Etch کے عمل اعلی سلیکٹیوٹی، لاگت کنٹرول کی طرف دھکیلتے ہیں۔

پلازما اینچنگ شاید سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ میں سب سے ضروری عمل ہے، اور ممکنہ طور پر فوٹو لیتھوگرافی کے آگے تمام فیب آپریشنز میں سب سے زیادہ پیچیدہ ہے۔ تمام فیب اقدامات میں سے تقریباً نصف اپنا کام کرنے کے لیے پلازما، ایک توانائی بخش آئنائزڈ گیس پر انحصار کرتے ہیں۔

ہمیشہ سکڑنے والے ٹرانجسٹر اور میموری سیلز کے باوجود، انجینئرز قابل اعتماد اینچ پروسیس فراہم کرتے رہتے ہیں۔

"نانوسکل سطح کی درستگی اور صحیح لاگت کے ڈھانچے کے ساتھ پائیدار چپس بنانے کے لیے، ویفر فیب آلات بنانے والوں کو ضروری آلات کے حل فراہم کرنے کے لیے پلازما فزکس، میٹریل انجینئرنگ اور ڈیٹا سائنس کی حدود کو آگے بڑھانے کی ضرورت ہے،" تھامس بونڈور، کارپوریٹ نائب صدر نے کہا۔ Etch پروڈکٹ گروپ مارکیٹنگ پر لام ریسرچ. یہ پلازما ایچنگ کے مقابلے میں کہیں زیادہ واضح نہیں ہے، جو لیتھوگرافی کے ساتھ مل کر کام کرتا ہے تاکہ ویفرز پر قابل عمل، دہرائی جانے والی خصوصیات پیدا کی جا سکے۔

یہ رپورٹ 3D NAND، DRAM، nanosheet FETs، اور انٹر کنیکٹس میں کلیدی نقاشی مراحل کا جائزہ لیتی ہے، جس میں 2D آلات اور کم بجٹ والے بیک اینڈ پروسیسنگ کو آگے بڑھایا جاتا ہے۔ صنعت مساوی CO کو کم کرنے کے لیے مزید پائیدار اینچنگ کیمسٹریوں کی بھی پیروی کر رہی ہے۔₂ اس کے fabs سے اخراج.

بہت سے ٹول بنانے والوں کے لیے، پروسیس ماڈلنگ اینچ پروسیس کی ترقی میں ایک اہم کردار ادا کرتی ہے۔ اس کا مقصد ویفر اور ماسک کی قیمتوں کو کم کرتے ہوئے مارکیٹ کے لیے وقت کو کم کرنا ہے۔

لام ریسرچ کے سینئر مارکیٹنگ ڈائریکٹر بیرٹ فنچ نے کہا، "کچھ مشکل ترین اقدامات پر Etch پروسیس کی اصلاح کو مکمل ہونے میں ایک سال یا اس سے زیادہ وقت لگ سکتا ہے۔" "ہم نے حال ہی میں تین ہفتوں میں کچھ پروسیس سمولیشن کا کام مکمل کیا ہے جس میں عام سیلیکون پر مبنی ٹیسٹنگ اور ڈیولپمنٹ کا استعمال کرتے ہوئے تین ماہ لگنے کی امید تھی۔"

یہ صرف ایک ڈیوائس بنانے والے کے لیے ماسک اور ویفر کے اخراجات کے لیے لاکھوں، یا یہاں تک کہ لاکھوں ڈالر کے برابر ہو سکتا ہے۔

اینچنگ کی بنیادی باتیں
اینچ کا عمل لتھوگرافی کے ساتھ مل کر کام کرتا ہے۔ اینچنگ عام طور پر کسی فلم کے جمع ہونے سے پہلے ہوتی ہے (ایپٹیکسی، کیمیائی یا جسمانی بخارات کے جمع کرنے وغیرہ کے ذریعے)۔ عام طور پر، a سیویڈی فلم کے ساتھ لیپت ہے photoresist اور پھر ایک پیٹرن کے ذریعے بے نقاب ریٹیکل (ماسک) کا استعمال آپٹیکل لتھوگرافی (248nm یا 193nm UV، 13.5nm EUV)۔ مزاحمت کی ترقی پھر پیٹرن سے پتہ چلتا ہے. ایک ہی ویفر پلازما ایچ چیمبر میں، عام طور پر اینچنگ کیمیکلز اور آئنز بمباری کرتے ہیں اور CVD فلم کو ہٹاتے ہیں جہاں فوٹو ریزسٹ غائب ہے (مثبت ٹون ریزسٹ میں)۔ اینچنگ کے بعد، راکھ کے خلاف مزاحمت کریں، گیلے کیمیائی صفائی، اور/یا گیلی اینچنگ سے باقیات کو ہٹا دیں۔

