سيمي ڪنڊڪٽر انڊسٽري ۾ براؤن فيوزڊ ايلومينا مائڪرو پائوڊر جو پريسيشن گرائنڊنگ ڪردار
دوستو، اڄ اسين ڪجهه اهڙي شيءِ بابت ڳالهائينداسين جيڪا سخت ۽ سادي آهي-براؤن فيوز ٿيل ايلومينا مائڪرو پائوڊر. توهان شايد ان بابت نه ٻڌو هوندو، پر توهان جي فون ۽ اسمارٽ واچ ۾ سڀ کان اهم ۽ نازڪ چپس، انهن جي تيار ٿيڻ کان اڳ، شايد ان سان معاملو ڪيو هوندو. ان کي چپ جو "چيف بيوٽيشن" سڏڻ ۾ ڪو وڌاءُ ناهي.
ان کي ويٽ اسٽون وانگر هڪ سخت اوزار وانگر تصور نه ڪريو. سيمي ڪنڊڪٽرز جي دنيا ۾، اهو نانو اسڪيل اسڪيلپل استعمال ڪندي هڪ مائڪرو اسڪپلٽر وانگر نازڪ ڪردار ادا ڪري ٿو.
I. چپ جو "منهن جو مجسمو": پيسڻ ڇو ضروري آهي؟
اچو ته پهرين هڪ ڳالهه سمجهون: چپس سڌي طرح سڌي زمين تي نه وڌندا آهن. اهي هڪ انتهائي خالص، سڌي سلڪون ويفر (جنهن کي اسين "ويفر" سڏين ٿا) تي پرت کان پرت "ٺهيل" آهن، جيئن ڪا عمارت ٺاهيندي آهي. هن "عمارت" ۾ درجنين منزلون آهن، ۽ هر منزل تي سرڪٽ انساني وار جي ٿلهي جي هڪ هزار حصي کان به پتلي آهي.
تنهنڪري هتي مسئلو آهي: جڏهن توهان هڪ نئون فرش ٺاهي رهيا آهيو، جيڪڏهن بنياد - پوئين منزل جي مٿاڇري - ٿوري اڻ برابر آهي، جيتوڻيڪ هڪ ايٽم جيترو ننڍڙو پروٽروشن سان، اهو پوري عمارت کي ٽيڙهو، شارٽ سرڪٽ، ۽ چپس کي ناقابل استعمال بڻائي سگهي ٿو. نقصان ڪو مذاق ناهي.
تنهن ڪري، هر منزل مڪمل ٿيڻ کان پوءِ، اسان کي مڪمل طور تي "صفائي" ۽ "ليولنگ" ڪرڻ گهرجي. هن عمل جو هڪ شاندار نالو آهي: "ڪيميائي ميڪيڪل پلانرائيزيشن،" جنهن کي مختصر طور تي CMP چيو ويندو آهي. جڏهن ته نالو پيچيده لڳي ٿو، اصول کي سمجهڻ ڏکيو ناهي: اهو ڪيميائي سنکنرن ۽ ميڪيڪل رگڙ جو ميلاپ آهي.
ڪيميائي "پنچ" هڪ خاص پالش ڪرڻ واري سيال کي استعمال ڪري ٿو جيڪو هٽائڻ واري مواد کي نرم ۽ خراب ڪري ٿو، ان کي وڌيڪ "نرم" بڻائي ٿو.
مشيني "مُک" عمل ۾ اچي ٿو -براؤن ڪورنڊم مائڪرو پائوڊران جو ڪم جسماني طريقن کي استعمال ڪندي صحيح ۽ هڪجهڙائي سان "ڇڪڻ" واري مواد کي هٽائڻ آهي جيڪو ڪيميائي عمل سان "نرم" ڪيو ويو آهي.
توهان شايد پڇو، ايتري قدر رگڙيندڙ شين جي دستيابي سان، هي خاص طور تي ڇو؟ اهو ئي آهي جتي ان جون غير معمولي خوبيون سامهون اچن ٿيون.
II. "مائڪرونائيزڊ پائوڊر جيڪو ايترو مائڪروونائيزڊ نه آهي": براؤن فيوزڊ ايلومينا جي منفرد مهارت
سيمي ڪنڊڪٽر انڊسٽري ۾، استعمال ٿيندڙ براؤن فيوزڊ ايلومينا مائڪرونائيزڊ پائوڊر ڪا عام پيداوار ناهي. اهو هڪ "خاص قوتن" يونٽ آهي، احتياط سان چونڊيو ۽ بهتر ڪيو ويو آهي.
