Друзья, следившие за нашими плохими отзывами, наверняка помнят, что в прошлом месяце мы обсуждали клеевой чип Apple M1 Ultra.
В то время мы говорили, что клейкие чипсы Apple были компромиссом, потому что чем больше был чип, тем больше «остатков» тратилось вокруг пластины после нарезки.
Это как нарезанный торт 999. Если эта штука будет потрачена впустую, она точно повредит всему телу.
Сказав это, я обнаружил, что некоторые друзья начали обсуждать в области комментариев:
Так почему фишки должны быть квадратными? Если сделать из него треугольники и шестиугольники, не приведет ли это к перерасходу вафель? ? ?
Эй~, я должен сказать, что идеи у всех очень творческие, но на самом деле это усложнит нарезку и повлияет на выход чипсов.
Когда стоимость подсчитана, лучше выбросить остатки.
Поэтому идея «чипа особой формы» фактически неосуществима.
Однако в это время некоторые друзья могут продолжать находить другой способ:
Чтобы гарантировать, что чип остается квадратным и не может быть изменен, что, если основная кремниевая пластина непосредственно сделана в квадратной форме?
Превращение «вафель» в «хрустальные квадраты» означает отсутствие отходов при резке стружки!
Эм. . . Можно сказать, что этот метод работает, но нельзя сказать, что он невозможен.
Но чтобы прояснить ситуацию, я должен сначала задать этому большому парню вопрос:
Вы когда-нибудь видели квадратный огурец?
>/ Сначала слиток, потом пластина
Как мы все знаем, чипы травятся из пластин, которые сделаны из песка высокой чистоты. . .
О нет, он сделан из кремния высокой чистоты.
После серии высокотемпературных реакций восстановления и химических реакций очистки на обычном кварцевом песке мы можем получить стержни из кремния высокой чистоты, как показано на рисунке ниже.
Но это только первый шаг, такие кремниевые стержни сделаны из поликремния и в настоящее время не могут быть использованы для производства пластин.
Как показано в середине этого изображения, внутренняя кристаллическая структура кремния не является однородной из-за различных грубых химических реакций, прошедших ранее.
Монокристаллический поликристаллический неопределенный ▼
Наполнен различными асимметричными структурами.
Чтобы устранить эти асимметричные внутренние помехи, нам также необходимо переработать поликремний, чтобы превратить его в монокристаллический кремний со стабильной структурой и хорошими электрическими свойствами , который можно использовать в производстве микросхем .
На данный момент фактически необходимо производить серьезные пластины.
В настоящее время процесс, обычно используемый в промышленности, называется методом Чайковского , а также есть очень популярное название — метод прямой вытяжки, на который приходится около 95% рынка. Наши обычные логические микросхемы и микросхемы памяти в основном производятся этим методом.
Конкретные изменения, которые произошли, можно увидеть на этом снимке.
Первый состоит в том, чтобы нагреть только что полученный поликристаллический кремний до расплавленного состояния в кварце, а затем имплантировать «затравку» монокристаллического кремния.
Как только раствор расплавленного кремния попадает на затравку монокристаллического кремния, на хвосте затравки может начаться упорядоченный рост.
Контролируя скорость вращения и скорость вытягивания, мы можем получать цилиндрические стержни из монокристаллического кремния различной ширины и длины .
Еще маленький друг без понятия, давайте представим, что зефир стоит на обочине дороги .
Процесс вытягивания хрустального стержня аналогичен начальному способу переворачивания зефира.
Другими словами, текущий основной процесс производства монокристаллического кремния определяет, что кремниевый стержень, вероятно, будет круглым. Во всяком случае, я никогда не видел квадратный зефир.
Что касается следующего шага, это зажать головку и хвост хрустального стержня и отполировать стороны до гладкости.
Затем нарежьте его немного, как колбасу, и рождается сырой материал для пластин, кремниевых пластин.
>/ Закончили нарезку, но еще не закончили?
