ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର ନିର୍ମାଣରେ ୱେଫର ସଫା କରିବା ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା

ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର ନିର୍ମାଣରେ ୱେଫର ସଫା କରିବା ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା

ସମଗ୍ର ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ଉତ୍ପାଦନ ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ୱାଫର ସଫା କରିବା ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ପଦକ୍ଷେପ ଏବଂ ଡିଭାଇସ୍ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଏବଂ ଉତ୍ପାଦନ ଉତ୍ପାଦନକୁ ସିଧାସଳଖ ପ୍ରଭାବିତ କରୁଥିବା ପ୍ରମୁଖ କାରଣଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରୁ ଗୋଟିଏ। ଚିପ୍ ନିର୍ମାଣ ସମୟରେ, ସାମାନ୍ୟ ପ୍ରଦୂଷଣ ମଧ୍ୟ ଡିଭାଇସ୍ ଗୁଣଗୁଡ଼ିକୁ ହ୍ରାସ କରିପାରେ କିମ୍ବା ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ବିଫଳତା ସୃଷ୍ଟି କରିପାରେ। ଫଳସ୍ୱରୂପ, ପୃଷ୍ଠ ପ୍ରଦୂଷଣକୁ ଦୂର କରିବା ଏବଂ ୱାଫର ସଫା ସୁନିଶ୍ଚିତ କରିବା ପାଇଁ ପ୍ରାୟ ପ୍ରତ୍ୟେକ ଉତ୍ପାଦନ ପଦକ୍ଷେପ ପୂର୍ବରୁ ଏବଂ ପରେ ସଫା କରିବା ପ୍ରକ୍ରିୟା ପ୍ରୟୋଗ କରାଯାଏ। ସଫା କରିବା ମଧ୍ୟ ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ଉତ୍ପାଦନରେ ସବୁଠାରୁ ସାଧାରଣ କାର୍ଯ୍ୟ, ଯାହା ପ୍ରାୟତଃସମସ୍ତ ପ୍ରକ୍ରିୟା ପଦକ୍ଷେପର 30%.

ବହୁତ ବଡ଼-ସ୍ତରର ସମନ୍ୱୟ (VLSI) ର ନିରନ୍ତର ସ୍କେଲିଂ ସହିତ, ପ୍ରକ୍ରିୟା ନୋଡଗୁଡ଼ିକ ଆଗକୁ ବଢ଼ିଛନ୍ତି୨୮ ନ୍ମ, ୧୪ ନ୍ମ, ଏବଂ ତା’ଠାରୁ ଅଧିକ, ଅଧିକ ଡିଭାଇସ୍ ଘନତା, ସଂକୁଚିତ ରେଖାପ୍ରସ୍ଥ ଏବଂ କ୍ରମଶଃ ଜଟିଳ ପ୍ରକ୍ରିୟା ପ୍ରବାହକୁ ଚଲାଇଥାଏ। ଉନ୍ନତ ନୋଡ୍ଗୁଡ଼ିକ ପ୍ରଦୂଷଣ ପ୍ରତି ଯଥେଷ୍ଟ ଅଧିକ ସମ୍ବେଦନଶୀଳ, ଯେତେବେଳେ ଛୋଟ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ ଆକାର ସଫା କରିବା ଅଧିକ କଷ୍ଟକର କରିଥାଏ। ଫଳସ୍ୱରୂପ, ସଫା କରିବା ପଦକ୍ଷେପଗୁଡ଼ିକର ସଂଖ୍ୟା ବୃଦ୍ଧି ପାଇବାରେ ଲାଗିଛି, ଏବଂ ସଫା କରିବା ଅଧିକ ଜଟିଳ, ଅଧିକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଏବଂ ଅଧିକ ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜିଂ ହୋଇଯାଇଛି। ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, ଏକ 90 nm ଚିପ୍ ସାଧାରଣତଃ ପ୍ରାୟ ଆବଶ୍ୟକ କରେ90ଟି ସଫା ପଦକ୍ଷେପ, ଯେତେବେଳେ ଏକ 20 nm ଚିପ୍ ପାଇଁ ପ୍ରାୟ ଆବଶ୍ୟକ ହୁଏ୨୧୫ଟି ସଫା ପଦକ୍ଷେପ. ଉତ୍ପାଦନ 14 nm, 10 nm, ଏବଂ ଛୋଟ ନୋଡକୁ ଅଗ୍ରଗତି କରିବା ସହିତ, ସଫା କାର୍ଯ୍ୟ ସଂଖ୍ୟା ବୃଦ୍ଧି ପାଇବ।

