fab的职位可以包含几乎所有的工科理科及部分文科专业。
PE制程工程师,EE设备工程师,PIE制程整合工程师,YE良率工程师,RE可靠性工程师,PDE产品工程师,TE测试工程师,QE质量工程师,CE客户工程师,EHS环境卫生安全工程师,Device engineer器件工程师等等很多种类的职位,以上仅仅举出最基本的一些职位。
EE就是设备工程师,一个fab是生产芯片的,那必然有厂房,半导体生产厂房叫做超净间,是恒温恒湿并且空气洁净度达到半导体行业标准的环境。所有用于生产芯片的设备都是放在这些超净间里的。现在半导体在一片晶圆上所做的图形尺寸都是微米甚至纳米级别的,那就必须要求超净间的环境,同样用于生产芯片的设备也必须要达到同样的洁净度。
EE的主要工作职责就是保证生产设备的正常运转,所谓正常运转,就是保证设备的硬件都是正常工作的,比如对于cvd机台,首先particle要keep BSL水平,当然越少越好,你要保证gas流量稳定,你要保证power输出稳定,你要保证pump正常工作,你要保证robot可以完成正常传输,当然对于任何一台设备而言,在设备端会有成千上万个参数来表征这台设备是否运转正常,EE工程师要做的就是保证这些参数没有出现异常,并且在出现异常的时候找出rootcause并提供solution,EE最主要的工作职责就是保证机台stable run,当然EE还有另外一部分重要职责,就是机台保养维护,就像骑车一样,开了多少公里后需要做保养,对于半导体设备来说,更需要定期做保养维护更换parts,更换酸溶液,更换slurry,更换cmp pad,purge pump line/gas line 等等,每台设备保养维护都有sop(标准操作手册),完全follow就可以了,绝对不可以为了省事而自做主张。所有的这一切都是保证机台长期稳定的运行,做好了这一点,基本上EE的工作就完成了。
顺便讲一下关于设备一些东西。半导体生产中主要涉及以下几种主工艺dep,etch,wet,photo,thermal,cmp,几种线上量测步骤cd,ocd,thk,defect,wat等等。针对以上几种主工艺而言,设备供应商分为国内和国外两种,国际主流的一些设备供应商包括但不仅限于如下:asml,amat,tel,lam,dns,asm,mattson等等,国内设备供应商包括但不仅限于如下:北方华创,中国微电子,上海微电子,沈阳拓荆等等,至于量测机台,也同样分为国内和国外两种,国外主要有amat,kla,nova,nano,hmi等等,国内的话比较少,睿励算是一家,其他就不太了解了。
综合来看,设备供应商,或者说顶级设备供应商还是以国外供应商为主,但国产设备也是在逐步努力追赶,中微刻蚀机台进入台积电5nm供应链,通过台积电验证,这就是令人振奋的消息。对于个人发展而言,在fab做EE是个相对来说比较枯燥的职位,因为工作内容比较重复,尤其在做了同一种设备几年之后,这台设备会出的问题issue你都会碰到过了,也知道怎么解了,也许有的工程师就会觉得枯燥了,当然,这是一个仁者见仁智者见智得事情。
对一个fab而言,EE是保证fab基本可以运营的第一道关卡,就如一个食堂一样,燃气灶锅瓦瓢盆硬件设备已经reday,那下一步就看厨师了,fab厂里PE制程工程师就相当于厨师了。
PE叫做工艺工程师,那主要的工作职责就是tune好process,说起来简单,实际是个很复杂的工作。fab中传统的工艺有cvd,pvd,photo,etch,wet,cmp,imp,diff,thermal,随着关键尺寸的缩小,又出现了strain engineering即EPI 的process,目前几乎全部的fab都会包含这些process部门。要想tune好process,需要专业的理论知识 ,清晰的逻辑分析能力,严谨的数据论证。以etch process为例,在develop一只recipe的时候,首先要知道这只recipe的目的,是etch什么材料,是etch介质 or Si or metal,是etch什么形状,是etch via or trench or line,需要etch出的图形需要满足哪些条件,比如depth,cd,space,angle等等,这是最基本的sense,根据这些需求首先要选定etch机台,因为不同的etch机台有不同的hardware,不同的hardware是针对不同的etch需求而设计的,比如你需要etch metal,那就不能选用于etch 介质或者Si的etch机台,反之依然。机台选定之后,那就开始tune recipe了,一般etch recipe所能调动的参数包含power,gas,pressure,temperature,time等等,虽然看似只有这几个参数可动,但其实真的非常复杂,就拿gas来讲,etch介质的反应gas也就几种,比如c3f6,cf4,c4f8等等(非etch出身,如有错误欢迎指正),但这些gas的配比,流量稍微变动一下,最后etch出的图形就可能发生很大的变化,包括etch rate,etch uniformity,甚至etch之后的图形缺陷(defect)等等都可能发生很大的变化。所以要成为一位合格的PE工艺工程师,就要对这些每一个参数的变化可能对最终的etch结果造成怎么样的影响有基于理论方面的理解,首先要有一个定性的理解,就是理论上机理上能讲得通,然后再基于这些理论去设计一些DOE实验来验证自己的理论,通过收集这些DOE的结果来证明自己的结论。那么如何才算是一只合格的recipe呢,首先要满足data within spec,包括但不限于cd,thk,etch rate,uniformity,defect,profile等等,其次还要保证recipe的robust,也就是在其他process有一定variation的时候,相应的etch process还能继续run出within spec的结果,至于这个variation有多大的时候etch还能cover,需要相关的PE及PIE一起去定义,基本原则是各个PE都要保证自己的process都要有一定的process window(当然需要越大越好,但实际情况是不可能的),这个window是为了cover一些正常的工艺variation,不能说cmp之后的thk variation很大,cmp的pe说可以依靠后续litho来帮我cover掉这个variation,这个非正常的variation需要相应的PE去finetune recipe。
PIE,Process Integration Engineer,也有叫PEI,颠倒一下后面两个单词而已,中文:工艺整合工程师或者制程整合工程师。
PIE是一个fab的灵魂人物,因为一个合格的PIE对生产线每个环节都懂,他不一定懂得怎么解决一个突发的棘手事件,但是知道与谁合作可以解决问题。 因此,线上小姐和PE遇到无法解决的问题,第一个想到的就是PIE。 所以PIE不仅技术上要过关,还要会做人,我听到我的一个前辈说,PIE就是靠嘴,不无道理。fab不需要优秀的天才,就算是天才,到了fab也会埋没,也不需要富有激情的雇员,要激情干什么,把货run好,货不出问题,跑的快,才是王道。所以,仔细,耐心,踏实是PIE最喜欢的性格特点。
给大家几条建议。 如果你做PIE,要有很强的抗压能力,面对各种压力的时候; 厚脸皮,与人合作的时候; 很强的逻辑思维和观察力,设计实验的时候; 铁打的身体,半夜被叫起来签R/C或者开会的时候;