سیمی کنڈکٹرز کے لیے CNC مشینی:
چپ انقلاب کے مرکز میں صحت سے متعلق مینوفیکچرنگ
سیمی کنڈکٹر انڈسٹری جدید ٹیکنالوجی کی بنیاد ہے۔ اسمارٹ فونز اور لیپ ٹاپ سے لے کر مصنوعی ذہانت کے نظام، الیکٹرک گاڑیاں، اور جدید طبی آلات تک، آج تقریباً کوئی بھی چیز بغیر مربوط سرکٹس (ICs) کے کام نہیں کرتی۔ اس صنعت کے مرکز میں مائیکرو میٹر اور یہاں تک کہ نینو میٹرس میں پیمائش کی جانے والی درستگی کی غیر سمجھوتہ طلب ہے۔
جب لوگ چپ بنانے کے بارے میں بات کرتے ہیں تو فوٹو لیتھوگرافی، پتلی فلم کی جمع، اور اینچنگ شہ سرخیوں پر حاوی ہوتی ہے، لیکن پردے کے پیچھے ایک اکثر کم تعریف شدہ لیکن بالکل اہم اینبلر موجود ہوتا ہے: کمپیوٹر نیومریکل کنٹرول (CNC) مشیننگ۔ اعلیٰ درستگی والی CNC مشین انتہائی فلیٹ، تھرمل طور پر مستحکم، اور ہندسی لحاظ سے کامل اجزاء پیدا کرتی ہے جو سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ آلات کو ممکن بناتی ہے۔
یہ مضمون دریافت کرتا ہے کہ سی این سی مشینی سیمی کنڈکٹر ایکو سسٹم میں کیوں ناگزیر رہتی ہے، کون سے اجزاء اس پر انحصار کرتے ہیں، اس میں شامل مواد اور رواداری، مشینی اوزاروں اور عمل کا ارتقاء، اور مستقبل کے چیلنجز جو کہ صنعت انگسٹروم دور کی مینوفیکچرنگ کی طرف بڑھ رہی ہے۔
سی این سی مشیننگ سیمی کنڈکٹر میں کیوں ضروری رہتی ہے۔
سامانسیمی کنڈکٹر فیبریکیشن پلانٹس (fabs) سینکڑوں پروسیس ٹولز پر مشتمل ہوتے ہیں، ہر ایک کی لاگت $10 ملین سے لے کر $400 ملین سے زیادہ ہوتی ہے (ASML کے High-NA EUV سسٹمز کے معاملے میں)۔ ان میں سے تقریباً ہر ایک ٹول میں سیکڑوں یا ہزاروں صحت سے متعلق مشینی حصے ہوتے ہیں۔اہم وجوہات CNC مشینی کو مکمل طور پر تبدیل نہیں کیا جا سکتا:
- انتہائی جیومیٹرک پیچیدگی: بہت سے اجزاء میں پیچیدہ اندرونی کولنگ چینلز، اعلی پہلو کے تناسب سے سوراخ، پتلی دیواریں، اور پیچیدہ 3D شکلیں ہوتی ہیں جنہیں کاسٹنگ، فورجنگ، یا خالص اضافی طریقوں سے پیدا کرنا مشکل یا ناممکن ہوتا ہے۔
- مواد کا تنوع: سیمک کنڈکٹر کا سامان ایلومینیم، سٹینلیس سٹیل (300-series, 316L, 17-4PH)، ٹائٹینیم، تانبا، سیرامکس (Al₂O₃، AlN، SiC)، invar، اور superalloys کا استعمال کرتا ہے۔ CNC ان سب کو سنبھال سکتا ہے۔
- انتہائی سخت رواداری: 450 ملی میٹر قطر میں 1–5 µm کی ہمواری، سوراخ کی پوزیشن ±2 µm، سطح کی کھردری Ra <0.1 µm، اور متوازی <2 µm عام ہیں۔
- ویکیوم اور پلازما کی مطابقت: پرزوں کو جارحانہ فلورین یا کلورین پلازما، انتہائی ہائی ویکیوم (10⁻⁹ mbar)، اور −100 °C سے >800 °C تک بغیر گیس یا ذرات کی پیداوار کے درجہ حرارت میں زندہ رہنا چاہیے۔
