Matsayin Nika Mai Daidai na Micropowder Mai Laushi na Alumina a Masana'antar Semiconductor
Abokai, a yau za mu yi magana game da wani abu mai wahala da kuma na duniya—foda mai launin ruwan kasa da aka haɗa da aluminaWataƙila ba ka ji labarinsa ba, amma mafi mahimmancin guntu-guntu a cikin wayarka da agogon hannu, kafin ma a ƙera su, wataƙila sun yi maganinsa. Kira shi "babban ƙwararren mai gyaran guntu" ba ƙari ba ne.
Kada ka yi tunanin shi a matsayin kayan aiki mai wahala kamar dutse mai laushi. A duniyar semiconductors, yana taka rawa kamar ƙaramin mai sassaka ta amfani da ƙananan sikelin nanoscale.
I. "Sassaka Fuska" na Chip: Me Yasa Nika Yake Da Muhimmanci?
Bari mu fara fahimtar abu ɗaya: guntun ba ya girma kai tsaye a kan ƙasa mai faɗi. Suna da “layi” bayan layi akan wani wafer silicon mai tsabta, mai faɗi (abin da muke kira “wafer”), kamar gina gini. Wannan “ginin” yana da benaye da yawa, kuma kewayen kowane bene ya fi siriri fiye da kauri dubu ɗaya na gashin ɗan adam.
To ga matsalar: lokacin da kake gina sabon bene, idan harsashin ginin—fuskar benen da ya gabata—bai daidaita ba, koda kuwa da ƙaramin siffa kamar kwayar zarra, zai iya sa ginin gaba ɗaya ya karkace, ya yi gajere, kuma ya sa guntu ba za a iya amfani da shi ba. Asarar ba wasa ba ce.
Saboda haka, bayan an kammala kowace bene, dole ne mu gudanar da cikakken “tsabtace” da “matakin daidaita.” Wannan tsari yana da suna mai kyau: “Sinadari Mai Tsarin Injiniya,” wanda aka taƙaita shi da CMP. Duk da cewa sunan yana da rikitarwa, ƙa'idar ba ta da wahalar fahimta: haɗuwa ce ta lalata sinadarai da gogewa ta injiniya.
Sinadarin "huda" yana amfani da wani ruwa na musamman mai gogewa don laushi da lalata kayan da za a cire, wanda hakan ke sa shi ya zama "mai laushi."
"Naushi" na inji yana shiga cikin aiki—foda mai launin ruwan kasa na corundumAikinsa shine amfani da hanyoyin zahiri don "goge" kayan da aka "laushi" ta hanyar tsarin sinadarai.
Za ka iya tambaya, da akwai abubuwa da yawa da ake amfani da su wajen gogewa, me yasa wannan musamman? A nan ne ake samun kyawawan halayensa.
II. “Foda Mai Ƙarfi Wanda Ba Ya Ƙarfi Sosai”: Ƙwarewar Musamman Ta Alumina Mai Ƙarfi
A masana'antar semiconductor, foda mai launin ruwan kasa da aka haɗa da alumina micronized ba samfuri bane na yau da kullun. Sashen "ƙarfi na musamman" ne, an zaɓa shi da kyau kuma an tace shi.
Da farko, yana da wahala sosai, amma ba tare da yin sakaci ba.Alumina mai launin ruwan kasaTaurinsa ya fi na lu'u-lu'u, wanda ya isa ya iya sarrafa kayan guntu da ake amfani da su kamar silicon, silicon dioxide, da tungsten. Amma mabuɗin shine taurinsa yana da tauri "mai tauri". Ba kamar wasu kayan tauri ba (kamar lu'u-lu'u) waɗanda suke da rauni kuma suna karyewa cikin sauƙi a ƙarƙashin matsin lamba, alumina mai launin ruwan kasa da aka haɗa yana kiyaye amincinsa yayin da yake tabbatar da ƙarfin yankewa, yana guje wa zama "abin da ke lalata abubuwa."
Na biyu, girman barbashi mai kunkuntar yana tabbatar da yankewa daidai. Wannan shine mafi mahimmancin batu. Ka yi tunanin ƙoƙarin goge jade mai daraja tare da tarin duwatsu masu girma dabam-dabam. Manyan duwatsun za su bar ramuka masu zurfi, yayin da ƙananan na iya zama ƙanana da yawa don yin aiki a kai. A cikin tsarin CMP (Chemical Mechanical Polishing), wannan ba abin karɓa ba ne kwata-kwata. Micropowder mai launin ruwan kasa da aka haɗa da alumina a cikin semiconductors dole ne ya sami rarrabawar girman barbashi mai kunkuntar. Wannan yana nufin cewa kusan dukkan barbashi suna da girman iri ɗaya. Wannan yana tabbatar da cewa dubban barbashi na micropowder suna motsawa tare akan saman wafer, suna matsewa daidai don ƙirƙirar saman mara lahani, ba wanda aka yiwa alama da pock ba. Wannan daidaito yana matakin nanometer.
