سیمیکمڈکٹر مینوفیکچرنگ میں سطح کا منصوبہ بندی کیوں اہم ہے
سیمیکمڈکٹر مینوفیکچرنگ کی پیچیدہ دنیا میں ، جہاں ٹرانجسٹروں کو ایٹموں میں ماپا جاتا ہے اور سرکٹس کو روشنی سے کھڑا کیا جاتا ہے ، ایک بنیادی عمل پوری کوشش کو اہمیت دیتا ہے: سطح کی منصوبہ بندی۔ اکثر پردے کے پیچھے کام کرتے ہوئے ، یہ مور کے قانون کا خاموش قابل کار اور چھوٹے ، تیز تر اور زیادہ طاقتور چپس کی طرف لاتعداد ڈرائیو ہے۔ موثر منصوبہ بندی کے بغیر ، جدید مائکرو الیکٹرانکس جیسا کہ ہم جانتے ہیں کہ وہ محض ناممکن ہوں گے۔
مسئلہ: ایک ٹپوگرافک ڈراؤنا خواب
مربوط سرکٹ (آئی سی) بنانے کا عمل فلیٹ نہیں ہے۔ یہ اضافی اور گھٹاؤ والے اقدامات کا ایک سلسلہ ہے {{1} ant باہمی رابطوں کے لئے دھات کی تہوں کو جمع کرنا ، سلیکن ڈائی آکسائیڈ جیسے موصل مواد ، اور فوٹوولیٹ فوٹولیٹوگرافی کا استعمال کرتے ہوئے پیٹرننگ خصوصیات۔ جمع اور اینچنگ کا ہر چکر آہستہ آہستہ زیادہ ناہموار سطح کی نمائش پیدا کرتا ہے۔
ایک ملٹی - پرتوں والے شہر کی تشکیل کی تعمیر کا تصور کریں۔ ڈھانچے (ٹرانجسٹرس) کا پہلا سیٹ بنانے کے بعد ، آپ ان کو موصل کرنے کے لئے ایک فاؤنڈیشن ڈالتے ہیں (ڈائیلیٹرک پرت)۔ یہ نئی سطح اب پہاڑی ہے ، نیچے کی شکلوں کو آئینہ دار کرتی ہے۔ ان پہاڑیوں پر براہ راست ڈھانچے کا ایک نیا ، بہتر سیٹ بنانے کی کوشش کرنا تباہ کن ہوگا۔ چپ گھڑنے کے لئے بھی یہی بات ہے۔
یہ عدم مساوات تین بنیادی چیلنجز پیش کرتی ہے:
1. لتھوگرافی میں فوکس کی گہرائی (ڈی او ایف) حدود:فوٹو لیتھوگرافی ، ویفر پر سرکٹ کے نمونوں کو "پرنٹنگ" کرنے کے عمل کے لئے انتہائی فلیٹ سطح کی ضرورت ہوتی ہے۔ استعمال شدہ روشنی کی توجہ کی ناقابل یقین حد تک اتلی گہرائی ہے۔ اگر سطح میں نمایاں تغیرات ہیں تو ، کچھ علاقوں کی توجہ مرکوز ہوگی جبکہ دوسرے دھندلا پن ہوں گے ، جس کی وجہ سے خراب یا ٹوٹے ہوئے سرکٹس ہوں گے۔ چونکہ خصوصیت کے سائز نینو میٹر میں سکڑ جاتے ہیں ، یہ رواداری عملی طور پر صفر ہوجاتی ہے۔
2. دھات کاری میں قدم کوریج کے مسائل:جب بعد کی پرتوں کو جمع کرتے ہیں ، خاص طور پر باہمی ربط کے لئے دھات ، کسی نہ کسی سطح کی وجہ سے پریشانیوں کا سبب بنتا ہے۔ کھڑی قدم پر جمع دھات کونے کونے پر بہت پتلی ہوسکتی ہے ، جس سے ایک کمزور نقطہ پیدا ہوتا ہے جو برقی اور حتمی سرکٹ کی ناکامی کا باعث بن سکتا ہے۔ ناقص قدم کی کوریج بھی بجلی کے کنکشن کو مکمل طور پر توڑنے کے بعد بھی voids کا سبب بن سکتی ہے۔
3. باہمی رابطے کی پیچیدگی میں اضافہ:جدید چپس میں دھات کے باہمی ربط کی 15 سے زیادہ پرتیں ہوسکتی ہیں۔ اگلی شامل کرنے سے پہلے ہر پرت کو چپٹا کیے بغیر ، مجموعی ٹپوگرافی غیر معمولی حد تک انتہائی حد تک ہوجائے گی ، جس سے اونچی تہوں کو درست طریقے سے من گھڑت بنانا ناممکن ہوجائے گا۔
حل: کیمیائی مکینیکل پالش (سی ایم پی)
اس چیلنج کا صنعت کا جواب کیمیائی مکینیکل پالش/پلانرائزیشن (سی ایم پی) ہے۔ سی ایم پی ایک ہائبرڈ ایک ہائبرڈ تکنیک ہے جو مکینیکل رگڑ کے ساتھ کیمیائی اینچنگ کو جوڑتی ہے تاکہ عالمی منصوبہ بندی {- کو حاصل کرنے کے لئے پوری ویفر سطح کو چپٹا کیا جاسکے۔
