সেমিকন্ডাক্টর ওয়েফার দূষণ এবং পরিষ্কারের উৎস

অর্ধপরিবাহী উৎপাদনে অংশগ্রহণের জন্য কিছু জৈব এবং অজৈব পদার্থের প্রয়োজন হয়। এছাড়াও, যেহেতু প্রক্রিয়াটি সর্বদা মানুষের অংশগ্রহণে একটি পরিষ্কার ঘরে পরিচালিত হয়, তাই অর্ধপরিবাহীওয়েফারঅনিবার্যভাবে বিভিন্ন দূষণ দ্বারা দূষিত।

দূষণকারী পদার্থের উৎস এবং প্রকৃতি অনুসারে, এগুলিকে মোটামুটি চারটি ভাগে ভাগ করা যেতে পারে: কণা, জৈব পদার্থ, ধাতব আয়ন এবং অক্সাইড।

 

১. কণা:

কণাগুলি মূলত কিছু পলিমার, ফটোরেজিস্ট এবং এচিং অমেধ্য।

এই ধরনের দূষকগুলি সাধারণত ওয়েফারের পৃষ্ঠে শোষণের জন্য আন্তঃআণবিক শক্তির উপর নির্ভর করে, যা ডিভাইসের ফটোলিথোগ্রাফি প্রক্রিয়ার জ্যামিতিক চিত্র এবং বৈদ্যুতিক পরামিতিগুলির গঠনকে প্রভাবিত করে।

এই ধরনের দূষকগুলি মূলত পৃষ্ঠের সাথে তাদের যোগাযোগের ক্ষেত্রটি ধীরে ধীরে হ্রাস করে অপসারণ করা হয়ওয়েফারভৌত বা রাসায়নিক পদ্ধতির মাধ্যমে।

 

2. জৈব পদার্থ:

জৈব অমেধ্যের উৎস তুলনামূলকভাবে বিস্তৃত, যেমন মানুষের ত্বকের তেল, ব্যাকটেরিয়া, মেশিন তেল, ভ্যাকুয়াম গ্রীস, ফটোরেজিস্ট, পরিষ্কারের দ্রাবক ইত্যাদি।

এই ধরনের দূষকগুলি সাধারণত ওয়েফারের পৃষ্ঠে একটি জৈব স্তর তৈরি করে যা পরিষ্কারের তরলকে ওয়েফারের পৃষ্ঠে পৌঁছাতে বাধা দেয়, যার ফলে ওয়েফারের পৃষ্ঠটি অসম্পূর্ণ পরিষ্কার হয়।

এই ধরনের দূষক অপসারণ প্রায়শই পরিষ্কার প্রক্রিয়ার প্রথম ধাপে করা হয়, প্রধানত সালফিউরিক অ্যাসিড এবং হাইড্রোজেন পারক্সাইডের মতো রাসায়নিক পদ্ধতি ব্যবহার করে।

 

৩. ধাতব আয়ন:

সাধারণ ধাতব অমেধ্যের মধ্যে রয়েছে লোহা, তামা, অ্যালুমিনিয়াম, ক্রোমিয়াম, ঢালাই লোহা, টাইটানিয়াম, সোডিয়াম, পটাসিয়াম, লিথিয়াম ইত্যাদি। প্রধান উৎস হল বিভিন্ন পাত্র, পাইপ, রাসায়নিক বিকারক এবং প্রক্রিয়াকরণের সময় ধাতব আন্তঃসংযোগ তৈরি হলে উৎপন্ন ধাতব দূষণ।

এই ধরণের অপবিত্রতা প্রায়শই রাসায়নিক পদ্ধতিতে ধাতব আয়ন জটিল গঠনের মাধ্যমে অপসারণ করা হয়।

 

৪. অক্সাইড:

যখন অর্ধপরিবাহীওয়েফারঅক্সিজেন এবং জলযুক্ত পরিবেশের সংস্পর্শে এলে, পৃষ্ঠের উপর একটি প্রাকৃতিক অক্সাইড স্তর তৈরি হবে। এই অক্সাইড ফিল্মটি অর্ধপরিবাহী উৎপাদনের অনেক প্রক্রিয়াকে বাধাগ্রস্ত করবে এবং এতে কিছু ধাতব অমেধ্যও থাকবে। নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে, এগুলি বৈদ্যুতিক ত্রুটি তৈরি করবে।