پلازما اینچنگ کے عمل کو تقریباً ڈائی الیکٹرک، سلکان یا کنڈکٹر اینچ کے طور پر گروپ کیا جا سکتا ہے۔ ڈائی الیکٹرکس جیسے سلکان ڈائی آکسائیڈ اور سلکان نائٹرائیڈ کو فلورینیٹڈ گیسوں کا استعمال کرتے ہوئے بہترین طور پر اینچ کیا جاتا ہے جبکہ سلکان اور دھات کی تہیں کلورین کیمسٹری کے ساتھ بہترین رد عمل ظاہر کرتی ہیں۔ بنیادی طور پر تین خشک اینچنگ موڈز ہیں - ری ایکٹیو آئن ایچنگ، پلازما ایچنگ، اور سپٹر ایچنگ (آئن بیم)۔ اینچنگ کے عمل کیمیائی ری ایکٹنٹس، پلازما اور ویفر مواد کے درمیان پیچیدہ تعامل کے بارے میں ہیں۔ جب RF تعصب کو رد عمل والی گیس پر لاگو کیا جاتا ہے تو، الیکٹران اور مثبت چارج شدہ آئن مواد کو جسمانی طور پر ہٹانے کے لیے ویفر پر بمباری کرتے ہیں (ایچ) جبکہ کیمیائی نوع اور آزاد ریڈیکلز بے نقاب مادے کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتے ہوئے غیر مستحکم ضمنی مصنوعات بناتے ہیں۔ اینچنگ یا تو آئسوٹروپک (عمودی اور افقی طور پر یکساں طور پر رد عمل ظاہر کرتی ہے) ، انیسوٹروپک (صرف عمودی) یا درمیان میں کہیں ہوسکتی ہے۔

تصویر 1: finFET سے GAA میں منتقلی اہم آئسوٹروپک سلیکٹیو ایچ کی ضروریات کو آگے بڑھاتی ہے۔ ماخذ: لام ریسرچ

میٹرکس ایچ انجینئرز سب سے زیادہ خیال رکھتے ہیں اینچ ریٹ، پروفائل کنٹرول، یکسانیت (وفر کے پار) اور اینچ سلیکٹیوٹی، کیونکہ یہ پیداوار اور پیداواری صلاحیت کو متاثر کرتے ہیں۔ Etch سلیکٹیویٹی صرف اس مواد کو ہٹانے کا تناسب ہے جسے آپ اس کے انڈر لیئر کے مقابلے میں کھینچنا چاہتے ہیں - مثال کے طور پر، SiO₂ سلکان پر. اینچنگ کے دوران، یہ بھی فائدہ مند ہے کہ زیادہ فوٹو ریزسٹ کو نہ ہٹایا جائے۔ لیکن جب ایسا ہوتا ہے تو، بنیادی فلم میں منتقل ہونے سے پہلے اکثر پیٹرن کو سخت ماسک (سلیکان ڈائی آکسائیڈ، سلکان نائٹرائڈ، SiOC، TiN) میں منتقل کیا جاتا ہے۔

سلیکٹیوٹی کی وضاحتیں 2:1 سے 1,000:1 (انتہائی سلیکٹیو ایچ) تک مختلف ہوتی ہیں۔ ہر نئے نوڈ کے ساتھ، یہ چشمی سخت ہوتی جاتی ہے۔ "High-NA EUV کے ساتھ اگلے چار سالوں میں باقاعدہ EUV کو تبدیل کرنا شروع ہو گیا ہے، توجہ بہت کم ہے، لہذا آپ موٹی فوٹو ریزسٹ کو مزید بے نقاب نہیں کر سکتے - اور موٹی سے میرا مطلب ہے 30 نینو میٹر،" فلپ بیزارڈ، ڈرائی ایچ آر اینڈ ڈی انجینئر نے کہا۔ imec "لیکن آپ کو اب بھی نیچے اسی فلم کی موٹائی کو پیٹرن کرنے کی ضرورت ہے۔ لہذا اب آپ اس لحاظ سے بہت زیادہ سلیکٹیوٹی کے لیے کہہ رہے ہیں کہ 2:1 کے بجائے ہمیں 10:1 کی طرح مزید تک پہنچنا ہے، جو کہ اچانک 4X سے 5X سلیکٹیوٹی میں بہتری ہے۔