- مرمت اور تجدید کاری: بہت سے اجزاء (مثلاً، الیکٹرو سٹیٹک چک ری فربشمنٹ) کو بار بار مشینی، ریکویٹ، اور سروس پر واپس لایا جاتا ہے - ایک سائیکل جو صرف تخفیف کے عمل سے ممکن ہے۔
CNC مشینی کے ذریعہ تیار کردہ کلیدی اجزاء
1. ویکیوم چیمبرز اور بڑے ساختی فریم
جدید 300 ملی میٹر اور ابھرتے ہوئے 450 ملی میٹر ویفر ٹولز میں ایلومینیم یا سٹینلیس سٹیل ویکیوم چیمبر ہوتے ہیں جن کا وزن کئی ٹن ہو سکتا ہے لیکن اس کے لیے دیوار کی ہم آہنگی اور فلینج کی چپٹی کو <10 µm تک برقرار رکھنا ضروری ہے۔ یہ چیمبرز عام طور پر 6061-T6 ایلومینیم فورجنگز یا 316L سٹینلیس سٹیل پلیٹوں سے ہائیڈرو سٹیٹک گائیڈ ویز کے ساتھ بڑی 5 محور گینٹری ملوں پر مشینی ہوتے ہیں۔
2. ویفر سٹیجز اور ریٹیکل سٹیجز
EUV اور DUV لتھوگرافی ٹولز کا دل ویفر اسٹیج ہے جو 300 ملی میٹر سلکان ویفرز کو پروجیکشن آپٹکس کے نیچے ایکسلریشن> 8g پر منتقل کرتا ہے جبکہ نینو میٹر لیول پوزیشن کی درستگی کو برقرار رکھتا ہے۔ یہ مراحل سیرامک (SiSiC، Zerodur، ULE گلاس) یا ایلومینیم کے پرزوں کی پیچیدہ اسمبلیاں ہیں جو ذیلی مائیکرون رواداری کے لیے مشینی ہیں اور پھر ہاتھ سے لیپ یا ہیرے سے حتمی جیومیٹری کی طرف موڑ دی گئی ہیں۔
3. الیکٹرو سٹیٹک چکس (ESC)
الیکٹروسٹیٹک چکس لیتھوگرافی، اینچنگ اور جمع کرنے کے دوران ویفرز کو بالکل فلیٹ رکھتے ہیں۔ ڈائی الیکٹرک سطح (عام طور پر Al2O3 یا AlN سیرامک کو ایلومینیم یا مولیبڈینم بیس پر اسپرے کیا جاتا ہے) کو 300 ملی میٹر میں چوٹی سے وادی کی ہمواری <1 µm تک مشینی اور پالش کیا جانا چاہیے۔ بیس کے لیے ہی تیز رفتار CNC ملنگ یا وائر EDM کے ذریعے مشینی پیچیدہ اندرونی کولنگ چینلز کی ضرورت ہوتی ہے۔
4. گیس ڈسٹری بیوشن شاور ہیڈز اور ایج رِنگز
پلازما اینچ اور ڈیپوزیشن ٹولز یکساں پروسیس گیسوں کی فراہمی کے لیے ہزاروں ٹھیک سائز اور پوزیشن والے سوراخوں (50–500 µm قطر) کے ساتھ شاور ہیڈز کا استعمال کرتے ہیں۔ یہ عام طور پر ہائی پیوریٹی ایلومینیم، سلکان، یا کوارٹز سے مشینی ہوتے ہیں، اکثر الٹراسونک یا لیزر کی مدد سے ڈرلنگ کی صلاحیتوں کے ساتھ ملٹی ایکسس CNC مشینی مراکز کا استعمال کرتے ہیں۔
5. آپٹیکل اجزاء اور پہاڑ
EUV لیتھوگرافی 13.5 nm طول موج پر کام کرتی ہے اور عکاس molybdenum-silicon ملٹی لیئر آئینے استعمال کرتی ہے۔ آئینے کے ذیلی ذخیرے (عام طور پر زیروڈور یا یو ایل ای گلاس) پہلے سنگل پوائنٹ ڈائمنڈ موڑنے یا درست پیسنے کے ذریعے کھردری مشینی ہوتے ہیں، پھر آپٹیکل طور پر پالش کیے جاتے ہیں۔ کینیمیٹک ماؤنٹس جو ان شیشوں کو رکھتے ہیں ان کو انوار یا سپر انوار سے سی این سی مشینی ہونا چاہیے تاکہ تھرمل مسخ کو کم سے کم کیا جا سکے۔
