በሴሚኮንዳክተር ኢንዱስትሪ ውስጥ የብራውን ፊውዝድ አልሙና ማይክሮፖውደር ትክክለኛ መፍጨት ሚና
ወዳጆች፣ ዛሬ ስለ አንድ ከባድ እና ለመረዳት አስቸጋሪ የሆነ ነገር እንነጋገራለን -ቡናማ የተቀላቀለ የአልሙኒየም ማይክሮፖውደርስለሱ ሰምተህ ላይሆን ይችላል፣ ነገር ግን በስልክህ እና በስማርት ሰዓትህ ውስጥ ካሉት በጣም ወሳኝ እና ስስ ቺፖች፣ ከመመረታቸው በፊት እንኳን፣ ተፈትተው ይሆናል። የቺፑን “ዋና የውበት ባለሙያ” ብሎ መጥራት ማጋነን አይደለም።
እንደ whetstone ያለ ሻካራ መሳሪያ አድርገህ አትገምተው። በሴሚኮንዳክተሮች ዓለም፣ እንደ ናኖስኬል ስካሌሎችን የሚጠቀም ማይክሮ-ቅርጻቅርጽ ባለሙያ ስስ ሚና ይጫወታል።
I. የቺፑ “የፊት ቅርፃቅርፅ”፡ መፍጨት ለምን አስፈለገ?
በመጀመሪያ አንድ ነገር እንረዳ፡ ቺፕስ በቀጥታ በጠፍጣፋ መሬት ላይ አያድግም። እንደ ህንፃ ግንባታ እጅግ በጣም ንጹህ፣ ጠፍጣፋ የሲሊኮን ዋፈር (“ዋፈር” ብለን የምንጠራው) ላይ “የተገነቡ” ንብርብር በአንድ ንብርብር ነው፣ ይህም ሕንፃ መገንባትን ይመስላል። ይህ “ሕንፃ” በደርዘን የሚቆጠሩ ወለሎች ያሉት ሲሆን በእያንዳንዱ ወለል ላይ ያለው ዑደት ከአንድ ሺህኛ የሰው ፀጉር ውፍረት የበለጠ ቀጭን ነው።
ስለዚህ ችግሩ ይኸውልህ፡ አዲስ ወለል ስትገነባ፣ የመሠረቱ መሠረት - የቀድሞው ወለል - ትንሽ እንኳን ያልተስተካከለ ከሆነ፣ እንደ አቶም ትንሽ የሆነ ወጣ ገባ ቢሆንም፣ መላው ሕንፃ እንዲጣመም፣ ዑደት እንዲያቋርጥ እና ቺፖችን ከጥቅም ውጪ እንዲሆኑ ሊያደርግ ይችላል። ኪሳራዎቹ ቀልድ አይደሉም።
ስለዚህ፣ እያንዳንዱ ወለል ከተጠናቀቀ በኋላ፣ ጥልቅ “ጽዳት” እና “ደረጃ” ማድረግ አለብን። ይህ ሂደት “ኬሚካል ሜካኒካል ፕላናሪዜሽን” የሚል ቅጽል ስም አለው። ስሙ ውስብስብ ቢመስልም፣ መርሆው ለመረዳት አስቸጋሪ አይደለም፡ የኬሚካል ዝገት እና የሜካኒካል መሸርሸር ጥምረት ነው።
ኬሚካላዊው "ፓንች" የሚወገደው ቁሳቁስ ለማለስለስና ለመሸፈን ልዩ የሆነ የማጥራት ፈሳሽ ይጠቀማል፣ ይህም የበለጠ "ለስላሳ" ያደርገዋል።
ሜካኒካል "ዱካ" ወደ ተግባር ይመጣል -ቡናማ ኮሩንደም ማይክሮፖውደርተግባሩ በኬሚካላዊ ሂደቱ "የተለወጠውን" ቁሳቁስ በትክክል እና በእኩልነት "ለመቧጨር" አካላዊ ዘዴዎችን መጠቀም ነው።
