ওয়েফার পলিশিং পদ্ধতি কি কি?

একটি চিপ তৈরির সাথে জড়িত সমস্ত প্রক্রিয়ার মধ্যে, চূড়ান্ত ভাগ্যওয়েফারএকেকটি ডাইয়ে কেটে ছোট, আবদ্ধ বাক্সে প্যাকেজ করতে হবে এবং মাত্র কয়েকটি পিন খোলা থাকবে। চিপটির থ্রেশহোল্ড, রেজিস্ট্যান্স, কারেন্ট এবং ভোল্টেজের মানের উপর ভিত্তি করে মূল্যায়ন করা হবে, কিন্তু কেউ এর চেহারা বিবেচনা করবে না। উত্পাদন প্রক্রিয়া চলাকালীন, আমরা প্রয়োজনীয় প্ল্যানারাইজেশন অর্জনের জন্য বারবার ওয়েফারকে পালিশ করি, বিশেষত প্রতিটি ফটোলিথোগ্রাফি পদক্ষেপের জন্য। দওয়েফারপৃষ্ঠটি অবশ্যই অত্যন্ত সমতল হতে হবে কারণ, চিপ উত্পাদন প্রক্রিয়া সঙ্কুচিত হওয়ার সাথে সাথে ফটোলিথোগ্রাফি মেশিনের লেন্সকে লেন্সের সংখ্যাসূচক অ্যাপারচার (NA) বাড়িয়ে ন্যানোমিটার-স্কেল রেজোলিউশন অর্জন করতে হবে। যাইহোক, এটি একই সাথে ফোকাসের গভীরতা (DoF) হ্রাস করে। ফোকাসের গভীরতা সেই গভীরতাকে বোঝায় যার মধ্যে অপটিক্যাল সিস্টেম ফোকাস বজায় রাখতে পারে। ফটোলিথোগ্রাফি চিত্রটি পরিষ্কার এবং ফোকাসে থাকে তা নিশ্চিত করার জন্য, পৃষ্ঠের বৈচিত্রগুলিওয়েফারফোকাসের গভীরতার মধ্যে পড়তে হবে।

সহজ কথায়, ফটোলিথোগ্রাফি মেশিন ইমেজিং নির্ভুলতা উন্নত করার জন্য ফোকাস করার ক্ষমতাকে বলিদান করে। উদাহরণস্বরূপ, নতুন প্রজন্মের EUV ফটোলিথোগ্রাফি মেশিনগুলির একটি সংখ্যাসূচক অ্যাপারচার 0.55, কিন্তু ফোকাসের উল্লম্ব গভীরতা মাত্র 45 ন্যানোমিটার, ফটোলিথোগ্রাফির সময় আরও ছোট সর্বোত্তম ইমেজিং পরিসীমা সহ। যদিওয়েফারসমতল নয়, অসম পুরুত্ব আছে, বা পৃষ্ঠের অস্থিরতা রয়েছে, এটি উচ্চ এবং নিম্ন পয়েন্টে ফটোলিথোগ্রাফির সময় সমস্যা সৃষ্টি করবে।

ফটোলিথোগ্রাফি একমাত্র প্রক্রিয়া নয় যার জন্য একটি মসৃণ প্রয়োজনওয়েফারপৃষ্ঠ অন্যান্য অনেক চিপ উত্পাদন প্রক্রিয়ার জন্যও ওয়েফার পলিশিং প্রয়োজন। উদাহরণস্বরূপ, ভেজা এচিংয়ের পরে, পরবর্তী আবরণ এবং জমা করার জন্য রুক্ষ পৃষ্ঠকে মসৃণ করার জন্য পলিশিং প্রয়োজন। অগভীর ট্রেঞ্চ আইসোলেশনের (এসটিআই) পরে, অতিরিক্ত সিলিকন ডাই অক্সাইড মসৃণ করতে এবং পরিখা ভরাট সম্পূর্ণ করতে পলিশিং করা প্রয়োজন। ধাতু জমা করার পরে, অতিরিক্ত ধাতু স্তর অপসারণ এবং ডিভাইস শর্ট সার্কিট প্রতিরোধ করতে পলিশিং প্রয়োজন।