تصور کے ثبوت (POC) سے لے کر ہائی والیوم مینوفیکچرنگ (HVM) تک
بیزارڈ نے ایچ کے عمل کی ترقی کے تین مراحل بیان کیے ہیں:

• اس بات کا تعین کرنا کہ اینچر کو انجام دینے کے لیے کون سی اینچر، گیسز، اسسٹ لیئرز وغیرہ کی ضرورت ہے۔
• ایک ویفر پر عمل کی یکسانیت کے ساتھ تصریحات کے اندر فلم کو مکمل طور پر ہٹانے پر کارکردگی کا مظاہرہ کرنا، اور
• اس بات کا تعین کرنا کہ HVM میں زیادہ پیداوار اور بہت کم بڑھے ہوئے ہزاروں ویفرز میں اس عمل کو کس طرح دہرایا جا سکتا ہے۔

عام طور پر، ہنر مند اینچ اور انٹیگریشن انجینئر ترقی کے پہلے دو مراحل کو سنبھالتے ہیں۔ تیسرا مرحلہ دوبارہ انجینئرنگ کی مہارت کو استعمال کر سکتا ہے، لیکن مشین لرننگ مدد کر سکتی ہے۔

انہوں نے کہا، "عام طور پر مشین لرننگ اور ڈیٹا کا تجزیہ صرف تیسرے مرحلے میں مفید ہے۔" "یہ بہت طاقتور ہے کیونکہ اس کے پاس ایک ٹن ڈیٹا تک رسائی ہے اور یہ دس لاکھ چھوٹی، سادہ چیزوں کا احساس دلا سکتی ہے جو سب بات چیت کر رہی ہیں۔ لہذا انسانی دماغ کے لیے اس کا پتہ لگانا بہت مشکل ہے، لیکن کمپیوٹر پروگرام کے لیے یہ زیادہ قابل انتظام ہے۔ لیکن ایسے معاملات میں جہاں آپ کے پاس کوئی نئی ایپلی کیشن ہے، نیا مواد کھینچا جا رہا ہے یا نیا انضمام ہے، یہ انسانوں کے مقابلے میں کوئی بہتری نہیں دکھا رہا ہے۔"

ایم ایل کا استعمال مینوفیکچرنگ لاگت سے بھی تعلق رکھتا ہے کیونکہ فیز تھری میں ہزاروں ویفرز استعمال کیے جاتے ہیں - کم از کم ایک اور دو مرحلوں میں استعمال کیے جانے والے اس سے زیادہ مقدار کا آرڈر۔

لام ریسرچ میں Etch پروڈکٹ گروپ کے سینئر ڈائریکٹر، بیرٹ فنچ، نئے پراسیس پاتھ فائنڈنگ کو برائے نام پروسیس فلو اور لے آؤٹ سے پروف آف تصور لینے اور ایک ویفر پر ایک یا زیادہ کام کرنے والے آلات تیار کرنے کے طور پر بیان کرتے ہیں۔ اس POC کو عمل کو بڑھانے اور پیداوار کو بہتر بنانے کے لیے فیب میں پروڈکٹ ڈیولپمنٹ ٹیم کو منتقل کیا جاتا ہے۔

فنچ نے کہا کہ "معمولی ثبوت کے تصور کو ایک قابل عمل پیداواری پروڈکٹ میں تبدیل کرنے کے لیے درکار کام کی مقدار کو اکثر کم سمجھا جاتا ہے، اور اس سے منافع میں ایک بڑا خلا پیدا ہوتا ہے،" فنچ نے کہا۔ "پروسیس ونڈو ماڈلنگ R&D پاتھ فائنڈنگ کے ابتدائی مراحل میں فیب تغیرات متعارف کروا کر اس خلا کو ختم کرنے کی کوشش کرتی ہے۔" وہ تجویز کرتا ہے کہ متعدد پروسیس پیرامیٹرز میں ورچوئل DOEs اور مونٹی کارلو پر مبنی تجزیہ متوقع تغیرات کی تقلید کرتے ہوئے POC کی جانچ کرتا ہے۔