Na uku, wakili ne mai "gaskiya" a fannin sinadarai. Kera guntu yana amfani da nau'ikan sinadarai iri-iri, gami da muhallin acidic da alkaline. Micropowder mai launin ruwan kasa mai hade da alumina yana da matukar karko a fannin sinadarai kuma baya yin aiki da sauran abubuwan da ke cikin ruwan gogewa cikin sauki, yana hana shigar da sabbin datti. Kamar ma'aikaci mai aiki tukuru, mara girman kai—irin mutumin da shugabanni (injiniyoyi) ke so.
Na huɗu, ana iya sarrafa yanayin halittarsa, yana samar da ƙwayoyin "santsi". Micropowder mai launin ruwan kasa mai haɗe da alumina na iya ma sarrafa "siffar" (ko "siffar") na ƙwayoyin. Ta hanyar wani tsari na musamman, ƙwayoyin da ke da gefuna masu kaifi za a iya canza su zuwa siffofi masu siffar kusa ko polyhedral. Waɗannan ƙwayoyin "santsi" suna rage tasirin "tsintsi" akan saman wafer yayin yankewa, wanda hakan ke rage haɗarin karce.
III. Aikace-aikacen Duniya ta Gaske: "Tseren Shiru" akan Layin Samar da CMP
A kan layin samar da CMP, ana riƙe wafers ɗin sosai ta hanyar amfani da injin tsotsa, a ɗora su ƙasa, a matse su a kan wani abin gogewa mai juyawa. Ana ci gaba da fesa ruwan gogewa mai ɗauke da ƙaramin foda na alumina mai launin ruwan kasa, kamar ƙaramin hazo, tsakanin kushin gogewa da wafer ɗin.
A wannan lokacin, "tseren daidaito" ya fara a duniyar ƙananan halittu. Biliyoyin ƙwayoyin alumina masu launin ruwan kasa da aka haɗa, ƙarƙashin matsin lamba da juyawa, suna yin miliyoyin yanke-yanke-yanke na matakin nanometer a kowace daƙiƙa a saman wafer. Dole ne su yi tafiya tare, kamar rundunar sojoji masu ladabi, suna ci gaba cikin sauƙi, suna "lalata" wuraren da ke sama da kuma "bar wuraren da babu kowa".
Dole ne dukkan tsarin ya kasance mai laushi kamar iskar bazara, ba guguwa mai ƙarfi ba. Ƙarfin da ya wuce gona da iri na iya karce ko ƙirƙirar ƙananan fasa (wanda ake kira "lalacewar ƙarƙashin ƙasa"); ƙarancin ƙarfi yana haifar da ƙarancin inganci kuma yana kawo cikas ga jadawalin samarwa. Saboda haka, cikakken iko kan yawan taro, girman ƙwayoyin cuta, da kuma yanayin ƙwayoyin alumina masu launin ruwan kasa waɗanda aka haɗa kai tsaye ke ƙayyade yawan guntu da aikinsu.
Tun daga farkon gogewa da aka yi da wafers na silicon, zuwa tsarawa da tsarawa da kowane Layer mai rufi (silicon dioxide), kuma a ƙarshe zuwa gogewa da matosai na tungsten da wayoyin jan ƙarfe da ake amfani da su don haɗa da'irori, ƙaramin foda na alumina mai launin ruwan kasa yana da mahimmanci a kusan kowace mataki mai mahimmanci na tsarawa. Yana ratsa dukkan tsarin kera guntu, hakika "jarumi a bayan fage."
IV. Kalubale da Makomar: Babu wani abu mafi kyau, sai dai mafi kyau
Ba shakka, wannan hanyar ba ta da iyaka. Yayin da hanyoyin kera guntu ke ƙaruwa daga 7nm da 5nm zuwa 3nm har ma da ƙananan girma, buƙatun hanyoyin CMP sun kai wani matsayi na "matsananci". Wannan yana gabatar da ƙalubale mafi girma ga ƙaramin foda na alumina mai launin ruwan kasa:
Mafi kyau kuma mafi daidaito:Micropowders na gabayana iya buƙatar isa ga ma'aunin nanometer goma, tare da rarraba girman barbashi iri ɗaya kamar an tace shi da laser.
Mai Tsaftacewa: Duk wani ƙazanta na ƙarfe ion yana da illa ga lafiya, wanda ke haifar da ƙarin buƙatun tsarki.
Tsarin Aiki: Shin "ƙananan ƙwayoyin cuta masu hankali" za su fito nan gaba? Misali, tare da saman da aka gyara musamman, za su iya canza halayen yankewa a ƙarƙashin takamaiman yanayi, ko kuma su cimma kaifi, shafa mai, ko wasu ayyuka?
Saboda haka, duk da asalinsa daga masana'antar abrasion ta gargajiya, ƙaramin foda mai launin ruwan kasa na alumina ya sami babban sauyi da zarar ya shiga fagen semiconductors na zamani. Ba wai "guduma" ba ne, amma "ƙwanƙwasa na nanosurgical." Cikakken santsi na guntu na tsakiya a cikin kowace na'urar lantarki mai ci gaba da muke amfani da ita ya samo asali ne daga ƙananan ƙwayoyin cuta marasa adadi.
Wannan babban aiki ne da aka gudanar a duniyar microscopic, kumafoda mai launin ruwan kasa da aka haɗa da aluminababu shakka mutum ne mai fasaha mai shiru amma kuma ba makawa a cikin wannan aikin.