SiC ওয়েফার প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তির বর্তমান অবস্থা এবং প্রবণতা

তৃতীয় প্রজন্মের অর্ধপরিবাহী সাবস্ট্রেট উপাদান হিসেবে,সিলিকন কার্বাইড (SiC)উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি এবং উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন ইলেকট্রনিক ডিভাইস তৈরিতে একক স্ফটিকের ব্যাপক প্রয়োগের সম্ভাবনা রয়েছে। উচ্চ-মানের সাবস্ট্রেট উপকরণ তৈরিতে SiC-এর প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তি একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। এই নিবন্ধটি চীন এবং বিদেশে SiC প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তির উপর গবেষণার বর্তমান অবস্থা উপস্থাপন করে, কাটা, গ্রাইন্ডিং এবং পলিশিং প্রক্রিয়াগুলির প্রক্রিয়া বিশ্লেষণ এবং তুলনা করে, সেইসাথে ওয়েফার সমতলতা এবং পৃষ্ঠের রুক্ষতার প্রবণতাগুলিও তুলে ধরে। এটি SiC ওয়েফার প্রক্রিয়াকরণে বিদ্যমান চ্যালেঞ্জগুলিও নির্দেশ করে এবং ভবিষ্যতের উন্নয়নের দিকনির্দেশনা নিয়ে আলোচনা করে।

সিলিকন কার্বাইড (SiC)ওয়েফারগুলি তৃতীয় প্রজন্মের সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসের জন্য গুরুত্বপূর্ণ ভিত্তি উপকরণ এবং মাইক্রোইলেকট্রনিক্স, পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স এবং সেমিকন্ডাক্টর লাইটিংয়ের মতো ক্ষেত্রগুলিতে উল্লেখযোগ্য গুরুত্ব এবং বাজার সম্ভাবনা রয়েছে। অত্যন্ত উচ্চ কঠোরতা এবং রাসায়নিক স্থিতিশীলতার কারণেSiC একক স্ফটিক, ঐতিহ্যবাহী সেমিকন্ডাক্টর প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতিগুলি তাদের যন্ত্রের জন্য সম্পূর্ণরূপে উপযুক্ত নয়। যদিও অনেক আন্তর্জাতিক কোম্পানি SiC একক স্ফটিকের প্রযুক্তিগতভাবে দাবিদার প্রক্রিয়াকরণের উপর ব্যাপক গবেষণা চালিয়েছে, প্রাসঙ্গিক প্রযুক্তিগুলি কঠোরভাবে গোপন রাখা হয়।

সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, চীন SiC একক স্ফটিক উপকরণ এবং ডিভাইসগুলির উন্নয়নে প্রচেষ্টা বৃদ্ধি করেছে। তবে, দেশে SiC ডিভাইস প্রযুক্তির অগ্রগতি বর্তমানে প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তি এবং ওয়েফার মানের সীমাবদ্ধতার কারণে সীমাবদ্ধ। অতএব, SiC একক স্ফটিক সাবস্ট্রেটের গুণমান উন্নত করতে এবং তাদের ব্যবহারিক প্রয়োগ এবং ব্যাপক উৎপাদন অর্জনের জন্য SiC প্রক্রিয়াকরণ ক্ষমতা উন্নত করা চীনের জন্য অপরিহার্য।

প্রধান প্রক্রিয়াকরণ ধাপগুলির মধ্যে রয়েছে: কাটা → মোটা নাকাল → সূক্ষ্ম নাকাল → রুক্ষ পলিশিং (যান্ত্রিক পলিশিং) → সূক্ষ্ম পলিশিং (রাসায়নিক যান্ত্রিক পলিশিং, সিএমপি) → পরিদর্শন।

SiC একক স্ফটিক কাটা

প্রক্রিয়াকরণেSiC একক স্ফটিক, কাটা হল প্রথম এবং অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ধাপ। কাটার প্রক্রিয়ার ফলে সৃষ্ট ওয়েফারের ধনু, ওয়ার্প এবং মোট পুরুত্বের পরিবর্তন (TTV) পরবর্তী গ্রাইন্ডিং এবং পলিশিং অপারেশনের গুণমান এবং কার্যকারিতা নির্ধারণ করে।

কাটিংয়ের সরঞ্জামগুলিকে আকৃতি অনুসারে হীরার অভ্যন্তরীণ ব্যাস (ID) করাত, বাইরের ব্যাস (OD) করাত, ব্যান্ড করাত এবং তারের করাতে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে। তারের করাতগুলিকে, তাদের গতির ধরণ অনুসারে রেসিপ্রোকেটিং এবং লুপ (অন্তহীন) তারের সিস্টেমে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে। ঘষিয়া তুলিয়া ফেলার কাটিয়া প্রক্রিয়ার উপর ভিত্তি করে, তারের করাত কাটার কৌশলগুলিকে দুটি প্রকারে ভাগ করা যেতে পারে: বিনামূল্যে ঘষিয়া তুলিয়া ফেলা তারের করাত এবং স্থির ঘষিয়া তুলিয়া ফেলা হীরার তারের করাত।

১.১ ঐতিহ্যবাহী কাটার পদ্ধতি

বাইরের ব্যাসের (OD) করাতের কাটার গভীরতা ব্লেডের ব্যাসের দ্বারা সীমিত। কাটার প্রক্রিয়ার সময়, ব্লেড কম্পন এবং বিচ্যুতির ঝুঁকিতে থাকে, যার ফলে উচ্চ শব্দের মাত্রা এবং দুর্বল দৃঢ়তা দেখা দেয়। অভ্যন্তরীণ ব্যাসের (ID) করাতগুলিতে ব্লেডের ভেতরের পরিধিতে হীরার ঘষিয়া তুলিয়া ফেলার যন্ত্র ব্যবহার করা হয়, যা কাটিং এজ হিসেবে ব্যবহার করা হয়। এই ব্লেডগুলি 0.2 মিমি পর্যন্ত পাতলা হতে পারে। কাটার সময়, ID ব্লেডটি উচ্চ গতিতে ঘোরে যখন কাটার জন্য উপাদানটি ব্লেডের কেন্দ্রের সাপেক্ষে রেডিয়ালি সরে যায়, এই আপেক্ষিক গতির মাধ্যমে কাটার ক্ষমতা অর্জন করে।

ডায়মন্ড ব্যান্ড করাতগুলিকে ঘন ঘন থামা এবং বিপরীত দিকে ঘুরতে হয় এবং কাটার গতি খুবই কম—সাধারণত 2 মি/সেকেন্ডের বেশি হয় না। এগুলি উল্লেখযোগ্য যান্ত্রিক ক্ষয় এবং উচ্চ রক্ষণাবেক্ষণ খরচের সম্মুখীন হয়। করাতের ব্লেডের প্রস্থের কারণে, কাটার ব্যাসার্ধ খুব কম হতে পারে না এবং বহু-স্লাইস কাটা সম্ভব নয়। এই ঐতিহ্যবাহী করাত সরঞ্জামগুলি ভিত্তির অনমনীয়তার দ্বারা সীমিত এবং বাঁকা কাট করতে পারে না বা সীমিত বাঁক ব্যাসার্ধের অধিকারী। এগুলি কেবল সোজা কাটতে সক্ষম, প্রশস্ত কার্ফ তৈরি করে, কম ফলন হার থাকে এবং তাই কাটার জন্য অনুপযুক্ত।SiC স্ফটিক.