"پروسیس ونڈو ماڈلنگ اس سوال کا جواب دے سکتی ہے، 'آلہ کی کم سے کم کارکردگی اور پیداوار تک پہنچنے کے لیے مجھے کس سی ڈی یا تغیر کی سطح کو برقرار رکھنا ہوگا؟' ہم نے چند دنوں میں 1 ملین سے زیادہ ورچوئل ویفرز کے ساتھ ورچوئل پروسیس ونڈو ٹیسٹ مکمل کر لیے ہیں، جنہیں حقیقی زندگی میں پورا کرنا ناممکن ہو گا۔

متعدد پیرامیٹرز ایچ کی شرح، پروفائل، اور انتخاب کو متاثر کرتے ہیں۔ ایک اہم درجہ حرارت ہے۔ "ایچ پروسیسنگ میں تھرمل اثرات کے اثرات ہمارے صارفین دیکھتے ہیں کیونکہ وہ ایچ کی شرحوں، سلیکٹیوٹیز، اور اینچڈ پروفائلز کو کنٹرول کرتے ہیں۔ لام ریسرچ میں سیمی کنڈکٹر پروسیس اور انٹیگریشن انجینئرنگ کے سینئر مینیجر، بینجمن ونسنٹ نے کہا کہ یہ تمام پیرامیٹرز ڈیوائس کی پیداوار اور فیب پروڈکٹیوٹی دونوں کو متاثر کر سکتے ہیں۔ اس کا دعویٰ ہے کہ تخروپن خاص طور پر اس وقت مددگار ثابت ہو سکتی ہے جب ایک عمل کے مرحلے میں متعدد ممکنہ کنفیگریشنز ہوں (عمل کی جگہ بڑی ہو)، یا جہاں قدم کے بہاو کے نتائج انتہائی غیر متوقع ہوں۔

"ایچ کا عمل ویفر کی سطح کے درجہ حرارت پر انحصار کرتا ہے، جس کا انحصار کئی گرمی کے بہاؤ پر ہوتا ہے - بشمول تھرمل ترسیل، آئن اثر کی توانائیاں، سطح کے رد عمل، اور پلازما ریڈی ایٹیو ہیٹ فلوکس،" ایسجی ٹیکنالوجیز کے پروڈکٹ مارکیٹنگ مینیجر، الیکس گورموچے نے کہا۔ لام ریسرچ کمپنی۔ "نتیجے کے طور پر، پلازما ماڈلز کو ویفر کی سطح پر درجہ حرارت کی تبدیلیوں کو درست طریقے سے ظاہر کرنے کے لیے طبیعیات کی ان تمام خصوصیات کو شامل کرنے کی ضرورت ہے۔ پروسیس سمیولیشن سافٹ ویئر ایچ ایچ کی خصوصیات کی ایک رینج کا نمونہ بنا سکتا ہے، جس سے ہم تیزی سے بہتر اینچ نتیجہ حاصل کر سکتے ہیں اور گاہک کی پیداوار کو بڑھانے یا پیداوار کو بہتر بنانے کی صلاحیت کو تیز کر سکتے ہیں۔

اینچ کے عمل کا درست وقت
سخت جیومیٹریوں اور پتلی فلموں کے ساتھ، دیگر آپریٹنگ پیرامیٹرز پر زبردست کنٹرول کے ساتھ ایچ کی شرح کو متوازن کرنے کی ضرورت ہے۔

فنچ نے کہا، "سکڑتے ہوئے ڈیزائن کے اصولوں کے ساتھ، بہت سے ایچ کے عمل بہت تیزی سے پلازما ایچ کے عمل کے مراحل کی طرف بڑھ رہے ہیں جن کے لیے تمام رد عمل کے ان پٹ پر انتہائی درست کنٹرول کی ضرورت ہوتی ہے: طاقت، دباؤ، کیمسٹری، اور درجہ حرارت،" فنچ نے کہا، یہ نوٹ کرتے ہوئے کہ آپٹمائزڈ پلازما کی طرف بھی رجحان ہے۔ ایک خاص آئن ٹو نیوٹرل تناسب پیدا کرنے کے لیے نبض کرنے والا رویہ، پھر ضمنی مصنوعات کو صاف کر دیتا ہے۔ "اس طرح کے حالات کی اعلی درجے کی ماڈلنگ مزید ڈیوائس اسکیلنگ کو فعال کرنے کے لئے اہم ہوگی۔"

