চিপ উত্পাদন প্রক্রিয়ার একটি সম্পূর্ণ ব্যাখ্যা (1/2): ওয়েফার থেকে প্যাকেজিং এবং পরীক্ষা পর্যন্ত

প্রতিটি সেমিকন্ডাক্টর পণ্যের উত্পাদনের জন্য শত শত প্রক্রিয়ার প্রয়োজন হয় এবং সমগ্র উত্পাদন প্রক্রিয়াটি আটটি ধাপে বিভক্ত:ওয়েফার প্রক্রিয়াকরণ - জারণ - ফটোলিথোগ্রাফি - এচিং - পাতলা ফিল্ম জমা - আন্তঃসংযোগ - পরীক্ষা - প্যাকেজিং.

ধাপ 1:ওয়েফার প্রক্রিয়াকরণ

সমস্ত অর্ধপরিবাহী প্রক্রিয়া বালি একটি শস্য দিয়ে শুরু! কারণ বালির মধ্যে থাকা সিলিকন ওয়েফার তৈরির জন্য প্রয়োজনীয় কাঁচামাল। ওয়েফারগুলি হল সিলিকন (Si) বা গ্যালিয়াম আর্সেনাইড (GaAs) দিয়ে তৈরি একক স্ফটিক সিলিন্ডার থেকে কাটা গোলাকার টুকরা। উচ্চ-বিশুদ্ধ সিলিকন উপাদানগুলি আহরণ করতে, সিলিকা বালি, 95% পর্যন্ত সিলিকন ডাই অক্সাইড সামগ্রী সহ একটি বিশেষ উপাদান প্রয়োজন, যা ওয়েফার তৈরির প্রধান কাঁচামালও। ওয়েফার প্রক্রিয়াকরণ হল উপরের ওয়েফার তৈরির প্রক্রিয়া।

ইনগট ঢালাই

প্রথমে কার্বন মনোক্সাইড এবং সিলিকন আলাদা করার জন্য বালিকে উত্তপ্ত করতে হবে এবং অতি-উচ্চ বিশুদ্ধতা ইলেকট্রনিক গ্রেড সিলিকন (EG-Si) না পাওয়া পর্যন্ত প্রক্রিয়াটি পুনরাবৃত্তি করা হয়। উচ্চ-বিশুদ্ধতার সিলিকন তরলে গলে যায় এবং তারপর একটি একক স্ফটিক কঠিন আকারে দৃঢ় হয়, যাকে "ইনগট" বলা হয়, যা সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদনের প্রথম ধাপ।

সিলিকন ইনগটস (সিলিকন পিলার) এর উত্পাদন নির্ভুলতা খুব বেশি, ন্যানোমিটার স্তরে পৌঁছেছে, এবং ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত উত্পাদন পদ্ধতি হল Czochralski পদ্ধতি।

ইনগট কাটা

পূর্ববর্তী ধাপটি সম্পন্ন হওয়ার পরে, একটি হীরার করাত দিয়ে ইনগটের দুটি প্রান্ত কেটে ফেলতে হবে এবং তারপরে একটি নির্দিষ্ট পুরুত্বের পাতলা টুকরো করে কেটে ফেলতে হবে। ইনগট স্লাইসের ব্যাস ওয়েফারের আকার নির্ধারণ করে। বড় এবং পাতলা ওয়েফারগুলিকে আরও ব্যবহারযোগ্য ইউনিটে ভাগ করা যেতে পারে, যা উৎপাদন খরচ কমাতে সাহায্য করে। সিলিকন ইংগট কাটার পরে, পরবর্তী ধাপে প্রসেসিং দিককে মান হিসাবে সেট করার সুবিধার্থে স্লাইসগুলিতে "ফ্ল্যাট এলাকা" বা "ডেন্ট" চিহ্ন যোগ করা প্রয়োজন।

