যেহেতু চিপ উত্পাদন প্রক্রিয়াগুলি আরও জটিল নোডের দিকে অগ্রসর হতে থাকে, সেমিকন্ডাক্টর সরঞ্জাম উপকরণগুলির জন্য কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তা ক্রমাগত বৃদ্ধি পাচ্ছে। এচিং সরঞ্জামের ক্ষেত্রে, একটি সূক্ষ্ম পরিবর্তন ঘটছে: দীর্ঘ-ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত অ্যালুমিনা (Al₂O₃) উপাদানটি ধীরে ধীরে yttria (Y₂O₃) দ্বারা প্রতিস্থাপিত হচ্ছে৷
এই আপগ্রেডটি একটি সাধারণ উপাদান প্রতিস্থাপন নয়, তবে উন্নত প্রক্রিয়া দ্বারা আরোপিত পরিচ্ছন্নতা, স্থিতিশীলতা এবং সরঞ্জামের জন্য উচ্চ চাহিদার একটি অনিবার্য ফলাফল। তাহলে, অ্যালুমিনা কোন চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি হয় এবং কোন সুবিধাগুলি ytria কে নতুন পছন্দ করে?
কেন সিরামিক উপকরণ এচিং সরঞ্জাম অপরিহার্য?
ড্রাই এচিং চিপ তৈরির সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে একটি। এচ চেম্বারটি সাধারণত CF₄, SF₆, Cl₂ এবং HBr-এর মতো প্রতিক্রিয়াশীল গ্যাসে ভরা থাকে, যা রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের অধীনে একটি অত্যন্ত সক্রিয় প্লাজমা পরিবেশ তৈরি করে।
এই প্রক্রিয়া চলাকালীন, উচ্চ-শক্তি আয়নগুলি ক্রমাগত চেম্বারের দেয়াল এবং উপাদানগুলির উপরিভাগে বোমাবর্ষণ করে, যার সাথে জটিল রাসায়নিক ক্ষয় এবং তাপীয় শক হয়। চেম্বার লাইনার, শাওয়ারহেডস, ফোকাস রিং এবং জানালার মতো উপাদানগুলির জন্য, উপাদানটি কেবল ক্ষয় এবং ক্ষয়ের জন্য দুর্দান্ত প্রতিরোধই প্রদর্শন করবে না, তবে কণার মুক্তি এবং দূষণকেও কমিয়ে আনতে হবে।
কারণটি সহজ: যদি কোনও কণা ওয়েফার পৃষ্ঠের উপর পড়ে তবে এটি ত্রুটি সৃষ্টি করতে পারে বা এমনকি পুরো ওয়েফারটিকে স্ক্র্যাপ করতে পারে। প্রক্রিয়া নোডগুলি ছোট হয়ে যাওয়ার সাথে সাথে সরঞ্জামের উপকরণগুলির জন্য পরিচ্ছন্নতার প্রয়োজনীয়তা ক্রমশ কঠোর হয়ে ওঠে।
অ্যালুমিনার সীমাবদ্ধতা কি?
এর পরিপক্ক প্রযুক্তি, কম খরচে এবং ভাল যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের জন্য ধন্যবাদ, অ্যালুমিনা দীর্ঘকাল ধরে সেমিকন্ডাক্টর সরঞ্জামগুলিতে প্রভাবশালী সিরামিক উপাদান। যাইহোক, প্রক্রিয়াগুলি আরও জটিল নোডগুলিতে অগ্রসর হওয়ার সাথে সাথে প্লাজমা পরিবেশে অ্যালুমিনার সীমাবদ্ধতাগুলি স্পষ্ট হয়ে ওঠে।
প্লাজমাযুক্ত ফ্লোরিন-তে, অ্যালুমিনা সক্রিয় ফ্লোরিন প্রজাতির সাথে বিক্রিয়া করে অ্যালুমিনিয়াম ফ্লোরাইড (AlF₃) এবং অন্যান্য পণ্য তৈরি করে। এই প্রতিক্রিয়াগুলি -পণ্যগুলি জমা করতে পারে, ফ্লেক করতে পারে এবং কণা দূষণের উত্স হতে পারে। ইতিমধ্যে, অ্যালুমিনা নিজেই ধীরে ধীরে দীর্ঘ-মেয়াদী প্লাজমা বোমাবর্ষণের অধীনে ক্ষয়প্রাপ্ত হয়, উপাদানের জীবনকালকে ছোট করে।
পরিপক্ক প্রক্রিয়া নোডের জন্য, এই ধরনের সমস্যাগুলি সাধারণত রক্ষণাবেক্ষণের ব্যবধানগুলিকে ছোট করে নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে। যাইহোক, ডিভাইসের সমালোচনামূলক মাত্রা সঙ্কুচিত হওয়ার সাথে সাথে, কণা এবং ধাতব দূষণের সহনশীলতা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায় এবং চেম্বার সামগ্রী থেকে নির্গত দূষিত পদার্থগুলি পণ্যের ফলনকে প্রভাবিত করতে পারে।
Yttria কেন সুবিধা পাচ্ছে?