اینچنگ سسٹم کے مینوفیکچررز اگلے نوڈ کی ترقی یا ریمپ کی پیداوار کو تیز کرنے کے لیے کچھ عرصے سے ماڈلنگ سافٹ ویئر استعمال کر رہے ہیں۔ اس عمل کی سراسر پیچیدگی اور اس کے تمام متغیرات کو دیکھتے ہوئے یہ کوئی تعجب کی بات نہیں ہے۔

فنچ نے کہا کہ "اگلی نوڈ ٹیکنالوجیز تیار کرتے وقت تمام ممکنہ عمل کے تجربات کو انجام دینے کے لیے کافی وقت یا کافی ویفرز نہیں ہیں۔" "ایچ ایکویپمنٹ سیٹنگ کے امتزاج کی تعداد لاکھوں، یا اربوں تک پہنچ سکتی ہے، اور تمام عمل کے امکانات کو استعمال کرتے ہوئے بروٹ فورس ویفر کی ترقی محض ناممکن ہے۔"

یقیناً، تمام اچھے ماڈلز اصل چپس پر تصدیق شدہ ہیں۔ فنچ نے کہا کہ "ایک درست ماڈل پیشین گوئی کرنے والا ہونا چاہیے، اور اسے ہدف شدہ مسئلہ حل کرنا چاہیے جسے صارف حل کرنا چاہتا ہے۔" "ہر بار جب نقلی کام کی بنیاد پر کسی عمل یا ڈیزائن میں تبدیلی کی سفارش کی گئی ہے، حقیقی فیب ڈیٹا کو سفارش کے نتائج کی عکاسی کرنی چاہیے۔ ہمارے معاملے میں، ہم ماڈل پر مبنی نتائج کا استعمال کرتے ہوئے عمل میں ہونے والی تبدیلیوں کے اثر کی درست پیشین گوئی کرنے اور مشکل عمل اور ٹیکنالوجی کی ترقی کے مسائل کو فوری طور پر حل کرنے میں کامیاب رہے ہیں۔"

ٹول سپلائرز لائنوں کو زیادہ قریب سے مربوط کرنے کے لیے ایڈوانس اینچ پراسیسز پر بھی کام کر رہے ہیں اور عمل کو آسان بنانے اور لاگت میں کمی کے لیے جو کبھی دو ماسک لیول کے عمل (دو لیتھوگرافی اسٹیپس) تھا کو ایک میں تبدیل کر رہے ہیں۔

بیزارڈ نے کہا، "سوئس آرمی چاقو کو مزید لیس بنانے کے لیے موجودہ ہارڈویئر کو ڈھالنے کے بجائے، کمپنیاں ایسی ٹیکنالوجیز متعارف کروا رہی ہیں جو ایپلیکیشن کے لیے مخصوص ہیں، جیسے کہ ٹپ ٹو ٹپ مسائل کو حل کرنے کے لیے نئے سسٹمز،" بیزارڈ نے کہا۔ مقصد یہ ہے کہ دو لائنوں کو ایک دوسرے کے قریب ایک دوسرے کا سامنا کرنا پڑے، جس میں فی الحال ایک لائن پیٹرننگ مرحلہ شامل ہے جس کے بعد کٹ ماسک ہوتا ہے۔ "جو اپلائیڈ میٹریلز اور دیگر متعارف کروا رہے ہیں وہ افقی سمت میں براہ راست اینچنگ کا ایک طریقہ ہے۔" اس طرح کے عمل سوراخوں کے ذریعے بھی وسیع ہو سکتے ہیں۔

nanosheet FETs کے لیے قدموں کو کھینچیں۔
سب سے اہم اینچ کے مراحل nanosheet عمل کے بہاؤ میں ڈمی گیٹ اینچ، انیسوٹروپک پلر ایچ، آئسوٹروپک اسپیسر ایچ، اور چینل ریلیز سٹیپ شامل ہیں۔ [1] سیلیکون اور سی جی کی باری باری تہوں کے ذریعے پروفائل اینیسوٹروپک ہے اور اس میں فلورینیٹڈ کیمسٹری استعمال ہوتی ہے۔ اندرونی اسپیسر ایچ (انڈینٹیشن) اور چینل ریلیز سٹیپ کو انتہائی کم سلکان نقصان کے ساتھ SiGe کو ہٹانے کے لیے بہتر بنایا گیا ہے۔

