সেমিকন্ডাক্টর ম্যানুফ্যাকচারিং-এ পিএফপিই: প্লাজমা এচিং এবং সিভিডি ইকুইপমেন্টে এটি কীভাবে কাজ করে

সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদন প্রক্রিয়া অত্যন্ত নির্ভুলতা এবং কঠোর পরিচালন অবস্থার উপর নির্ভর করে-উচ্চ ভ্যাকুয়াম, ক্ষয়কারী গ্যাস এবং বিস্তৃত তাপমাত্রার ওঠানামা-বিশেষ করে প্লাজমা এচিং এবং রাসায়নিক বাষ্প জমা (সিভিডি) সিস্টেমে। এই পরিবেশগুলি তৈলাক্তকরণ এবং সিলিং সমাধানগুলির দাবি করে যা আক্রমনাত্মক রাসায়নিকগুলি প্রতিরোধ করতে পারে, দূষণ প্রতিরোধ করতে পারে এবং দীর্ঘ চক্র ধরে কার্যক্ষমতা বজায় রাখতে পারে। Perfluoropolyether (PFPE) ভ্যাকুয়াম পাম্প, O-রিং এবং ভালভের মতো গুরুত্বপূর্ণ উপাদানগুলির জন্য সোনার মান হিসাবে আবির্ভূত হয়েছে, যা অতুলনীয় স্থিতিশীলতা এবং নির্ভরযোগ্যতা প্রদান করে যা সরাসরি ওয়েফারের ফলন এবং সরঞ্জামের আপটাইমকে প্রভাবিত করে। নীচে এই কী অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে PFPE কীভাবে কাজ করে তার একটি বিশদ বিভাজন রয়েছে৷

ভ্যাকুয়াম পাম্পগুলি হল প্লাজমা এচিং এবং সিভিডি সিস্টেমের মেরুদণ্ড, গ্যাস দূষণ রোধ করতে এবং অভিন্ন পাতলা-ফিল্ম জমা বা সুনির্দিষ্ট উপাদান এচিং নিশ্চিত করতে অতি-উচ্চ ভ্যাকুয়াম স্তর (10⁻⁶ পা-এর মতো কম) বজায় রাখতে প্রয়োজন৷ প্রথাগত খনিজ তেল বা সিন্থেটিক লুব্রিকেন্টগুলি উচ্চ বাষ্পের চাপ এবং রাসায়নিক অস্থিরতার কারণে এখানে ব্যর্থ হয়, তবে PFPE-এর অনন্য আণবিক গঠন এই জটিল চ্যালেঞ্জগুলিকে মোকাবেলা করে।

দূষণের জন্য কম বাষ্পের চাপ{0}}মুক্ত ভ্যাকুয়াম: PFPE এর সম্পূর্ণ ফ্লোরিনযুক্ত ব্যাকবোন শক্তিশালী C-F বন্ড তৈরি করে যা অস্থিরতা কমিয়ে দেয়-40 ডিগ্রিতে এটির বাষ্পের চাপ সাধারণত 10⁻⁶ Torr-এর নিচে, প্রচলিত তেলের তুলনায় 1000 গুণ কম। এটি লুব্রিকেন্ট বাষ্পীভবন এবং সংবেদনশীল ওয়েফার পৃষ্ঠ বা অপটিক্যাল উপাদানগুলিতে জমা হওয়া প্রতিরোধ করে, যা অন্যথায় ত্রুটি সৃষ্টি করবে এবং চিপের ফলন হ্রাস করবে। প্লাজমা এচিং-এ, যেখানে এমনকি ট্রেস দূষকও সার্কিট প্যাটার্ন পরিবর্তন করতে পারে, সেখানে PFPE-এর অ{7}}অস্থির প্রকৃতি নিশ্চিত করে যে ভ্যাকুয়াম চেম্বারটি আদিম থাকে।

চাপের অধীনে তাপ ও ​​রাসায়নিক স্থিতিশীলতা: ভ্যাকুয়াম পাম্পগুলি অপারেশন চলাকালীন উল্লেখযোগ্য তাপ উৎপন্ন করে, যার ভারবহন তাপমাত্রা প্রায়শই 150 ডিগ্রির বেশি হয়৷ PFPE বিস্তৃত তাপমাত্রা পরিসীমা (-65 ডিগ্রি থেকে 250 ডিগ্রি) জুড়ে স্থিতিশীল সান্দ্রতা বজায় রাখে, পাম্প রোটার এবং বিয়ারিংয়ের মতো ঘূর্ণায়মান উপাদানগুলিতে সামঞ্জস্যপূর্ণ লুব্রিকেশন ফিল্ম বেধ নিশ্চিত করে। অতিরিক্তভাবে, প্লাজমা এচিং এবং সিভিডি প্রক্রিয়াগুলি ক্ষয়কারী গ্যাস (যেমন, ফ্লোরিন, ক্লোরিন, অ্যামোনিয়া) এবং প্রতিক্রিয়াশীল প্লাজমা ব্যবহার করে যা স্ট্যান্ডার্ড লুব্রিকেন্টকে ক্ষয় করে। PFPE এর রাসায়নিক জড়তা অক্সিডেশন এবং ক্ষয় প্রতিরোধ করে, তেল ভাঙ্গন, স্লাজ গঠন এবং পরবর্তী পাম্পের ক্ষতি এড়ায়।

