晶圆盒为什么只装25片晶圆？

一盒晶圆为啥是25片？厂家表示：从工艺参数进行大量实验研究表明，当FOUP是25片时工作效率最高，所以半导体行业标准SEMI E1.9-用于运输和存储300毫米晶圆的盒的机械规范也这么规定。

现在一些12英寸FAB一个foup里只放24片产品片（比如三星）。24片一批的主要原因是asml光刻机的stage是两个，为了overlay更优，强制单数片在stage1上曝光，双数片在stage2上曝光。如果25片一批，前面lot第25片和后面lot第1片都是单数，会造成光刻机stage浪费交换一次的时间。

那为什么最后是25片呢？晶圆盒装载25片晶圆是由于以下几个主要原因：

• 优化生产效率和设备利用率。
• 确保重量和体积在可管理的范围内。
• 符合自动化处理和搬运的要求。
• 满足行业标准和历史惯例。
  
  

这种设计平衡了生产、处理、搬运和经济性等各方面的需求，使得12英寸晶圆制造过程既高效又可靠。以下详细解释

• 晶圆尺寸与承载能力
  

• 晶圆尺寸：12英寸晶圆的直径约为300毫米。
• 晶圆的厚度：大约为0.775毫米。
  
  

2. FOUP的设计标准

• 尺寸和重量：FOUP需要在尺寸和重量之间找到平衡，以便于搬运和运输。
  
  

3. 工艺和效率考虑

• 标准化：12英寸晶圆制造工艺已广泛标准化，25片晶圆作为一个批次处理可以优化生产效率和设备利用率。
• 自动化处理：FOUP设计为25片晶圆容量，使得自动化设备可以高效地处理这些批次，从而提高生产效率。
• 装载和搬运便利性：25片晶圆的重量在一个合理范围内，便于机器人或工人搬运，同时不会超出机械设备的承载能力。
  
  

4. 经济性和可靠性

• 设备兼容性：大多数制造设备（如曝光机、刻蚀机等）都设计成能处理25片晶圆的批次，这样可以最大限度地利用设备，提高生产效率。
• 稳定性和安全性：装载25片晶圆的FOUP在搬运过程中具有良好的稳定性，减少了晶圆在搬运过程中损坏的风险。
  
  

5. 历史原因和行业惯例

• 行业惯例：从历史上看，晶圆制造行业逐步从较小尺寸晶圆（如6英寸、8英寸）过渡到12英寸晶圆。在这个过程中，25片的批次成为行业标准，以便在不同晶圆尺寸之间保持一定的连续性和可预见性。
• 技术标准：SEMI（国际半导体设备和材料协会）制定了相关标准，规定FOUP的设计和使用规范，25片装载的设计符合这些标准，并在全球广泛采用。
  
  

[size=1em]为什么晶圆是圆形的？

因为制作工艺决定了它是圆形的。提纯过后的高纯度多晶硅是在一个子晶(seed)上旋转生长出来的。多晶硅被融化后放入一个坩埚(Quartz Crucible)中，再将子晶放入坩埚中匀速转动并且向上提拉，则熔融的硅会沿着子晶向长成一个圆柱体的硅锭(ingot)。这种方法就是现在一直在用的CZ法(Czochralski)，也叫单晶直拉法。如下图：

然后硅锭再经过金刚线切割变成硅片：

单晶直拉法工艺中的旋转提拉决定了硅锭的圆柱型，从而决定晶圆是圆形的。

晶圆是圆形的优势：

1、晶圆的圆形形状可以提供均匀的电子器件性能

在半导体工艺中，晶圆将被切割成小片，每个小片都会成为一个芯片。如果晶圆是圆形的，那么切割出来的芯片也会具有相似的形状和尺寸，从而保证了芯片之间的一致性和可靠性。

2、制造工艺也依赖于晶圆的圆形形状

在制造过程中，晶圆需要经历多个步骤，包括沉积、光刻、蚀刻等。这些步骤通常是基于旋转运动进行的，而圆形晶圆的旋转运动更加稳定和均匀，有利于保持制造过程的准确性和一致性。

3、晶圆的圆形形状还有助于提高材料利用率圆形晶圆可以通过优化布局来最大限度地减少材料浪费，并提高生产效率。