এই অক্সাইড ফিল্ম অপসারণ প্রায়শই পাতলা হাইড্রোফ্লোরিক অ্যাসিডে ভিজিয়ে সম্পন্ন করা হয়।

 

সাধারণ পরিষ্কারের ক্রম

অর্ধপরিবাহীর পৃষ্ঠে শোষিত অমেধ্যওয়েফারতিন প্রকারে ভাগ করা যায়: আণবিক, আয়নিক এবং পারমাণবিক।

এর মধ্যে, আণবিক অমেধ্য এবং ওয়েফারের পৃষ্ঠের মধ্যে শোষণ বল দুর্বল, এবং এই ধরণের অমেধ্য কণাগুলি অপসারণ করা তুলনামূলকভাবে সহজ। এগুলি বেশিরভাগই হাইড্রোফোবিক বৈশিষ্ট্যযুক্ত তৈলাক্ত অমেধ্য, যা আয়নিক এবং পারমাণবিক অমেধ্যের জন্য মুখোশ সরবরাহ করতে পারে যা সেমিকন্ডাক্টর ওয়েফারের পৃষ্ঠকে দূষিত করে, যা এই দুই ধরণের অমেধ্য অপসারণের জন্য সহায়ক নয়। অতএব, রাসায়নিকভাবে সেমিকন্ডাক্টর ওয়েফার পরিষ্কার করার সময়, প্রথমে আণবিক অমেধ্য অপসারণ করা উচিত।

অতএব, অর্ধপরিবাহীর সাধারণ পদ্ধতিওয়েফারপরিষ্কারের প্রক্রিয়াটি হল:

ডি-মলিকিউলারাইজেশন-ডিআয়নাইজেশন-ডি-অ্যাটোমাইজেশন-ডিআয়নাইজড জল ধোয়া।

এছাড়াও, ওয়েফারের পৃষ্ঠের প্রাকৃতিক অক্সাইড স্তর অপসারণের জন্য, একটি পাতলা অ্যামিনো অ্যাসিড ভেজানোর ধাপ যোগ করা প্রয়োজন। অতএব, পরিষ্কারের ধারণা হল প্রথমে পৃষ্ঠের জৈব দূষণ অপসারণ করা; তারপর অক্সাইড স্তরটি দ্রবীভূত করা; অবশেষে কণা এবং ধাতব দূষণ অপসারণ করা এবং একই সাথে পৃষ্ঠটিকে নিষ্ক্রিয় করা।

 

সাধারণ পরিষ্কারের পদ্ধতি

সেমিকন্ডাক্টর ওয়েফার পরিষ্কারের জন্য প্রায়শই রাসায়নিক পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়।

রাসায়নিক পরিষ্কার বলতে বিভিন্ন রাসায়নিক বিকারক এবং জৈব দ্রাবক ব্যবহার করে ওয়েফারের পৃষ্ঠের অমেধ্য এবং তেলের দাগকে বিক্রিয়া বা দ্রবীভূত করার প্রক্রিয়াকে বোঝায়, যাতে অমেধ্য শোষণ করা যায় এবং তারপর একটি পরিষ্কার পৃষ্ঠ পেতে প্রচুর পরিমাণে উচ্চ-বিশুদ্ধতা গরম এবং ঠান্ডা ডিওনাইজড জল দিয়ে ধুয়ে ফেলা হয়।

রাসায়নিক পরিষ্কারকে ভেজা রাসায়নিক পরিষ্কার এবং শুষ্ক রাসায়নিক পরিষ্কারে ভাগ করা যেতে পারে, যার মধ্যে ভেজা রাসায়নিক পরিষ্কার এখনও প্রাধান্য পাচ্ছে।

 

ভেজা রাসায়নিক পরিষ্কার

 

১. ভেজা রাসায়নিক পরিষ্কার:

ভেজা রাসায়নিক পরিষ্কারের মধ্যে প্রধানত দ্রবণ নিমজ্জন, যান্ত্রিক স্ক্রাবিং, অতিস্বনক পরিষ্কার, মেগাসনিক পরিষ্কার, ঘূর্ণমান স্প্রে ইত্যাদি অন্তর্ভুক্ত থাকে।

 

2. দ্রবণ নিমজ্জন:

