پچھلے مضمون میں، ہم نے فوٹو لیتھوگرافی کے عمل کو متعارف کرایا، جو فوٹو ماسک کا استعمال کرتے ہوئے ڈیزائن کردہ سرکٹ پیٹرن کو فوٹو ریزسٹ کے ساتھ لیپت ویفر کی سطح پر پیش کرتا ہے۔ اگلا مرحلہ غیر مطلوبہ مواد کو ہٹانے اور صرف مطلوبہ پیٹرن کو برقرار رکھنے کے لیے ویفر پر اینچنگ کا عمل انجام دینا ہے۔

اینچنگ: اپنے حق میں ایک آرٹ فارم

جب آپ آرٹ کی کلاسوں میں تھے، تو آپ نے "پرنٹس" بنائے ہوں گے، جو لکڑی، دھات یا پتھر کی سطح پر شکلیں بنا کر، پھر سیاہی یا پینٹ لگا کر اور اسے کاغذ یا کپڑے پر دبا کر تخلیق کیا گیا ہو گا۔ سیمی کنڈکٹر اینچنگ کا عمل اس پرنٹ میکنگ تکنیک کے ساتھ ملتے جلتے اصولوں کا اشتراک کرتا ہے۔

پرنٹ میکنگ میں، دھات کی پلیٹ پر ایک اینٹی کورروسیو میٹریل لگایا جاتا ہے، اور تیز ٹولز کا استعمال کرتے ہوئے مطلوبہ ڈیزائن کو پلیٹ میں تراش لیا جاتا ہے۔ اس کے بعد پلیٹ کو سنکنرن مواد جیسے نائٹرک ایسڈ میں ڈوبا جاتا ہے، اور سنکنرن کی ڈگری کو مطلوبہ پیٹرن بنانے کے لیے کنٹرول کیا جاتا ہے۔

اسی طرح، سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ میں، اینچنگ کا عمل غیر مطلوبہ مواد کو منتخب طور پر ہٹانے کے لیے مائع یا گیس کے نقاشی کا استعمال کرتا ہے جب تک کہ مطلوبہ سرکٹ پیٹرن ویفر کی سطح پر باقی نہ رہ جائیں۔ فوٹو ریزسٹ کے بغیر علاقوں میں موجود مواد کو ویفر پر سرکٹ پیٹرن بنانے کے لیے ایچینٹ کے ذریعے ہٹا دیا جاتا ہے۔ اینچنگ کا عمل مکمل ہونے کے بعد، فوٹو ریزسٹ کو ہٹا دیا جاتا ہے۔ ان اقدامات کو مختلف تہوں پر متعدد بار دہرانے کی ضرورت ہے۔

اینچنگ کے عمل میں استعمال ہونے والی خشک اینچنگ کو دو اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: خشک اینچنگ اور گیلی اینچنگ، استعمال شدہ مواد پر منحصر ہے۔ خشک اینچنگ منتخب طور پر رد عمل والی گیسوں اور آئنوں کا استعمال کرتے ہوئے ناپسندیدہ مواد کو ہٹاتی ہے، جبکہ گیلی اینچنگ کیمیائی محلول کا استعمال کرتی ہے۔

گیلی اینچنگ کے مقابلے میں، خشک اینچنگ کی لاگت زیادہ ہوتی ہے اور یہ زیادہ پیچیدہ ہوتی ہے۔ تاہم، نانوسکل سیمی کنڈکٹر ٹیکنالوجی کی ترقی کے ساتھ، سرکٹس زیادہ پیچیدہ ہوتے جا رہے ہیں۔ لہذا، خشک اینچنگ زیادہ وسیع پیمانے پر لاگو ہوتی ہے اور اس کی پیداوار زیادہ ہوتی ہے (تیار شدہ مصنوعات کی فیصد کا حوالہ دیتے ہوئے)۔