ସଂକ୍ଷେପରେ,ୱାଫର ସଫା କରିବା ହେଉଛି ସେହି ପ୍ରକ୍ରିୟାଗୁଡ଼ିକୁ ବୁଝାଏ ଯାହା ୱାଫର ପୃଷ୍ଠରୁ ଅଶୁଦ୍ଧତା ଦୂର କରିବା ପାଇଁ ରାସାୟନିକ ଚିକିତ୍ସା, ଗ୍ୟାସ୍ କିମ୍ବା ଭୌତିକ ପଦ୍ଧତି ବ୍ୟବହାର କରେ।। କଣିକା, ଧାତୁ, ଜୈବ ଅବଶିଷ୍ଟ୍ୟ ଏବଂ ଦେଶୀୟ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ଭଳି ପ୍ରଦୂଷକଗୁଡ଼ିକ ଡିଭାଇସ୍ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା, ନିର୍ଭରଯୋଗ୍ୟତା ଏବଂ ଉତ୍ପାଦନକୁ ପ୍ରତିକୂଳ ଭାବରେ ପ୍ରଭାବିତ କରିପାରନ୍ତି। ସଫା କରିବା କ୍ରମାଗତ ନିର୍ମାଣ ପଦକ୍ଷେପଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରେ "ସେତୁ" ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ - ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, ଜମା ଏବଂ ଲିଥୋଗ୍ରାଫି ପୂର୍ବରୁ, କିମ୍ବା ଏଚିଂ ପରେ, CMP (ରାସାୟନିକ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ପଲିସିଂ), ଏବଂ ଆୟନ୍ ଇମ୍ପ୍ଲାଣ୍ଟେସନ୍। ବ୍ୟାପକ ଭାବରେ, ୱେଫର ସଫା କରିବା ବିଭକ୍ତ କରାଯାଇପାରେଓଦା ସଫା କରିବାଏବଂଶୁଷ୍କ ସଫା କରିବା.

ଓଦା ସଫା କରିବା

ଓଦା ସଫା କରିବା ପାଇଁ ରାସାୟନିକ ଦ୍ରାବକ କିମ୍ବା ଡିଆୟୋନାଇଜଡ୍ ପାଣି (DIW) ବ୍ୟବହାର କରାଯାଏ। ଦୁଇଟି ମୁଖ୍ୟ ପଦ୍ଧତି ପ୍ରୟୋଗ କରାଯାଏ:

• ବୁଡ଼ାଇବା ପଦ୍ଧତି: ଦ୍ରାବକ କିମ୍ବା DIW ରେ ଭର୍ତ୍ତି ଟ୍ୟାଙ୍କରେ ୱାଫରଗୁଡ଼ିକୁ ବୁଡ଼ାଯାଇଥାଏ। ଏହା ସର୍ବାଧିକ ବ୍ୟବହୃତ ପଦ୍ଧତି, ବିଶେଷକରି ପରିପକ୍ୱ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ନୋଡ ପାଇଁ।

• ସିଞ୍ଚନ ପଦ୍ଧତି: ଅଶୁଦ୍ଧତା ଦୂର କରିବା ପାଇଁ ଘୂର୍ଣ୍ଣନକାରୀ ୱାଫର ଉପରେ ଦ୍ରାବକ କିମ୍ବା DIW ସ୍ପ୍ରେ କରାଯାଏ। ନିମଜ୍ଜନ ଏକାଧିକ ୱାଫରର ବ୍ୟାଚ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟାକରଣକୁ ଅନୁମତି ଦେଇଥାଏ, ସ୍ପ୍ରେ କ୍ଲିନିଂ ପ୍ରତି ଚାମ୍ବରରେ କେବଳ ଗୋଟିଏ ୱାଫରକୁ ପରିଚାଳନା କରେ କିନ୍ତୁ ଉତ୍ତମ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ପ୍ରଦାନ କରେ, ଯାହା ଏହାକୁ ଉନ୍ନତ ନୋଡଗୁଡ଼ିକରେ କ୍ରମଶଃ ସାଧାରଣ କରିଥାଏ।