ওয়েফার পৃষ্ঠ মসৃণতা

উপরের কাটা প্রক্রিয়ার মাধ্যমে প্রাপ্ত স্লাইসগুলিকে "বেয়ার ওয়েফার" বলা হয়, অর্থাৎ, প্রক্রিয়াবিহীন "কাঁচা ওয়েফার"। বেয়ার ওয়েফারের পৃষ্ঠটি অসম এবং সার্কিট প্যাটার্ন সরাসরি এটিতে মুদ্রণ করা যায় না। অতএব, প্রথমে গ্রাইন্ডিং এবং রাসায়নিক এচিং প্রক্রিয়ার মাধ্যমে পৃষ্ঠের ত্রুটিগুলি অপসারণ করা প্রয়োজন, তারপর একটি মসৃণ পৃষ্ঠ তৈরি করার জন্য পালিশ করা এবং তারপর পরিষ্কার পৃষ্ঠের সাথে একটি সমাপ্ত ওয়েফার পেতে পরিষ্কারের মাধ্যমে অবশিষ্ট দূষকগুলি অপসারণ করা প্রয়োজন।

ধাপ 2: জারণ

জারণ প্রক্রিয়ার ভূমিকা হল ওয়েফারের পৃষ্ঠে একটি প্রতিরক্ষামূলক ফিল্ম তৈরি করা। এটি ওয়েফারকে রাসায়নিক অমেধ্য থেকে রক্ষা করে, লিকেজ কারেন্টকে সার্কিটে প্রবেশ করতে বাধা দেয়, আয়ন ইমপ্লান্টেশনের সময় ছড়িয়ে পড়া রোধ করে এবং এচিংয়ের সময় ওয়েফারকে পিছলে যাওয়া থেকে বাধা দেয়।

অক্সিডেশন প্রক্রিয়ার প্রথম ধাপ হল অমেধ্য এবং দূষক অপসারণ করা। জৈব পদার্থ, ধাতব অমেধ্য অপসারণ এবং অবশিষ্ট পানিকে বাষ্পীভূত করতে চারটি ধাপ প্রয়োজন। পরিষ্কার করার পরে, ওয়েফারটি 800 থেকে 1200 ডিগ্রি সেলসিয়াস উচ্চ তাপমাত্রার পরিবেশে স্থাপন করা যেতে পারে এবং ওয়েফারের পৃষ্ঠে অক্সিজেন বা বাষ্পের প্রবাহের মাধ্যমে একটি সিলিকন ডাই অক্সাইড (অর্থাৎ "অক্সাইড") স্তর তৈরি হয়। অক্সিজেন অক্সাইড স্তরের মাধ্যমে ছড়িয়ে পড়ে এবং সিলিকনের সাথে বিক্রিয়া করে বিভিন্ন পুরুত্বের একটি অক্সাইড স্তর তৈরি করে এবং অক্সিডেশন সম্পন্ন হওয়ার পরে এর পুরুত্ব পরিমাপ করা যায়।

শুষ্ক জারণ এবং ভেজা জারণ অক্সিডেশন বিক্রিয়ায় বিভিন্ন অক্সিডেন্টের উপর নির্ভর করে, তাপীয় জারণ প্রক্রিয়াকে শুকনো জারণ এবং ভেজা অক্সিডেশনে ভাগ করা যায়। আগেরটি একটি সিলিকন ডাই অক্সাইড স্তর তৈরি করতে বিশুদ্ধ অক্সিজেন ব্যবহার করে, যা ধীর তবে অক্সাইড স্তরটি পাতলা এবং ঘন। পরেরটির জন্য অক্সিজেন এবং অত্যন্ত দ্রবণীয় জলীয় বাষ্প উভয়ই প্রয়োজন, যা দ্রুত বৃদ্ধির হার দ্বারা চিহ্নিত করা হয় কিন্তু কম ঘনত্বের সাথে তুলনামূলকভাবে পুরু প্রতিরক্ষামূলক স্তর।