سیمی کنڈکٹر CNC مشینی میں استعمال ہونے والا مواد
1. ایلومینیم مرکب
6061-T6 بہترین مشینی صلاحیت، مہذب طاقت، اور کم قیمت کی وجہ سے ورک ہارس بنا ہوا ہے۔ زیادہ سختی اور کم تھرمل توسیع کے لیے، ملکیتی ایلومینیم مرکبات جیسے کہ Al 6061-RAM2، RSA-6061، یا Cearun™ (سیرامک سے تقویت یافتہ ایلومینیم) استعمال کیے جاتے ہیں۔
2. کم توسیعی مرکبات
Invar 36 اور Super Invar (شامل کوبالٹ کے ساتھ) تھرمل توسیع <1 ppm/°C پیش کرتے ہیں اور ریٹیکل اور ویفر سٹیج کے اجزاء کے لیے اہم ہیں۔
3. سیرامکس اور تکنیکی شیشے
- سلیکون سے دراندازی سلکان کاربائیڈ (SiSiC)
- ری ایکشن بانڈڈ سلکان کاربائیڈ (RBSC)
- Zerodur® (Schott) اور ULE® (کارننگ) انتہائی کم توسیعی گلاس
- الیکٹرو سٹیٹک چک کے لیے ایلومینیم نائٹرائڈ (AlN) اور ایلومینا (Al2O3)
یہ ٹوٹنے والے مواد کو خصوصی CNC عمل کی ضرورت ہوتی ہے: الٹراسونک مشینی، ڈکٹائل-رجیم گرائنڈنگ، یا لیزر کی مدد سے مشینی۔
4. اعلیٰ پاکیزگی والی دھاتیں۔
مولیبڈینم، ٹنگسٹن، اور ٹائٹینیم فلورین پلازما کے سامنے آنے والے اجزاء کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ یہ ریفریکٹری دھاتیں سخت، ہائی ٹارک CNC مشینوں اور پولی کرسٹل لائن ڈائمنڈ (PCD) ٹولنگ کا مطالبہ کرتی ہیں۔
سی این سی مشیننگ کے ذریعہ تیار کردہ عام سیمی کنڈکٹر اجزاء
اجزاء | عام مواد | اہم ضروریات | رواداری کی مثالیں۔ |
|---|---|---|---|
ویفر چکس (ESC) | ایلومینا، ایل این | چپٹا پن < 3 µm، Ra < 0.05 µm، ہیلیم لیک < 10⁻⁹ | ±2 µm سوراخ کی پوزیشن |
شاور ہیڈز / گیس پلیٹیں۔ | Anodized Al، 316L SS | 5000–20,000 سوراخ Ø0.3–1.0 ملی میٹر، ±5 µm پوزیشن | < Ra 0.4 µm |
ویکیوم چیمبر کی دیواریں۔ | 6061-T6، 5083 Al | ویلڈیڈ + مشینی، ہیلیم لیک ٹائٹ | چپٹا پن <50 µm 2 میٹر سے زیادہ |
الیکٹروڈ اسمبلیاں | OFHC کاپر، molybdenum | آریف چالکتا، کولنگ چینلز | ±10 µm چینل کا مقام |
پن اسمبلیوں کو اٹھاو | سیرامک لیپت سٹینلیس | پہن مزاحمت، ذرہ کنٹرول | ارتکاز <5 µm |
ساختی فریم (EUV) | انوار 36، کم-سی ٹی ای مرکب | تھرمل استحکام <50 ppb/K | پوزیشنی درستگی ±15 µm |
فوکس رِنگز، ایج رِنگز | سلکان، کوارٹج، SiC | پلازما کے کٹاؤ کے خلاف مزاحمت | پروفائل رواداری ±10 µm |
یہ حصے سائز میں چند ملی میٹر سے لے کر 2 میٹر تک اور وزن میں گرام سے کئی ٹن تک ہوتے ہیں۔
صحت سے متعلق سطح اور میٹرولوجی