অতএব, একটি চিপের জন্মের সাথে ওয়েফারের রুক্ষতা এবং পৃষ্ঠের বৈচিত্র্য কমাতে এবং পৃষ্ঠ থেকে অতিরিক্ত উপাদান অপসারণের জন্য অনেকগুলি পলিশিং পদক্ষেপ জড়িত। উপরন্তু, ওয়েফারে বিভিন্ন প্রক্রিয়ার সমস্যার কারণে সৃষ্ট পৃষ্ঠের ত্রুটিগুলি প্রায়শই প্রতিটি পলিশিং পদক্ষেপের পরেই স্পষ্ট হয়ে ওঠে। সুতরাং, পলিশিংয়ের জন্য দায়ী প্রকৌশলীরা গুরুত্বপূর্ণ দায়িত্ব পালন করেন। তারা চিপ উত্পাদন প্রক্রিয়ার কেন্দ্রীয় ব্যক্তিত্ব এবং প্রায়শই উত্পাদন মিটিংয়ে দোষ বহন করে। চিপ তৈরির প্রধান পলিশিং কৌশল হিসাবে তাদের অবশ্যই ওয়েট এচিং এবং ফিজিক্যাল আউটপুট উভয় ক্ষেত্রেই দক্ষ হতে হবে।

ওয়েফার পলিশিং পদ্ধতি কি কি?

পলিশিং তরল এবং সিলিকন ওয়েফার পৃষ্ঠের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া নীতির উপর ভিত্তি করে পলিশিং প্রক্রিয়াগুলিকে তিনটি প্রধান বিভাগে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে:

1. যান্ত্রিক পলিশিং পদ্ধতি:
যান্ত্রিক মসৃণতা একটি মসৃণ পৃষ্ঠ অর্জনের জন্য কাটিং এবং প্লাস্টিকের বিকৃতির মাধ্যমে পালিশ করা পৃষ্ঠের প্রোট্রুশনগুলিকে সরিয়ে দেয়। সাধারণ সরঞ্জামগুলির মধ্যে রয়েছে তেল পাথর, উলের চাকা এবং স্যান্ডপেপার, প্রাথমিকভাবে হাত দ্বারা চালিত। বিশেষ অংশ, যেমন ঘূর্ণায়মান দেহের পৃষ্ঠতল, টার্নটেবল এবং অন্যান্য সহায়ক সরঞ্জাম ব্যবহার করতে পারে। উচ্চ-মানের প্রয়োজনীয়তা সহ পৃষ্ঠের জন্য, অতি-সূক্ষ্ম পলিশিং পদ্ধতিগুলি নিযুক্ত করা যেতে পারে। সুপার-ফাইন পলিশিং বিশেষভাবে তৈরি ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম সরঞ্জাম ব্যবহার করে, যা একটি ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম পলিশিং তরল, ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠের বিরুদ্ধে শক্তভাবে চাপা হয় এবং উচ্চ গতিতে ঘোরানো হয়। এই কৌশলটি Ra0.008μm এর পৃষ্ঠের রুক্ষতা অর্জন করতে পারে, যা সমস্ত পলিশিং পদ্ধতির মধ্যে সর্বোচ্চ। এই পদ্ধতিটি সাধারণত অপটিক্যাল লেন্সের ছাঁচের জন্য ব্যবহৃত হয়।

2. রাসায়নিক পলিশিং পদ্ধতি:
রাসায়নিক পলিশিং একটি রাসায়নিক মাধ্যমে উপাদান পৃষ্ঠের মাইক্রো-প্রোট্রুশনগুলির অগ্রাধিকারমূলক দ্রবীভূতকরণ জড়িত, যার ফলে একটি মসৃণ পৃষ্ঠ হয়। এই পদ্ধতির প্রধান সুবিধাগুলি হল জটিল সরঞ্জামগুলির প্রয়োজনের অভাব, জটিল আকৃতির ওয়ার্কপিসগুলিকে পালিশ করার ক্ষমতা এবং উচ্চ দক্ষতার সাথে একই সাথে অনেকগুলি ওয়ার্কপিস পালিশ করার ক্ষমতা। রাসায়নিক পলিশিং এর মূল সমস্যা হল পলিশিং তরল গঠন। রাসায়নিক পলিশিং দ্বারা অর্জিত পৃষ্ঠের রুক্ষতা সাধারণত কয়েক দশ মাইক্রোমিটার।

3. কেমিক্যাল মেকানিক্যাল পলিশিং (CMP) পদ্ধতি:
প্রথম দুটি পলিশিং পদ্ধতির প্রতিটিরই অনন্য সুবিধা রয়েছে। এই দুটি পদ্ধতির সমন্বয় প্রক্রিয়ায় পরিপূরক প্রভাব অর্জন করতে পারে। রাসায়নিক যান্ত্রিক পলিশিং যান্ত্রিক ঘর্ষণ এবং রাসায়নিক ক্ষয় প্রক্রিয়া একত্রিত করে। সিএমপি চলাকালীন, পলিশিং তরলে রাসায়নিক বিকারকগুলি পালিশ করা সাবস্ট্রেট উপাদানকে অক্সিডাইজ করে, একটি নরম অক্সাইড স্তর তৈরি করে। এই অক্সাইড স্তর তারপর যান্ত্রিক ঘর্ষণ মাধ্যমে অপসারণ করা হয়. এই জারণ এবং যান্ত্রিক অপসারণ প্রক্রিয়ার পুনরাবৃত্তি কার্যকর পলিশিং অর্জন করে।