১.২ বিনামূল্যে ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম তারের করাত মাল্টি-ওয়্যার কাটিং

ফ্রি অ্যাব্রেসিভ ওয়্যার করাত স্লাইসিং কৌশলটি তারের দ্রুত গতিবিধি ব্যবহার করে স্লারি কার্ফের মধ্যে বহন করে, যা উপাদান অপসারণকে সক্ষম করে। এটি মূলত একটি পারস্পরিক কাঠামো ব্যবহার করে এবং বর্তমানে একক-স্ফটিক সিলিকনের দক্ষ মাল্টি-ওয়েফার কাটিংয়ের জন্য একটি পরিপক্ক এবং বহুল ব্যবহৃত পদ্ধতি। তবে, SiC কাটিংয়ে এর প্রয়োগ কম ব্যাপকভাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে।

বিনামূল্যে ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম তারের করাতগুলি 300 μm এর কম পুরুত্বের ওয়েফার প্রক্রিয়া করতে পারে। এগুলি কম কার্ফ লস প্রদান করে, খুব কমই চিপিং ঘটায় এবং এর ফলে পৃষ্ঠের গুণমান তুলনামূলকভাবে ভালো হয়। তবে, ঘষিয়া তুলিয়া ফেলার যন্ত্রের ঘূর্ণায়মান এবং ইন্ডেন্টেশনের উপর ভিত্তি করে উপাদান অপসারণের প্রক্রিয়ার কারণে, ওয়েফার পৃষ্ঠে উল্লেখযোগ্য অবশিষ্ট চাপ, মাইক্রোক্র্যাক এবং গভীর ক্ষতির স্তর তৈরি হওয়ার প্রবণতা থাকে। এর ফলে ওয়েফার বিকৃতি ঘটে, পৃষ্ঠের প্রোফাইলের নির্ভুলতা নিয়ন্ত্রণ করা কঠিন হয়ে পড়ে এবং পরবর্তী প্রক্রিয়াকরণ পদক্ষেপগুলিতে বোঝা বৃদ্ধি পায়।

কাটার কার্যকারিতা স্লারি দ্বারা ব্যাপকভাবে প্রভাবিত হয়; ঘষিয়া তুলিয়া ফেলার তীক্ষ্ণতা এবং স্লারির ঘনত্ব বজায় রাখা প্রয়োজন। স্লারি প্রক্রিয়াকরণ এবং পুনর্ব্যবহার ব্যয়বহুল। বড় আকারের ইনগট কাটার সময়, ঘষিয়া তুলিয়া ফেলার যন্ত্রগুলির গভীর এবং দীর্ঘ কার্ফ ভেদ করতে অসুবিধা হয়। একই ঘষিয়া তুলিয়া ফেলার শস্যের আকারের অধীনে, কার্ফ ক্ষয় স্থির-ঘষিয়া তুলিয়া ফেলা তারের করাতের তুলনায় বেশি।

১.৩ ফিক্সড অ্যাব্রেসিভ ডায়মন্ড ওয়্যার স মাল্টি-ওয়্যার কাটিং

স্থির ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম হীরার তারের করাত সাধারণত ইলেক্ট্রোপ্লেটিং, সিন্টারিং বা রজন বন্ধন পদ্ধতির মাধ্যমে স্টিলের তারের সাবস্ট্রেটে হীরার কণা এম্বেড করে তৈরি করা হয়। ইলেক্ট্রোপ্লেটেড হীরার তারের করাতগুলি সংকীর্ণ কার্ফ, উন্নত স্লাইস গুণমান, উচ্চ দক্ষতা, কম দূষণ এবং উচ্চ-কঠোরতা উপকরণ কাটার ক্ষমতার মতো সুবিধা প্রদান করে।

SiC কাটার জন্য বর্তমানে সর্বাধিক ব্যবহৃত পদ্ধতি হল রেসিপ্রোকেটিং ইলেক্ট্রোপ্লেটেড ডায়মন্ড ওয়্যার করাত। চিত্র ১ (এখানে দেখানো হয়নি) এই কৌশল ব্যবহার করে কাটা SiC ওয়েফারের পৃষ্ঠের সমতলতা চিত্রিত করে। কাটার অগ্রগতির সাথে সাথে, ওয়েফার ওয়ারপেজ বৃদ্ধি পায়। এর কারণ হল তার এবং উপাদানের মধ্যে যোগাযোগের ক্ষেত্রটি নীচের দিকে সরে যাওয়ার সাথে সাথে বৃদ্ধি পায়, যার ফলে প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং তারের কম্পন বৃদ্ধি পায়। যখন তারটি ওয়েফারের সর্বোচ্চ ব্যাসে পৌঁছায়, তখন কম্পন তার সর্বোচ্চ পর্যায়ে থাকে, যার ফলে সর্বাধিক ওয়ারপেজ হয়।

কাটার পরবর্তী পর্যায়ে, তারের ত্বরণ, স্থিতিশীল গতির চলাচল, মন্থরতা, থামানো এবং বিপরীতকরণের পাশাপাশি কুল্যান্ট দিয়ে ধ্বংসাবশেষ অপসারণে অসুবিধার কারণে, ওয়েফারের পৃষ্ঠের গুণমান খারাপ হয়ে যায়। তারের বিপরীতকরণ এবং গতির ওঠানামা, সেইসাথে তারে বড় হীরার কণাগুলি পৃষ্ঠের স্ক্র্যাচের প্রাথমিক কারণ।

১.৪ ঠান্ডা পৃথকীকরণ প্রযুক্তি

তৃতীয় প্রজন্মের সেমিকন্ডাক্টর উপাদান প্রক্রিয়াকরণের ক্ষেত্রে SiC একক স্ফটিকের ঠান্ডা পৃথকীকরণ একটি উদ্ভাবনী প্রক্রিয়া। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, ফলন উন্নত করা এবং উপাদানের ক্ষতি হ্রাস করার ক্ষেত্রে এর উল্লেখযোগ্য সুবিধার কারণে এটি উল্লেখযোগ্য মনোযোগ আকর্ষণ করেছে। প্রযুক্তিটি তিনটি দিক থেকে বিশ্লেষণ করা যেতে পারে: কার্য নীতি, প্রক্রিয়া প্রবাহ এবং মূল সুবিধা।

স্ফটিকের ওরিয়েন্টেশন নির্ধারণ এবং বাইরের ব্যাস গ্রাইন্ডিং: প্রক্রিয়াকরণের আগে, SiC ইনগটের স্ফটিকের ওরিয়েন্টেশন নির্ধারণ করতে হবে। এরপর বাইরের ব্যাস গ্রাইন্ডিংয়ের মাধ্যমে ইনগটটিকে একটি নলাকার কাঠামোতে (সাধারণত SiC পাক বলা হয়) আকৃতি দেওয়া হয়। এই ধাপটি পরবর্তী দিকনির্দেশনামূলক কাটা এবং কাটার ভিত্তি স্থাপন করে।