দীর্ঘায়ু জন্য তৈলাক্তকরণ প্রক্রিয়া: PFPE শারীরিক শোষণের মাধ্যমে ধাতব পৃষ্ঠে একটি টেকসই, কম-ঘর্ষণ ফিল্ম তৈরি করে, যা পাম্প শ্যাফ্ট এবং বিয়ারিংয়ের মতো চলমান অংশগুলির মধ্যে পরিধান হ্রাস করে। ফ্লোরিনযুক্ত বিকল্পগুলির বিপরীতে যা ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণা উৎপন্ন করতে পারে, PFPE পাম্প সামগ্রীর (ইস্পাত, অ্যালুমিনিয়াম, সিরামিক) সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ এবং বর্ধিত পরিষেবা ব্যবধানের জন্য এর লুব্রিকেটিং বৈশিষ্ট্যগুলি বজায় রাখে-প্রায়শই গুরুত্বপূর্ণ পাম্প সমাবেশগুলিতে "জীবনকালের তৈলাক্তকরণ" সক্ষম করে এবং রক্ষণাবেক্ষণ হ্রাস করে।

O-রিংগুলি ভ্যাকুয়াম চেম্বার, গ্যাস লাইন এবং সরঞ্জামের ইন্টারফেসে বায়ুরোধী সীল বজায় রাখার জন্য, প্রক্রিয়া গ্যাস বা বায়ুমণ্ডলীয় বাতাসের ফুটো প্রতিরোধের জন্য গুরুত্বপূর্ণ। সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদনে, সীলগুলি দ্বৈত হুমকির সম্মুখীন হয়: প্রক্রিয়া গ্যাস থেকে রাসায়নিক আক্রমণ এবং বারবার সরঞ্জাম সাইকেল চালানো থেকে যান্ত্রিক পরিধান। PFPE দুটি মূল প্রক্রিয়ার মাধ্যমে O-রিং কর্মক্ষমতা বাড়ায়:

 সারফেস লুব্রিকেশন এবং অ্যান্টি-আনুগত্য: O-রিংগুলি (প্রায়শই FFKM বা PTFE দিয়ে তৈরি) উচ্চ তাপমাত্রা বা চাপের মধ্যে সঙ্গম পৃষ্ঠের সাথে লেগে থাকতে পারে, যা সরঞ্জাম খোলার/বন্ধ করার সময় সীলের ক্ষতি করতে পারে। PFPE-ভিত্তিক লুব্রিকেন্ট (সাধারণত PTFE দিয়ে ঘন করা হয়) O-রিং পৃষ্ঠকে একটি কম-ঘর্ষণ, নন-ফিল্ম দিয়ে আবরণ করে যা ঘর্ষণ সহগকে 50% পর্যন্ত কমিয়ে দেয়। এটি আনুগত্য রোধ করে এবং যান্ত্রিক চাপকে কমিয়ে দেয়, অলুব্রিকেটেড বা প্রচলিতভাবে লুব্রিকেটেড সিলের তুলনায় O-রিং এর আয়ুষ্কাল 2-3 বার প্রসারিত করে।

 সীল সুরক্ষা এবং রাসায়নিক বাধা: ফ্লোরিন এবং হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিডের মতো গ্যাসগুলি সময়ের সাথে সাথে O- রিং উপাদানগুলিকে হ্রাস করতে পারে, যার ফলে ফোলা, ফাটল বা স্থিতিস্থাপকতা হ্রাস পায়। PFPE এর জড় প্রকৃতি একটি প্রতিরক্ষামূলক বাধা হিসাবে কাজ করে, ক্ষয়কারী পদার্থগুলিকে তাড়িয়ে দেয় এবং তাদের O- রিং ম্যাট্রিক্সে প্রবেশ করতে বাধা দেয়। এটি সিলের কম্প্রেশন সেট এবং স্থিতিস্থাপকতা সংরক্ষণ করে, হাজার হাজার প্রক্রিয়া চক্রের পরেও ধারাবাহিক সিলিং কার্যকারিতা নিশ্চিত করে। CVD সিস্টেমে, যেখানে পূর্ববর্তী গ্যাসগুলি (যেমন, সিলেন, টাইটানিয়াম ক্লোরাইড) অত্যন্ত প্রতিক্রিয়াশীল, সেখানে PFPE-লুব্রিকেটেড O-রিংগুলি গ্যাসের ফুটো প্রতিরোধ করে যা ফিল্মের অভিন্নতার সাথে আপস করতে পারে।

ভালভগুলি প্লাজমা এচিং এবং সিভিডি সিস্টেমে প্রক্রিয়া গ্যাস, অগ্রদূত এবং ভ্যাকুয়ামের প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করে, যার জন্য সুনির্দিষ্ট অ্যাকচুয়েশন এবং শূন্য ফুটো প্রয়োজন। কঠোর অপারেটিং অবস্থার-ক্ষয়কারী মিডিয়া, উচ্চ চাপের পার্থক্য, এবং ঘন ঘন সাইক্লিং-একটি লুব্রিকেন্টের দাবি করে যা তৈলাক্তকরণ এবং রাসায়নিক স্থিতিশীলতার ভারসাম্য বজায় রাখে।