রাসায়নিক মেকানিক্যাল পলিশিং (CMP) এর বর্তমান চ্যালেঞ্জ এবং সমস্যা:

প্রযুক্তি, অর্থনীতি, এবং পরিবেশগত স্থায়িত্বের ক্ষেত্রে সিএমপি বেশ কয়েকটি চ্যালেঞ্জ এবং সমস্যার সম্মুখীন হয়েছে:

1) প্রক্রিয়ার ধারাবাহিকতা: সিএমপি প্রক্রিয়ায় উচ্চ ধারাবাহিকতা অর্জন করা চ্যালেঞ্জিং রয়ে গেছে। এমনকি একই উত্পাদন লাইনের মধ্যে, বিভিন্ন ব্যাচ বা সরঞ্জামের মধ্যে প্রক্রিয়া পরামিতিগুলির ছোটখাটো পরিবর্তনগুলি চূড়ান্ত পণ্যের সামঞ্জস্যকে প্রভাবিত করতে পারে।

2) নতুন উপাদানের সাথে অভিযোজনযোগ্যতা: নতুন উপকরণের উত্থান অব্যাহত থাকায়, CMP প্রযুক্তিকে অবশ্যই তাদের বৈশিষ্ট্যগুলির সাথে খাপ খাইয়ে নিতে হবে। কিছু উন্নত উপকরণ প্রথাগত সিএমপি প্রক্রিয়ার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ নাও হতে পারে, যার জন্য আরও অভিযোজিত পলিশিং তরল এবং ঘষিয়া তুলবার যন্ত্রের বিকাশ প্রয়োজন।

3) আকার প্রভাব: সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসের মাত্রা ক্রমাগত সঙ্কুচিত হতে থাকে, আকারের প্রভাবের কারণে সৃষ্ট সমস্যাগুলি আরও তাৎপর্যপূর্ণ হয়ে ওঠে। ছোট মাত্রার জন্য উচ্চতর পৃষ্ঠের সমতলতা প্রয়োজন, আরও সুনির্দিষ্ট CMP প্রক্রিয়ার প্রয়োজন।

4) উপাদান অপসারণ হার নিয়ন্ত্রণ: কিছু অ্যাপ্লিকেশনে, বিভিন্ন উপকরণের জন্য উপাদান অপসারণের হারের সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। CMP চলাকালীন বিভিন্ন স্তর জুড়ে সামঞ্জস্যপূর্ণ অপসারণের হার নিশ্চিত করা উচ্চ-পারফরম্যান্স ডিভাইস তৈরির জন্য অপরিহার্য।

5) পরিবেশগত বন্ধুত্ব: সিএমপিতে ব্যবহৃত পলিশিং তরল এবং ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম পরিবেশগত ক্ষতিকারক উপাদান থাকতে পারে। আরও পরিবেশবান্ধব এবং টেকসই সিএমপি প্রক্রিয়া এবং উপকরণগুলির গবেষণা এবং বিকাশ গুরুত্বপূর্ণ চ্যালেঞ্জ।

6) বুদ্ধিমত্তা এবং অটোমেশন: CMP সিস্টেমের বুদ্ধিমত্তা এবং স্বয়ংক্রিয়তা স্তর ধীরে ধীরে উন্নত হচ্ছে, তাদের এখনও জটিল এবং পরিবর্তনশীল উত্পাদন পরিবেশের সাথে মানিয়ে নিতে হবে। উত্পাদন দক্ষতা উন্নত করতে উচ্চ স্তরের অটোমেশন এবং বুদ্ধিমান পর্যবেক্ষণ অর্জন করা একটি চ্যালেঞ্জ যা মোকাবেলা করা দরকার।

7) খরচ নিয়ন্ত্রণ: CMP উচ্চ সরঞ্জাম এবং উপাদান খরচ জড়িত. বাজারের প্রতিযোগীতা বজায় রাখার জন্য উৎপাদন খরচ কমানোর চেষ্টা করার সময় নির্মাতাদের প্রক্রিয়া কর্মক্ষমতা উন্নত করতে হবে।