سیمی کنڈکٹر آلات کی مشینی میں عام رواداری:
نمایاں کریں | عام رواداری | پیمائش کا طریقہ |
|---|---|---|
ہموار پن (300 ملی میٹر سطح) | 0.5–2 µm PV | انٹرفیومیٹری (فیزیو، زیگو) |
متوازی پن | 1–5 m | الیکٹرانک سطح + انٹرفیومیٹری |
سوراخ کی پوزیشن (ہزاروں سوراخ) | ±2–5 µm | کوآرڈینیٹ ماپنے والی مشین (سی ایم ایم) |
سطح ختم | Ra 0.025–0.1 µm | وائٹ لائٹ انٹرفیومیٹری |
کولنگ چینل کی پوزیشن | µ 10 .m | سی ٹی سکیننگ یا الٹراسونک ٹیسٹنگ |
معروف دکانیں اب معمول کے مطابق سینکڑوں کلوگرام وزنی اجزاء پر "سب مائیکرون" یا حتیٰ کہ "100-نینو میٹر" میکانکی درستگی حاصل کرتی ہیں۔
سیمی کنڈکٹر کے کام کے لیے CNC مشینی ٹولز کا ارتقاء
1. 1990-2000 کا دور
بڑی گینٹری ملز (والڈرچ کوبرگ، پارپاس، ایف پی ٹی) جس میں ہائیڈین ہین اسکیلز اور شیشے کے پیمانے پر فیڈ بیک کا غلبہ ہے۔ ہائیڈرو سٹیٹک بیرنگ اور تیل کی بارش نے تھرمل استحکام فراہم کیا۔
2. 2010 کی دہائی: ایئر بیئرنگ اور میگنیٹک لیویٹیشن کے مراحل
Aerotech، Physik Instrumente (PI) اور ALIO انڈسٹریز جیسی کمپنیوں نے <10 nm ریپیٹ ایبلٹی کے ساتھ ایئر بیئرنگ لکیری موٹر سٹیجز متعارف کرائے ہیں۔ یہ دوسری نسل کے درست مشینی مراکز کی ریڑھ کی ہڈی بن گئے۔
3. موجودہ حالت (2020–2025)
- مور نینو ٹیکنالوجی اور پریسیٹیک سنگل پوائنٹ ڈائمنڈ ٹرننگ مشینیں EUV مرر سبسٹریٹس کے لیے
- Kern Microtechnik اور Yasda micromachining Centers 100 nm فارم کی درستگی حاصل کر رہے ہیں
- سیرامکس کے لئے ڈی ایم جی موری الٹراسونک سیریز
- Fanuc ROBONANO α-NMiA: 0.1 nm پروگرامنگ ریزولوشن اور 1 nm پوزیشننگ ریزولوشن
- درجہ حرارت پر قابو پانے والی دکانیں فعال وائبریشن آئسولیشن فاؤنڈیشنز کے ساتھ ±0.01 °C پر رکھی گئی ہیں
مواد کے چیلنجز اور انتخاب
1. ایلومینیم مرکب
6061-T6 اور 5083 بہترین مشینی صلاحیت اور انوڈائزیشن ردعمل کی وجہ سے ورک ہارسز ہیں۔ ہارڈ انوڈائزنگ (قسم III) ایک 25–50 µm Al₂O₃ پرت بناتی ہے جو پلازما کے حملے کے خلاف مزاحمت کرتی ہے۔ تاہم، انوڈائزنگ میں مائکروپورز ذرات کو پھنس سکتے ہیں — جدید دکانیں ملٹی سٹیپ سیلنگ اور ملکیتی کوٹنگز کا استعمال کرتی ہیں (مثلاً ٹوئن وائر آرک سپرے Al₂O₃ یا Y₂O₃ پلازما سپرے)۔
2. سٹینلیس سٹیل
NF₃ اور Cl₂ پلازما کے خلاف سنکنرن مزاحمت کے لیے 316L کا انتخاب کیا جاتا ہے۔ Ra <0.2 µm پر الیکٹرو پولش کرنا پارٹیکل کی آسنجن کو کم کرنے کے لیے لازمی ہے۔
3۔ سیرامکس
ایلومینا (99.8%)، ایلومینیم نائٹرائڈ، اور سلکان کاربائیڈ کو ہیرے کے اوزار کا استعمال کرتے ہوئے "سبز" حالت میں مشین بنایا جاتا ہے، پھر سنٹر کیا جاتا ہے۔