چینل کی رہائی کا مرحلہ اہم ہے۔ بیزارڈ نے کہا ، "نانوشیٹ کی رہائی انتہائی اعلی انتخاب کا مطالبہ کرتی ہے۔ "زیادہ تر نینو شیٹس سلیکون ہیں، پھر سلیکون-جرمینیم اور سلکان۔ آپ کے پاس متبادل پرتیں ہیں، اور آپ کو دوسری میں ترمیم کیے بغیر ایک کو ہٹانے کی ضرورت ہے۔ کچھ پبلیکیشنز نے ایک ہی اینچ سٹیپ کے ذریعے پیدا ہونے والے ڈھانچے میں تناؤ کو کم کرنے کے لیے ملٹی سٹیپ SiGe Ech انجام دینے پر تبادلہ خیال کیا ہے۔

اس عمل میں اگلا خود سے منسلک رابطوں کی تشکیل ہے۔ "یہاں ہم جو کرنے کی کوشش کر رہے ہیں وہ بنیادی طور پر سلیکان ڈائی آکسائیڈ کو کھینچنا ہے اور سلکان نائٹرائڈ کو چھونے یا دوبارہ نہیں کرنا ہے۔ بیزارڈ نے کہا کہ موجودہ چشمی، 3nm کا وقفہ ہے، لیکن لوگ صفر نقصان کی درخواست کر رہے ہیں۔ "اس معاملے میں ہم انتخابی لفظ کا استعمال بھی نہیں کر رہے ہیں۔ ہم صرف چھٹی کے بارے میں بات کرتے ہیں - اور اس میں صفر چھٹی۔

3AND NAND
کے لئے 3AND NAND فلیش، تہوں کی تعداد میں مسلسل اضافہ ہوتا رہتا ہے اور مستقبل میں متعدد اسٹیکڈ ٹائرز کو اپنانے کی ضرورت ہوتی ہے، آخر کار اسٹیکڈ ڈیوائسز کی عمودی تاریں بنتی ہیں۔ "اس کے علاوہ، لفظ کی لائن پچ یا تہوں کی عمودی/Z-پچ کو پیمانہ کرنے کے لیے کافی مہم چلائی جا رہی ہے کیونکہ بٹ کثافت میں اضافہ جاری رکھنے کے لیے تہوں کی تعداد بڑھتی جاتی ہے،" رابرٹ کلارک، سینئر ممبر تکنیکی عملے اور نے کہا۔ میں ٹیکنالوجی ڈائریکٹر فون. "ایک عمل کے نقطہ نظر سے، اینچ اور جمع کرنے کے عمل کو مسلسل بہتری کی ضرورت ہو گی تاکہ ہمیشہ سے زیادہ چھوٹے اہم جہتوں پر زیادہ سے زیادہ پہلو کے تناسب کو ایڈجسٹ کیا جا سکے جس کی مسلسل اسکیلنگ کی ضرورت ہوتی ہے۔"

کلارک نے مستقبل میں ہونے والی تبدیلیوں کو بیان کیا۔ "متعدد درجات کے ساتھ چارج ٹریپ ڈیوائسز کے جدید نوڈس کی طرف دیکھتے ہوئے، گیٹ اسٹیک کی انجینئرنگ کے لیے گیٹ کی مختصر لمبائی، فی سیل زیادہ لیولز، اور بہتر پروگرامنگ کی کارکردگی کی ضرورت ہوگی - ممکنہ طور پر ہائی-k مواد کو اپنانے کے ذریعے۔ ممکنہ طور پر مستقبل میں پولی-سی چینلز کو تبدیل کرنے کے لیے اعلی چالکتا چینلز کی ضرورت ہوگی، "انہوں نے کہا۔

3D NAND میں سب سے اہم نقاشی میں ملٹی لیئر آکسائیڈ-نائٹرائیڈ اسٹیک (100+ تہوں) کے ذریعے تقریباً 200nm سوراخوں کی گہری اینچنگ شامل ہے، جو 10µm تک گہرائی تک ہوسکتی ہے۔ Imec کے بیزارڈ نے کہا کہ یہ اینچ مرحلہ خاصا مہنگا ہے۔