ብዙ ማጽጃዎች ስላሉ፣ ይህ በተለይ ለምን እንደሆነ ልትጠይቁ ትችላላችሁ? ልዩ ባህሪያቱ የሚመጡት እዚህ ላይ ነው።
II. “በጣም ማይክሮኒዝድ ያልሆነ የማይክሮኒዝድ ዱቄት”: ቡናማ የተቀላቀለው አልሙና ልዩ ችሎታ
በሴሚኮንዳክተር ኢንዱስትሪ ውስጥ፣ ጥቅም ላይ የዋለው ቡናማ የተቀላቀለው የአሉሚና ማይክሮኒዝድ ዱቄት ተራ ምርት አይደለም። በጥንቃቄ የተመረጠ እና የተጣራ “ልዩ ኃይሎች” ክፍል ነው።
በመጀመሪያ፣ በቂ ከባድ ነው፣ ግን ግድየለሽ አይደለም።ቡናማ የተቀላቀለ አሉሚኒየምየጥንካሬው ከአልማዝ ቀጥሎ ሁለተኛ ሲሆን እንደ ሲሊኮን፣ ሲሊኮን ዳይኦክሳይድ እና ቱንግስተን ያሉ የተለመዱ የቺፕ ቁሳቁሶችን ለማስተናገድ ከበቂ በላይ ነው። ነገር ግን ቁልፉ ጥንካሬው “ጠንካራ” ጥንካሬ መሆኑ ነው። አንዳንድ ጠንካራ ቁሳቁሶች (እንደ አልማዝ) በቀላሉ የሚሰበሩ እና በግፊት ስር የሚሰበሩ ሳይሆን፣ ቡናማ የተዋሃደ አልሙና “አጥፊ ንጥረ ነገር” ከመሆን በመቆጠብ ታማኝነቱን ይጠብቃል።
ሁለተኛ፣ ጠባብ የሆነው የቅንጣት መጠኑ እኩል መቁረጥን ያረጋግጣል። ይህ በጣም ወሳኝ ነጥብ ነው። የተለያየ መጠን ያላቸው ድንጋዮችን ክምር ባለው ውድ ጄድ ለማጥራት መሞከርን አስቡት። ትላልቅ ድንጋዮች ጥልቅ ጉድጓዶችን ይተዋሉ፣ ትናንሽ ድንጋዮች ደግሞ ለመስራት በጣም ትንሽ ሊሆኑ ይችላሉ። በሲኤምፒ (ኬሚካል ሜካኒካል ፖሊሺንግ) ሂደቶች ውስጥ ይህ ፈጽሞ ተቀባይነት የለውም። በሴሚኮንዳክተሮች ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውለው ቡናማ የተዋሃደ የአልሙና ማይክሮፖውደር እጅግ በጣም ጠባብ የሆነ የቅንጣት መጠን ስርጭት ሊኖረው ይገባል። ይህ ማለት ሁሉም ቅንጣቶች ማለት ይቻላል ተመሳሳይ መጠን ያላቸው ናቸው ማለት ነው። ይህም በሺዎች የሚቆጠሩ የማይክሮፖውድ ቅንጣቶች በዋፈር ወለል ላይ በአንድነት እንዲንቀሳቀሱ ያረጋግጣል፣ እንከን የለሽ ወለል ለመፍጠር እኩል ግፊት በመተግበር እንከን የለሽ ወለል ለመፍጠር። ይህ ትክክለኛነት በናኖሜትር ደረጃ ላይ ነው።
