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硅片为什么从Flat转向Notch?
时间:2026-09-22    发布人:admin    点击数:0

在半导体产业早期,硅片尺寸较小(如4英寸、6英寸),主要采用平边(Flat)作为定位标识。平边的设计简单直观,可通过切割一个平角来指示晶体取向和导电类型。

然而,随着硅片尺寸增大到200mm(8英寸)及以上,平边的弊端日益凸显,缺口(Notch)设计应运而生并成为标准。根据SEMI标准,200mm和300mm硅片普遍采用缺口作为定位基准,而150mm及以下硅片则通常使用平边。

1、Flat 和 Notch 到底是什么?

它们都是在晶圆边缘做的一个“标记”,主要用于:

  • 晶圆晶向识别

  • 晶圆定位

  • 设备搬运时的方向识别

  • 自动对准(alignment)

2、为什么小尺寸喜欢 Flat?

最主要的原因是:

小尺寸晶圆做 Flat 相对容易,而且Flat可以提供比较明确的定位基准。

例如早期的2 inch ~ 6 inch,晶圆直径比较小,直接在边缘加工一个平边,对晶圆本身的影响比较容易接受。

而且早期半导体设备的自动化程度没有现在这么高,Flat本身就是一个非常直观的机械定位基准。

晶格半导体-提供超大尺寸单晶硅材料,多晶硅柱状晶材料,产品适用于半导体刻蚀硅部件的加工,包括单晶硅环、单晶硅片、柱状晶硅环、多晶硅片,产品直径覆盖最大650mm。

3、但是晶圆越来越大以后,Flat就开始有问题了

假设一个12英寸晶圆也做一个很长的Flat:

你会发现:

为了得到这么长的平边,需要去掉很多硅。

这会带来几个问题。

① 有效面积损失

晶圆本来是圆形:

边缘大量面积被牺牲。

对于8英寸、12英寸这种大晶圆来说,这种损失越来越不划算。

② Flat会改变晶圆边缘应力

晶圆本质上是一片只有几百微米厚的硅。

直径越大,晶圆越容易受到影响:

  • 应力

  • 翘曲(Warp)

  • 边缘缺陷

  • 机械损伤

做一个很长的Flat,相当于在圆周上切掉一大块材料,会改变局部机械状态。所以随着晶圆变大,需要更加“温和”的定位方式。

下表总结了从平边转为缺口的根本原因:

对比维度平边(Flat)的局限性缺口(Notch)的优势
有效面积占据较大的边缘区域,浪费宝贵的硅材料尺寸极小,最大化可用面积,提升材料利用率
自动化对准对准精度相对较低,难以满足大尺寸硅片的高精度要求提供更高的对准精度,适应高速、高精度的自动化处理
机械强度平边处的应力集中可能导致裂纹和崩边缺口尺寸小,对应力分布影响更小,更有利于保持硅片强度
标准规范早期SEMI标准中定义了多种平边组合来区分晶向和掺杂类型SEMI标准统一规定200mm及以上硅片使用缺口,简化了标识体系


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