Waarom zijn wafers rond?

[Atomstar]

De topic zegt het eigenlijk al, ik vroeg me af waarom wafers rond zijn, en niet vierkant. Ik had al wat op google gezocht, en ook op GoT zelf, maar kon helaas niks vinden, dus vraag ik het hier maar .
Mij lijkt het veel logischer dat wafers vierkant (of rechthoekig, in ieder geval met hoeken) zijn, omdat er dan meer cpu's uit gaan (aangezien die ook vierkant of iig rechthoekig zijn, dacht ik), maar in de praktijk zijn ze volgens mij rond.
Verder vroeg ik mij af hoe ze een cpu maken, ik weet dat ze met licht, eigenlijk uv, een patroontje op een laklaag die op de wafer zit branden, en dat dan de ene plek isoleert, en de andere niet, maar een cpu bestaat toch uit meer lagen? Plakken ze bovenop die eerste wafer dan gewoon nog een wafer?
En hoe dik is een wafer ongeveer, wat moet ik me daarbij voorstellen, en hoe veel lagen zitten er op elkaar in een cpu?

Dat was het wel .

[generation]

ik ben eens op een excursie bij philips geweest en daar vertelden ze dat ze die staven met cilitium? er draaiend uithalen en dan in plakken snijden vandaar dat ze rond zijn geloof ik

weet niet helemaal zeker is al een jaar of 10 geleden dat ik daar geweest ben

[Verwijderd]

Waarschijnlijk omdat ronde staven beter te zagen zijn. Als je een vierkante balk in schijven moet zagen heb je kans dat de hoeken gaan breken.

Trouwens, zoveel afval heb je niet hoor van ronde plakken. Je ziet ook dat de wafers groter worden.

[agent327]

Wafers zijn rond omdat het uitgangsmateriaal waar ze van gemaakt worden een lange worst is. Het silicium word namelijk als een lange staf door een spoel gehaald waar een flinke stroom op staat zodat er daar ter plaatse een smeltbad ontstaa. De worst wordt door de spoel gehaald en net onder de spoel sterk afgekoeld zodat het silicium een monocristalijne structuur krijgt en hiermee de juiste homogene eigenschappen voor chip-productie. Eventuele verontreinigingen blijven achter in het smeltbad, dus de silicium is heel zuiver.

Als de eerste fabrikant van wafers die worst schuin had doorgesneden waren ze waarschijnlijk ovaal geweest.

[Verwijderd]

Op vrijdag 12 juli 2002 14:51 schreef agent327 het volgende:
Wafers zijn rond omdat het uitgangsmateriaal waar ze van gemaakt worden een lange worst is. Het silicium word namelijk als een lange staf door een spoel gehaald waar een flinke stroom op staat zodat er daar ter plaatse een smeltbad ontstaa. De worst wordt door de spoel gehaald en net onder de spoel sterk afgekoeld zodat het silicium een monocristalijne structuur krijgt en hiermee de juiste homogene eigenschappen voor chip-productie. Eventuele verontreinigingen blijven achter in het smeltbad, dus de silicium is heel zuiver.
Als de eerste fabrikant van wafers die worst schuin had doorgesneden waren ze waarschijnlijk ovaal geweest.

Dit verklaart niet waarom ze niet vierkant zijn hoor. Nu ik er zo over denk zal waarschijnlijk die "worst" geperst worden onder hoge druk, en zoals iedereen weet is een ronde worst beter handelbaar dan een vierkante worst.

[Ercewee]

Op vrijdag 12 juli 2002 14:51 schreef agent327 het volgende:
Als de eerste fabrikant van wafers die worst schuin had doorgesneden waren ze waarschijnlijk ovaal geweest.

LOL

Nope, want dan klopt de orientatie van je kristalstructuur niet. (Geen 111 of 110 of 011 vlak)

[SyS_ErroR]

Op vrijdag 12 juli 2002 14:47 schreef pouw0174 het volgende:
ik ben eens op een excursie bij philips geweest en daar vertelden ze dat ze die staven met cilitium? er draaiend uithalen en dan in plakken snijden vandaar dat ze rond zijn geloof ik

weet niet helemaal zeker is al een jaar of 10 geleden dat ik daar geweest ben

sicilium heet dat spul dude

[agent327]

Op vrijdag 12 juli 2002 14:54 schreef www.hadecom.nl het volgende:

[..]

Dit verklaart niet waarom ze niet vierkant zijn hoor. Nu ik er zo over denk zal waarschijnlijk die "worst" geperst worden onder hoge druk, en zoals iedereen weet is een ronde worst beter handelbaar dan een vierkante worst.

1. Wanneer je een homogeen monochristalijn materiaal gaat nabewerken komen de eventuele inwendige spanningen vrij. Hierdoor zouden vierkante wafers aan de zijkant na het zagen nog een keer nageslepen dienen te worden.
2. De mooi ronde omtrek (is echt binnen een paar tiende millimeter) is te scannen om de wafer uit te lijnen voor meerdere keren belichten van een wafer (chipps worden gemaakt door een wafer te voorzien van een fotogevoelige laag, te belichten en onbelichte delen weg te etsen, weer een nieuwe fotogevoelige laag erop et.) Door zogeheten marker op de wafer aan te brengen of een hapje uit de rand te halen kan de wafer heel nauwkeurig terug gelegd worden bij het belichten.
Bovendien: waarom zou je iets nabewerken dat al nauwkeurig is (hier de omtrek)? Dat kost alleen maar extra geld.

