最近读者提问:“6寸晶圆用平边,8/12寸晶圆用notch,用Notch 比平边好,为啥6寸还是用平边”这个问题时,我们可以从晶圆制造、工艺要求、历史原因和设备兼容性等多个角度进行分析。
1. 晶圆尺寸与历史背景
历史原因:在半导体行业的发展过程中,晶圆尺寸从2寸逐步增加到现在的12寸。在早期的4寸和6寸晶圆上,平边(flat edge)设计较为常见。这是因为当时的技术工艺和设备对晶圆定位和对准的要求较低,使用平边可以较好地满足这些需求。
2. Notch vs. 平边的优势比较
Notch的优势:
自动化程度:随着晶圆尺寸的增加,工艺复杂度提升,需要更高的精度和自动化程度。Notch可以提供更高的对准精度,有助于晶圆的自动化处理和对准。
空间利用率:Notch占用的空间比平边小,晶圆的使用面积更大,提高了材料利用率。
对称性:Notch的对称性更好,减少了由于晶圆取向导致的偏差,有助于提高工艺的一致性和产品良率。
3. 6寸晶圆为何仍然使用平边
设备兼容性:很多6寸晶圆生产线和设备是在平边晶圆时代开发的。这些设备对平边晶圆的兼容性好,切换到Notch需要较大的设备改造和投资。
成本因素:6寸晶圆主要应用于一些成熟工艺节点或特定领域(如电源器件、MEMS等),这些应用对最新的工艺要求相对较低。使用平边晶圆可以避免额外的设备改造成本和潜在的良率风险。
市场需求:6寸晶圆在某些特定应用中仍有稳定的需求。这些领域不需要大规模的更新设备,因此厂商更愿意继续使用传统的平边设计。
4. 工艺需求与设备改进
工艺流程的相对稳定性:对于一些成熟的6寸晶圆工艺来说,已经形成了稳定的流程和高效的产出,改用Notch带来的工艺流程变化可能导致不必要的调整和风险。
产线改造的可行性:尽管Notch有更高的自动化优势,但对现有6寸生产线进行改造可能涉及到设备、软件和工艺参数的全面调整,这对一些产线而言成本过高且回报不明显。
5. 总结
Notch在8寸及以上的晶圆中普及是由于其在工艺一致性、自动化和空间利用率上的优势,但这些优势在6寸晶圆上并没有体现出足够的性价比。
6寸晶圆的平边设计是历史沿用的结果,且由于设备兼容性、成本考虑和市场需求等原因继续沿用至今。Notch虽然更好,但在6寸晶圆场景下的改进效果不足以弥补更换平边带来的成本和风险。
6寸晶圆继续使用平边的原因可以归结为设备兼容性、成本控制以及市场需求等多个方面。