"ہمارے پاس ایک جسمانی رجحان ہے جو ہوتا ہے، جسے ڈیفرینشل چارجنگ اثر کہتے ہیں،" انہوں نے کہا۔ "پلازما میں ہمارے پاس الیکٹران، آئن، اور غیر جانبدار پرجاتیوں کو بہت آسان بنانے کے لئے ہے. الیکٹران ہر سمت حرکت کرتے ہیں، لیکن آئن سطح پر کھڑے ہو کر تیز ہوتے ہیں۔ لہذا آپ کے پاس سوراخ کے نچلے حصے میں مثبت چارج اور اوپر منفی چارجز ہیں، اور آپ کو ایک برقی میدان ملتا ہے جو آنے والے آئنوں کو پیچھے ہٹانے کی کوشش کر رہا ہے۔"

نتیجے کے طور پر، خندق کو مکمل طور پر کھینچنے کے لیے اعلیٰ طاقت کی سطح کی ضرورت ہوتی ہے۔ انہوں نے کہا کہ ہم 30 سے ​​50 گیگا واٹ بجلی کو بغیر آرسنگ کے برقرار رکھنے کی کوشش کر رہے ہیں، اور اس لیے چک کو بہت اچھی طرح سے پالش اور اچھی طرح سے تیار کیا جانا چاہیے۔

گہرے نقاشی تناؤ کو بھی دلاتے ہیں جن کو کم کرنے کی ضرورت ہے، خاص طور پر کیونکہ کثیر ٹائرڈ NAND فیبریکیشن کے لیے بعد میں ویفر کو پتلا کرنے، عین مطابق سیدھ اور اگلے درجے کے لیے ہائبرڈ بانڈنگ کی ضرورت ہوتی ہے۔

دوسرے عمل
تمام چپ بنانے والے سرکردہ چپس تیار نہیں کرتے جن کے لیے EUV لتھوگرافی کی ضرورت ہوتی ہے۔ بہت سے فیب اپنے 193nm لیتھو اور ایچ کے عمل کو بڑھا رہے ہیں۔

"ہمارے پاس ایک اعلی درجہ حرارت کا SOC مواد ہے جسے ہم نے حال ہی میں متعارف کرانا شروع کیا ہے، جو اس کی پیٹرننگ کی صلاحیت کو بڑھاتا ہے اور زیادہ درجہ حرارت کو برداشت کر سکتا ہے، چاہے اسے CVD پرت یا ماسک کے لیے انڈر لیئر کے طور پر استعمال کیا جائے،" برائن ولبر، سیمی کنڈکٹر پروڈکٹس ڈائیورسیفکیشن کے ڈائریکٹر نے کہا۔ بریور سائنس.

بی ای او ایل سخت ترین دھاتی لائنوں کے لیے توقع کی جاتی ہے کہ ڈوئل ڈیماسین انٹیگریشن اسکیموں سے تانبے کے علاوہ دیگر آپس میں جڑے ہوئے تخفیف جمع اور اینچنگ میں ڈرامائی منتقلی ہوگی۔ یہاں، دو دھاتیں - روتھینیم اور مولبڈینم - سب سے زیادہ اچھی طرح سے تیار کی گئی ہیں۔ تاہم، اینچنگ کے دوران مولیبڈینم کے آکسائڈائز ہونے کا زیادہ امکان ہوتا ہے، جس سے یہ دوہری ڈیماسین اسکیموں کے ساتھ زیادہ مطابقت رکھتا ہے۔ روتھینیم ایک عمدہ دھات ہے لہذا اس میں سنکنرن کے مسائل نہیں ہیں، لیکن یہ زیادہ مہنگا ہے۔

ڈیوائس کے ڈھانچے بھی عدم برداشت کا شکار ہو رہے ہیں۔ کنارے لگانے کی غلطیاں. ٹی ای ایل کے کلارک کے مطابق، پرت سے پرت اور ویاس اور لائنوں کے درمیان خود کو سیدھ میں لانے کے لیے نئی اسکیموں کی ضرورت ہوگی۔ "پہلے نفاذ کا امکان DRAM میں دفن شدہ الفاظ کی لکیروں، اور منطق کے لیے چھوٹی پچ MOL دھاتی تہوں جیسی چیزوں کے لیے ہو گا جہاں اعلی تھرمل استحکام کے ساتھ ساتھ کم مزاحمتی یا لائنر سے کم دھاتوں کی ضرورت ہوتی ہے۔"