অক্সিডেন্ট ছাড়াও, অন্যান্য ভেরিয়েবল রয়েছে যা সিলিকন ডাই অক্সাইড স্তরের পুরুত্বকে প্রভাবিত করে। প্রথমত, ওয়েফারের গঠন, এর পৃষ্ঠের ত্রুটি এবং অভ্যন্তরীণ ডোপিং ঘনত্ব অক্সাইড স্তর তৈরির হারকে প্রভাবিত করবে। উপরন্তু, অক্সিডেশন সরঞ্জাম দ্বারা উত্পন্ন উচ্চ চাপ এবং তাপমাত্রা, দ্রুত অক্সাইড স্তর উত্পন্ন হবে। জারণ প্রক্রিয়া চলাকালীন, ওয়েফার রক্ষা করতে এবং অক্সিডেশন ডিগ্রির পার্থক্য কমাতে ইউনিটে ওয়েফারের অবস্থান অনুসারে একটি ডামি শীট ব্যবহার করাও প্রয়োজন।

ধাপ 3: ফটোলিথোগ্রাফি

ফটোলিথোগ্রাফি হল আলোর মাধ্যমে ওয়েফারের উপর সার্কিট প্যাটার্ন "প্রিন্ট" করা। আমরা এটিকে ওয়েফারের পৃষ্ঠে অর্ধপরিবাহী উত্পাদনের জন্য প্রয়োজনীয় সমতল মানচিত্র অঙ্কন হিসাবে বুঝতে পারি। সার্কিট প্যাটার্নের সূক্ষ্মতা যত বেশি হবে, ফিনিশড চিপের ইন্টিগ্রেশন তত বেশি হবে, যা উন্নত ফটোলিথোগ্রাফি প্রযুক্তির মাধ্যমে অর্জন করতে হবে। বিশেষত, ফটোলিথোগ্রাফিকে তিনটি ধাপে ভাগ করা যায়: আবরণ ফটোরেসিস্ট, এক্সপোজার এবং বিকাশ।

আবরণ

একটি ওয়েফারের উপর একটি সার্কিট আঁকার প্রথম ধাপ হল অক্সাইড স্তরে ফটোরেসিস্টকে আবরণ করা। ফটোরেসিস্ট তার রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করে ওয়েফারটিকে একটি "ফটো পেপার" করে তোলে। ওয়েফারের পৃষ্ঠে ফোটোরেসিস্ট স্তর যত পাতলা হবে, আবরণটি তত বেশি অভিন্ন হবে এবং প্রিন্ট করা যেতে পারে এমন প্যাটার্ন তত সূক্ষ্ম হবে৷ এই ধাপটি "স্পিন আবরণ" পদ্ধতিতে করা যেতে পারে। আলোর (অতিবেগুনী) প্রতিক্রিয়ার পার্থক্য অনুসারে, ফটোরেসিস্টকে দুটি প্রকারে ভাগ করা যায়: ইতিবাচক এবং নেতিবাচক। আগেরটি আলোর সংস্পর্শে আসার পরে পচে যাবে এবং অদৃশ্য হয়ে যাবে, অপ্রকাশিত এলাকার প্যাটার্নটি ছেড়ে যাবে, যখন পরেরটি আলোর সংস্পর্শে আসার পরে পলিমারাইজ করবে এবং উন্মুক্ত অংশের প্যাটার্নটি প্রদর্শিত হবে।

প্রকাশ

ফটোরেসিস্ট ফিল্মটি ওয়েফারে আচ্ছাদিত হওয়ার পরে, আলোর এক্সপোজার নিয়ন্ত্রণ করে সার্কিট প্রিন্টিং সম্পন্ন করা যেতে পারে। এই প্রক্রিয়াটিকে "এক্সপোজার" বলা হয়। আমরা বেছে বেছে এক্সপোজার সরঞ্জাম মাধ্যমে আলো পাস করতে পারেন. আলো যখন সার্কিট প্যাটার্ন ধারণকারী মুখোশের মধ্য দিয়ে যায়, তখন সার্কিটটি নীচের ফটোরেসিস্ট ফিল্মের সাথে প্রলিপ্ত ওয়েফারে প্রিন্ট করা যেতে পারে।