خشک اینچنگ، جسے پلازما ایچنگ بھی کہا جاتا ہے، غیر ضروری سبسٹریٹ مواد کو ہٹانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔
پلازما فضا کے دباؤ سے کم دباؤ پر ویکیوم چیمبر میں گیس ڈال کر اور پھر برقی توانائی فراہم کرنے سے پیدا ہوتا ہے۔ پلازما مادے کی ایک حالت ہے (ٹھوس، مائعات اور گیسوں کی طرح) بڑی تعداد میں آزاد الیکٹران، آئنوں، اور غیر جانبدار ذرات یا آئنائزڈ گیسوں پر مشتمل ہے۔ جب کسی مادے کو آئنائز کیا جاتا ہے، تو اس کا مطلب ہے کہ نیوٹران یا مالیکیولز نے الیکٹران کھو کر یا حاصل کر کے اپنی چارج حالت کو تبدیل کر لیا ہے۔

جب برقی توانائی سے پیدا ہونے والا کافی مضبوط مقناطیسی میدان گیس پر لگایا جاتا ہے، جس کی وجہ سے گیس کے مالیکیول آپس میں ٹکراتے ہیں اور آئنائز ہوتے ہیں، تو ایک پلازما بنتا ہے۔ دوسرے الفاظ میں، آزاد الیکٹران مقناطیسی میدان کے ذریعہ تیز ہوتے ہیں، اور بعد میں اعلی توانائی والے الیکٹران نیوٹران یا مالیکیولز سے ٹکراتے ہیں، ان کو آئنائز کرتے ہیں۔

یہ آئنائزیشن جھرن، جسے برفانی تودے کے اثر کے نام سے جانا جاتا ہے، آئنوں کی تعداد میں غیر معمولی اضافے کا باعث بنتا ہے۔ اسے ہم "پلازما سٹیٹ" کہتے ہیں۔ آزاد ریڈیکل ایٹم پلازما کی اس حالت سے الگ ہوجاتے ہیں اور ویفر کی سطح سے بخارات بن جاتے ہیں، اس طرح اس سطح کے مواد کو ہٹا دیا جاتا ہے جو پہلے فوٹو ریزسٹ کوٹنگ سے غیر محفوظ تھا۔

خشک اینچنگ کے عمل میں نوٹ کرنے کے لئے کئی نکات ہیں۔

سب سے پہلے، یکسانیت. یکسانیت پوری ویفر سطح پر اینچنگ کی شرح کی مستقل مزاجی کی نشاندہی کرتی ہے۔ اگر ویفر کے مختلف علاقوں میں اینچنگ کی شرح متضاد ہے، تو اینچ کی گہرائی مختلف ہوگی، جو چپ کی ناکامی کا باعث بن سکتی ہے۔

دوسرا، ایچ کی شرح. یہ ایک مقررہ وقت میں ہٹائے گئے سطحی مواد کی مقدار سے مراد ہے۔ اینچ کی شرح رد عمل والے ایٹموں اور آئنوں کی تعداد کے ساتھ ساتھ آئنوں کے ذریعہ لے جانے والی توانائی کے لحاظ سے مختلف ہوسکتی ہے جو سطح کے رد عمل کا سبب بنتی ہے۔ دوسرے الفاظ میں، ہمیں مجموعی پیداوار کو بہتر بنانے کے لیے ان عوامل پر سختی سے قابو پانے کی ضرورت ہے۔

اس کے علاوہ، سلیکٹیوٹی (ٹارگٹ میٹریل کی اینچ ریٹ کا دوسرے مواد کی اینچ ریٹ سے تناسب) اور اینچ پروفائل کو بھی خشک اینچنگ میں اہم عوامل سمجھا جاتا ہے۔

اب آپ کو سیمی کنڈکٹر سرکٹ پیٹرن بنانے کے لیے اینچنگ کے عمل کی بہتر سمجھ ہے۔ سیمی کنڈکٹرز انٹیگریٹڈ سرکٹ ٹیکنالوجی کا مظہر ہیں، جو سلکان سبسٹریٹ پر مطلوبہ مواد کو بار بار جمع کرنے، حفاظتی تہوں کا اطلاق، اور غیر ضروری حصوں کی منتخب اینچنگ کے ذریعے تیار کیا جاتا ہے۔ سارا عمل حفاظت کو ذہن میں رکھتے ہوئے تیار کردہ آلات میں انجام دیا جاتا ہے۔

اگلے مضمون میں، ہم جمع اور آئن امپلانٹیشن کے عمل کو متعارف کرائیں گے، جو ان تکنیکوں کے ذریعے ویفرز کو برقی خصوصیات فراہم کرتے ہیں۔