為什麼晶圓都是圓的不是方的？
在看過前兩篇文章後，有同學在微信公眾號向我提了個很好的問題：「為什麼晶圓不是方的？」。是啊，圓形的wafer裡面方形的Die，總是不可避免有些空間浪費了：
黑色的區域浪費有點可惜，如果是方的不是正好全部用上嗎？對於這個問題，我的回答就是：「因為叫做晶圓不叫做晶方！」
嘻嘻，開個玩笑，不過嚴肅說起來晶圓並不是完全的圓形，你看到的晶圓是這樣的：
為什麼我知道的晶圓是這樣的？
或是這樣的：
為什麼晶圓是圓形的？
因為製作工藝決定了它是圓形的。因為提純過後的高純度多晶硅是在一個子晶(seed)上旋轉生長出來的。多晶硅被融化後放入一個坩堝(Quartz Crucible)中，再將子晶放入坩堝中勻速轉動並且向上提拉，則熔融的硅會沿著子晶向長成一個圓柱體的硅錠(ingot)。這種方法就是現在一直在用的CZ法(Czochralski)，也叫單晶直拉法。如下圖：
然後硅錠在經過金剛線切割變成矽片：
在經過打磨等等處理後就可以進行後續的工序了（CPU製造的那些事之一：i7和i5其實是孿生兄弟！？）
單晶直拉法工藝中的旋轉提拉決定了硅錠的圓柱型，從而決定晶圓是圓形的。
為什麼後來又不圓了呢？
那為啥後來又不圓了呢？其實這個中間有個過程掠過了，那就是Flat/Notch Grinning。
它在硅錠做出來後就要進行了。在200mm以下的硅錠上是切割一個平角，叫做Flat。在200mm（含）以上硅錠上，為了減少浪費，只裁剪個圓形小口，叫做Notch（參考資料2）。在切片後晶圓就變成了這樣：
如果你仔細看我的第一個圖，你也會發現它其實是有缺一個小豁口的。
為什麼要這樣做呢？這不是浪費嗎？其實，這個小豁口因為太靠近邊緣而且很小，在製作Die時是註定沒有用的，這樣做可以幫助後續工序確定Wafer擺放位置，為了定位，也標明了單晶生長的晶向。定位設備可以是這樣：
這樣切割啊，測試啊都比較方便。
結論
嚴格意義上所有的Wafer都不是圓形的。如果忽略Flat/Notch這些小問題，那它的圓形是工藝決定的。
後記
哈哈，彩蛋來了。其實是有方形的Wafer的：
你們知道它是幹什麼的嗎？為什麼可以是方的嗎？
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參考資料：
[1]:Why are processor wafers round?
[2]: Wafer (electronics)
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