মাল্টি-ওয়্যার কাটিং: এই পদ্ধতিতে নলাকার ইনগটটি কাটার জন্য কাটা তারের সাথে ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণা ব্যবহার করা হয়। তবে, এটি উল্লেখযোগ্য কার্ফ ক্ষতি এবং পৃষ্ঠের অসমতার সমস্যায় ভুগছে।

লেজার কাটিং প্রযুক্তি: স্ফটিকের মধ্যে একটি পরিবর্তিত স্তর তৈরি করতে একটি লেজার ব্যবহার করা হয়, যেখান থেকে পাতলা টুকরো আলাদা করা যায়। এই পদ্ধতিটি উপাদানের ক্ষতি হ্রাস করে এবং প্রক্রিয়াকরণ দক্ষতা বৃদ্ধি করে, যা এটিকে SiC ওয়েফার কাটার জন্য একটি প্রতিশ্রুতিশীল নতুন দিক তৈরি করে।

কাটিং প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজেশন

ফিক্সড অ্যাব্রেসিভ মাল্টি-ওয়্যার কাটিং: এটি বর্তমানে মূলধারার প্রযুক্তি, যা SiC এর উচ্চ কঠোরতা বৈশিষ্ট্যের জন্য উপযুক্ত।

বৈদ্যুতিক স্রাব যন্ত্র (EDM) এবং ঠান্ডা পৃথকীকরণ প্রযুক্তি: এই পদ্ধতিগুলি নির্দিষ্ট প্রয়োজনীয়তা অনুসারে বৈচিত্র্যময় সমাধান প্রদান করে।

পলিশিং প্রক্রিয়া: উপাদান অপসারণের হার এবং পৃষ্ঠের ক্ষতির ভারসাম্য বজায় রাখা অপরিহার্য। পৃষ্ঠের অভিন্নতা উন্নত করার জন্য রাসায়নিক যান্ত্রিক পলিশিং (CMP) ব্যবহার করা হয়।

রিয়েল-টাইম মনিটরিং: রিয়েল-টাইমে পৃষ্ঠের রুক্ষতা পর্যবেক্ষণের জন্য অনলাইন পরিদর্শন প্রযুক্তি চালু করা হয়েছে।

লেজার স্লাইসিং: এই কৌশলটি কার্ফ লস কমায় এবং প্রক্রিয়াকরণ চক্রকে ছোট করে, যদিও তাপ প্রভাবিত অঞ্চলটি এখনও একটি চ্যালেঞ্জ।

হাইব্রিড প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তি: যান্ত্রিক এবং রাসায়নিক পদ্ধতির সমন্বয় প্রক্রিয়াকরণের দক্ষতা বৃদ্ধি করে।

এই প্রযুক্তি ইতিমধ্যেই শিল্পে প্রয়োগ করা সম্ভব হয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, ইনফিনিয়ন SILTECTRA অধিগ্রহণ করেছে এবং এখন 8-ইঞ্চি ওয়েফারের ব্যাপক উৎপাদন সমর্থনকারী মূল পেটেন্ট ধারণ করেছে। চীনে, ডেলং লেজারের মতো কোম্পানিগুলি 6-ইঞ্চি ওয়েফার প্রক্রিয়াকরণের জন্য প্রতি ইনগটে 30টি ওয়েফারের আউটপুট দক্ষতা অর্জন করেছে, যা ঐতিহ্যবাহী পদ্ধতির তুলনায় 40% উন্নতির প্রতিনিধিত্ব করে।

দেশীয় যন্ত্রপাতি উৎপাদন ত্বরান্বিত হওয়ার সাথে সাথে, এই প্রযুক্তিটি SiC সাবস্ট্রেট প্রক্রিয়াকরণের মূলধারার সমাধান হয়ে উঠবে বলে আশা করা হচ্ছে। সেমিকন্ডাক্টর উপকরণের ক্রমবর্ধমান ব্যাসের সাথে, ঐতিহ্যবাহী কাটিং পদ্ধতিগুলি অপ্রচলিত হয়ে পড়েছে। বর্তমান বিকল্পগুলির মধ্যে, রেসিপ্রোকেটিং ডায়মন্ড ওয়্যার করাত প্রযুক্তি সবচেয়ে আশাব্যঞ্জক প্রয়োগের সম্ভাবনা দেখায়। একটি উদীয়মান কৌশল হিসাবে লেজার কাটিং উল্লেখযোগ্য সুবিধা প্রদান করে এবং ভবিষ্যতে এটি প্রাথমিক কাটিং পদ্ধতি হয়ে উঠবে বলে আশা করা হচ্ছে।

২,SiC একক স্ফটিক গ্রাইন্ডিং

তৃতীয় প্রজন্মের সেমিকন্ডাক্টরের প্রতিনিধি হিসেবে, সিলিকন কার্বাইড (SiC) এর প্রশস্ত ব্যান্ডগ্যাপ, উচ্চ ব্রেকডাউন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র, উচ্চ স্যাচুরেশন ইলেকট্রন ড্রিফ্ট বেগ এবং চমৎকার তাপ পরিবাহিতা উল্লেখযোগ্য সুবিধা প্রদান করে। এই বৈশিষ্ট্যগুলি SiC কে উচ্চ-ভোল্টেজ অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে (যেমন, 1200V পরিবেশ) বিশেষভাবে সুবিধাজনক করে তোলে। SiC সাবস্ট্রেটের প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তি ডিভাইস তৈরির একটি মৌলিক অংশ। সাবস্ট্রেটের পৃষ্ঠের গুণমান এবং নির্ভুলতা সরাসরি এপিট্যাক্সিয়াল স্তরের গুণমান এবং চূড়ান্ত ডিভাইসের কর্মক্ষমতাকে প্রভাবিত করে।

গ্রাইন্ডিং প্রক্রিয়ার প্রাথমিক উদ্দেশ্য হল কাটার সময় পৃষ্ঠের করাতের চিহ্ন এবং ক্ষতিগ্রস্থ স্তরগুলি অপসারণ করা এবং কাটার প্রক্রিয়ার ফলে সৃষ্ট বিকৃতি সংশোধন করা। SiC-এর অত্যন্ত উচ্চ কঠোরতার কারণে, গ্রাইন্ডিংয়ে বোরন কার্বাইড বা হীরার মতো শক্ত ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম দ্রব্য ব্যবহার করা প্রয়োজন। প্রচলিত গ্রাইন্ডিং সাধারণত মোটা গ্রাইন্ডিং এবং সূক্ষ্ম গ্রাইন্ডিং-এ বিভক্ত।

২.১ মোটা এবং সূক্ষ্মভাবে পিষে ফেলা

ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণার আকারের উপর ভিত্তি করে গ্রাইন্ডিংকে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে:

মোটা গ্রাইন্ডিং: কাটার সময় করাতের চিহ্ন এবং ক্ষতিগ্রস্থ স্তরগুলি অপসারণের জন্য মূলত বৃহত্তর ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম দ্রব্য ব্যবহার করা হয়, যা প্রক্রিয়াকরণের দক্ষতা উন্নত করে।

সূক্ষ্ম গ্রাইন্ডিং: মোটা গ্রাইন্ডিংয়ের ফলে অবশিষ্ট ক্ষতির স্তর অপসারণ, পৃষ্ঠের রুক্ষতা হ্রাস এবং পৃষ্ঠের গুণমান উন্নত করতে সূক্ষ্ম ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম পদার্থ ব্যবহার করা হয়।

