芯耀
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晶圓的平邊分為缺口和平邊，根據(jù)尺寸不同而不同。對于大尺寸的晶圓，一般是柱面磨削出一道凹槽作為定位槽(Notch)，對于小尺寸的一般磨削出平邊作為定位邊(Flat)。
通常對于小尺寸的晶圓，比如200mm直徑（6寸）以下的用平邊，6寸以上的缺口做定向，避免浪費。對于6寸，有用缺口，也有用平邊的。
行業(yè)對平邊大小也有標準
一、平邊的作用
晶向?qū)?/strong>
晶格方向標識
工藝兼容性
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- 1.2 化合物半導(dǎo)體（如GaAs）的解理工藝高度依賴晶向，平邊提供了直接物理參考，避免光刻圖形與解理面偏離。
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機械定位
設(shè)備對準基準：光刻機通過平邊確定晶圓方向，實現(xiàn)晶圓在曝光、涂膠、顯影等步驟中的精確定位（精度達±0.1°）。
多工藝層對齊：多層光刻需以平邊為統(tǒng)一基準，保證前后工藝層的圖形套準精度（Overlay Accuracy）。
切割與分片參考
劃片引導(dǎo)：平邊作為晶圓切割的起始參考線，確保芯片分片時沿解理方向斷裂，減少邊緣損傷。
應(yīng)力控制：平邊可標記晶圓主參考面，優(yōu)化切割參數(shù)（如刀片速度、壓力）以匹配材料脆性（如GaN易碎裂）。
二、平邊在光刻中的具體應(yīng)用
1.?光刻對準流程
預(yù)對準：機械手通過平邊將晶圓定位至光刻機卡盤，誤差控制在±0.5°以內(nèi)。
光學對準：光刻機的對準系統(tǒng)（如TTL顯微鏡）掃描平邊附近的標記（Alignment Mark），結(jié)合晶圓坐標系調(diào)整曝光圖形角度。
動態(tài)補償：對于切割誤差導(dǎo)致的平邊偏移（如±2°），光刻軟件通過角度補償算法修正圖形方向。
2.?特殊工藝場景
VCSEL激光器：垂直腔面發(fā)射激光器的光刻需嚴格對齊平邊，確保分布式布拉格反射鏡（DBR）層與解理面垂直。
功率器件：SiC MOSFET的臺面刻蝕需沿平邊方向排布，以減少溝道區(qū)晶格缺陷。
MEMS傳感器：慣性器件的結(jié)構(gòu)刻蝕依賴平邊確定晶向，以優(yōu)化壓電或熱應(yīng)力響應(yīng)特性。
芯片圖案要和大平邊平行。
三、平邊與凹槽（Notch）的對比
| 特征 | 平邊（Flat） | 凹槽（Notch） |
|---|---|---|
| 適用尺寸 | 4-6英寸晶圓（化合物半導(dǎo)體為主） | 8-12英寸晶圓（硅基為主） |
| 定位精度 | ±0.1°（依賴機械接觸） | ±0.05°（光學識別） |
| 材料兼容性 | 脆硬材料（GaAs、GaN）抗切割碎裂 | 硅基材料易加工凹槽 |
| 工藝限制 | 占用晶圓邊緣面積（約3-5mm） | 凹槽占用面積小（<1mm），適合高密度布局 |
四、平邊偏移的解決方案
工藝前校準
晶圓檢測：使用晶圓幾何測量儀（如KLA UVision）檢測平邊實際角度，生成補償參數(shù)。
設(shè)備調(diào)參：將平邊偏移角度輸入光刻機（如ASML PAS5500），動態(tài)調(diào)整曝光圖形方向。
掩膜版設(shè)計優(yōu)化
旋轉(zhuǎn)冗余設(shè)計：在掩膜版上預(yù)留多角度對準標記，兼容平邊偏移場景。
解理補償區(qū)：在平邊附近設(shè)計解理測試結(jié)構(gòu)，實時監(jiān)測解理方向偏差。
切割工藝改進
激光隱形切割：采用激光誘導(dǎo)改質(zhì)層技術(shù)（Stealth Dicing），減少平邊機械切割應(yīng)力。
晶棒定向校準：在晶棒生長階段優(yōu)化切割方向，從源頭控制平邊偏差。
五、未來趨勢
混合標記系統(tǒng)：部分先進產(chǎn)線采用“平邊+微型凹槽”雙重標記，兼顧傳統(tǒng)設(shè)備兼容性與高精度需求。
AI輔助對準：基于機器學習的平邊識別算法可實時補償切割誤差，提升復(fù)雜晶圓（如異質(zhì)集成）的對準效率。
總結(jié)
平邊在晶圓光刻中是不可替代的物理基準，尤其在化合物半導(dǎo)體和小尺寸晶圓工藝中，其核心價值在于：
確保晶向與解理方向一致性；提供高可靠性機械定位；優(yōu)化切割與分片良率。