দ্রবণ নিমজ্জন হল রাসায়নিক দ্রবণে ওয়েফার ডুবিয়ে পৃষ্ঠের দূষণ দূর করার একটি পদ্ধতি। ভেজা রাসায়নিক পরিষ্কারের ক্ষেত্রে এটি সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত পদ্ধতি। ওয়েফারের পৃষ্ঠের বিভিন্ন ধরণের দূষণ দূর করতে বিভিন্ন দ্রবণ ব্যবহার করা যেতে পারে।

সাধারণত, এই পদ্ধতিটি ওয়েফারের পৃষ্ঠের অমেধ্য সম্পূর্ণরূপে অপসারণ করতে পারে না, তাই ডুবানোর সময় প্রায়শই গরম করা, আল্ট্রাসাউন্ড এবং নাড়াচাড়া করার মতো শারীরিক ব্যবস্থা ব্যবহার করা হয়।

 

৩. যান্ত্রিক স্ক্রাবিং:

ওয়েফারের পৃষ্ঠের কণা বা জৈব অবশিষ্টাংশ অপসারণের জন্য প্রায়শই যান্ত্রিক স্ক্রাবিং ব্যবহার করা হয়। এটি সাধারণত দুটি পদ্ধতিতে বিভক্ত করা যেতে পারে:ম্যানুয়াল স্ক্রাবিং এবং ওয়াইপার দিয়ে স্ক্রাবিং.

ম্যানুয়াল স্ক্রাবিংএটি সবচেয়ে সহজ স্ক্রাবিং পদ্ধতি। একটি স্টেইনলেস স্টিলের ব্রাশ ব্যবহার করে নির্জল ইথানল বা অন্যান্য জৈব দ্রাবক দিয়ে ভেজানো বল ধরে রাখা হয় এবং মোমের আবরণ, ধুলো, অবশিষ্ট আঠা বা অন্যান্য কঠিন কণা অপসারণের জন্য ওয়েফারের পৃষ্ঠটি একই দিকে আলতো করে ঘষে ফেলা হয়। এই পদ্ধতিতে সহজেই স্ক্র্যাচ এবং গুরুতর দূষণ হয়।

ওয়াইপারটি যান্ত্রিক ঘূর্ণন ব্যবহার করে নরম উলের ব্রাশ বা মিশ্র ব্রাশ দিয়ে ওয়েফারের পৃষ্ঠ ঘষে। এই পদ্ধতিতে ওয়েফারের উপরিভাগে আঁচড়ের দাগ অনেকাংশে কমে যায়। যান্ত্রিক ঘর্ষণ না থাকার কারণে উচ্চ-চাপের ওয়াইপার ওয়েফারে আঁচড় দেবে না এবং খাঁজে থাকা দূষণ দূর করতে পারে।

 

৪. অতিস্বনক পরিষ্কার:

অতিস্বনক পরিষ্কার হল একটি পরিষ্কার পদ্ধতি যা সেমিকন্ডাক্টর শিল্পে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এর সুবিধা হল ভাল পরিষ্কারের প্রভাব, সহজ অপারেশন, এবং জটিল ডিভাইস এবং পাত্রগুলিও পরিষ্কার করতে পারে।

এই পরিষ্কার পদ্ধতিটি শক্তিশালী অতিস্বনক তরঙ্গের (সাধারণত ব্যবহৃত অতিস্বনক ফ্রিকোয়েন্সি 20s40kHz) প্রভাবে তৈরি হয় এবং তরল মাধ্যমের ভিতরে বিরল এবং ঘন অংশ তৈরি হয়। বিরল অংশটি প্রায় ভ্যাকুয়াম গহ্বর বুদবুদ তৈরি করবে। যখন গহ্বর বুদবুদ অদৃশ্য হয়ে যায়, তখন এর কাছাকাছি একটি শক্তিশালী স্থানীয় চাপ তৈরি হবে, যা অণুগুলির রাসায়নিক বন্ধন ভেঙে ওয়েফার পৃষ্ঠের অমেধ্য দ্রবীভূত করবে। অদ্রবণীয় বা অদ্রবণীয় ফ্লাক্স অবশিষ্টাংশ অপসারণের জন্য অতিস্বনক পরিষ্কার সবচেয়ে কার্যকর।

 

৫. মেগাসনিক পরিষ্কার:

মেগাসনিক পরিষ্কারের ক্ষেত্রে কেবল অতিস্বনক পরিষ্কারের সুবিধাই নেই, বরং এর ত্রুটিগুলিও কাটিয়ে ওঠে।

