Cos'è Notch sui wafer?

Wafer di siliciosono la base dei circuiti integrati e dei dispositivi a semiconduttore. Hanno una caratteristica interessante: bordi piatti o piccole scanalature sui lati. Non è un difetto, ma un indicatore funzionale deliberatamente progettato.In effetti, questa tacca funge da riferimento direzionale e indicatore di identità durante l'intero processo di produzione.

All'inizio, i wafer utilizzavano principalmente un "piatto" come contrassegno, ovvero un breve segmento diritto rettificato sul bordo circolare. La posizione e il numero di questi piani sono stati utilizzati per distinguere gli orientamenti dei cristalli e i tipi di drogaggio. Con l'aumento delle dimensioni dei wafer e il miglioramento della precisione del processo, i wafer tradizionali da 200 mm e 300 mm si sono ampiamente standardizzati su un piccolo design con intaglio a forma di arco. La posizione di questa tacca è definita dagli standard e si trova con un orientamento fisso, utilizzato per indicare l'orientamento del cristallo del wafer (ad esempio <100> o <111>) e per fornire un punto di riferimento comune per le apparecchiature successive.

Qual è la funzione della tacca del wafer? 

• Innanzitutto, fornisce un riferimento per l'allineamento del wafer. Passaggi chiave come la litografia, l'incisione e l'impianto di ioni richiedono l'impilamento di più strati del modello. Se il sistema di coordinate di ciascun livello non è coerente, i dispositivi finali verranno disallineati e scartati. Rilevando la posizione della tacca, l'apparecchiatura può stabilire rapidamente un sistema di coordinate unificato e quindi utilizzare i segni di allineamento per ottenere una sovrapposizione precisa.
• In secondo luogo, codifica le informazioni sui wafer. Diversi orientamenti dei cristalli e diversi tipi di drogaggio (come il tipo P e il tipo N) hanno proprietà del materiale e considerazioni di progettazione distinte. L'orientamento della tacca, combinato con le marcature sul retro e altri mezzi, consente alla linea di produzione di identificare rapidamente i wafer durante la movimentazione e lo smistamento automatizzati, evitando scambi tra diversi tipi di prodotto.
• In terzo luogo, garantisce la sicurezza nella movimentazione automatizzata. Le fabbriche moderne fanno ampio uso di bracci robotici e sistemi automatizzati di movimentazione dei materiali (AMHS). Questi sistemi si basano sulla tacca per determinare il lato anteriore/posteriore e l'orientamento del wafer, prevenendo il caricamento errato o il ribaltamento che altrimenti comporterebbe una perdita di rendimento.

Per gli ingegneri di dispositivi e processi, la tacca su un wafer può sembrare insignificante, ma attraversa l'intera catena del processo dall'estrazione del cristallo, all'epitassia e alla fabbricazione del wafer fino al test di preconfezionamento. Ogni volta che è coinvolta la “direzione” – orientamento dei cristalli, allineamento del layout, orientamento delle sollecitazioni o anche la progettazione della struttura di alcuni dispositivi di potenza – questo piccolo indicatore geometrico è quasi sempre sullo sfondo. Una volta compreso il ruolo della tacca, diventa molto più semplice seguire come un wafer “si muove” attraverso la linea di produzione e come ciascuna fase del processo costruisce il proprio sistema di coordinate attorno a questo pezzo di silicio.