ሶስተኛ፣ በኬሚካል “ሐቀኛ” ወኪል ነው። ቺፕ ማምረት አሲዳማ እና አልካላይን አካባቢዎችን ጨምሮ የተለያዩ ኬሚካሎችን ይጠቀማል። ቡናማ የተቀላቀለ የአልሙኒየም ማይክሮፖውደር በኬሚካል በጣም የተረጋጋ ሲሆን በማጥራት ፈሳሽ ውስጥ ካሉ ሌሎች ክፍሎች ጋር በቀላሉ ምላሽ አይሰጥም፣ ይህም አዳዲስ ቆሻሻዎችን እንዳይገባ ይከላከላል። ልክ እንደ ታታሪ፣ ትሑት ሠራተኛ ነው - አለቆች (መሐንዲሶች) የሚወዱት ዓይነት ሰው።
አራተኛ፣ ሞርፎሎጂው ቁጥጥር የሚደረግበት ሲሆን “ለስላሳ” ቅንጣቶችን ይፈጥራል። የላቀ ቡናማ የተቀላቀለ የአልሙኒየም ማይክሮፖውደር የንጥረ ነገሮቹን “ቅርጽ” (ወይም “ሞርፎሎጂ”) እንኳን መቆጣጠር ይችላል። በልዩ ሂደት፣ ስለታም ጠርዞች ያላቸው ቅንጣቶች ወደ ሉላዊ ወይም ፖሊሄድራል ቅርጾች ሊለወጡ ይችላሉ። እነዚህ “ለስላሳ” ቅንጣቶች በመቁረጥ ወቅት በዋፈር ወለል ላይ ያለውን “የመጎተት” ውጤት ውጤታማ በሆነ መንገድ ይቀንሳሉ፣ ይህም የመቧጨር አደጋን በእጅጉ ይቀንሳል።
III. የእውነተኛው ዓለም አተገባበር፡ በሲኤምፒ የምርት መስመር ላይ ያለው “ዝምተኛ ውድድር”
በሲኤምፒ የምርት መስመር ላይ፣ ዋፈሮች በቫክዩም ቹኮች በጥብቅ ተይዘው ወደታች ይወሰዳሉ፣ በሚሽከረከር የፖሊሽ ፓድ ላይ ይጫናሉ። ቡናማ የተቀላቀለ የአልሙኒየም ማይክሮፖውደር የያዘ የማጥራት ፈሳሽ እንደ ጥሩ ጭጋግ፣ በማጥለቂያ ፓዱ እና በዋፈሩ መካከል ያለማቋረጥ ይረጫል።
በዚህ ጊዜ፣ በማይክሮስኮፕ ዓለም ውስጥ “ትክክለኛነት ውድድር” ይጀምራል። በቢሊዮን የሚቆጠሩ ቡናማ የተዋሃዱ የአልሙኒየም ማይክሮፖውደር ቅንጣቶች፣ በግፊት እና በማሽከርከር፣ በሰከንድ በሚሊዮን የሚቆጠሩ የናኖሜትር ደረጃ ቁራጮችን በዋፈር ወለል ላይ ያካሂዳሉ። እንደ ዲሲፕሊን ሠራዊት፣ በተቀላጠፈ ሁኔታ መንቀሳቀስ፣ ከፍተኛ ቦታዎችን “ማጠፍ” እና ዝቅተኛ ቦታዎችን “ባዶ መተው” አለባቸው።
አጠቃላይ ሂደቱ እንደ ጸደይ ንፋስ ረጋ ያለ መሆን አለበት፣ እንደ ኃይለኛ አውሎ ነፋስ አይደለም። ከመጠን በላይ የሆነ ኃይል ማይክሮክራክቶችን (“የከርሰ ምድር ጉዳት” ይባላል) ሊቧጭር ወይም ሊፈጥር ይችላል፤ በቂ ያልሆነ ኃይል ወደ ዝቅተኛ ቅልጥፍና ይመራል እና የምርት መርሃ ግብሮችን ያደናቅፋል። ስለዚህ፣ ቡናማ የተቀላቀለው የአልሙኒየም ማይክሮፖውደር ክምችት፣ የቅንጣት መጠን እና ሞርፎሎጂ ላይ ትክክለኛ ቁጥጥር የመጨረሻውን የቺፕ ምርት እና አፈጻጸም በቀጥታ ይወስናል።