মেগাসনিক ক্লিনিং হল ওয়েফার পরিষ্কারের একটি পদ্ধতি যার মাধ্যমে রাসায়নিক ক্লিনিং এজেন্টের রাসায়নিক বিক্রিয়ার সাথে উচ্চ-শক্তি (850kHz) ফ্রিকোয়েন্সি কম্পন প্রভাব একত্রিত করা হয়। পরিষ্কারের সময়, দ্রবণ অণুগুলি মেগাসনিক তরঙ্গ দ্বারা ত্বরান্বিত হয় (সর্বোচ্চ তাৎক্ষণিক গতি 30cmVs এ পৌঁছাতে পারে), এবং উচ্চ-গতির তরল তরঙ্গ ক্রমাগত ওয়েফারের পৃষ্ঠকে প্রভাবিত করে, যার ফলে ওয়েফারের পৃষ্ঠের সাথে সংযুক্ত দূষণকারী এবং সূক্ষ্ম কণাগুলি জোর করে অপসারণ করা হয় এবং পরিষ্কারের দ্রবণে প্রবেশ করে। পরিষ্কারের দ্রবণে অ্যাসিডিক সার্ফ্যাক্ট্যান্ট যুক্ত করলে, একদিকে সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলির শোষণের মাধ্যমে পলিশিং পৃষ্ঠের কণা এবং জৈব পদার্থ অপসারণের উদ্দেশ্য অর্জন করা যেতে পারে; অন্যদিকে, সার্ফ্যাক্ট্যান্ট এবং অ্যাসিডিক পরিবেশের একীকরণের মাধ্যমে, এটি পলিশিং শীটের পৃষ্ঠের ধাতব দূষণ অপসারণের উদ্দেশ্য অর্জন করতে পারে। এই পদ্ধতিটি একই সাথে যান্ত্রিক মোছা এবং রাসায়নিক পরিষ্কারের ভূমিকা পালন করতে পারে।

বর্তমানে, মেগাসনিক পরিষ্কার পদ্ধতি পলিশিং শিট পরিষ্কারের জন্য একটি কার্যকর পদ্ধতি হয়ে উঠেছে।

 

৬. ঘূর্ণমান স্প্রে পদ্ধতি:

ঘূর্ণমান স্প্রে পদ্ধতি হল এমন একটি পদ্ধতি যা উচ্চ গতিতে ওয়েফার ঘোরানোর জন্য যান্ত্রিক পদ্ধতি ব্যবহার করে এবং ঘূর্ণন প্রক্রিয়া চলাকালীন ওয়েফারের পৃষ্ঠে ক্রমাগত তরল (উচ্চ-বিশুদ্ধতা ডিওনাইজড জল বা অন্যান্য পরিষ্কার তরল) স্প্রে করে ওয়েফারের পৃষ্ঠের অমেধ্য অপসারণ করে।

এই পদ্ধতিতে ওয়েফারের পৃষ্ঠের দূষণকে স্প্রে করা তরলে দ্রবীভূত করার জন্য ব্যবহার করা হয় (অথবা রাসায়নিকভাবে এর সাথে বিক্রিয়া করে দ্রবীভূত করা হয়), এবং উচ্চ-গতির ঘূর্ণনের কেন্দ্রাতিগ প্রভাব ব্যবহার করে অমেধ্যযুক্ত তরলকে সময়মতো ওয়েফারের পৃষ্ঠ থেকে আলাদা করা হয়।

ঘূর্ণায়মান স্প্রে পদ্ধতিতে রাসায়নিক পরিষ্কার, তরল যান্ত্রিক পরিষ্কার এবং উচ্চ-চাপ স্ক্রাবিংয়ের সুবিধা রয়েছে। একই সময়ে, এই পদ্ধতিটি শুকানোর প্রক্রিয়ার সাথেও মিলিত হতে পারে। ডিআয়নাইজড জল স্প্রে পরিষ্কারের কিছু সময় পরে, জল স্প্রে বন্ধ করা হয় এবং একটি স্প্রে গ্যাস ব্যবহার করা হয়। একই সময়ে, ওয়েফারের পৃষ্ঠকে দ্রুত ডিহাইড্রেট করার জন্য কেন্দ্রাতিগ বল বৃদ্ধি করার জন্য ঘূর্ণন গতি বাড়ানো যেতে পারে।