অনেক দেশীয় SiC সাবস্ট্রেট প্রস্তুতকারক বৃহৎ আকারের উৎপাদন প্রক্রিয়া ব্যবহার করে। একটি সাধারণ পদ্ধতিতে ঢালাই লোহার প্লেট এবং মনোক্রিস্টালাইন হীরার স্লারি ব্যবহার করে দ্বি-পার্শ্বযুক্ত গ্রাইন্ডিং অন্তর্ভুক্ত থাকে। এই প্রক্রিয়াটি কার্যকরভাবে তারের করাতের ফলে অবশিষ্ট ক্ষতির স্তর অপসারণ করে, ওয়েফারের আকৃতি সংশোধন করে এবং TTV (মোট পুরুত্বের পরিবর্তন), ধনুক এবং ওয়ার্প হ্রাস করে। উপাদান অপসারণের হার স্থিতিশীল, সাধারণত 0.8–1.2 μm/মিনিট পৌঁছায়। তবে, ফলস্বরূপ ওয়েফার পৃষ্ঠটি ম্যাট এবং তুলনামূলকভাবে উচ্চ রুক্ষতা - সাধারণত প্রায় 50 nm - যা পরবর্তী পলিশিং পদক্ষেপগুলিতে উচ্চ চাহিদা আরোপ করে।

২.২ একতরফা গ্রাইন্ডিং

একপার্শ্বীয় গ্রাইন্ডিং একবারে ওয়েফারের কেবল একপাশ প্রক্রিয়াজাত করে। এই প্রক্রিয়া চলাকালীন, ওয়েফারটি একটি স্টিলের প্লেটে মোম দিয়ে লাগানো হয়। প্রয়োগিত চাপের অধীনে, সাবস্ট্রেটটি সামান্য বিকৃতির মধ্য দিয়ে যায় এবং উপরের পৃষ্ঠটি সমতল হয়। গ্রাইন্ডিংয়ের পরে, নীচের পৃষ্ঠটি সমতল করা হয়। চাপ অপসারণ করা হলে, উপরের পৃষ্ঠটি তার আসল আকারে ফিরে আসে, যা ইতিমধ্যেই মাটিতে থাকা নীচের পৃষ্ঠকেও প্রভাবিত করে - যার ফলে উভয় পক্ষই বাঁকানো হয় এবং সমতলতা হ্রাস পায়।

তাছাড়া, গ্রাইন্ডিং প্লেটটি অল্প সময়ের মধ্যেই অবতল হয়ে যেতে পারে, যার ফলে ওয়েফারটি উত্তল হয়ে যায়। প্লেটের সমতলতা বজায় রাখার জন্য, ঘন ঘন ড্রেসিং প্রয়োজন। কম দক্ষতা এবং দুর্বল ওয়েফার সমতলতার কারণে, একতরফা গ্রাইন্ডিং ব্যাপক উৎপাদনের জন্য উপযুক্ত নয়।

সাধারণত, #8000 গ্রাইন্ডিং হুইলগুলি সূক্ষ্ম গ্রাইন্ডিংয়ের জন্য ব্যবহৃত হয়। জাপানে, এই প্রক্রিয়াটি তুলনামূলকভাবে পরিপক্ক এবং এমনকি #30000 পলিশিং হুইলও ব্যবহার করা হয়। এটি প্রক্রিয়াজাত ওয়েফারগুলির পৃষ্ঠের রুক্ষতা 2 nm এর নিচে পৌঁছাতে দেয়, যার ফলে ওয়েফারগুলি অতিরিক্ত প্রক্রিয়াকরণ ছাড়াই চূড়ান্ত CMP (রাসায়নিক যান্ত্রিক পলিশিং) এর জন্য প্রস্তুত হয়।

২.৩ একমুখী পাতলা করার প্রযুক্তি

ডায়মন্ড সিঙ্গেল-সাইডেড থিনিং টেকনোলজি হল সিঙ্গেল-সাইডেড গ্রাইন্ডিংয়ের একটি অভিনব পদ্ধতি। চিত্র ৫-এ দেখানো হয়েছে (এখানে দেখানো হয়নি), এই প্রক্রিয়াটিতে একটি হীরা-বন্ডেড গ্রাইন্ডিং প্লেট ব্যবহার করা হয়েছে। ভ্যাকুয়াম শোষণের মাধ্যমে ওয়েফারটি স্থির করা হয়, যখন ওয়েফার এবং ডায়মন্ড গ্রাইন্ডিং হুইল উভয়ই একই সাথে ঘোরে। গ্রাইন্ডিং হুইলটি ধীরে ধীরে নীচের দিকে সরে যায় যাতে ওয়েফারটি একটি লক্ষ্য পুরুত্বে পাতলা হয়। একপাশ সম্পন্ন হওয়ার পরে, অন্যপাশ প্রক্রিয়া করার জন্য ওয়েফারটি উল্টানো হয়।

পাতলা করার পর, একটি 100 মিমি ওয়েফার নিম্নলিখিত অর্জন করতে পারে:

ধনুক < 5 μm

টিটিভি < 2 μm

পৃষ্ঠের রুক্ষতা < 1 এনএম

এই একক-ওয়েফার প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতিটি উচ্চ স্থিতিশীলতা, চমৎকার ধারাবাহিকতা এবং উচ্চ উপাদান অপসারণের হার প্রদান করে। প্রচলিত দ্বি-পার্শ্বযুক্ত গ্রাইন্ডিংয়ের তুলনায়, এই কৌশলটি গ্রাইন্ডিংয়ের দক্ষতা 50% এরও বেশি উন্নত করে।

২.৪ দ্বি-পার্শ্বযুক্ত গ্রাইন্ডিং

দ্বি-পার্শ্বযুক্ত গ্রাইন্ডিংয়ে উপরের এবং নীচের উভয় গ্রাইন্ডিং প্লেট ব্যবহার করে সাবস্ট্রেটের উভয় পাশ একই সাথে গ্রাইন্ড করা হয়, যা উভয় পাশের পৃষ্ঠের চমৎকার গুণমান নিশ্চিত করে।

এই প্রক্রিয়া চলাকালীন, গ্রাইন্ডিং প্লেটগুলি প্রথমে ওয়ার্কপিসের সর্বোচ্চ বিন্দুতে চাপ প্রয়োগ করে, যার ফলে বিকৃতি ঘটে এবং সেই বিন্দুগুলিতে ধীরে ধীরে উপাদান অপসারণ করা হয়। উঁচু দাগগুলি সমতল করার সাথে সাথে, সাবস্ট্রেটের উপর চাপ ধীরে ধীরে আরও অভিন্ন হয়ে ওঠে, যার ফলে সমগ্র পৃষ্ঠ জুড়ে ধারাবাহিক বিকৃতি ঘটে। এর ফলে উপরের এবং নীচের উভয় পৃষ্ঠই সমানভাবে গ্রাইন্ড করা সম্ভব হয়। গ্রাইন্ডিং সম্পূর্ণ হয়ে গেলে এবং চাপ ছেড়ে দেওয়ার পরে, সাবস্ট্রেটের প্রতিটি অংশ সমান চাপের কারণে সমানভাবে পুনরুদ্ধার হয়। এর ফলে ন্যূনতম ওয়ার্পিং হয় এবং ভাল সমতলতা আসে।