کیمیائی عمل:آکسائڈائزر آکسائڈائزر جیسے کیمیکل پر مشتمل ایک گندگی کا اطلاق ویفر پر ہوتا ہے۔ یہ مواد کی اوپری پرت کو نرم یا ترمیم کرتا ہے (جیسے ، تانبے کو نرم آکسائڈ میں تبدیل کرنا)۔
مکینیکل ایکشن:ایک پالش پالش کرنے والا پیڈ پھر میکانکی طور پر نرمی والے مواد کو ختم کرتا ہے ، اسے صاف کرتا ہے۔ پیڈ کے دباؤ کو احتیاط سے کنٹرول کیا جاتا ہے تاکہ اعلی اور کم مقامات پر یکساں ہٹانے کی شرح کو یقینی بنایا جاسکے ، آخر کار ایک بالکل فلیٹ ، آئینہ - کی طرح ختم ہوتا ہے۔
سی ایم پی ایک واحد عمل نہیں ہے لیکن مختلف مواد پر منتخب طور پر اس کا اطلاق ہوتا ہے:
STI CMP:اتلی خندق تنہائی آکسائڈس کی منصوبہ بندی کرکے ٹرانجسٹروں کو الگ تھلگ کرنا۔
ILD CMP:ہموار کرنے کے لئے ہموار کریں - پرت ڈائی الیکٹرک (موصل) پرتیں۔
ٹنگسٹن سی ایم پی:"پلگ" سے اضافی ٹنگسٹن کو دور کرنے کے ل that جو پرتوں کے مابین عمودی رابطے تشکیل دیتے ہیں۔
کاپر سی ایم پی:جدید انٹرکنیکٹ ٹکنالوجی کا سنگ بنیاد ، جو دماسین کے عمل میں استعمال کیا جاتا ہے تاکہ انلیئڈ تانبے کی تاروں کو تشکیل دیا جاسکے۔
موثر موثر پلانرائزیشن کے اہم اثرات
موثر منصوبہ بندی صرف ایک سہولت نہیں ہے۔ یہ جدید سیمیکمڈکٹر نوڈس کے لئے ایک بنیادی ضرورت ہے۔
1. ملٹی - سطح کے باہمی ربط کو چالو کرنا:سی ایم پی سے درجنوں دھات کی وائرنگ پرتوں کو اسٹیک کرنا ممکن ہوتا ہے ، جس سے آج کے ارب - ٹرانجسٹر پروسیسرز اور میموری چپس میں مطلوبہ کمپلیکس ، تین - جہتی روٹنگ کی اجازت ملتی ہے۔
2. پیداوار اور قابل اعتماد کو بہتر بنانا:ٹاپولوجیکل نقائص کو ختم کرکے ، سی ایم پی مختصر سرکٹس ، کھلے رابطے اور دیگر ناکامی کے طریقہ کار کو تیزی سے کم کرتا ہے۔ ایک چاپلوسی سطح براہ راست اعلی مینوفیکچرنگ پیداوار اور زیادہ قابل اعتماد اختتامی مصنوعات میں ترجمہ کرتی ہے۔
3. آلہ اسکیلنگ کی سہولت:چھوٹی ٹرانجسٹر ٹیکنالوجی کی ہر یکے بعد دیگرے نسل کا انحصار تیزی سے عین مطابق لتھوگرافی ، جیسے انتہائی الٹرا وایلیٹ (EUV) پر ہوتا ہے۔ ان نظاموں میں اور بھی سخت ڈوف رکاوٹیں ہیں ، جس سے سی ایم پی کے ذریعہ بے عیب فلیٹ پن کو بالکل غیر - قابل تبادلہ ہوتا ہے۔
4. بجلی کی کارکردگی کو بڑھانا:ایک ہموار سطح باہمی رابطوں میں سگنل میں تاخیر (آر سی کی تاخیر) کو کم کرتی ہے اور موجودہ رساو کو کم سے کم کرتی ہے ، جس سے تیز رفتار سوئچنگ کی رفتار اور کم بجلی کی کھپت میں مدد ملتی ہے۔
نتیجہ
اگرچہ اکثر لتھوگرافی یا ٹرانجسٹر ڈیزائن میں پیشرفتوں کے ذریعہ سایہ دار ، سی ایم پی کے ذریعہ سطح کی منصوبہ بندی سیمیکمڈکٹر فیب میں ایک انتہائی نازک اور بار بار عمل میں سے ایک ہے۔ یہ وہ لازمی اقدام ہے جو تانے بانے کے دوران تخلیق کردہ پیچیدہ ٹپوگرافی کو صاف کرتا ہے ، جس میں قدیم ، فلیٹ کینوس مہیا ہوتا ہے جس پر مائکروسکوپک عجائبات کی اگلی پرت تعمیر کی جاسکتی ہے۔ جب ہم انگسٹروم - اسکیل اسکیلنگ اور تھری ڈی چپ آرکیٹیکچرز کے دور میں مزید آگے بڑھ رہے ہیں تو ، جدید ترین پلانرائزیشن تکنیکوں کا کردار صرف اہمیت میں بڑھ جائے گا ، جس سے ہماری جدید دنیا کی وضاحت کرنے والی تکنیکی ترقی کو جاری رکھنا جاری رہے گا۔
