為什么晶圓不是方的? 。是啊,圓形的wafer里面方形的Die,總是不可避免有些空間浪費了?
因為制作工藝決定了它是圓形的。因為提純過后的高純度多晶硅是在一個子晶(seed)上旋轉生長出來的。多晶硅被融化后放入一個坩堝(Quartz Crucible)中,再將子晶放入坩堝中勻速轉動并且向上提拉,則熔融的硅會沿著子晶向長成一個圓柱體的硅錠(ingot) 。這種方法就是現在一直在用的CZ法(Czochralski),也叫單晶直拉法。
然后硅錠在經過金剛線切割變成硅片:
在經過打磨等等處理后就可以進行后續的工序了(CPU制造的那些事之一:i7和i5其實是孿生兄弟!?)單晶直拉法工藝中的旋轉提拉決定了硅錠的圓柱型,從而決定晶圓是圓形的。
為什么后來又不圓了呢?
那為啥后來又不圓了呢?其實這個中間有個過程掠過了,那就是Flat/Notch Grinning。
它在硅錠做出來后就要進行了。在200mm以下的硅錠上是切割一個平角,叫做Flat。在200mm(含)以上硅錠上,為了減少浪費,只裁剪個圓形小口,叫做Notch(參考資料2)。在切片后晶圓就變成了這樣:
如果你仔細看我,你也會發現它其實是有缺一個小豁口的。
為什么要這樣做呢?這不是浪費嗎?其實,這個小豁口因為太靠近邊緣而且很小,在制作Die時是注定沒有用的,這樣做可以幫助后續工序確定Wafer擺放位置,為了定位,也標明了單晶生長的晶向。定位設備可以是這樣:這樣切割啊,測試啊都比較方便。
結論
嚴格意義上所有的Wafer都不是圓形的。如果忽略Flat/Notch這些小問題,那它的圓形是工藝決定的。
(文章來源:EDN 電子技術設計 )
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