গ্রাইন্ডিংয়ের পর ওয়েফারের পৃষ্ঠের রুক্ষতা ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণার আকারের উপর নির্ভর করে—ছোট কণাগুলি মসৃণ পৃষ্ঠ তৈরি করে। দ্বি-পার্শ্বযুক্ত গ্রাইন্ডিংয়ের জন্য 5 μm ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম ব্যবহার করার সময়, ওয়েফারের সমতলতা এবং পুরুত্বের তারতম্য 5 μm এর মধ্যে নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে। অ্যাটমিক ফোর্স মাইক্রোস্কোপি (AFM) পরিমাপে প্রায় 100 nm পৃষ্ঠের রুক্ষতা (Rq) দেখা যায়, যেখানে 380 nm পর্যন্ত গভীর গ্রাইন্ডিং পিট থাকে এবং ঘষিয়া তুলিয়া ফেলার ফলে দৃশ্যমান রৈখিক চিহ্ন দেখা যায়।

আরও উন্নত পদ্ধতিতে পলিক্রিস্টালাইন ডায়মন্ড স্লারির সাথে পলিউরেথেন ফোম প্যাড ব্যবহার করে দ্বি-পার্শ্বযুক্ত গ্রাইন্ডিং করা হয়। এই প্রক্রিয়াটি খুব কম পৃষ্ঠের রুক্ষতা সহ ওয়েফার তৈরি করে, যা Ra < 3 nm অর্জন করে, যা SiC সাবস্ট্রেটগুলির পরবর্তী পলিশিংয়ের জন্য অত্যন্ত উপকারী।

তবে, পৃষ্ঠতলের আঁচড় এখনও একটি অমীমাংসিত সমস্যা। উপরন্তু, এই প্রক্রিয়ায় ব্যবহৃত পলিক্রিস্টালাইন হীরা বিস্ফোরক সংশ্লেষণের মাধ্যমে উৎপাদিত হয়, যা প্রযুক্তিগতভাবে চ্যালেঞ্জিং, কম পরিমাণে উৎপাদন করে এবং অত্যন্ত ব্যয়বহুল।

SiC একক স্ফটিকের পলিশিং

সিলিকন কার্বাইড (SiC) ওয়েফারগুলিতে উচ্চমানের পালিশ করা পৃষ্ঠ অর্জনের জন্য, পালিশ করার সময় গ্রাইন্ডিং পিট এবং ন্যানোমিটার-স্কেল পৃষ্ঠের ঢাল সম্পূর্ণরূপে অপসারণ করতে হবে। লক্ষ্য হল একটি মসৃণ, ত্রুটিমুক্ত পৃষ্ঠ তৈরি করা যেখানে কোনও দূষণ বা অবক্ষয়, কোনও ভূপৃষ্ঠের ক্ষতি এবং কোনও অবশিষ্ট পৃষ্ঠের চাপ থাকবে না।

৩.১ SiC ওয়েফারের যান্ত্রিক পলিশিং এবং CMP

একটি SiC একক স্ফটিক ইনগটের বৃদ্ধির পরে, পৃষ্ঠের ত্রুটিগুলি এটিকে সরাসরি এপিট্যাক্সিয়াল বৃদ্ধির জন্য ব্যবহার করা থেকে বিরত রাখে। অতএব, আরও প্রক্রিয়াকরণ প্রয়োজন। ইনগটটিকে প্রথমে গোলাকার মাধ্যমে একটি আদর্শ নলাকার আকারে আকৃতি দেওয়া হয়, তারপর তার কাটার মাধ্যমে ওয়েফারে কাটা হয়, তারপরে স্ফটিকগ্রাফিক ওরিয়েন্টেশন যাচাইকরণ করা হয়। ওয়েফারের মান উন্নত করার জন্য, স্ফটিক বৃদ্ধির ত্রুটি এবং পূর্ববর্তী প্রক্রিয়াকরণ পদক্ষেপগুলির কারণে সম্ভাব্য পৃষ্ঠের ক্ষতি মোকাবেলা করার জন্য পলিশিং একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ।

SiC-তে পৃষ্ঠের ক্ষতির স্তর অপসারণের জন্য চারটি প্রধান পদ্ধতি রয়েছে:

যান্ত্রিক পলিশিং: সহজ কিন্তু কিছু আঁচড় পড়ে; প্রাথমিক পলিশিংয়ের জন্য উপযুক্ত।

কেমিক্যাল মেকানিক্যাল পলিশিং (CMP): কেমিক্যাল এচিংয়ের মাধ্যমে স্ক্র্যাচ দূর করে; নির্ভুল পলিশিংয়ের জন্য উপযুক্ত।

হাইড্রোজেন এচিং: জটিল সরঞ্জামের প্রয়োজন হয়, যা সাধারণত HTCVD প্রক্রিয়ায় ব্যবহৃত হয়।

প্লাজমা-সহায়তায় পলিশিং: জটিল এবং খুব কমই ব্যবহৃত হয়।

শুধুমাত্র যান্ত্রিক পলিশিং করলে আঁচড়ের সৃষ্টি হয়, অন্যদিকে রাসায়নিক পলিশিং করলে অসম খোদাই হতে পারে। CMP উভয় সুবিধাকে একত্রিত করে এবং একটি দক্ষ, সাশ্রয়ী সমাধান প্রদান করে।

সিএমপি কাজের নীতি

CMP একটি ঘূর্ণায়মান পলিশিং প্যাডের বিরুদ্ধে একটি নির্দিষ্ট চাপে ওয়েফারটি ঘোরানোর মাধ্যমে কাজ করে। এই আপেক্ষিক গতি, স্লারিতে ন্যানো-আকারের ঘর্ষণকারী পদার্থের যান্ত্রিক ঘর্ষণ এবং প্রতিক্রিয়াশীল এজেন্টগুলির রাসায়নিক ক্রিয়া সহ, পৃষ্ঠের সমতলকরণ অর্জন করে।

ব্যবহৃত মূল উপকরণ:

পলিশিং স্লারি: এতে ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম এবং রাসায়নিক বিকারক থাকে।

পলিশিং প্যাড: ব্যবহারের সময় ক্ষয়প্রাপ্ত হয়, ছিদ্রের আকার হ্রাস করে এবং স্লারি সরবরাহের দক্ষতা হ্রাস করে। রুক্ষতা পুনরুদ্ধারের জন্য নিয়মিত ড্রেসিং, সাধারণত ডায়মন্ড ড্রেসার ব্যবহার করা প্রয়োজন।

সাধারণ সিএমপি প্রক্রিয়া

ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম: ০.৫ μm হীরার স্লারি

লক্ষ্য পৃষ্ঠের রুক্ষতা: ~0.7 nm

রাসায়নিক যান্ত্রিক পলিশিং:

পলিশিং সরঞ্জাম: AP-810 একক-পার্শ্বযুক্ত পলিশার

চাপ: ২০০ গ্রাম/সেমি²

প্লেটের গতি: ৫০ আরপিএম

সিরামিক হোল্ডারের গতি: 38 rpm

স্লারি রচনা:

SiO₂ (৩০ ওয়াট%, pH = ১০.১৫)

