為啥6寸晶圓用平邊，8/12寸晶圓用notch？

老虎說芯|Tiger Chip|

2024-09-11 10:35:40 990

最近讀者提問：“6寸晶圓用平邊，8/12寸晶圓用notch，用Notch 比平邊好，為啥6寸還是用平邊”這個問題時，我們可以從晶圓制造、工藝要求、歷史原因和設(shè)備兼容性等多個角度進(jìn)行分析。

1. 晶圓尺寸與歷史背景

歷史原因：在半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展過程中，晶圓尺寸從2寸逐步增加到現(xiàn)在的12寸。在早期的4寸和6寸晶圓上，平邊（flat edge）設(shè)計(jì)較為常見。這是因?yàn)楫?dāng)時的技術(shù)工藝和設(shè)備對晶圓定位和對準(zhǔn)的要求較低，使用平邊可以較好地滿足這些需求。

2. Notch vs. 平邊的優(yōu)勢比較

Notch的優(yōu)勢：

自動化程度：隨著晶圓尺寸的增加，工藝復(fù)雜度提升，需要更高的精度和自動化程度。Notch可以提供更高的對準(zhǔn)精度，有助于晶圓的自動化處理和對準(zhǔn)。

空間利用率：Notch占用的空間比平邊小，晶圓的使用面積更大，提高了材料利用率。

對稱性：Notch的對稱性更好，減少了由于晶圓取向?qū)е碌钠睿兄谔岣吖に嚨囊恢滦院彤a(chǎn)品良率。

3. 6寸晶圓為何仍然使用平邊

設(shè)備兼容性：很多6寸晶圓生產(chǎn)線和設(shè)備是在平邊晶圓時代開發(fā)的。這些設(shè)備對平邊晶圓的兼容性好，切換到Notch需要較大的設(shè)備改造和投資。

成本因素：6寸晶圓主要應(yīng)用于一些成熟工藝節(jié)點(diǎn)或特定領(lǐng)域（如電源器件、MEMS等），這些應(yīng)用對最新的工藝要求相對較低。使用平邊晶圓可以避免額外的設(shè)備改造成本和潛在的良率風(fēng)險。

市場需求：6寸晶圓在某些特定應(yīng)用中仍有穩(wěn)定的需求。這些領(lǐng)域不需要大規(guī)模的更新設(shè)備，因此廠商更愿意繼續(xù)使用傳統(tǒng)的平邊設(shè)計(jì)。

4. 工藝需求與設(shè)備改進(jìn)

工藝流程的相對穩(wěn)定性：對于一些成熟的6寸晶圓工藝來說，已經(jīng)形成了穩(wěn)定的流程和高效的產(chǎn)出，改用Notch帶來的工藝流程變化可能導(dǎo)致不必要的調(diào)整和風(fēng)險。

產(chǎn)線改造的可行性：盡管Notch有更高的自動化優(yōu)勢，但對現(xiàn)有6寸生產(chǎn)線進(jìn)行改造可能涉及到設(shè)備、軟件和工藝參數(shù)的*調(diào)整，這對一些產(chǎn)線而言成本過高且回報不明顯。

5. 總結(jié)

Notch在8寸及以上的晶圓中普及是由于其在工藝一致性、自動化和空間利用率上的優(yōu)勢，但這些優(yōu)勢在6寸晶圓上并沒有體現(xiàn)出足夠的性價比。

6寸晶圓的平邊設(shè)計(jì)是歷史沿用的結(jié)果，且由于設(shè)備兼容性、成本考慮和市場需求等原因繼續(xù)沿用至今。Notch雖然更好，但在6寸晶圓場景下的改進(jìn)效果不足以彌補(bǔ)更換平邊帶來的成本和風(fēng)險。

6寸晶圓繼續(xù)使用平邊的原因可以歸結(jié)為設(shè)備兼容性、成本控制以及市場需求等多個方面。

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