কীভাবে অ্যালুমিনা সিরামিক চকগুলি ওয়েফার এচিংয়ের সময় স্ট্যাটিক বিদ্যুৎ এবং দূষণ দূর করে?

অ্যালুমিনা সিরামিক চাকগুলি হল অতি-উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনা পাউডার থেকে সিন্টার করা নির্ভুল সিরামিক ওয়েফার হোল্ডিং উপাদান। তাদের মূল কাজ হল সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদন প্রক্রিয়া জুড়ে বিভিন্ন আকারের ওয়েফারগুলিকে দৃঢ়ভাবে শোষণ করা এবং সঠিকভাবে অবস্থান করা। ওয়েফারের নির্ভুল শুষ্ক খোদাইয়ের সময়, চক পৃষ্ঠটি ওয়েফারের পিছনের অংশের সাথে সরাসরি যোগাযোগ করে। তদনুসারে, কাঁচামালের বিশুদ্ধতা, ভৌত রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য এবং চাকের পৃষ্ঠের কাঠামোগত নকশা সরাসরি এচিং অভিন্নতা এবং ওয়েফার পৃষ্ঠের ফলনকে প্রভাবিত করে, প্রক্রিয়াজাত চিপগুলির চূড়ান্ত গুণমানের উপর একটি নিষ্পত্তিমূলক প্রভাব ফেলে।

ওয়েফার এচিং প্রক্রিয়া দুটি গুরুতর চ্যালেঞ্জ উপস্থাপন করে: ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক আনুগত্য এবং কণা দূষণের উচ্চ ঝুঁকি। এই দুটি গুরুত্বপূর্ণ শিল্প সমস্যা মোকাবেলা করার জন্য, অ্যালুমিনা সিরামিক চক উপাদান পরিবর্তন প্রক্রিয়া, অপ্টিমাইজড মাইক্রোস্ট্রাকচারাল ডিজাইন এবং সিরামিকের অসামান্য ব্যাপক ভৌত রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে মৌলিকভাবে স্ট্যাটিক চার্জ জমে ও কণা দূষণ দমন করে, ফ্রন্ট-ডাক্টর উচ্চ-পরিবাহী মান ইত্যাদির জন্য মেনে চলে।

1. ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক আনুগত্য ঝুঁকি সমাধান

প্রচলিত খাঁটিঅ্যালুমিনা সিরামিকs চমৎকার অন্তরক হয়. যাইহোক, এচিং প্রক্রিয়ার উচ্চ-শক্তির প্লাজমা পরিবেশে, প্রচুর পরিমাণে স্ট্যাটিক চার্জ সহজেই ইনসুলেটর পৃষ্ঠে জমা হয়, যার ফলে অত্যধিক শক্তিশালী অবশিষ্ট আনুগত্য হয় যা ওয়েফারগুলিকে দৃঢ়ভাবে জায়গায় আটকে রাখে, বা এমনকি ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক ভাঙ্গন। এই সমস্যাটি সমাধানের জন্য, উন্নত অ্যালুমিনা সিরামিক চাকগুলি নিম্নলিখিত আধা-পরিবাহী পরিবর্তন প্রযুক্তিগুলি গ্রহণ করে:

A. আধা-পরিবাহী পরিবর্তন

টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড (TiO₂) এবং ক্রোমিয়াম সেসকুইঅক্সাইড (Cr₂O₃) এর মতো ট্রেস ট্রানজিশন মেটাল অক্সাইডগুলিকে অ্যালুমিনা ম্যাট্রিক্সে ডোপ করা হয় যাতে এটির বাল্ক রেজিসিটিভিটি স্ট্যাটিক ডিসিপেটিভ রেঞ্জের মধ্যে সঠিকভাবে সুর করা হয়।