پهرين، اهو ڪافي ڏکيو آهي، پر لاپرواهي نه آهي.براؤن فيوز ٿيل ايلوميناجي سختي هيري کان پوءِ ٻئي نمبر تي آهي، جيڪا عام طور تي استعمال ٿيندڙ چپ مواد جهڙوڪ سلڪون، سلڪون ڊاءِ آڪسائيڊ، ۽ ٽنگسٽن کي سنڀالڻ لاءِ ڪافي آهي. پر اهم ڳالهه اها آهي ته ان جي سختي هڪ "سخت" سختي آهي. ڪجهه سخت مواد (جهڙوڪ هيرا) جي برعڪس جيڪي ڀُرندڙ هوندا آهن ۽ دٻاءُ هيٺ آساني سان ٽٽندا آهن، براون فيوز ٿيل ايلومينا ڪٽنگ فورس کي يقيني بڻائيندي، "تباهيندڙ عنصر" بڻجڻ کان پاسو ڪندي پنهنجي سالميت برقرار رکي ٿي.
ٻيو، ان جي تنگ ذرڙي جي سائيز کي يقيني بڻائي ٿي ته ڪٽڻ برابر هجي. هي سڀ کان اهم نقطو آهي. تصور ڪريو ته مختلف سائزن جي پٿرن جي ڍير سان هڪ قيمتي جيڊ کي پالش ڪرڻ جي ڪوشش ڪريو. وڏا پٿر ناگزير طور تي گہرا کڏا ڇڏيندا، جڏهن ته ننڍا پٿر ڪم ڪرڻ لاءِ تمام ننڍا هوندا. سي ايم پي (ڪيميائي ميڪيڪل پالشنگ) جي عملن ۾، اهو بلڪل ناقابل قبول آهي. سيمي ڪنڊڪٽرز ۾ استعمال ٿيندڙ براؤن فيوز ٿيل ايلومينا مائڪرو پاؤڊر ۾ هڪ انتهائي تنگ ذرڙي جي سائيز جي تقسيم هجڻ گهرجي. ان جو مطلب آهي ته تقريبن سڀئي ذرڙا تقريبن ساڳي سائيز جا آهن. اهو يقيني بڻائي ٿو ته هزارين مائڪرو پاؤڊر ذرات ويفر جي مٿاڇري تي هڪجهڙائي سان هلن ٿا، هڪ بي عيب مٿاڇري ٺاهڻ لاءِ برابر دٻاءُ لاڳو ڪن ٿا، نه ته پوک مارڪ ٿيل. هي درستگي نانو ميٽر جي سطح تي آهي.
ٽيون، اهو ڪيميائي طور تي "ايماندار" ايجنٽ آهي. چپ جي پيداوار ۾ مختلف قسم جا ڪيميڪل استعمال ٿين ٿا، جن ۾ تيزابي ۽ الڪلين ماحول شامل آهن. براون فيوز ٿيل ايلومينا مائڪرو پائوڊر ڪيميائي طور تي تمام مستحڪم آهي ۽ پالش ڪرڻ واري فلوئڊ ۾ ٻين جزن سان آساني سان رد عمل نٿو ڪري، نئين نجاست جي تعارف کي روڪي ٿو. اهو هڪ محنتي، بي پرواهه ملازم وانگر آهي - اهڙي قسم جو ماڻهو جنهن کي باس (انجنيئر) پسند ڪن ٿا.
چوٿون، ان جي مورفولوجي ڪنٽرول لائق آهي، جيڪا "هموار" ذرڙا پيدا ڪري ٿي. ترقي يافته براؤن فيوز ٿيل ايلومينا مائڪرو پائوڊر ذرڙن جي "شڪل" (يا "مورفولوجي") کي به ڪنٽرول ڪري سگهي ٿو. هڪ خاص عمل ذريعي، تيز ڪنارن وارن ذرڙن کي ويجهو گول يا پولي هيڊرل شڪلن ۾ تبديل ڪري سگهجي ٿو. اهي "هموار" ذرڙا ڪٽڻ دوران ويفر جي مٿاڇري تي "گرونگ" اثر کي مؤثر طريقي سان گهٽائي ڇڏيندا آهن، خاص طور تي خراشن جي خطري کي گهٽائي ڇڏيندا آهن.
III. حقيقي دنيا جي ايپليڪيشن: سي ايم پي پيداوار واري لائن تي "خاموش ريس"
سي ايم پي پيداوار واري لائن تي، ويفرز کي ويڪيوم چڪس ذريعي مضبوطيءَ سان جاءِ تي رکيو ويندو آهي، مٿاڇري هيٺ، گھمندڙ پالشنگ پيڊ تي دٻايو ويندو آهي. پالشنگ فلوئڊ جنهن ۾ براؤن فيوزڊ ايلومينا مائڪرو پائوڊر هوندو آهي، پالشنگ پيڊ ۽ ويفر جي وچ ۾ هڪ نفيس مِسٽ وانگر مسلسل اسپري ڪيو ويندو آهي.