На самом деле на данном этапе вопрос о форме пластины не снят.
Поскольку, хотя метод Чохральского является основной схемой производства монокристаллического кремния, на самом деле существуют также такие схемы, как метод зонной плавки в дополнение к нему, и квадратный кристаллический стержень теоретически возможен.
Но почему он должен быть круглым? На самом деле, проблема также связана с дальнейшим процессом проектирования .
После того, как мы полируем и полируем нарезанную кремниевую пластину, на нее нужно нанести фоторезист для формальной литографии.
Вообще говоря, толщина пленки фоторезиста варьируется от 0,5 до 1,5 мкм, а однородность должна быть в пределах плюс-минус 0,01 мкм .
Мы не можем решить эту точность вручную. . .
В настоящее время широко используемым решением в отрасли является «бросание клея». То есть добавьте фоторезист в центр, а затем закрутите пластину.
Затем, постоянно контролируя скорость вращения, клей выбрасывается, и наконец мы можем получить равномерный и ровный слой фоторезиста.
То есть, если мы придадим кремниевой пластине квадратную форму, а затем повернем ее, в некоторых углах может быть больше накопления клея и меньше фоторезиста в некоторых углах.
Равномерность углов сразу сильно снижается.Даже если он станет квадратным,может быть углы все равно придется выкидывать в итоге. . .
Тем более, что помимо проблемы фоторезиста есть и более страшная вещь.
То есть, в соответствии с общепринятым соглашением, круглые кремниевые пластины уже давно являются отраслевым стандартом .
Соответствующая литографическая машина, автоматическая производственная линия и т. д. спроектированы на основе концепции «вафли».
Если сейчас кто-то думает о слитке целого квадрата, то он не только столкнется с проблемой «вытягивания квадратного слитка», но и переконструирует всю последующую производственную линию.
Итак, можно ли сделать вафлю квадратной формы? Да, но не стоит.
>/ Строго говоря, это не расточительно
Таким образом, кажется, что эти «неиспользуемые» области на пластине должны существовать.
Но давайте просто скажем, есть ли вероятность того, что это понятие «отходы» является нашим предвзятым представлением.
Возможно ли, что краевая часть самой пластины должна быть потрачена впустую?
На самом деле это так: во время ряда процессов, таких как резка, снятие фаски и шлифовка, край кремниевой пластины накапливает большое краевое напряжение .
В результате структура края пластины относительно хрупкая.
Даже если краевая область используется для изготовления стружки, производительность не может быть гарантирована.
Так что давай. . . Не смотрите на то, что пластина круглая, а чип квадратный.
Но в некотором смысле эти две пары по-прежнему очень хорошо подходят друг другу .
Но, конечно, даже при таком объяснении в области внутри края пластины все еще есть отходы - просто они не такие большие, как мы думали.
И если вы действительно хотите избавиться от этой небольшой части отходов, на самом деле все используют один и тот же метод.
То есть посмотреть на исчисление.
Чем больше пластина, тем меньше чип, квадратной формы недостаточно. . . Похоже на круг?
Что касается того, как сделать пластину больше и как уменьшить размер чипа, чтобы обеспечить производительность, инженеры должны найти решение такой сложной проблемы. . .
Автор: Сяо Чен Редактор: Noodles Обложка: Сюань Сюань
Картинки, источники:
https://www.britannica.com/technology/Czochralski-method
Почему пластины процессора круглые?
От песка к кремнию: создание чипа | Intel: https://www.youtube.com/watch?v=Q5paWn7bFg4
Чжоу Янминь | Исследование теплообмена в восстановительной печи Siemens и термоэлектрического поведения кремниевых стержней
Численное моделирование поликремниевого CVD-реактора с 96 стержнями
Die Per Wafer Estimator
Не только литограф, но и фоторезист нам сложно пробить.Почему Япония может прочно занять рынок? | Люблю настоящего учителя Дая
Часть фотоматериала взята из интернета