০–৭০ ওয়াট% H₂O₂ (৩০ ওয়াট%, রিএজেন্ট গ্রেড)

৫ wt% KOH এবং ১ wt% HNO₃ ব্যবহার করে pH ৮.৫ এ সামঞ্জস্য করুন।

স্লারি প্রবাহ হার: 3 লি/মিনিট, পুনঃপ্রবর্তিত

এই প্রক্রিয়াটি কার্যকরভাবে SiC ওয়েফারের মান উন্নত করে এবং ডাউনস্ট্রিম প্রক্রিয়াগুলির প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে।

মেকানিক্যাল পলিশিংয়ের প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ

SiC, একটি প্রশস্ত ব্যান্ডগ্যাপ সেমিকন্ডাক্টর হিসেবে, ইলেকট্রনিক্স শিল্পে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। চমৎকার ভৌত এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের কারণে, SiC একক স্ফটিকগুলি উচ্চ তাপমাত্রা, উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি, উচ্চ শক্তি এবং বিকিরণ প্রতিরোধের মতো চরম পরিবেশের জন্য উপযুক্ত। তবে, এর শক্ত এবং ভঙ্গুর প্রকৃতি গ্রাইন্ডিং এবং পলিশিংয়ের জন্য বড় চ্যালেঞ্জ উপস্থাপন করে।

শীর্ষস্থানীয় বিশ্বব্যাপী নির্মাতারা 6-ইঞ্চি থেকে 8-ইঞ্চি ওয়েফারে রূপান্তরিত হওয়ার সাথে সাথে, প্রক্রিয়াকরণের সময় ফাটল এবং ওয়েফারের ক্ষতির মতো সমস্যাগুলি আরও প্রকট হয়ে উঠেছে, যা ফলনকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করে। 8-ইঞ্চি SiC সাবস্ট্রেটের প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জগুলি মোকাবেলা করা এখন শিল্পের অগ্রগতির জন্য একটি মূল মানদণ্ড।

৮-ইঞ্চি যুগে, SiC ওয়েফার প্রক্রিয়াকরণ অসংখ্য চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি হয়:

প্রতি ব্যাচে চিপ আউটপুট বৃদ্ধি, প্রান্ত ক্ষতি কমাতে এবং উৎপাদন খরচ কমাতে ওয়েফার স্কেলিং প্রয়োজন - বিশেষ করে বৈদ্যুতিক যানবাহনের অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ক্রমবর্ধমান চাহিদার কারণে।

৮-ইঞ্চি SiC একক স্ফটিকের বৃদ্ধি পরিপক্ক হলেও, গ্রাইন্ডিং এবং পলিশিংয়ের মতো ব্যাক-এন্ড প্রক্রিয়াগুলি এখনও বাধার সম্মুখীন হয়, যার ফলে কম ফলন হয় (মাত্র ৪০-৫০%)।

বৃহত্তর ওয়েফারগুলিতে আরও জটিল চাপ বিতরণের অভিজ্ঞতা হয়, যা পলিশিং চাপ এবং ফলনের ধারাবাহিকতা পরিচালনার অসুবিধা বাড়ায়।

যদিও ৮-ইঞ্চি ওয়েফারের পুরুত্ব ৬-ইঞ্চি ওয়েফারের কাছাকাছি পৌঁছে যাচ্ছে, তবুও চাপ এবং বিকৃতির কারণে হ্যান্ডলিং করার সময় এগুলি ক্ষতিগ্রস্ত হওয়ার ঝুঁকিতে বেশি।

কাটার সাথে সম্পর্কিত চাপ, ওয়ারপেজ এবং ফাটল কমাতে, লেজার কাটিং ক্রমবর্ধমানভাবে ব্যবহৃত হচ্ছে। তবে:

দীর্ঘ-তরঙ্গদৈর্ঘ্য লেজারগুলি তাপীয় ক্ষতি করে।

স্বল্প-তরঙ্গদৈর্ঘ্যের লেজারগুলি ভারী ধ্বংসাবশেষ তৈরি করে এবং ক্ষতির স্তরকে আরও গভীর করে, যা পলিশিং জটিলতা বৃদ্ধি করে।

SiC এর জন্য যান্ত্রিক পলিশিং কর্মপ্রবাহ

সাধারণ প্রক্রিয়া প্রবাহের মধ্যে রয়েছে:

ওরিয়েন্টেশন কাটিং

মোটা করে নাকাল করা

সূক্ষ্মভাবে নাকাল

যান্ত্রিক পলিশিং

চূড়ান্ত ধাপ হিসেবে রাসায়নিক যান্ত্রিক পলিশিং (CMP)

সিএমপি পদ্ধতির পছন্দ, প্রক্রিয়া রুট ডিজাইন এবং পরামিতিগুলির অপ্টিমাইজেশন অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদনে, সিএমপি হল অতি-মসৃণ, ত্রুটি-মুক্ত এবং ক্ষতি-মুক্ত পৃষ্ঠ সহ SiC ওয়েফার উৎপাদনের জন্য নির্ধারক পদক্ষেপ, যা উচ্চ-মানের এপিট্যাক্সিয়াল বৃদ্ধির জন্য অপরিহার্য।

(ক) ক্রুসিবল থেকে SiC ইনগটটি সরান;

(খ) বাইরের ব্যাসের গ্রাইন্ডিং ব্যবহার করে প্রাথমিক আকার তৈরি করুন;

(গ) সারিবদ্ধ ফ্ল্যাট বা খাঁজ ব্যবহার করে স্ফটিকের অভিযোজন নির্ধারণ করুন;

(ঘ) মাল্টি-ওয়্যার করাত ব্যবহার করে ইঙ্গটটিকে পাতলা ওয়েফারে কেটে নিন;

(ঙ) গ্রাইন্ডিং এবং পলিশিং ধাপের মাধ্যমে আয়নার মতো পৃষ্ঠের মসৃণতা অর্জন করুন।

প্রক্রিয়াকরণের ধাপগুলির ধারাবাহিকতা সম্পন্ন করার পরে, SiC ওয়েফারের বাইরের প্রান্তটি প্রায়শই ধারালো হয়ে যায়, যা পরিচালনা বা ব্যবহারের সময় চিপিংয়ের ঝুঁকি বাড়ায়। এই ধরনের ভঙ্গুরতা এড়াতে, প্রান্ত গ্রাইন্ডিং প্রয়োজন।

ঐতিহ্যবাহী স্লাইসিং প্রক্রিয়া ছাড়াও, SiC ওয়েফার প্রস্তুত করার একটি উদ্ভাবনী পদ্ধতিতে বন্ধন প্রযুক্তি অন্তর্ভুক্ত। এই পদ্ধতিটি একটি পাতলা SiC একক-স্ফটিক স্তরকে একটি ভিন্নধর্মী সাবস্ট্রেটের (সহায়ক সাবস্ট্রেট) সাথে সংযুক্ত করে ওয়েফার তৈরিকে সক্ষম করে।

চিত্র ৩ প্রক্রিয়া প্রবাহকে চিত্রিত করে:

