Was ist die Kerbe auf Waffeln?

Die Waferkerbe ist eine V- oder U-förmige Rille am Rand einesHalbleiterwafer. Dabei handelt es sich keineswegs um einen Defekt, der während des Herstellungsprozesses entsteht, sondern um die bewusst entworfene kritische Strukturmarkierung, deren Kernfunktion darin besteht, eine präzise Positionierung und Orientierungserkennung des Wafers zu ermöglichen. In den frühen Stadien der Entwicklung der Wafertechnologie wurde die Waferebene als Orientierungsmarkierung verwendet. Als jedoch die Wafergröße allmählich zunahm, nahm das Design mit flachen Kanten eine größere effektive Fläche ein und wurde daher nach und nach durch die kompaktere Kerbe ersetzt.

Welche Funktion hat die Waferkerbe? 

Die Chipherstellung ist ein Prozess im Nanometerbereich, bei dem jede Richtungsabweichung zum Ausfall des Schaltkreises führen kann. Die Waferkerbe dient als Orientierungsmarkierung und ermöglicht es Lithografie- und Ätzmaschinen, die Kristallausrichtung des Wafers schnell zu erkennen und so eine genaue Ausrichtung jedes Prozessschritts sicherzustellen. Jeder Chip wird entsprechend einer Kerbe, ähnlich dem Nullmeridian, auf dem Wafer positioniert. Dieses geniale Design ermöglicht die Lithografie von Schaltkreismustern und deren Anordnung mit der Kerbe als Bezugspunkt. Darüber hinaus nutzen Roboterarme die Waferkerbe, um die Vorder-/Rückseite und Ausrichtung des Wafers in hochautomatisierten Produktionslinien zu unterscheiden, was Waferschäden oder Prozessfehler durch Fehlbedienung erheblich verhindert. Sollte die Kerbe verunreinigt oder beschädigt sein, kann der gesamte Wafer als nicht konform zurückgewiesen werden.

Die Waferkerbe spielt auch eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Ausbeute bei der Chipherstellung. Da Waferkanten während der Herstellung anfällig für Defekte wie Gleitlinien und Risse sind, ermöglicht die präzise Positionierung über Kerben den Geräten, diese fehlerhaften Bereiche genau zu vermeiden und so den Abfall zu reduzieren. Moderne Produktionslinien nutzen auch Technologien wie die Rotation der Luftfederung für Kantenfindungsvorgänge. Die Waferkerbe dient als Markierung für die berührungslose Erkennung und vermeidet nicht nur Verunreinigungen durch mechanischen Kontakt, sondern verbessert auch die Effizienz und Genauigkeit der Identifizierung.

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