B. জনসেন-রাহবেক (জে-আর) প্রভাব ব্যবহার

পরিবর্তিত আধা-পরিবাহী অ্যালুমিনা সিরামিক চকগুলি প্রধানত J-R প্রভাবের মাধ্যমে ক্ল্যাম্পিং বল তৈরি করে। যখন ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, তখন মাইক্রো-চার্জগুলি সিরামিক পৃষ্ঠের মাইক্রো-প্রোট্রুশনগুলিতে স্থানান্তরিত হয়, ওয়েফার এবং চকের মধ্যে একটি অতি-পাতলা চার্জ স্তর তৈরি করে। এটি একটি অতি-দ্রুত প্রতিক্রিয়া গতির সাথে প্রথাগত কুলম্ব শক্তির চেয়ে কয়েকগুণ শক্তিশালী ক্ল্যাম্পিং ফোর্স সরবরাহ করে। একবার পাওয়ার বন্ধ হয়ে গেলে, জমা হওয়া স্ট্যাটিক চার্জগুলি আধা-পরিবাহী পথের মাধ্যমে দ্রুত ছড়িয়ে পড়ে, সম্পূর্ণরূপে ওয়েফার রিলিজ বিলম্ব এবং অবশিষ্ট স্ট্যাটিক বিদ্যুতের সমস্যাগুলি দূর করে।

2. কণা দূষণ সমস্যার সমাধান

এচিং প্রক্রিয়া, বিশেষ করে ড্রাই প্লাজমা এচিং, উচ্চ-শক্তি আয়ন বোমাবাজির সাথে অত্যন্ত ক্ষয়কারী গ্যাস (CF₄, CHF₃, Cl₂, ইত্যাদি) নিযুক্ত করে। পর্যাপ্ত পরিধান এবং ক্ষয় প্রতিরোধের অভাব চকগুলি দূষিত কণা ক্ষয় করে ফেলবে। অ্যালুমিনা সিরামিক বহুমাত্রিক অপ্টিমাইজড প্রক্রিয়ার মাধ্যমে প্রায় শূন্য দূষণ অর্জন করে:

A. অতি-উচ্চ-বিশুদ্ধতা স্তর

ফ্রন্ট-এন্ড সেমিকন্ডাক্টর অ্যাপ্লিকেশনের জন্য,অ্যালুমিনা চকতামা (Cu), আয়রন (Fe), সোডিয়াম (Na) এবং পটাসিয়াম (K) সহ ধাতব অমেধ্যকে অত্যন্ত কম পিপিএম বা এমনকি পিপিবি স্তরে সীমাবদ্ধ করে। এটি এচিং এর সময় উপাদান ঘর্ষণ দ্বারা সৃষ্ট ওয়েফারগুলিতে ধাতব আয়ন স্থানান্তরকে বাধা দেয়, যা অন্যথায় অপরিবর্তনীয় সার্কিট শর্ট-সার্কিটিং এবং ডিভাইস ব্যর্থতাকে ট্রিগার করবে।

B. প্লাজমা বোমাবর্ষণের উচ্চতর প্রতিরোধ

উচ্চ-বিশুদ্ধ অ্যালুমিনা সিরামিকগুলি ব্যতিক্রমী রাসায়নিক স্থিতিশীলতা এবং উচ্চ জালি শক্তি বৈশিষ্ট্যযুক্ত। ফ্লোরিন-ভিত্তিক এবং ক্লোরিন-ভিত্তিক প্লাজমা দ্বারা ক্রমাগত বোমাবর্ষণের অধীনে, তারা একটি অতি-নিম্ন ক্ষয় হার বজায় রাখে এবং কার্যকরভাবে কণার ক্ষরণ প্রতিরোধ করে।

C. যথার্থ পৃষ্ঠ চিকিত্সা এবং মাইক্রো-স্তম্ভ নকশা

চক পৃষ্ঠ ন্যানো-স্কেল অতি-নির্ভুলতা পলিশিং এর মধ্য দিয়ে যায়। আরও গুরুত্বপূর্ণভাবে, চক এবং ওয়েফারের মধ্যে পূর্ণ-ক্ষেত্রের যোগাযোগ এড়ানো হয় পৃষ্ঠের উপর অসংখ্য ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র স্তম্ভ সাজিয়ে, যোগাযোগের ক্ষেত্রটিকে 90% এর বেশি কেটে দেয়। এটি যান্ত্রিক ঘর্ষণ দ্বারা উত্পন্ন কণাগুলিকে ব্যাপকভাবে হ্রাস করে। এমনকি ট্রেস পার্টিকুলেটগুলি মাইক্রো-পিলারের মধ্যে খাঁজে পড়ে যাবে এবং কখনই ওয়েফারের পিছনের দিকে লেগে থাকবে না।