اگلی نسل کی پیشرفت
طویل مدتی، صنعت مثالی طور پر کم تھرمل بجٹ بیک اینڈ پروسیس (300 °C سے 400 ° C کے قریب) پر منتقل ہو جائے گی تاکہ آلات کو بیک اینڈ انٹر کنیکٹ پرتوں میں ضم کیا جا سکے۔

TEL کے کلارک نے کہا، "صنعت کو مزید تہوں میں آلات کی تعمیر شروع کرنے کی حقیقی ضرورت ہے۔ "اس کا مطلب ہے کہ ہمیں BEOL تھرمل بجٹ میں BEOL کے اندر بنائے گئے میموری اور منطقی آلات کی ضرورت ہے۔"

اب تک، سیمی کنڈکٹنگ آکسائیڈز کا استعمال کرتے ہوئے بنائے گئے آلات امید افزا دکھائی دیتے ہیں، دونوں ہی میموری ڈیوائسز کو منطقی BEOL بہاؤ میں ضم کرنے کے لیے، یا DRAMs میں میموری سرنی کے اوپر CMOS صفوں کی تعمیر کے لیے۔

ایک اور اہم تبدیلی میں 2D مواد کا انضمام شامل ہے، جس کی تحقیق کرنے والے گھر اور سرکردہ چپ میکر پہلے ہی جانچنا شروع کر رہے ہیں۔ ٹنگسٹن ڈسلفائیڈ یا مولیبڈینم ڈسلفائیڈ جیسے مواد کے لیے اینچنگ کے عمل پر غور کیا جا رہا ہے۔ فلمیں مواد کے ایک monolayer پر مشتمل ہوتی ہیں اس لیے ان کو مربوط کرنے کے لیے فیب پروسیس کو تیار کرنا انتہائی مشکل ہوتا ہے۔

پائیداری
چپ بنانے والے اور مواد فراہم کرنے والے کاربن کے اخراج کو کم کرنے کے لیے متبادل کیمسٹریوں کا پیچھا کر رہے ہیں۔ اینچنگ میں، بنیادی مجرم فلورینیٹڈ گیسیں ہیں جن میں گلوبل وارمنگ کی اعلی صلاحیت ہے۔

"آپ کے پاس PFOS (perfluorooctane سلفونک ایسڈ) ہونے کی ایک وجہ، جو پریشانی کا باعث ہے، کیونکہ مالیکیول اتنا مستحکم ہے،" imec کے بیزارڈ نے کہا۔ "ماحول میں روشنی یا کیمیائی رد عمل اسے توڑنے کے لیے کافی نہیں ہیں۔"

انہوں نے کہا کہ زیادہ آکسیجن مواد کے ساتھ متعدد متبادل گیس مرکب زیادہ آسانی سے الگ ہو جاتے ہیں اور ان کا GWP کم ہوتا ہے۔ "تاہم، کسی بھی امیدوار کو شروع کرنے کے لیے اچھی یا اس سے بھی زیادہ کارکردگی پیش کرنی ہوگی۔"

لیکن پائیداری خاص طور پر ایک اینچ یا جمع کرنے کا چیلنج نہیں ہے۔ یہ پیکیجنگ کے ذریعے لتھوگرافی کی طرف سے ایک مجموعی صنعت کا چیلنج ہے، جہاں ایک نئے مواد کا اثر پوری ڈیوائس پروسیسنگ کو متاثر کرتا ہے۔

حوالہ
1. K. ڈربی شائر، "نیکسٹ جنر ٹرانزسٹر کے بارے میں کیا فرق ہے"، سیمی کنڈکٹر انجینئرنگ، 20 اکتوبر 2022۔

تاثرات
نیکسٹ-جنرل چپس کے لیے انتہائی سلیکٹیو ایچ رول آؤٹ
3D ڈھانچے کی تیاری کے لیے جوہری سطح کے کنٹرول کی ضرورت ہوگی کہ کیا ہٹایا گیا ہے اور کیا ویفر پر رہتا ہے۔

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹوآئ اسٹریم۔ ویب 3 ڈیٹا انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ایڈریین ایشلے کے ساتھ مستقبل کا نقشہ بنانا۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• PREIPO® کے ساتھ PRE-IPO کمپنیوں میں حصص خریدیں اور بیچیں۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://semiengineering.com/etch-processes-push-toward-higher-selectivity-cost-control/