把晶圓想象成一塊超級貴的8英寸或12英寸大披薩餅,上面密密麻麻排滿了幾百上千塊小方塊芯片(die)。咱們最終要把這些小方塊一塊塊切下來賣錢,但又不能把芯片本身切壞,那切的時候總得留點“馬路”吧?這塊“馬路”就是 Scribe Line。
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1. Scribe Line 到底是個啥?
Scribe Line 就是晶圓上專門留出來、不放任何有效電路的“犧牲帶”,也叫切割道、劃片道、Kerf(切縫)區。
寬度一般在 40~120μm 之間(老工藝寬點,先進工藝窄點),像一條條縱橫交錯的“田字格”把每個芯片隔開。
它就是給鋸片(或者激光)指路的“高速公路”,告訴切割機:“哥,你就沿著我中間走就行,千萬別壓到兩邊的芯片!”
2. Scribe Line 里到底放了啥?(重要!)
雖然它本身不賣錢,但絕對不是浪費空地!里面塞滿了各種“寶貝”:
TEG(Test Element Group)
各種測試結構:MOS管、電阻、電容、環振、鏈式接觸孔……
用來監控每一層工藝是否正常(Rs、Via RC、缺陷密度等)
Alignment Mark(對準標記)
光刻機每層對版用的“十字準星”,沒它光刻機就瞎了
Overlay Mark(套刻精度測量標)
測層與層之間有沒有對不齊
Frame/Seal Ring(密封環)
每個芯片最外圈有一圈金屬+接觸孔組成的“城墻”,防止切割時裂紋往芯片里跑,也防潮氣入侵
Crack Stop(裂紋阻擋結構)
比密封環更外一層,專門吃切割應力的“防浪堤”
Process Control Monitor(PCM)結構
晶圓廠和Foundry最在意的良率監控數據全靠它
有的還放公司Logo、版圖版本號、坐標編號(方便追責哪臺機臺出的問題)
一句話:Scribe Line 是晶圓的“健康檢查區 + 防護帶 + 導航線”三合一!
3. Scribe Line 和 Saw Line(鋸片實際切割線)到底啥關系?
用修公路來類比最清楚:
Scribe Line = 規劃部門在圖紙上畫的“公路紅線寬度”,比如規劃80米寬
Saw Line(也叫 Kerf) = 真正通車后,路面實際被車輪碾壓磨出來的那條“黑印子”,可能只有10米寬
所以:
劃片道寬度(Scribe Line width)一般 60~100μm
真正鋸片或激光切出來的物理溝槽(Saw Kerf)只有 15~40μm
鋸片就沿著 Scribe Line 正中間切,左右兩邊各留10~30μm的安全距離
這樣既保證芯片不被切壞,又盡量少浪費面積。
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4. 越先進的工藝,Scribe Line 越窄、越摳門
28nm 以前:劃片道輕松 80~100μm,誰也不心疼
7nm/5nm 時代:拼命壓到 40~50μm,甚至更窄!
3nm 以下:有些公司已經做到雙劃片道(Double Scribe Line)或者超窄 30μm,恨不得把每一微米都榨出芯片來
晶圓 = 一整塊黃金大餅
芯片 = 餅上能賣錢的元寶
Scribe Line = 元寶之間的“金粉廢料區”
你切元寶的時候,總得留點縫隙吧?
這縫隙里你還順便放了:
秤砣(TEG測試)
路標(Alignment Mark)
護城河(Seal Ring & Crack Stop)
這縫隙就是 Scribe Line!
記住一句話就夠了:“Scribe Line 是芯片之間的生命通道,它不產生價值,但沒了它你就一塊芯片也拿不到!”
現在看到任何一張晶圓照片或版圖,你一眼就能認出那一條條灰色或白色細線:“哦,這就是 Scribe Line,老子切的時候就走這兒!”
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