প্রথমে, হাইড্রোজেন আয়ন ইমপ্লান্টেশন বা অনুরূপ কৌশলের মাধ্যমে SiC একক স্ফটিকের পৃষ্ঠের একটি নির্দিষ্ট গভীরতায় একটি ডিলামিনেশন স্তর তৈরি করা হয়। প্রক্রিয়াজাত SiC একক স্ফটিকটি তারপর একটি সমতল সহায়ক স্তরের সাথে আবদ্ধ করা হয় এবং চাপ এবং তাপের অধীনে রাখা হয়। এটি SiC একক-স্ফটিক স্তরটিকে সহায়ক স্তরের উপর সফলভাবে স্থানান্তর এবং পৃথকীকরণের অনুমতি দেয়।

পৃথক করা SiC স্তরটি প্রয়োজনীয় সমতলতা অর্জনের জন্য পৃষ্ঠের চিকিত্সার মধ্য দিয়ে যায় এবং পরবর্তী বন্ধন প্রক্রিয়াগুলিতে এটি পুনরায় ব্যবহার করা যেতে পারে। SiC স্ফটিকের ঐতিহ্যবাহী স্লাইসিংয়ের তুলনায়, এই কৌশলটি ব্যয়বহুল উপকরণের চাহিদা হ্রাস করে। যদিও প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জগুলি রয়ে গেছে, কম খরচে ওয়েফার উৎপাদন সক্ষম করার জন্য গবেষণা এবং উন্নয়ন সক্রিয়ভাবে এগিয়ে চলেছে।

SiC-এর উচ্চ কঠোরতা এবং রাসায়নিক স্থিতিশীলতার কারণে - যা এটিকে ঘরের তাপমাত্রায় প্রতিক্রিয়া প্রতিরোধী করে তোলে - সূক্ষ্ম গ্রাইন্ডিং পিট অপসারণ, পৃষ্ঠের ক্ষতি কমাতে, স্ক্র্যাচ, পিটিং এবং কমলালেবুর খোসার ত্রুটি দূর করতে, পৃষ্ঠের রুক্ষতা কমাতে, সমতলতা উন্নত করতে এবং পৃষ্ঠের গুণমান উন্নত করতে যান্ত্রিক পলিশিং প্রয়োজন।

একটি উচ্চমানের পালিশ করা পৃষ্ঠ অর্জনের জন্য, এটি প্রয়োজনীয়:

ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম প্রকারগুলি সামঞ্জস্য করুন,

কণার আকার হ্রাস করুন,

প্রক্রিয়া পরামিতি অপ্টিমাইজ করুন,

পর্যাপ্ত কঠোরতা সহ পলিশিং উপকরণ এবং প্যাড নির্বাচন করুন।

চিত্র ৭ দেখায় যে ১ μm ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম দ্বি-পার্শ্বযুক্ত পলিশিং ১০ μm এর মধ্যে সমতলতা এবং পুরুত্বের তারতম্য নিয়ন্ত্রণ করতে পারে এবং পৃষ্ঠের রুক্ষতা প্রায় ০.২৫ nm এ কমাতে পারে।

৩.২ রাসায়নিক যান্ত্রিক পলিশিং (সিএমপি)

রাসায়নিক যান্ত্রিক পলিশিং (CMP) প্রক্রিয়াজাতকরণের সময় উপাদানের উপর একটি মসৃণ, সমতল পৃষ্ঠ তৈরি করতে রাসায়নিক খোদাইয়ের সাথে অতি সূক্ষ্ম কণা ঘর্ষণকে একত্রিত করে। মূল নীতি হল:

পলিশিং স্লারি এবং ওয়েফার পৃষ্ঠের মধ্যে একটি রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটে, যা একটি নরম স্তর তৈরি করে।

ঘর্ষণকারী কণা এবং নরম স্তরের মধ্যে ঘর্ষণ উপাদানটিকে সরিয়ে দেয়।

সিএমপি সুবিধা:

সম্পূর্ণ যান্ত্রিক বা রাসায়নিক পলিশিংয়ের ত্রুটিগুলি কাটিয়ে ওঠে,

বিশ্বব্যাপী এবং স্থানীয় উভয় পরিকল্পনা অর্জন করে,

উচ্চ সমতলতা এবং কম রুক্ষতা সহ পৃষ্ঠ তৈরি করে,

পৃষ্ঠ বা ভূপৃষ্ঠের কোনও ক্ষতি করে না।

বিস্তারিত:

চাপের মধ্যে পলিশিং প্যাডের সাপেক্ষে ওয়েফারটি নড়াচড়া করে।

স্লারিতে থাকা ন্যানোমিটার-স্কেল ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম পদার্থ (যেমন, SiO₂) শিয়ারিং, Si–C সমযোজী বন্ধন দুর্বল করা এবং উপাদান অপসারণ বৃদ্ধিতে অংশগ্রহণ করে।

সিএমপি কৌশলের প্রকারভেদ:

বিনামূল্যে ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম পলিশিং: ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম পদার্থ (যেমন, SiO₂) স্লারিতে ঝুলে থাকে। উপাদান অপসারণ তিন-বডি ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম পদার্থ (ওয়েফার-প্যাড-ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম পদার্থ) মাধ্যমে করা হয়। অভিন্নতা উন্নত করার জন্য ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম পদার্থের আকার (সাধারণত 60-200 nm), pH এবং তাপমাত্রা সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রণ করা আবশ্যক।

স্থির ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম পলিশিং: জমাট বাঁধা রোধ করার জন্য পলিশিং প্যাডে ঘষিয়া তুলিয়া ফেলা হয়—উচ্চ-নির্ভুলতা প্রক্রিয়াকরণের জন্য আদর্শ।

পলিশিং-পরবর্তী পরিষ্কারকরণ:

পালিশ করা ওয়েফারগুলি নিম্নলিখিত প্রক্রিয়াগুলি সহ্য করে:

রাসায়নিক পরিষ্কার (DI জল এবং স্লারি অবশিষ্টাংশ অপসারণ সহ),

ডিআই জলে ধুয়ে ফেলা, এবং

গরম নাইট্রোজেন শুকানো

পৃষ্ঠের দূষণ কমাতে।

পৃষ্ঠের গুণমান এবং কর্মক্ষমতা

পৃষ্ঠের রুক্ষতা Ra < 0.3 nm-এ কমানো যেতে পারে, যা সেমিকন্ডাক্টর এপিট্যাক্সির প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে।

গ্লোবাল প্ল্যানারাইজেশন: রাসায়নিক নরমকরণ এবং যান্ত্রিক অপসারণের সংমিশ্রণ স্ক্র্যাচ এবং অসম খোদাই হ্রাস করে, যা বিশুদ্ধ যান্ত্রিক বা রাসায়নিক পদ্ধতিগুলিকে ছাড়িয়ে যায়।

উচ্চ দক্ষতা: SiC এর মতো শক্ত এবং ভঙ্গুর উপকরণের জন্য উপযুক্ত, যার উপাদান অপসারণের হার 200 nm/h এর উপরে।

অন্যান্য উদীয়মান পলিশিং কৌশল

সিএমপি ছাড়াও, বিকল্প পদ্ধতি প্রস্তাব করা হয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে:

ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল পলিশিং, ক্যাটালিস্ট-সহায়তা পলিশিং বা এচিং, এবং

