。

經(jīng)濟(jì)性和可靠性

設(shè)備兼容性：大多數(shù)制造設(shè)備（如曝光機(jī)、刻蝕機(jī)等）均設(shè)計(jì)為能夠處理 25 片晶圓的批次，這樣一來，可最大限度地發(fā)揮設(shè)備的性能，提高生產(chǎn)效率。

穩(wěn)定性和安全性：裝載 25 片晶圓的 FOUP 在搬運(yùn)過程中具有良好的穩(wěn)定性，降低了晶圓在搬運(yùn)過程中受損的風(fēng)險(xiǎn)。

歷史原因和行業(yè)慣例

行業(yè)慣例：從歷史發(fā)展來看，晶圓制造行業(yè)逐漸從較小尺寸的晶圓（如 6 英寸、8 英寸）向 12 英寸晶圓過渡。在此過程中，25 片的批次成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以便在不同尺寸的晶圓生產(chǎn)之間保持一定的連續(xù)性和可預(yù)見性。

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：SEMI（國際半導(dǎo)體設(shè)備和材料協(xié)會(huì)）制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì) FOUP 的設(shè)計(jì)和使用規(guī)范作出了規(guī)定。25 片裝載的設(shè)計(jì)符合這些標(biāo)準(zhǔn)，并且在全球范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。

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