ከሲሊኮን ዋፈርስ የመጀመሪያ ሻካራ ፖሊሽ ጀምሮ፣ የእያንዳንዱን መከላከያ ንብርብር (ሲሊከን ዳይኦክሳይድ) ፕላናሪዜሽን እስከማድረግ እና በመጨረሻም ወረዳዎችን ለማገናኘት የሚያገለግሉትን የቱንግስተን መሰኪያዎች እና የመዳብ ሽቦዎችን እስከማጥራት ድረስ፣ ቡናማ የተዋሃደ የአልሙኒየም ማይክሮፖውደር በሁሉም ወሳኝ የፕላናሪዜሽን ደረጃዎች ውስጥ ማለት ይቻላል አስፈላጊ ነው። በጠቅላላው የቺፕ ማምረቻ ሂደት ውስጥ ዘልቆ ይገባል፣ በእውነትም "ከትዕይንቱ በስተጀርባ ጀግና" ነው።
IV. ተግዳሮቶች እና የወደፊቱ ጊዜ፡- የተሻለ ነገር የለም፣ የተሻለ ነገር ብቻ ነው
እርግጥ ነው፣ ይህ መንገድ ማለቂያ የለውም። የቺፕ ማምረቻ ሂደቶች ከ7nm እና 5nm ወደ 3nm እና እንዲያውም ትናንሽ መጠኖች ሲያድጉ፣ የCMP ሂደቶች መስፈርቶች “እጅግ በጣም” ደረጃ ላይ ደርሰዋል። ይህ ለቡናማ የተቀላቀለ የአልሙኒየም ማይክሮፖውደር የበለጠ ከባድ ፈተናዎችን ያቀርባል፡
የበለጠ ቀጭን እና ወጥነት ያለው;የወደፊት ማይክሮፖውደሮችልክ በሌዘር እንደተጣራ ያህል የአንድ አይነት የቅንጣት መጠን ስርጭት ያለው፣ አስር ናኖሜትር ሚዛን ላይ መድረስ ሊያስፈልግ ይችላል።
ማጽጃ፡- ማንኛውም የብረት አዮን ቆሻሻዎች ገዳይ ናቸው፣ ይህም እየጨመረ የሚሄድ የንጽህና መስፈርቶችን ያስከትላል።
ተግባራዊነት፡- “ብልህ ማይክሮፓውደሮች” ወደፊት ብቅ ይላሉ? ለምሳሌ፣ በልዩ ሁኔታ በተሻሻሉ ቦታዎች፣ የመቁረጥ ባህሪያትን በተወሰኑ ሁኔታዎች ሊቀይሩ ወይም እራሳቸውን የሚስሉ፣ እራሳቸውን የሚያለሰልሱ ወይም ሌሎች ተግባራትን ሊያከናውኑ ይችላሉ?
ስለዚህ፣ ከባህላዊው የአቧራ ኢንዱስትሪ የመነጨ ቢሆንም፣ ቡናማ የተቀላቀለው የአልሙና ማይክሮፖውደር ወደ ዘመናዊው የሴሚኮንዳክተሮች መስክ ከገባ በኋላ አስደናቂ ለውጥ አድርጓል። ከእንግዲህ “መዶሻ” ሳይሆን “ናኖሰርጂካል ስካሌል” ነው። በምንጠቀምበት በእያንዳንዱ የላቀ የኤሌክትሮኒክስ መሣሪያ ውስጥ ያለው የኮር ቺፕ ፍጹም ለስላሳ ገጽታ ለቁጥር ላልተቆጠሩ ትናንሽ ቅንጣቶች ምክንያት ነው።
ይህ በማይክሮስኮፕ ዓለም ውስጥ የተካሄደ ትልቅ ፕሮጀክት ነው፣ እናቡናማ የተቀላቀለ የአልሙኒየም ማይክሮፖውደርበዚህ ፕሮጀክት ውስጥ ጸጥ ያለ ግን እጅግ በጣም አስፈላጊ የሆነ እጅግ በጣም ጥሩ የእጅ ባለሙያ እንደሆነ ጥርጥር የለውም።