ଡ୍ରାଏ କ୍ଲିନିଂ

ନାମରୁ ଜଣାପଡ଼ିଥିବା ପରି, ଡ୍ରାଏ କ୍ଲିନିଂ ଦ୍ରାବକ କିମ୍ବା DIW କୁ ଏଡାଏ, ବରଂ ପ୍ରଦୂଷକ ପଦାର୍ଥକୁ ଦୂର କରିବା ପାଇଁ ଗ୍ୟାସ୍ କିମ୍ବା ପ୍ଲାଜମା ବ୍ୟବହାର କରେ। ଉନ୍ନତ ନୋଡ୍ ଆଡକୁ ଠେଲି ହେବା ସହିତ, ଡ୍ରାଏ କ୍ଲିନିଂ ଏହାର ଗୁରୁତ୍ୱ ବୃଦ୍ଧି କରୁଛି କାରଣଉଚ୍ଚ ସଠିକତାଏବଂ ଜୈବିକ, ନାଇଟ୍ରାଇଡ୍ ଏବଂ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ବିରୁଦ୍ଧରେ ପ୍ରଭାବଶାଳୀତା। ତଥାପି, ଏହାର ଆବଶ୍ୟକତା ଅଛିଅଧିକ ଉପକରଣ ନିବେଶ, ଅଧିକ ଜଟିଳ କାର୍ଯ୍ୟ, ଏବଂ କଠୋର ପ୍ରକ୍ରିୟା ନିୟନ୍ତ୍ରଣ। ଆଉ ଏକ ସୁବିଧା ହେଉଛି ଯେ ଡ୍ରାଏ କ୍ଲିନିଂ ଓଦା ପଦ୍ଧତି ଦ୍ୱାରା ସୃଷ୍ଟି ହେଉଥିବା ବିପୁଳ ପରିମାଣର ବର୍ଜ୍ୟଜଳକୁ ହ୍ରାସ କରେ।

ସାଧାରଣ ଓଦା ସଫା କରିବା କୌଶଳ

1. DIW (ଡିଆୟୋନାଇଜଡ୍ ପାଣି) ସଫା କରିବା

ଓଦା ସଫା କରିବାରେ DIW ହେଉଛି ସର୍ବାଧିକ ବ୍ୟବହୃତ ସଫାକାରୀ ଏଜେଣ୍ଟ। ଅପରିଷ୍କାର ପାଣି ପରି, DIW ରେ ପ୍ରାୟ କୌଣସି ପରିବାହୀ ଆୟନ ନାହିଁ, ଯାହା କ୍ଷରଣ, ବୈଦ୍ୟୁତିକ ରାସାୟନିକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା କିମ୍ବା ଡିଭାଇସର ଅବନତିକୁ ରୋକିଥାଏ। DIW ମୁଖ୍ୟତଃ ଦୁଇଟି ଉପାୟରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ:

1. ସିଧାସଳଖ ୱାଫର ପୃଷ୍ଠ ସଫା କରିବା– ସାଧାରଣତଃ ୱାଫର ଘୂର୍ଣ୍ଣନ ସମୟରେ ରୋଲର, ବ୍ରଶ୍ କିମ୍ବା ସ୍ପ୍ରେ ନୋଜଲ୍ ସହିତ ଏକକ-ୱାଫର ମୋଡ୍‌ରେ କରାଯାଏ। ଏକ ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜ ହେଉଛି ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଷ୍ଟାଟିକ୍ ଚାର୍ଜ ବିଲ୍ଡଅପ୍, ଯାହା ତ୍ରୁଟି ସୃଷ୍ଟି କରିପାରେ। ଏହାକୁ ହ୍ରାସ କରିବା ପାଇଁ, ୱାଫରକୁ ଦୂଷିତ ନକରି ଚଳନଶକ୍ତି ଉନ୍ନତ କରିବା ପାଇଁ CO₂ (ଏବଂ କେତେକ ସମୟରେ NH₃) DIW ରେ ଦ୍ରବୀଭୂତ କରାଯାଏ।

2. ରାସାୟନିକ ସଫା କରିବା ପରେ ଧୋଇବା– DIW ଅବଶିଷ୍ଟ ସଫା କରିବା ସମାଧାନଗୁଡ଼ିକୁ ବାହାର କରିଦିଏ ଯାହା ଅନ୍ୟଥା ୱେଫରକୁ କ୍ଷୟ କରିପାରେ କିମ୍ବା ପୃଷ୍ଠରେ ଛାଡିଦେଲେ ଡିଭାଇସର କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାକୁ ହ୍ରାସ କରିପାରେ।

