فلیٹنگ کا فن: کیمیائی مکینیکل پلانرائزیشن (سی ایم پی) ٹکنالوجی کو سمجھنا
سیمیکمڈکٹر مینوفیکچرنگ کی پیچیدہ دنیا میں ، جہاں اربوں ٹرانجسٹروں کو سلیکن کے سلور پر بھرا ہوا ہے ، ہموار پن صرف ایک عیش و آرام کی نہیں ہے - یہ ایک بنیادی ضرورت ہے۔ چونکہ ڈیوائس جیومیٹری نینوومیٹر پیمانے پر سکڑتی ہیں ، یہاں تک کہ انتہائی منفی سطح کی بے قاعدگی بھی تباہ کن ناکامیوں کا باعث بن سکتی ہے۔ اس کو حاصل کرنے کے دل میں - کامل چپٹا ایک قابل ذکر اور بظاہر متضاد عمل ہے: کیمیائی مکینیکل پلانرائزیشن ، یا سی ایم پی۔
سی ایم پی کیا ہے؟
کیمیائی مکینیکل پلانرائزیشن ایک ہائبرڈ پالش کی تکنیک ہے جو سیمیکمڈکٹر ویفروں کی سطح کو ہموار اور چپٹا کرنے کے لئے کیمیائی اینچنگ اور مکینیکل رگڑ کو جوڑتی ہے۔ اس کو سینڈنگ کی ایک انتہائی نفیس شکل کے طور پر سوچیں ، لیکن جوہری سطح پر۔ اس کا مقصد ٹوپوگرافک تغیرات کو دور کرنا ہے ، جس سے عالمی سطح پر پلانر سطح پیدا کرنا ہے جو جدید انٹیگریٹڈ سرکٹ (آئی سی) کی متعدد پرتوں کی تعمیر کے لئے ضروری ہے۔
سی ایم پی اتنا نازک کیوں ہے؟
1990 کی دہائی میں سی ایم پی کو وسیع پیمانے پر اپنانے سے پہلے ، سیمیکمڈکٹر پرتیں واضح تھیں ، یعنی انہوں نے بنیادی ٹپوگرافی کی شکل پر عمل کیا۔ اس نے "پہاڑیوں اور وادیوں" کو تخلیق کیا جو ہر نئی پرت کے ساتھ جمع ہوتا ہے ، جس کی وجہ سے فوٹوولیتھوگرافی کے ساتھ عمدہ خصوصیات کا نمونہ کرنا ناممکن ہے۔ لتھوگرافی اسکینرز کی توجہ کی گہرائی انتہائی اتلی ہے۔ ایک غیر - پلانر سطح کچھ علاقوں کو توجہ سے دور کردے گی ، جس کے نتیجے میں دھندلا پن اور عیب دار نمونے ہوں گے۔
سی ایم پی وقتا فوقتا ویفر کو چپٹا کرکے اس کو حل کرتا ہے ، مؤثر طریقے سے ٹپوگرافی کو دوبارہ ترتیب دے رہا ہے۔ یہ قابل بناتا ہے:
1. ملٹی - سطح کے باہمی ربط:مختصر سرکٹس یا وقفوں کے بغیر متعدد پرتوں پر پیچیدہ وائرنگ (میٹاللائزیشن ایللائزیشن) کی تشکیل کی اجازت دیتا ہے۔
2. اعلی درجے کی لتھوگرافی:انتہائی الٹرا وایلیٹ (EUV) لتھوگرافی کے ساتھ چھوٹی خصوصیات کو کبھی بھی - نمونہ کے ل required مطلوبہ فلیٹ سطح فراہم کرتا ہے۔
3. اتلی خندق تنہائی (STI):آکسائڈ سے بھری ہوئی پلانرائزڈ خندقیں بنا کر ایک دوسرے سے ٹرانجسٹروں کو الگ تھلگ کرتا ہے۔
4. پلانر ڈیوائس ڈھانچے:جدید میموری خلیوں اور منطق کے آلات کی تعمیر کے لئے ضروری ہے۔
سی ایم پی کیسے کام کرتا ہے؟ کیمسٹری اور میکانکس کی ہم آہنگی
سی ایم پی کا عمل تصور میں دھوکہ دہی سے قابل قبول ہے لیکن اس پر عمل درآمد میں ناقابل یقین حد تک پیچیدہ ہے۔ اس میں کنسرٹ میں کام کرنے والے تین اہم اجزاء شامل ہیں:
1. پالش پیڈ:
عام طور پر غیر محفوظ پولیوریتھین سے بنا ہوا ، پیڈ گھومنے والے پلاٹ پر لگایا جاتا ہے۔ اس کا کام گندگی کو لے جانا اور ایک تعمیری سطح فراہم کرنا ہے جس کے خلاف ویفر دبایا جاتا ہے۔ یکساں مادی ہٹانے کے حصول کے لئے پیڈ کی ساخت اور کمپریسیبلٹی اہم ہے۔
2. گندگی:
یہ سی ایم پی {{0} of کی "خفیہ چٹنی" ہے جس میں کیمیائی اور کھرچنے والے دونوں اجزاء شامل ہیں۔
کیمیائی جزو:رد عمل والے کیمیکلز (جیسے ، آکسیڈائزر جیسے دھاتوں کے لئے ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ ، یا آکسائڈس کے لئے پییچ ترمیم کرنے والے) جو ویفر کی سطح کی فلم کو نرم یا تحلیل کرتے ہیں ، جس سے اسے دور کرنا آسان ہوجاتا ہے۔