ট্রাইবোকেমিক্যাল পলিশিং।

যাইহোক, এই পদ্ধতিগুলি এখনও গবেষণার পর্যায়ে রয়েছে এবং SiC-এর চ্যালেঞ্জিং উপাদান বৈশিষ্ট্যের কারণে ধীরে ধীরে বিকশিত হয়েছে।

পরিশেষে, SiC প্রক্রিয়াকরণ হল পৃষ্ঠের গুণমান উন্নত করার জন্য ওয়ারপেজ এবং রুক্ষতা হ্রাস করার একটি ধীরে ধীরে প্রক্রিয়া, যেখানে প্রতিটি পর্যায়ে সমতলতা এবং রুক্ষতা নিয়ন্ত্রণ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তি

ওয়েফার গ্রাইন্ডিং পর্যায়ে, বিভিন্ন কণা আকারের হীরার স্লারি ব্যবহার করে ওয়েফারটিকে প্রয়োজনীয় সমতলতা এবং পৃষ্ঠের রুক্ষতায় পিষে নেওয়া হয়। এরপর পলিশিং করা হয়, যান্ত্রিক এবং রাসায়নিক উভয় ধরণের যান্ত্রিক পলিশিং (CMP) কৌশল ব্যবহার করে ক্ষতিমুক্ত পলিশ করা সিলিকন কার্বাইড (SiC) ওয়েফার তৈরি করা হয়।

পলিশ করার পর, SiC ওয়েফারগুলি অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপ এবং এক্স-রে ডিফ্র্যাক্টোমিটারের মতো যন্ত্র ব্যবহার করে কঠোর মান পরীক্ষা করা হয় যাতে নিশ্চিত করা যায় যে সমস্ত প্রযুক্তিগত পরামিতি প্রয়োজনীয় মান পূরণ করে। অবশেষে, পলিশ করা ওয়েফারগুলি বিশেষায়িত ক্লিনিং এজেন্ট এবং অতি-বিশুদ্ধ জল ব্যবহার করে পরিষ্কার করা হয় যাতে পৃষ্ঠের দূষণকারী পদার্থগুলি অপসারণ করা যায়। এরপর অতি-উচ্চ বিশুদ্ধতা নাইট্রোজেন গ্যাস এবং স্পিন ড্রায়ার ব্যবহার করে শুকানো হয়, যা সম্পূর্ণ উৎপাদন প্রক্রিয়া সম্পন্ন করে।

বছরের পর বছর ধরে প্রচেষ্টার পর, চীনের অভ্যন্তরে SiC একক স্ফটিক প্রক্রিয়াকরণে উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি হয়েছে। দেশীয়ভাবে, ১০০ মিমি ডোপড সেমি-ইনসুলেটিং ৪H-SiC একক স্ফটিক সফলভাবে তৈরি করা হয়েছে, এবং n-টাইপ ৪H-SiC এবং ৬H-SiC একক স্ফটিক এখন ব্যাচে তৈরি করা যেতে পারে। TankeBlue এবং TYST এর মতো কোম্পানিগুলি ইতিমধ্যেই ১৫০ মিমি SiC একক স্ফটিক তৈরি করেছে।

SiC ওয়েফার প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তির ক্ষেত্রে, দেশীয় প্রতিষ্ঠানগুলি প্রাথমিকভাবে স্ফটিক কাটা, গ্রাইন্ডিং এবং পলিশিংয়ের প্রক্রিয়া পরিস্থিতি এবং রুটগুলি অন্বেষণ করেছে। তারা এমন নমুনা তৈরি করতে সক্ষম যা মূলত ডিভাইস তৈরির প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে। তবে, আন্তর্জাতিক মানের তুলনায়, দেশীয় ওয়েফারের পৃষ্ঠ প্রক্রিয়াকরণের মান এখনও উল্লেখযোগ্যভাবে পিছিয়ে রয়েছে। বেশ কয়েকটি সমস্যা রয়েছে:

আন্তর্জাতিক SiC তত্ত্ব এবং প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তিগুলি কঠোরভাবে সুরক্ষিত এবং সহজে অ্যাক্সেসযোগ্য নয়।

প্রক্রিয়া উন্নতি এবং অপ্টিমাইজেশনের জন্য তাত্ত্বিক গবেষণা এবং সহায়তার অভাব রয়েছে।

বিদেশী সরঞ্জাম এবং যন্ত্রাংশ আমদানির খরচ বেশি।

সরঞ্জামের নকশা, প্রক্রিয়াকরণের নির্ভুলতা এবং উপকরণের উপর দেশীয় গবেষণায় এখনও আন্তর্জাতিক স্তরের তুলনায় উল্লেখযোগ্য ব্যবধান দেখা গেছে।

বর্তমানে, চীনে ব্যবহৃত বেশিরভাগ উচ্চ-নির্ভুল যন্ত্র আমদানি করা হয়। পরীক্ষার সরঞ্জাম এবং পদ্ধতিগুলির আরও উন্নতি প্রয়োজন।

তৃতীয় প্রজন্মের সেমিকন্ডাক্টরের ক্রমাগত বিকাশের সাথে সাথে, SiC একক স্ফটিক সাবস্ট্রেটের ব্যাস ক্রমাগত বৃদ্ধি পাচ্ছে, পাশাপাশি পৃষ্ঠ প্রক্রিয়াকরণের মানের জন্য উচ্চতর প্রয়োজনীয়তাও বৃদ্ধি পাচ্ছে। SiC একক স্ফটিক বৃদ্ধির পরে ওয়েফার প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তি সবচেয়ে প্রযুক্তিগতভাবে চ্যালেঞ্জিং পদক্ষেপগুলির মধ্যে একটি হয়ে উঠেছে।

প্রক্রিয়াকরণের ক্ষেত্রে বিদ্যমান চ্যালেঞ্জ মোকাবেলা করার জন্য, কাটা, গ্রাইন্ডিং এবং পলিশিংয়ের সাথে জড়িত প্রক্রিয়াগুলি আরও অধ্যয়ন করা এবং SiC ওয়েফার তৈরির জন্য উপযুক্ত প্রক্রিয়া পদ্ধতি এবং রুটগুলি অন্বেষণ করা অপরিহার্য। একই সাথে, উন্নত আন্তর্জাতিক প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তি থেকে শেখা এবং উচ্চ-মানের সাবস্ট্রেট তৈরির জন্য অত্যাধুনিক অতি-নির্ভুল যন্ত্র কৌশল এবং সরঞ্জাম গ্রহণ করা প্রয়োজন।

ওয়েফারের আকার বৃদ্ধির সাথে সাথে স্ফটিক বৃদ্ধি এবং প্রক্রিয়াকরণের অসুবিধাও বৃদ্ধি পায়। তবে, ডাউনস্ট্রিম ডিভাইসগুলির উৎপাদন দক্ষতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয় এবং ইউনিট খরচ হ্রাস পায়। বর্তমানে, বিশ্বব্যাপী প্রধান SiC ওয়েফার সরবরাহকারীরা 4 ইঞ্চি থেকে 6 ইঞ্চি ব্যাসের পণ্য সরবরাহ করে। ক্রি এবং II-VI এর মতো শীর্ষস্থানীয় কোম্পানিগুলি ইতিমধ্যে 8-ইঞ্চি SiC ওয়েফার উৎপাদন লাইনের উন্নয়নের পরিকল্পনা শুরু করেছে।