4. کم-CTE اللویس
Invar 36 اور Super Invar EUV اور DUV لتھوگرافی کے مراحل میں استعمال ہوتے ہیں جہاں 10–40 °C درجہ حرارت کے جھولوں میں نینو میٹر کا استحکام درکار ہوتا ہے۔
5. ریفریکٹری دھاتیں۔
Molybdenum اور tungsten اعلی درجہ حرارت کے الیکٹروڈ کے لیے مشینی ہیں۔ یہ مواد انتہائی کھرچنے والے ہیں اور ان کو ہائی پریشر کولنٹ (70-100 بار) والی سخت مشینوں کی ضرورت ہوتی ہے۔
اہم مشینی عمل
1. ایلومینیم کی تیز رفتار مشینی (HSM)
Sپنڈل کی رفتار 20,000–42,000 rpm، متوازن PCD یا سنگل کرسٹل ڈائمنڈ ٹولز، مسٹ کولنگ، اور نظر آنے والے الگورتھم ایک ہی پاس میں آئینے کی طرح ختم (Ra <4 nm) کی اجازت دیتے ہیں۔
2. سیرامکس کی ڈکٹائل ریجیم مشیننگ
کٹ کی گہرائی کو ایک اہم حد سے نیچے رکھ کر (عام طور پر <1 µm)، ٹوٹنے والے مواد کو انتہائی تیز ڈائمنڈ ٹولز کا استعمال کرتے ہوئے ڈکٹائل موڈ میں مشین بنایا جا سکتا ہے، جس سے آپٹیکل کوالٹی کی سطحیں بغیر کریکنگ کے پیدا ہوتی ہیں۔
3. سنگل پوائنٹ ڈائمنڈ ٹرننگ (SPDT)
aspheric EUV آئینے سبسٹریٹس کے لیے ضروری ہے۔ مشینیں تیل کی دھند یا ویکیوم ماحول میں سب نینو میٹر فیڈ بیک کے ساتھ کام کرتی ہیں۔
6.4 وائر EDM اور سنکر EDM
گہرے کولنگ چینلز اور سخت مواد میں پیچیدہ خصوصیات کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ جدید جنریٹر ایک ہی سکم کٹ میں < Ra 0.1 µm سطح کی تکمیل حاصل کرتے ہیں۔
5. Additive + Subtractive Hybrid Manufacturing
ابھرتا ہوا رجحان: 3D-پرنٹ انوار یا ٹائٹینیم کے قریب نیٹ شکلیں، پھر ایک ہی پلیٹ فارم پر فنش مشین (مثلاً، ہرملے MPA یا Lasertec DED ہائبرڈز)۔
صحت سے متعلق اور الٹرا پریسجن CNC کی ضروریات
سیمی کنڈکٹر پرزے معمول کے مطابق مانگتے ہیں:
- پوزیشن کی درستگی: ±2–5 µm 500–2000 mm سفر سے زیادہ
- تکراری قابلیت: <1 µm
- سطح کی تکمیل: پلازما کا سامنا کرنے والی سطحوں پر Ra 0.025–0.1 µm
- چپٹا پن: 1–3 µm Ø300–450 mm سے زیادہ
- متوازی/لمبوت: <3 µm
- 5-axis یا 8-axis مشینی مراکز (مثال کے طور پر، Yasda، Makino، DMG MORI، Kern، Liechti)
- 20,000–60,000 rpm پر چلنے والے ہائیڈرو سٹیٹک یا ہوا سے چلنے والے اسپنڈلز
- تھرمل اسٹیبلائزیشن سسٹم مشین کا درجہ حرارت ±0.1 °C کے اندر رکھتا ہے۔
- 0.1 µm ریزولوشن کے ساتھ آن مشین پروبنگ اور لیزر ٹول سیٹرز
- فعال کمپن تنہائی کے ساتھ گرینائٹ یا پولیمر کنکریٹ کے اڈے۔
آپ کے تعاون کا شکریہ. آپ کا کہنا ہے کہ ، لیٹیکس NEC ullamcorper میٹیس ، پلویرار ڈی پیبس لیو.
