MFU(Mask Field Utilization)
先验知识:通常12寸晶圆为300mm直径圆形,Mask最大为26mm x 33mm矩形。
MFU就是光刻掩膜版有效利用比例。实际mask size = die_area x N + scribe_line_area, N是一张mask内die数量,受限于scanner(推测是曝光的机器),mask尺寸最大可以做到26mm x 33mm,因此MFU 的计算公式是(die_area x N + scribe_line_area) / (26mm x 33mm)。理想情况是MFU做到100%,这样mask尺寸可以做到最大,曝光的次数就最小,曝光成本最低。但现实情况很难做到100%,通常会要求在80%以上,越高越好,也就是要优化die的尺寸,尽量将26mm x 33mm的尺寸用起来,这就是MFU。
假如Die是18mmx18mm=324mm2, 那么Mask内部只能放一颗Die。调整Die形状为12mmx27mm,那么Mask内部可以放两颗Die。此时根据台积电提供了Die Size Advisor工具,调整Die形状结果是会提升MFU, 但对GDPW(Gross Die per Wafe)几乎没有影响。
可见,改变Die形状可以提高MFU, 但可能不会提高GDPW。
MFU越小,需要曝光的次数就越多,影响晶圆厂的工序和成本。因此TSMC有相应的鼓励政策,举例如下:
Actual | 折扣 |
MFU ≥ 95% | -3% |
90% ≤ MFU < 95% | -2% |
85% ≤ MFU < 90% | -1% |
80% ≤ MFU < 85% | 0% |
75% ≤ MFU < 80% | 1% |
因此,芯片Die size可能并不是越小越好,因为如果适当增加Die size从而将MFU提升一个档次,因为折扣的增加,虽然GDPW下降了,但是整体成本可能反而降低了。