晶圓是什么_晶圓為什么是圓的_晶圓制造工藝

　　晶圓是什么

　　晶圓是微電子產(chǎn)業(yè)的行業(yè)術(shù)語之一。

　　高純度的硅（純度，99.99.。。。.99，小數(shù)點后面9-11個9），一般被做成直徑6英寸，8英寸或者12英寸的圓柱形棒。

　　集成電路生產(chǎn)企業(yè)把這些硅棒用激光切割成極薄的硅片（圓形），然后在上面用光學(xué)和化學(xué)蝕刻的方法把電路、電子元器件做上去，做好之后的每片硅片上有大量的一片片的半導(dǎo)體芯片（小規(guī)模電路或者三極管的話，每片上可以有3000-5000片），這些加工好的圓形硅片就是晶圓。

　　之后它們將被送到半導(dǎo)體封裝工廠進(jìn)行封裝，之后的成品就是我們看到的塑封集成電路或者三極管了。

　　晶圓為什么是圓的

　　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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(xiàn)在一直在用的CZ法（Czochralski），也叫單晶直拉法。如下圖：

　　然后硅錠在經(jīng)過金剛線切割變成硅片：

　　在經(jīng)過打磨等等處理后就可以進(jìn)行后續(xù)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(zhuǎn)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(jìn)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(fèi)，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(xì)看我的第一個圖，你也會發(fā)現(xiàn)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(fèi)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(xù)工序確定Wafer擺放位置，為了定位，也標(biāo)明了單晶生長的晶向。定位設(shè)備可以是這樣：

　　這樣切割啊，測試啊都比較方便。