مکینیکل میکانیکل جزو:نینو - سائز کے کھردرا ذرات (جیسے ، سلکا یا سیریا) جو جسمانی طور پر کیمیائی طور پر کمزور مواد کو ختم کرتے ہیں۔
3. ویفر کیریئر:
ویفریٹ ویفر کو ایک کیریئر کے ذریعہ چہرہ - نیچے رکھا جاتا ہے ، جو عین مطابق نیچے کی طرف دباؤ (عام طور پر 1-5 PSI) کا اطلاق ہوتا ہے اور آزادانہ طور پر گھومتا ہے۔ ایک برقرار رکھنے والی انگوٹھی ویفر کو جگہ پر رکھتی ہے۔ کیریئر یکسانیت کو بہتر بنانے کے لئے پیڈ کے پار بھی دوچار ہوسکتا ہے۔
عمل کا بہاؤ:
آپریشن کے دوران ، ویفر کیریئر پیڈ کے خلاف ویفر کو دباتا ہے ، جو گندگی میں مسلسل نہا جاتا ہے۔ پلاٹ اور کیریئر دونوں کی بیک وقت گردش ایک پیچیدہ رشتہ دار حرکت پیدا کرتی ہے۔ ہم آہنگی کا عمل اس طرح ہوتا ہے: گندگی میں موجود کیمیکلز وافر سطح کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتے ہیں تاکہ ایک گزرنے والی پرت تشکیل دی جاسکے جو بنیادی مادے سے زیادہ نرم ہے۔ فوری طور پر ، پیڈ کے ذریعہ دبایا جانے والی گندگی میں کھردنے والے ذرات کی مکینیکل کارروائی ، اس نرم پرت کو دور کرتی ہے۔ کیمیائی کمزور ہونے اور مکینیکل ہٹانے کا یہ چکر مسلسل دہراتا ہے ، جس کے نتیجے میں انتہائی کنٹرول اور منتخب پلانرائزیشن ہوتا ہے۔
سی ایم پی میں کلیدی چیلنجز
اس کی پختگی کے باوجود ، جوہری - سطح کی صحت سے متعلق اس کی طلب کی وجہ سے سی ایم پی ایک چیلنجنگ عمل ہے۔
یکسانیت:مرکز سے کنارے تک پورے ویفر میں مستقل مادی ہٹانے کا حصول مشکل ہے۔ غیر - یکسانیت سے "ڈسنگ" (وسیع خصوصیات میں ضرورت سے زیادہ ہٹانے) اور "کٹاؤ" (گھنے خصوصیت کی صفوں کو پالش کرنے) کا باعث بن سکتا ہے۔
نقائص:سی ایم پی کھردرا اجلاس ، بقیہ گندگی کے ذرات ، یا سنکنرن سے مائکرو سکریچز جیسے نقائص متعارف کراسکتی ہے۔
انتخاب:اکثر ، بنیادی پرت پر خاص طور پر رکنے کے دوران ایک مواد کو پالش کرنا ضروری ہے۔ اعلی انتخابی حصول کے لئے باریک بنی سلوریز کی ضرورت ہوتی ہے۔
نئے مواد:جدید نوڈس کے لئے کوبالٹ ، روتھینیم ، اور 2D مواد جیسے نئے مواد کا تعارف مکمل طور پر نئے سی ایم پی کیمسٹریوں اور عمل کی ترقی کا مطالبہ کرتا ہے۔
سی ایم پی کا مستقبل
چونکہ سیمیکمڈکٹر 3D فن تعمیرات جیسے 3D نینڈ اور گیٹ - all - کے ارد گرد (GAA) ٹرانجسٹرس کے دور میں آگے بڑھتے ہیں ، سی پی ایم کا کردار کم ہونے کی بجائے تیار ہورہا ہے۔ نئے چیلنجوں میں اعلی - پہلو - تناسب کے ڈھانچے کو پالش کرنا ، پیچیدہ فلموں میں تناؤ کا انتظام کرنا ، اور تھری ڈی چپ انضمام کے لئے ہائبرڈ بانڈنگ کی منصوبہ بندی کی ضروریات کو حل کرنا شامل ہیں۔ تحقیق کو حتمی کنٹرول کے لئے حقیقی - وقت میں عمل کی نگرانی کے لئے ناول کی گندگی کی تشکیل ، انجنیئر کھرچنے والی ، اور - سیٹو میٹرولوجی پر مرکوز ہے۔
نتیجہ
کیمیائی مکینیکل پلانلائزیشن جدید سیمیکمڈکٹر تانے بانے کا سنگ بنیاد ہے۔ یہ انجینئرنگ عملیت پسندی کی ایک شاندار مثال ہے ، جس نے صنعت کے سب سے مستقل مسائل میں سے ایک کو حل کرنے کے لئے کیمسٹری اور میکانکس کی مشترکہ طاقت کا فائدہ اٹھایا ہے: ٹپوگرافی۔ سی ایم پی کے بغیر ، مور کے قانون کے لاتعداد مارچ کی دہائیوں پہلے رکنے کی بنیاد ہوگی۔ جب ہم چھوٹے ، تیز ، اور زیادہ پیچیدہ چپس کی تعمیر جاری رکھے ہوئے ہیں تو ، فلیٹنگ کی یہ فن پارہ سائنس ناگزیر رہے گی ، جو کل کی ٹکنالوجی کے مناظر کی تشکیل کے ل constant مستقل طور پر ڈھال رہی ہے۔