هن نقطي تي، خوردبيني دنيا ۾ هڪ "صحت واري ڊوڙ" شروع ٿئي ٿي. اربين ڀوري فيوز ٿيل ايلومينا مائڪرو پائوڊر ذرات، دٻاءُ ۽ گردش هيٺ، ويفر جي مٿاڇري تي في سيڪنڊ لکين نانو ميٽر-سطح ڪٽ انجام ڏين ٿا. انهن کي هڪجهڙائي ۾ هلڻ گهرجي، هڪ نظم و ضبط واري فوج وانگر، آساني سان اڳتي وڌڻ، اوچي علائقن کي "چٽو" ڪرڻ ۽ گهٽين علائقن کي "خالي" ڇڏڻ.
سڄو عمل بهار جي هوا وانگر نرم هجڻ گهرجي، نه ته ڪو تيز طوفان. گهڻي طاقت مائڪرو ڪرڪس کي ڇڪي يا پيدا ڪري سگهي ٿي (جنهن کي "زیر زمین نقصان" سڏيو ويندو آهي)؛ ناکافي طاقت گهٽ ڪارڪردگي جو سبب بڻجي ٿي ۽ پيداوار جي شيڊول ۾ خلل وجهي ٿي. تنهن ڪري، براؤن فيوز ٿيل ايلومينا مائڪرو پاؤڊر جي ڪنسنٽريشن، پارٽيڪل سائيز، ۽ مورفولوجي تي صحيح ڪنٽرول سڌو سنئون آخري چپ جي پيداوار ۽ ڪارڪردگي جو تعين ڪري ٿو.
سلڪون ويفرز جي شروعاتي رف پالشنگ کان وٺي، هر انسوليٽنگ پرت (سلڪون ڊاءِ آڪسائيڊ) جي پلانرائيزيشن تائين، ۽ آخرڪار سرڪٽس کي ڳنڍڻ لاءِ استعمال ٿيندڙ ٽنگسٽن پلگ ۽ ٽامي جي تارن جي پالشنگ تائين، براؤن فيوز ٿيل ايلومينا مائڪرو پائوڊر تقريبن هر نازڪ پلانرائيزيشن مرحلي ۾ ناگزير آهي. اهو پوري چپ جي پيداوار جي عمل ۾ شامل آهي، واقعي هڪ "پردي پويان هيرو".
IV. چئلينج ۽ مستقبل: ڪو به بهترين ناهي، صرف بهتر آهي
يقيناً، هن رستي جو ڪو به اختتام ناهي. جيئن چپ ٺاهڻ جا عمل 7nm ۽ 5nm کان 3nm ۽ اڃا به ننڍا سائيز تائين ترقي ڪن ٿا، سي ايم پي عملن جون گهرجون هڪ "انتهائي" سطح تي پهچي ويون آهن. هي براؤن فيوز ٿيل ايلومينا مائڪرو پاؤڊر لاءِ اڃا به وڏا چئلينج پيش ڪري ٿو:
وڌيڪ نفيس ۽ وڌيڪ هڪجهڙا:مستقبل جا مائڪرو پائوڊرشايد ڏهه نانو ميٽر اسڪيل تائين پهچڻ جي ضرورت هجي، ذرڙن جي سائيز جي ورڇ هڪجهڙي هجي جيئن ليزر سان ڇني وئي هجي.
صاف ڪندڙ: ڪا به ڌاتو آئن نجاست موتمار آهي، جنهن جي ڪري پاڪائي جي گهرج وڌي رهي آهي.
فنڪشنلائيزيشن: ڇا مستقبل ۾ "ذهين مائڪرو پائوڊر" اڀرندا؟ مثال طور، خاص طور تي تبديل ٿيل سطحن سان، اهي مخصوص حالتن ۾ ڪٽڻ جي خاصيتن کي تبديل ڪري سگهن ٿا، يا خود تيز ڪرڻ، خود چکڻ، يا ٻيا ڪم حاصل ڪري سگهن ٿا؟
تنهن ڪري، روايتي رگڙيندڙ صنعت ۾ ان جي شروعات جي باوجود، براؤن فيوز ٿيل ايلومينا مائڪرو پائوڊر هڪ شاندار تبديلي مان گذريو آهي جڏهن اهو سيمي ڪنڊڪٽرز جي جديد ميدان ۾ داخل ٿئي ٿو. اهو هاڻي "هتھوڙو" نه آهي، پر هڪ "نانو سرجيڪل اسڪيلپل" آهي. هر جديد اليڪٽرانڪ ڊوائيس ۾ جيڪو اسان استعمال ڪندا آهيون ان جي ڪور چپ جي مڪمل طور تي هموار سطح ان جي وجود کي بيشمار ننڍڙن ذرڙن جي ڪري آهي.
هي هڪ عظيم منصوبو آهي جيڪو خوردبيني دنيا ۾ ڪيو ويو آهي، ۽براؤن فيوز ٿيل ايلومينا مائڪرو پائوڊربلاشبہ هن منصوبي ۾ هڪ خاموش پر ناگزير سپر ڪاريگر آهي.