এক্সপোজার প্রক্রিয়া চলাকালীন, মুদ্রিত প্যাটার্ন যত সূক্ষ্ম হবে, চূড়ান্ত চিপ তত বেশি উপাদানগুলিকে মিটমাট করতে পারে, যা উত্পাদন দক্ষতা উন্নত করতে এবং প্রতিটি উপাদানের খরচ কমাতে সহায়তা করে। এই ক্ষেত্রে, নতুন প্রযুক্তি যা বর্তমানে অনেক মনোযোগ আকর্ষণ করছে তা হল EUV লিথোগ্রাফি। ল্যাম রিসার্চ গ্রুপ কৌশলগত অংশীদার ASML এবং imec এর সাথে যৌথভাবে একটি নতুন ড্রাই ফিল্ম ফটোরেসিস্ট প্রযুক্তি তৈরি করেছে। এই প্রযুক্তি রেজোলিউশন (সূক্ষ্ম-টিউনিং সার্কিট প্রস্থের একটি মূল বিষয়) উন্নত করে EUV লিথোগ্রাফি এক্সপোজার প্রক্রিয়ার উত্পাদনশীলতা এবং ফলনকে ব্যাপকভাবে উন্নত করতে পারে।

উন্নয়ন

এক্সপোজারের পরের ধাপটি হল ডেভেলপারকে ওয়েফারে স্প্রে করা, উদ্দেশ্য হল প্যাটার্নের অনাবৃত এলাকায় ফটোরসিস্ট অপসারণ করা, যাতে মুদ্রিত সার্কিট প্যাটার্ন প্রকাশ করা যায়। উন্নয়ন সম্পন্ন হওয়ার পরে, সার্কিট ডায়াগ্রামের গুণমান নিশ্চিত করতে বিভিন্ন পরিমাপের সরঞ্জাম এবং অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপ দ্বারা এটি পরীক্ষা করা প্রয়োজন।

ধাপ 4: এচিং

ওয়েফারে সার্কিট ডায়াগ্রামের ফটোলিথোগ্রাফি সম্পন্ন হওয়ার পর, একটি এচিং প্রক্রিয়া ব্যবহার করে যেকোন অতিরিক্ত অক্সাইড ফিল্ম অপসারণ করা হয় এবং শুধুমাত্র সেমিকন্ডাক্টর সার্কিট ডায়াগ্রামটি রেখে দেওয়া হয়। এটি করার জন্য, নির্বাচিত অতিরিক্ত অংশগুলি অপসারণ করতে তরল, গ্যাস বা প্লাজমা ব্যবহার করা হয়। ব্যবহৃত পদার্থের উপর নির্ভর করে এচিংয়ের দুটি প্রধান পদ্ধতি রয়েছে: অক্সাইড ফিল্ম অপসারণের জন্য রাসায়নিকভাবে বিক্রিয়া করার জন্য একটি নির্দিষ্ট রাসায়নিক দ্রবণ ব্যবহার করে ভেজা এচিং এবং গ্যাস বা প্লাজমা ব্যবহার করে শুষ্ক এচিং।

ভেজা এচিং

অক্সাইড ফিল্ম অপসারণের জন্য রাসায়নিক সমাধান ব্যবহার করে ওয়েট এচিং কম খরচে, দ্রুত এচিং গতি এবং উচ্চ উত্পাদনশীলতার সুবিধা রয়েছে। যাইহোক, ওয়েট এচিং আইসোট্রপিক, অর্থাৎ এর গতি যেকোন দিকেই সমান। এর ফলে মুখোশ (বা সংবেদনশীল ফিল্ম) সম্পূর্ণরূপে খোদাই করা অক্সাইড ফিল্মের সাথে একত্রিত হয় না, তাই খুব সূক্ষ্ম সার্কিট ডায়াগ্রাম প্রক্রিয়া করা কঠিন।