اعلی درجے کی مشینی تکنیک
1. چھوٹے اوزار کے ساتھ تیز رفتار مشینی (HSM)
شاور ہیڈز میں 0.1 ملی میٹر مائیکرو اینڈ ملز کے ساتھ 40,000 rpm پر Ø0.5 mm کے 15,000 سوراخ ہو سکتے ہیں۔ 100 بار تھرو ٹول کولنٹ کے ساتھ پیک ڈرلنگ چپ کو دوبارہ ویلڈنگ سے روکتی ہے۔
2. الٹراسونک اسسٹڈ مشیننگ
سیرامکس اور کوارٹز کے لیے، 20–40 kHz الٹراسونک وائبریشن کاٹنے والی قوتوں کو 30–70% تک کم کرتی ہے، ڈرامائی طور پر سطح کی تکمیل اور آلے کی زندگی کو بہتر بناتی ہے۔
3. سنگل پوائنٹ ڈائمنڈ ٹرننگ (SPDT)
اورکت لینز اور کچھ تانبے کے الیکٹروڈ کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ Ra 3–5 nm تک سطح کا ختم ہونا معمول کی بات ہے۔
4. پیچیدہ جیومیٹریز کی 5-محور بیک وقت ملنگ
1 ملی میٹر قطر اور 20:1 پہلو کے تناسب کے ساتھ اندرونی کولنگ چینلز کو لانگ ریچ ٹیپرڈ ٹولز اور ٹروکائیڈل ٹول پاتھ کا استعمال کرتے ہوئے مشینی بنایا گیا ہے۔
5. ہائبرڈ اضافی - تخفیف کے عمل
کچھ نئے اجزاء (مثال کے طور پر، کنفارمل کولڈ شاور ہیڈز) DMLS/LaserCusing کے ذریعے Inconel یا copper میں 3D پرنٹ کیے جاتے ہیں، پھر اسی مشین پر ±10 µm تک ختم کر دیے جاتے ہیں۔
میٹرولوجی اور کوالٹی اشورینس
کسی بھی صنعت میں سیمی کنڈکٹر کے پرزوں کا سب سے زیادہ سخت معائنہ کیا جاتا ہے:
- Zeiss Prismo یا Leitz PMM-C الٹرا پریسجن CMMs ±0.3 µm غیر یقینی صورتحال کے ساتھ
- Zygo GPI یا 4D ٹیکنالوجی فیز شفٹنگ انٹرفیرو میٹر فلیٹنس کے لیے
- Ra <50 nm سطحوں کے لیے بروکر وائٹ لائٹ انٹرفیرو میٹر
- 10⁻¹⁰ mbar·L/s تک ہیلیم ماس اسپیکٹرومیٹر لیک ٹیسٹنگ
- بقایا گیس تجزیہ (RGA) 150 ° C پر بیک کرنے کے بعد باہر گیس کی تصدیق کرنے کے لیے < 10⁻⁹ Torr·L/s/cm²
- الٹراسونک صفائی کے بعد مائع پارٹیکل کاؤنٹر (LPC) یا لیزر پارٹیکل سکینر کے ذریعے ذرہ کی گنتی
کلین روم مشیننگ اور پوسٹ پروسیسنگ
چونکہ ذرات >30 nm 3 nm ٹرانزسٹر کو مار سکتے ہیں، بہت سی اعلیٰ دکانوں نے اپنی درست مشینوں کے ارد گرد براہ راست ISO 5 (Class 100) یا ISO 4 کلین رومز نصب کیے ہیں۔
مثال میں شامل ہیں:
- بلن الٹراسونکس (USA)
- Tyrolit CNC کلین روم کی سہولت (آسٹریا)
- Canon's Utsunomiya precision Machining cleanroom (جاپان)
- ہائی پریشر ڈی آئی واٹر + میگاسونک ایجی ٹیشن
- کثیر مرحلہ کیمیائی صفائی (SC-1، SC-2، پیرانہ)
- انتہائی خالص N₂ بلو ڈرائی
- 150-200 °C ویکیوم بیک کریں۔
- N₂ صاف کیے ہوئے تھیلوں میں ڈبل بیگنگ
کیس اسٹڈی: EUV ویفر اسٹیج بیس پلیٹ کی مشیننگ