[Ercewee]

Wafer zijn rond, door de manier waarop ze gemaakt worden.

Begonnen wordt met SiO... dit wordt verandert in Silaan (dat is een Si houdend gas)... dit wordt op staven afgezet. Van de stafen wordt het afgeschraapt, op dat moment heb je redelijk zuiver polycristalyn Si.

Vervolgens gaat dit het smeltbad in. Vanuit een seed (een klein kristal, met een perfecte kristalstructuur) wordt er een staaf uit het bad getrokken. (Methode van Czochralski)

Eventueel wordt nog via zone-refining het materiaal nog zuiverder gemaakt... daarbij wordt zo'n staaf plaatselijk verwarmd, waarbij de zone die gesmolten is langzaam verplaatst wordt, daarbij worden onzuiverheden meegenomen.

Daarom zijn wafers rond.

[agent327]

Op vrijdag 12 juli 2002 14:54 schreef Ercewee het volgende:

[..]

LOL

Nope, want dan klopt de orientatie van je kristalstructuur niet. (Geen 111 of 110 of 011 vlak)

Dat is niet zo: het silicium is monocristalijn en heeft in alle richtngen dezelfde structuur.

[Ercewee]

Op vrijdag 12 juli 2002 15:01 schreef agent327 het volgende:

[..]

Dat is niet zo: het silicium is monocristalijn en heeft in alle richtngen dezelfde structuur.

Een Si-eenheidscel bestaat uit een dubble Tetraëder. Een groot stuk Si dat monocrystalijn is bestaat uit een herhaling van deze eenheidscellen.

Zo'n eenheidscel kan je 'netjes' op 3 manieren doorsnijden. Kijk maar naar een kubus.... langs de voorkant... diagonaal... of in 2 richtingen diagonaal... dat zijn het 100, 110 en 111 vlak (volgens miller indices).

Iedere wafer heeft zo'n orientatie, dit wordt bepaald door de initiele orientatie van de seed.

aanvulling:

Als je dus scheef door een staaf Si gaat, zit je niet netjes op zo'n lijn... dus zul je een zeer onregelmatige structuur krijgen.

[Verwijderd]

Hoe ze een chip maken?

-> Je schreef zelf al met een soort van dia-projector (wafer-stepper) beeld je 100 maal het zelfde beeldje (masker) af op de wafer, tot hij helemaal vol is. Op de wafer zit een speciale coating (foto-resist) die gevoelig is voor (UV)-licht. Daarna stop je de wafer in de ontwikkelaar, en los je alle foto-resist die bloot is gesteld aan het licht (of juist niet) op. Daarna kun je verschillende dingen doen, bijvoorbeeld etsen. Je etst dan het bovenste laagje van de chip weg, maar daar waar nog foto-resist zit wordt de wafer beschermd tegen het etsmiddel, dus daar wordt niets weg geetst. Laatste stap is alle foto-resist weg halen.
Daarna begin je gewoon weer helemaal lekker opnieuw met fot-resist, ontwikkelen, etsen, schoonmaken, etc. Voor het volgende 'laagje' op de chip. Een ROM-chip kan zo in -pakweg- 12 stappen worden gemaakt. RAM ook ongeveer in 12 stappen. Een flash-ROM heeft ongeveer 30 stappen nodig (ingewikkeldere chip) (daarom duurder). Een moderne processor zal denk ik ook in 20 tot 30 stappen moeten.

[grootste probleem is overigens dat die 30 dia's die opelkaar worden afgebeeld PRECIES op elkaar moeten liggen. Daarom is de minimale spoorbreedte dus op dit moment 130nm, terwijl wafersteppers al een nauwkeurigheid van -pakweg- 60nm hebben...]

[agent327]

Kijk eens op http://www.howstuffworks.com (of zo iets, kan ik hier even niet uitproberen ivm strenge firewall). Daar kan je uitstekend terugvinden hoe chips gemaakt worden (met plaatjes) en nog veel meer interessante onderwerpen.

edit:

URL aangepast. (na 5 keer eindelijk gelukt, zie www.watbenjedan.com )

[R-O-Y]

Ik wilde het niet poste Gelukkig doe jij het.

Modbreak:

Het blijft loos... daarom dat ik die post verwijderd heb.

Gelukkig meld jij wel iets meer hieronder, daarom dat deze blijft staan, want met die FP thread is het wel zo handig dit weer levend te hebben

Wel handig topic opzich, legt wat meer uit bij die 450mm wafers

[ Voor 50% gewijzigd door dion_b op 28-10-2007 14:45 ]

[Rainmaker]

Voor de mensen die zoiets hebben "waar gaan die 2 andere posts over":

nieuws: Industrie twijfelt over nut 450mm-wafers