为什么IC是方的晶圆却做成圆的?

来源：吴川斌的博客

最近看到台积电的3nm晶圆厂确定选址在台湾南部科学工业园区台南园区的消息，报道中的一张贴图引起了老wu的兴趣。

图片显示的是台积电的工作人员手捧晶圆的照片，晶圆是圆形的，我们见过的IC都是方形的，把晶圆做成圆形的岂不是浪费材料吗？如下图所示，感觉晶圆周围那些光刻不全的IC都没法用了…

晶圆（英语：Wafer）是指硅半导体集成电路制作所用的硅芯片，由于其形状为圆形，故称为晶圆。晶圆是生产集成电路所用的载体，一般晶圆产量多为单晶硅圆片。

为什么晶圆是圆形的？这要从制造材料说起。

首先由普通硅砂拉制提炼，经过溶解、提纯、蒸馏一系列措施制成单晶硅棒，单晶硅棒经过切片、抛光之后，就得到了单晶硅圆片，也即晶圆。这单晶硅棒是圆柱形的，其切片形成的单晶硅圆片，也即晶圆自然也是圆形的了。

柴可拉斯基法

英特尔博物馆所展示的硅晶棒

晶圆厂采用柴可拉斯基法将提纯后的多晶硅熔解，再于溶液内掺入一小粒的硅晶体晶种，然后将其慢慢拉出，以形成圆柱状的单晶硅晶棒，由于硅晶棒是由一颗小晶粒在融熔态的硅原料中逐渐生成，此过程称为“长晶”。这根晶棒的直径，就是晶圆的直径。拉晶工艺生产出来的是近似圆柱的单晶硅晶棒，圆的形状，有利于均匀分布，之后再表面抛光，切割之后变成一个个圆盘装的晶圆。

圆形是等周长时表面积做大的二维图形，加工时能够充分利用原料，在一片晶圆上能分出最多的芯片。

作为圆柱的单晶硅晶棒便于运输，在运输途中磕碰损坏，边角碎掉什么的造成材料损耗。

在实际的加工制成当中，圆形的物体比较便于生产操作。比如旋干，spin coating之类的，圆形能保证均匀性。

至于如上图所示的那样，圆周那一圈呈缺失图样的IC能不能用，当然不能用，pattern都不完整，里面的电路只有一部份，怎么能用~~~不过这也是个好问题，正是如此代工厂才追求更大面积的晶圆，让周围没用的部份的比例减少，以此来提高良率，赚更多钱。