শুকনো এচিং

ড্রাই এচিংকে তিন প্রকারে ভাগ করা যায়। প্রথমটি হল রাসায়নিক এচিং, যা এচিং গ্যাস ব্যবহার করে (প্রধানত হাইড্রোজেন ফ্লোরাইড)। ওয়েট এচিংয়ের মতো, এই পদ্ধতিটি আইসোট্রপিক, যার মানে এটি সূক্ষ্ম এচিংয়ের জন্য উপযুক্ত নয়।

দ্বিতীয় পদ্ধতি হল ফিজিক্যাল স্পুটারিং, যা অতিরিক্ত অক্সাইড স্তরকে প্রভাবিত করতে এবং অপসারণ করতে প্লাজমাতে আয়ন ব্যবহার করে। অ্যানিসোট্রপিক এচিং পদ্ধতি হিসাবে, স্পটারিং এচিং এর অনুভূমিক এবং উল্লম্ব দিকগুলিতে বিভিন্ন এচিং হার রয়েছে, তাই এর সূক্ষ্মতাও রাসায়নিক এচিং থেকে ভাল। যাইহোক, এই পদ্ধতির অসুবিধা হল যে এচিং গতি ধীর কারণ এটি সম্পূর্ণরূপে আয়নের সংঘর্ষের ফলে সৃষ্ট শারীরিক প্রতিক্রিয়ার উপর নির্ভর করে।

শেষ তৃতীয় পদ্ধতি হল প্রতিক্রিয়াশীল আয়ন এচিং (RIE)। RIE প্রথম দুটি পদ্ধতিকে একত্রিত করে, অর্থাৎ, আয়নাইজেশন ফিজিক্যাল এচিংয়ের জন্য প্লাজমা ব্যবহার করার সময়, প্লাজমা অ্যাক্টিভেশনের পরে উত্পন্ন ফ্রি র্যাডিকেলের সাহায্যে রাসায়নিক এচিং করা হয়। প্রথম দুটি পদ্ধতির চেয়ে বেশি এচিং গতি ছাড়াও, RIE উচ্চ-নির্ভুল প্যাটার্ন এচিং অর্জন করতে আয়নের অ্যানিসোট্রপিক বৈশিষ্ট্য ব্যবহার করতে পারে।

আজ, সূক্ষ্ম সেমিকন্ডাক্টর সার্কিটের ফলন উন্নত করতে ড্রাই এচিং ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে। ফুল-ওয়েফার এচিং অভিন্নতা বজায় রাখা এবং এচিং গতি বৃদ্ধি করা গুরুত্বপূর্ণ, এবং আজকের সবচেয়ে উন্নত ড্রাই এচিং সরঞ্জামগুলি উচ্চতর কর্মক্ষমতা সহ সর্বাধিক উন্নত লজিক এবং মেমরি চিপগুলির উত্পাদনকে সমর্থন করছে৷

VeTek সেমিকন্ডাক্টর হল একটি পেশাদার চীনা প্রস্তুতকারকট্যানটালাম কার্বাইড লেপ, সিলিকন কার্বাইড আবরণ, বিশেষ গ্রাফাইট, সিলিকন কার্বাইড সিরামিকএবংঅন্যান্য সেমিকন্ডাক্টর সিরামিক. VeTek সেমিকন্ডাক্টর সেমিকন্ডাক্টর শিল্পের জন্য বিভিন্ন SiC Wafer পণ্যগুলির জন্য উন্নত সমাধান প্রদান করতে প্রতিশ্রুতিবদ্ধ।

আপনি যদি উপরের পণ্যগুলিতে আগ্রহী হন তবে দয়া করে নির্দ্বিধায় আমাদের সাথে সরাসরি যোগাযোগ করুন।  

মোবাইল: +86-180 6922 0752

Whatsapp: +86 180 6922 0752

ইমেইল: anny@veteksemi.com