2. HF (ହାଇଡ୍ରୋଫ୍ଲୋରିକ୍ ​​ଏସିଡ୍) ସଫା କରିବା

ଦୂର କରିବା ପାଇଁ HF ହେଉଛି ସବୁଠାରୁ ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ରାସାୟନିକ ପଦାର୍ଥଦେଶୀୟ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ସ୍ତର (SiO₂)ସିଲିକନ୍ ୱେଫର୍ସ ଉପରେ ଏବଂ ଗୁରୁତ୍ୱରେ DIW ପରେ ଦ୍ୱିତୀୟ। ଏହା ସଂଲଗ୍ନ ଧାତୁଗୁଡ଼ିକୁ ମଧ୍ୟ ଦ୍ରବୀଭୂତ କରେ ଏବଂ ପୁନଃ-ଅକ୍ସିଡେସନକୁ ଦମନ କରେ। ତଥାପି, HF ଏଚ୍ଚିଂ ୱେଫର୍ ପୃଷ୍ଠକୁ ରୁକ୍ଷ କରିପାରେ ଏବଂ ଅନାବଶ୍ୟକ ଭାବରେ କିଛି ଧାତୁକୁ ଆକ୍ରମଣ କରିପାରେ। ଏହି ସମସ୍ୟାଗୁଡ଼ିକର ସମାଧାନ ପାଇଁ, ଉନ୍ନତ ପଦ୍ଧତିଗୁଡ଼ିକ HFକୁ ପତଳା କରେ, ଚୟନକୁ ବୃଦ୍ଧି କରିବା ଏବଂ ପ୍ରଦୂଷଣ ହ୍ରାସ କରିବା ପାଇଁ ଅକ୍ସିଡାଇଜର, ସାର୍ଫାକ୍ଟଣ୍ଟ କିମ୍ବା ଜଟିଳ ଏଜେଣ୍ଟ ଯୋଗ କରେ।

3. SC1 ସଫା କରିବା (ମାନକ ସଫା 1: NH₄OH + H₂O₂ + H₂O)

SC1 ହେଉଛି ଦୂର କରିବା ପାଇଁ ଏକ କମ ଖର୍ଚ୍ଚୀ ଏବଂ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଦକ୍ଷ ପଦ୍ଧତିଜୈବ ଅବଶିଷ୍ଟାଂଶ, କଣିକା ଏବଂ କିଛି ଧାତୁ। ଏହି ଯନ୍ତ୍ର H₂O₂ ର ଅକ୍ସିଡାଇଜିଂ କ୍ରିୟା ଏବଂ NH₄OH ର ଦ୍ରବୀଭୂତ ପ୍ରଭାବକୁ ମିଶ୍ରଣ କରେ। ଏହା ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଷ୍ଟାଟିକ୍ ବଳ ମାଧ୍ୟମରେ କଣିକାଗୁଡ଼ିକୁ ମଧ୍ୟ ବିକରେ, ଏବଂ ଅଲ୍ଟ୍ରାସୋନିକ୍/ମେଗାସୋନିକ୍ ସହାୟତା ଦକ୍ଷତାକୁ ଆହୁରି ଉନ୍ନତ କରେ। ତଥାପି, SC1 ୱାଫର ପୃଷ୍ଠକୁ ରୁକ୍ଷ କରିପାରେ, ଯାହା ପାଇଁ ରାସାୟନିକ ଅନୁପାତର ଯତ୍ନର ସହ ଅପ୍ଟିମାଇଜେସନ୍, ପୃଷ୍ଠ ଟେନସନ୍ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ (ସର୍ଫାକ୍ଟଣ୍ଟ ମାଧ୍ୟମରେ) ଏବଂ ଧାତୁ ପୁନଃସ୍ଥାପନକୁ ଦମନ କରିବା ପାଇଁ ଚେଲେଟିଂ ଏଜେଣ୍ଟ ଆବଶ୍ୟକ।

4. SC2 ସଫା କରିବା (ମାନକ ସଫା 2: HCl + H₂O₂ + H₂O)

SC2 କାଢ଼ି SC1 କୁ ପରିପୂରକ କରେଧାତୁ ପ୍ରଦୂଷକ। ଏହାର ଦୃଢ଼ ଜଟିଳତା କ୍ଷମତା ଅକ୍ସିଡାଇଜ୍ଡ ଧାତୁଗୁଡ଼ିକୁ ଦ୍ରବଣୀୟ ଲବଣ କିମ୍ବା ଜଟିଳରେ ପରିଣତ କରେ, ଯାହାକୁ ଧୋଇ ଦିଆଯାଏ। ଯଦିଓ SC1 ଜୈବିକ ଏବଂ କଣିକା ପାଇଁ ପ୍ରଭାବଶାଳୀ, SC2 ଧାତୁ ଶୋଷଣକୁ ରୋକିବା ଏବଂ କମ୍ ଧାତୁ ପ୍ରଦୂଷଣ ସୁନିଶ୍ଚିତ କରିବା ପାଇଁ ବିଶେଷ ଭାବରେ ମୂଲ୍ୟବାନ।