ایک عام 450 ملی میٹر EUV ویفر اسٹیج بیس پلیٹ پیچیدگی کی وضاحت کرتا ہے:
- مواد: SiSiC سیرامک، 900 × 800 × 100 ملی میٹر
- ہمواری کی ضرورت: پوری سطح پر <1 µm PV
- 120 ایمبیڈڈ کولنگ چینلز، 3 ملی میٹر قطر، ±15 µm پوزیشن
- 600 تھریڈڈ انسرٹس (M4 ہیلیم لائٹ)
- آخری سطح: Ra <50 nm پر لیپ کیا گیا۔
- رد عمل سے منسلک خالی کی سبز مشینی
- سلکان کی دراندازی اور گرمی کا علاج
- 5 محور مشینی مرکز پر کھردرا پیسنا
- کٹ کی 1 µm گہرائی کے ساتھ ڈکٹائل-رجیم ختم پیسنا
- حتمی شکل کی اصلاح کے لیے مقناطیسی فنشنگ (MRF)
- Zygo VeriFire MST 600 mm یپرچر انٹرفیرومیٹر پر میٹرولوجی
- اگر ضرورت ہو تو آخری ہینڈ لیپنگ
صنعت کے ذیلی 2 nm نوڈس کی طرف بڑھتے ہوئے چیلنجز
1. اینگسٹروم کی سطح کا استحکام
مستقبل کے EUV ہائی-NA ٹولز کو 50-100 پکومیٹر رینج میں اسٹیج پوزیشننگ استحکام کی ضرورت ہوگی۔ یہ مکینیکل اجزاء کو بنیادی مادی حدود کی طرف دھکیلتا ہے۔
2. 450 ملی میٹر ٹرانزیشن
بڑے ویفرز ایک ہی رشتہ دار درستگی کے ساتھ اس سے بھی بڑے مشینی اجزاء کا مطالبہ کرتے ہیں - مشکل میں تیزی سے اضافہ۔
3. نیا مواد
کاربن پر مبنی مواد (گرافین کوٹنگز، ہیرے کی طرح کاربن)، دھاتی میٹرکس کمپوزٹ، اور فوٹوونک ڈھانچے کو مکمل طور پر نئے مشینی نمونوں کی ضرورت ہوگی۔
4 استحکام
صنعت توانائی، پانی، اور کیمیائی استعمال کو کم کرنے کے دباؤ میں ہے۔ مشینی دکانیں کم سے کم مقدار میں چکنا کرنے (MQL)، کرائیوجینک کولنگ، اور ایلومینیم چپس کی ری سائیکلنگ کو اپنا رہی ہیں۔
نتیجہ
جب کہ سیمی کنڈکٹر خبروں میں اسپاٹ لائٹ لیتھوگرافی طول موج اور ٹرانزسٹر کثافت پر رہتی ہے، حقیقت یہ ہے کہ CNC مشینی کے ذریعے تیار کردہ انتہائی عین مطابق میکانکی اجزاء کی فوج کے بغیر کوئی بھی اہم ترین چپ تیار نہیں کی جا سکتی۔ ملٹی ٹن ویکیوم چیمبر فلیٹ سے لے کر ایک مائکرون تک سیرامک ویفر کے مراحل سے لے کر چند ایٹموں تک مستحکم، CNC مشینی میکانکی طور پر ممکن ہونے کی قطعی سرحد پر کام کرتی ہے۔
جیسے جیسے صنعت انگسٹروم پیمانے کی خصوصیات اور 450 ملی میٹر ویفرز کی طرف دوڑ رہی ہے، عین مطابق مشینی کے مطالبات مزید تیز ہوں گے۔ وہ دکانیں جو میٹر پیمانے کے پرزوں پر سب مائیکرون درستگی فراہم کر سکتی ہیں، غیر ملکی مواد میں، کلین روم کے حالات میں، ASML، اپلائیڈ میٹریلز، لام ریسرچ، ٹوکیو الیکٹران، اور خود چپ سازوں کے لیے ناگزیر شراکت دار رہیں گی۔
آخر میں، مشہور مور کا قانون صرف فزکس اور کیمسٹری کی ایک کہانی نہیں ہے- یہ میکینیکل انجینئرنگ کی فتح بھی ہے جو ایک وقت میں ایک مکمل مشینی جزو کو انجام دیتا ہے۔