 

7.শুকনো রাসায়নিক পরিষ্কার

ড্রাই ক্লিনিং বলতে এমন পরিষ্কারের প্রযুক্তি বোঝায় যেখানে সমাধান ব্যবহার করা হয় না।

বর্তমানে ব্যবহৃত ড্রাই ক্লিনিং প্রযুক্তির মধ্যে রয়েছে: প্লাজমা ক্লিনিং প্রযুক্তি, গ্যাস ফেজ ক্লিনিং প্রযুক্তি, বিম ক্লিনিং প্রযুক্তি ইত্যাদি।

ড্রাই ক্লিনিংয়ের সুবিধা হল সহজ প্রক্রিয়া এবং পরিবেশ দূষণ নেই, তবে খরচ বেশি এবং ব্যবহারের সুযোগ আপাতত খুব বেশি নয়।

 

১. প্লাজমা পরিষ্কারের প্রযুক্তি:

ফটোরেজিস্ট অপসারণ প্রক্রিয়ায় প্রায়শই প্লাজমা পরিষ্কার ব্যবহার করা হয়। প্লাজমা বিক্রিয়া ব্যবস্থায় অল্প পরিমাণে অক্সিজেন প্রবেশ করানো হয়। একটি শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ক্রিয়ায়, অক্সিজেন প্লাজমা তৈরি করে, যা দ্রুত ফটোরেজিস্টকে একটি উদ্বায়ী গ্যাস অবস্থায় জারিত করে এবং নিষ্কাশন করা হয়।

এই পরিষ্কারের প্রযুক্তির সুবিধা হলো সহজ ব্যবহার, উচ্চ দক্ষতা, পরিষ্কার পৃষ্ঠ, কোন স্ক্র্যাচ নেই এবং ডিগামিং প্রক্রিয়ায় পণ্যের গুণমান নিশ্চিত করতে সহায়ক। তাছাড়া, এটি অ্যাসিড, ক্ষার এবং জৈব দ্রাবক ব্যবহার করে না এবং বর্জ্য নিষ্কাশন এবং পরিবেশ দূষণের মতো কোনও সমস্যা নেই। অতএব, এটি মানুষের কাছে ক্রমবর্ধমানভাবে মূল্যবান। তবে, এটি কার্বন এবং অন্যান্য অ-উদ্বায়ী ধাতু বা ধাতব অক্সাইডের অমেধ্য অপসারণ করতে পারে না।

 

2. গ্যাস ফেজ পরিষ্কারের প্রযুক্তি:

গ্যাস ফেজ ক্লিনিং বলতে এমন একটি পরিষ্কার পদ্ধতি বোঝায় যা তরল প্রক্রিয়ায় সংশ্লিষ্ট পদার্থের গ্যাস ফেজ সমতুল্য ব্যবহার করে ওয়েফারের পৃষ্ঠের দূষিত পদার্থের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে অমেধ্য অপসারণের উদ্দেশ্য অর্জন করে।

উদাহরণস্বরূপ, CMOS প্রক্রিয়ায়, ওয়েফার পরিষ্কারের ক্ষেত্রে গ্যাস ফেজ HF এবং জলীয় বাষ্পের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া ব্যবহার করে অক্সাইড অপসারণ করা হয়। সাধারণত, জল ধারণকারী HF প্রক্রিয়ার সাথে একটি কণা অপসারণ প্রক্রিয়া থাকতে হয়, যখন গ্যাস ফেজ HF পরিষ্কারের প্রযুক্তি ব্যবহারের জন্য পরবর্তী কণা অপসারণ প্রক্রিয়ার প্রয়োজন হয় না।

জলীয় HF প্রক্রিয়ার তুলনায় সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ সুবিধা হল অনেক কম HF রাসায়নিক ব্যবহার এবং উচ্চতর পরিষ্কারের দক্ষতা।

 

আরও আলোচনার জন্য আমাদের সাথে দেখা করতে বিশ্বজুড়ে যেকোনো গ্রাহককে স্বাগতম!

https://www.vet-china.com/

https://www.facebook.com/people/Ningbo-Miami-Advanced-Material-Technology-Co-Ltd/100085673110923/

https://www.linkedin.com/company/100890232/admin/page-posts/published/

https://www.youtube.com/@user-oo9nl2qp6j