5. O₃ (ଓଜୋନ୍) ସଫା କରିବା

ଓଜୋନ୍ ସଫା କରିବା ମୁଖ୍ୟତଃ ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏଜୈବ ପଦାର୍ଥ ଅପସାରଣଏବଂDIW ଜୀବାଣୁମୁକ୍ତ କରିବା। O₃ ଏକ ଶକ୍ତିଶାଳୀ ଅକ୍ସିଡାଣ୍ଟ ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ, କିନ୍ତୁ ପୁନଃ ଜମା ସୃଷ୍ଟି କରିପାରେ, ତେଣୁ ଏହାକୁ ପ୍ରାୟତଃ HF ସହିତ ମିଶ୍ରଣ କରାଯାଏ। ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରାରେ ପାଣିରେ O₃ ଦ୍ରବଣୀୟତା ହ୍ରାସ ପାଉଥିବାରୁ ତାପମାତ୍ରା ଅପ୍ଟିମାଇଜେସନ୍ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ। କ୍ଲୋରିନ୍-ଆଧାରିତ ଜୀବାଣୁନାଶକ (ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ କାରଖାନାରେ ଗ୍ରହଣୀୟ ନୁହେଁ) ପରି ନୁହେଁ, O₃ DIW ସିଷ୍ଟମକୁ ଦୂଷିତ ନକରି ଅମ୍ଳଜାନରେ ବିଘଟିତ ହୁଏ।

6. ଜୈବିକ ଦ୍ରାବକ ସଫା କରିବା

କିଛି ବିଶେଷ ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ, ଯେଉଁଠାରେ ମାନକ ସଫା ପଦ୍ଧତି ପର୍ଯ୍ୟାପ୍ତ କିମ୍ବା ଅନୁପଯୁକ୍ତ ଥାଏ (ଯଥା, ଯେତେବେଳେ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ଗଠନକୁ ଏଡାଇବା ଆବଶ୍ୟକ) ସେଠାରେ ଜୈବ ଦ୍ରାବକ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଏ।

ଉପସଂହାର

ୱାଫର ସଫା କରିବା ହେଉଛିପ୍ରାୟତଃ ପୁନରାବୃତ୍ତି ହେଉଥିବା ପଦକ୍ଷେପଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ଉତ୍ପାଦନରେ ଏବଂ ସିଧାସଳଖ ଉତ୍ପାଦନ ଏବଂ ଡିଭାଇସ୍ ନିର୍ଭରଯୋଗ୍ୟତାକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରେ। ଆଡକୁ ଗତି ସହିତବଡ଼ ୱେଫର୍ସ ଏବଂ ଛୋଟ ଡିଭାଇସ୍ ଜ୍ୟାମିତି, ୱାଫର ପୃଷ୍ଠ ପରିଷ୍କାର ପରିଷ୍କାରତା, ରାସାୟନିକ ଅବସ୍ଥା, ରୁକ୍ଷତା ଏବଂ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ଘନତା ପାଇଁ ଆବଶ୍ୟକତାଗୁଡ଼ିକ କ୍ରମଶଃ କଠୋର ହେବାରେ ଲାଗିଛି।

ଏହି ଆର୍ଟିକିଲଟି DIW, HF, SC1, SC2, O₃, ଏବଂ ଜୈବିକ ଦ୍ରାବକ ପଦ୍ଧତି ସମେତ ପରିପକ୍ୱ ଏବଂ ଉନ୍ନତ ୱେଫର ସଫା କରିବା ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା, ସେମାନଙ୍କର କାର୍ଯ୍ୟପ୍ରଣାଳୀ, ସୁବିଧା ଏବଂ ସୀମା ସହିତ ସମୀକ୍ଷା କରିଛି। ଉଭୟଙ୍କଠାରୁଅର୍ଥନୈତିକ ଏବଂ ପରିବେଶଗତ ଦୃଷ୍ଟିକୋଣ, ଉନ୍ନତ ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର ଉତ୍ପାଦନର ଚାହିଦା ପୂରଣ କରିବା ପାଇଁ ୱେଫର ସଫା କରିବା ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାରେ ନିରନ୍ତର ଉନ୍ନତି ଅତ୍ୟାବଶ୍ୟକ।