Qu'est-ce que Notch sur les Wafers ?

Plaquettes de siliciumsont la base des circuits intégrés et des dispositifs semi-conducteurs. Ils présentent une caractéristique intéressante : des bords plats ou de minuscules rainures sur les côtés. Il ne s'agit pas d'un défaut, mais d'un marqueur fonctionnel délibérément conçu.En fait, cette encoche sert de référence directionnelle et de marqueur d’identité tout au long du processus de fabrication.

Au début, les plaquettes utilisaient principalement un « plat » comme marqueur, c'est-à-dire un court segment droit meulé sur le bord circulaire. La position et le nombre de ces méplats ont été utilisés pour distinguer les orientations des cristaux et les types de dopage. À mesure que la taille des plaquettes augmentait et que la précision du processus s'améliorait, les plaquettes grand public de 200 mm et 300 mm se sont largement standardisées sur une conception à petite encoche en forme d'arc. La position de cette encoche est définie par des normes et est située à une orientation fixe, utilisée pour indiquer l'orientation cristalline de la plaquette (par exemple <100> ou <111>) et pour fournir un point de référence commun pour les équipements ultérieurs.

Quelle est la fonction de l'encoche sur la plaquette ? 

• Premièrement, il fournit une référence pour l’alignement des tranches. Des étapes clés telles que la lithographie, la gravure et l’implantation ionique nécessitent l’empilement de plusieurs couches de motifs. Si le système de coordonnées de chaque couche n'est pas cohérent, les appareils finaux seront mal alignés et mis au rebut. En détectant la position de l'encoche, l'équipement peut rapidement établir un système de coordonnées unifié, puis utiliser des marques d'alignement pour obtenir une superposition précise.
• Deuxièmement, il code les informations sur la plaquette. Différentes orientations cristallines et différents types de dopage (tels que le type P et le type N) ont des propriétés matérielles et des considérations de conception distinctes. L'orientation de l'encoche, combinée aux marquages ​​au dos et à d'autres moyens, permet à la chaîne de production d'identifier rapidement les plaquettes lors de la manipulation et du tri automatisés, évitant ainsi les confusions entre les différents types de produits.
• Troisièmement, il garantit la sécurité de la manipulation automatisée. Les usines de fabrication modernes utilisent largement les bras robotisés et les systèmes automatisés de manutention (AMHS). Ces systèmes s'appuient sur l'encoche pour déterminer le côté avant/arrière et l'orientation de la tranche, évitant ainsi un mauvais chargement ou un retournement qui autrement entraînerait une perte de rendement.

Pour les ingénieurs en dispositifs et en procédés, l'encoche sur une tranche peut sembler insignifiante, mais elle traverse toute la chaîne de processus, depuis l'extraction des cristaux, l'épitaxie et la fabrication de la tranche jusqu'au test de pré-emballage. Chaque fois que la « direction » est impliquée – orientation des cristaux, alignement de la disposition, orientation des contraintes ou même conception de la structure de certains dispositifs électriques – ce petit marqueur géométrique est presque toujours en arrière-plan. Une fois que vous comprenez le rôle de l’encoche, il devient beaucoup plus facile de suivre comment une plaquette « se déplace » dans la chaîne de production et comment chaque étape du processus construit son système de coordonnées autour de ce morceau de silicium.