অনেক প্রার্থীর উপকরণের মধ্যে, yttria ধীরে ধীরে দাঁড়িয়েছে। অ্যালুমিনার সাথে তুলনা করে, yttria হ্যালোজেন ভিত্তিক প্লাজমাতে আরও ভাল রাসায়নিক স্থিতিশীলতা প্রদান করে। যখন এটি প্লাজমাযুক্ত ফ্লোরিন-এর সাথে বিক্রিয়া করে, ফলে ইট্রিয়াম ফ্লোরাইড (YF₃) স্তরটি বেশ স্থিতিশীল থাকে এবং একটি প্রতিরক্ষামূলক আবরণ তৈরি করতে পারে যা আরও ক্ষয়কে ধীর করে দেয়।
উপরন্তু, yttria সাধারণত কম প্লাজমা এচ রেট প্রদর্শন করে। অধ্যয়ন এবং শিল্প অ্যাপ্লিকেশনগুলি দেখায় যে একই অবস্থার অধীনে, yttria এর ক্ষয় হার অ্যালুমিনার তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কম, কার্যকরভাবে উপাদানের জীবনকাল প্রসারিত করে এবং সরঞ্জাম রক্ষণাবেক্ষণের ফ্রিকোয়েন্সি এবং ডাউনটাইম হ্রাস করে।
অধিকন্তু, yttria উচ্চ তাপমাত্রায় ভাল কাঠামোগত স্থিতিশীলতা বজায় রাখে এবং দীর্ঘ-তাপীয় সাইকেল চালানোর অধীনে সহজে ক্র্যাক বা স্প্যাল করে না, যা কণা দূষণ নিয়ন্ত্রণের জন্যও গুরুত্বপূর্ণ।
আবরণ থেকে বাল্ক সিরামিক: Yttria জন্য দুটি আবেদন রুট
বর্তমানে, সেমিকন্ডাক্টর সরঞ্জামগুলিতে yttria প্রয়োগ করার জন্য দুটি প্রধান প্রযুক্তিগত রুট বিদ্যমান। শিল্প উন্নয়নের দৃষ্টিকোণ থেকে, এই রুটগুলি পারস্পরিক একচেটিয়া নয়; তারা বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশন পরিস্থিতি এবং খরচ প্রয়োজনীয়তা সঙ্গে সঙ্গতিপূর্ণ.
(1) Yttria আবরণ:প্লাজমা স্প্রে করার মতো প্রক্রিয়ার মাধ্যমে একটি অ্যালুমিনিয়াম খাদ বা অ্যালুমিনা সিরামিক সাবস্ট্রেটের উপর একটি yttria স্তর জমা হয়, যার ফলে উপাদানটির প্লাজমা প্রতিরোধ ক্ষমতা উন্নত হয়। এই পদ্ধতিটি তুলনামূলকভাবে পরিপক্ক, জটিল-আকৃতির অংশগুলিতে প্রয়োগ করা যেতে পারে, এবং পরিচালনাযোগ্য খরচ রয়েছে, যা বর্তমানে এটিকে সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত ফর্মে পরিণত করেছে। চেম্বার লাইনার, শাওয়ারহেড এবং ব্যাফেলসের মতো উপাদানগুলিকে প্রায়শই এই ধরনের আবরণ দিয়ে চিকিত্সা করা হয়।
(2) বাল্ক ইট্রিয়া সিরামিক:উচ্চ-বিশুদ্ধতা yttria পাউডার অন্যান্য সাবস্ট্রেট উপকরণের উপর নির্ভর না করে সিরামিক উপাদান তৈরি করতে সরাসরি সিন্টার করা হয়। আবরণের সাথে তুলনা করে, বাল্ক ইট্রিয়া সিরামিকগুলি আরও অভিন্ন মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং উচ্চতর প্লাজমা প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদান করে, তবে সিন্টারিং অসুবিধা, প্রক্রিয়াকরণ জটিলতা এবং উত্পাদন খরচ উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি।
Yttria এর অভ্যন্তরীণ উত্পাদন এখনও একাধিক চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি
যদিও yttria এর সুবিধাগুলি ব্যাপকভাবে স্বীকৃত, এর শিল্পায়ন উচ্চ বাধার সম্মুখীন হয়। স্প্রে অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, উচ্চ-বিশুদ্ধতা ইট্রিয়া পাউডার হল মূল কাঁচামাল। থার্মাল স্প্রে করার জন্য পাউডার খাওয়ানো এবং গলে যাওয়ার প্রয়োজনীয়তাগুলি পূরণ করতে পণ্যটিকে অবশ্যই অত্যন্ত উচ্চ বিশুদ্ধতা, স্থিতিশীল কণার আকার বিতরণ, ভাল গোলাকারতা এবং সামঞ্জস্যপূর্ণ ব্যাচের গুণমান অর্জন করতে হবে।
একই সময়ে, স্প্রে করার পরামিতি নিয়ন্ত্রণ, আবরণ ছিদ্র, বন্ড শক্তি অপ্টিমাইজেশন, এবং পরবর্তী পৃষ্ঠ সমাপ্তি প্রক্রিয়া সরাসরি চূড়ান্ত পণ্য কর্মক্ষমতা প্রভাবিত করে।
বাল্ক ইট্রিয়া সিরামিকের ক্ষেত্রে, কারণ উপাদান নিজেই সিন্টার করা কঠিন এবং মেশিনের জন্য ব্যয়বহুল, পাউডার তৈরি, গঠন, সিন্টারিং এবং নির্ভুল প্রক্রিয়াকরণ ক্ষমতার উপর উচ্চ চাহিদা রাখা হয়।