平邊(Orientation Flat)與缺口(Notch)是設在晶圓外周、表示結晶方位與正反面的標記。圓形晶圓光看外形無法得知方位,因此以削成直線狀的平坦部(平邊)或 V 字形切口(缺口)為基準,由設備以機械或光學方式偵測晶圓方向。
200mm 以下的晶圓主要使用平邊,並採用以長主平邊表示結晶方位、以短副平邊的位置關係表示導電型(p 型/n 型)與晶面方位的規格。300mm 晶圓則以缺口為標準。平邊的面積損失大,直徑越大越影響晶片產出數,因此轉向切口較小的缺口。
缺口與平邊的加工,與晶棒外周研削在同一階段進行。由於先以 X 光繞射實測結晶方位再決定研削位置,方位精度以角度計管理在數分以內。若這個基準偏移,後續微影時圖形會相對於結晶方位傾斜,影響非等向性蝕刻的形狀與劈裂時的裂開方式。
在設備端,EFEM 內的對準器會偵測缺口、對齊晶圓的旋轉方向後,再送入各處理站。若缺口形狀精度差,偵測會失敗而造成搬運錯誤,導致設備停機。此外,缺口部是邊緣中容易應力集中的部位,若倒角(bevel)品質不佳,會從這裡產生破裂或微粒。
結晶方位本身的選擇也與元件設計有關。MOS 電晶體以介面態較少的〈100〉面為標準,但電洞遷移率在〈110〉面較高,因此也有以載子遷移率為目標來選擇方位的設計。缺口是將該方位傳遞到製造產線每個角落、簡單卻不可或缺的資訊傳遞手段。