সুনির্দিষ্ট অ্যাকচুয়েশনের জন্য ঘর্ষণ হ্রাস: ভালভগুলি স্টেম সিল, বল সীট ​​এবং গেট মেকানিজম ব্যবহার করে যেগুলি সঠিকভাবে গ্যাস প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করতে মসৃণ নড়াচড়ার প্রয়োজন। নিম্ন এবং উচ্চ উভয় তাপমাত্রায় PFPE-এর কম সান্দ্রতা ভালভ খোলার/বন্ধ করার সময় ন্যূনতম প্রতিরোধ নিশ্চিত করে, যা অভিন্ন এচিং বা জমার জন্য গুরুত্বপূর্ণ সুনির্দিষ্ট প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ সক্ষম করে। ভালভ উপকরণ (PTFE, স্টেইনলেস স্টীল, FFKM) এর সাথে এর সামঞ্জস্য লক্ষ লক্ষ চক্রের পরেও গল করা এবং জব্দ করা প্রতিরোধ করে।

রাসায়নিক জড়তা এবং দূষণ প্রতিরোধ: প্লাজমা এচিং সিস্টেমের ভালভগুলি প্রতিক্রিয়াশীল প্লাজমা এবং উপজাতগুলির সংস্পর্শে আসে যা লুব্রিকেন্টগুলিকে ক্ষয় করতে পারে, যা ভালভের স্টিকিং বা ফুটো হতে পারে। PFPE এই পদার্থগুলির দ্বারা অবক্ষয় প্রতিরোধ করে, ক্ষয়কারী উপজাতগুলির গঠন এড়ায় যা প্রক্রিয়া গ্যাসগুলিকে দূষিত করতে পারে। উপরন্তু, এর অ-অস্থির প্রকৃতি নিশ্চিত করে যে কোনো লুব্রিকেন্ট বাষ্প গ্যাসের প্রবাহে প্রবেশ না করে, ওয়েফার দূষণ রোধ করে। CVD সিস্টেমে, যেখানে এমনকি ট্রেস অমেধ্য ফিল্ম কম্পোজিশনের পরিবর্তন করতে পারে, PFPE এর পরিষ্কার অপারেশন প্রক্রিয়ার অখণ্ডতা বজায় রাখার জন্য অপরিহার্য।

চরম চক্রে দীর্ঘ-মেয়াদী স্থিতিশীলতা: সেমিকন্ডাক্টর ভালভগুলি উচ্চ-চাপের পরিবেশে ক্রমাগত কাজ করে, তাপমাত্রা -৪০ ডিগ্রি (চেম্বার শীতল হওয়ার সময়-ডাউন) থেকে ২০০ ডিগ্রি (প্রসেসিং চলাকালীন)। PFPE এর তাপীয় স্থিতিশীলতা সান্দ্রতা ভাঙ্গন বা দৃঢ়ীকরণ প্রতিরোধ করে, সমস্ত অপারেটিং পর্যায় জুড়ে নির্ভরযোগ্য তৈলাক্তকরণ নিশ্চিত করে। এটি অপরিকল্পিত রক্ষণাবেক্ষণকে হ্রাস করে এবং ভালভের পরিষেবা জীবনকে প্রসারিত করে, যা উচ্চ-ভলিউম উত্পাদন সুবিধাগুলির জন্য একটি মূল খরচ-সাশ্রয়ী সুবিধা।

প্লাজমা এচিং এবং সিভিডি প্রক্রিয়াগুলিতে, লুব্রিকেন্ট এবং সিলিং উপকরণগুলির কার্যকারিতা সরাসরি সরঞ্জামের নির্ভরযোগ্যতা এবং পণ্যের গুণমানকে প্রভাবিত করে। PFPE এর অতি-নিম্ন বাষ্পের চাপ, রাসায়নিক নিষ্ক্রিয়তা, ব্যাপক তাপমাত্রা সহনশীলতা, এবং কম ঘর্ষণ এর অনন্য সমন্বয় এটিকে শিল্পের সবচেয়ে চাহিদাপূর্ণ প্রয়োজনীয়তা মেটাতে সক্ষম একমাত্র উপাদান করে তোলে। প্রচলিত লুব্রিকেন্টের বিপরীতে যা দূষণ, ক্ষয় বা অকাল ব্যর্থতার ঝুঁকি রাখে, PFPE নিশ্চিত করে:

 সামঞ্জস্যপূর্ণ ভ্যাকুয়াম অখণ্ডতা এবং প্রক্রিয়া বিশুদ্ধতা

 গুরুত্বপূর্ণ উপাদানগুলির জন্য বর্ধিত পরিষেবা জীবন (পাম্প, ভালভ, ও-রিং)

 রক্ষণাবেক্ষণ খরচ এবং ডাউনটাইম হ্রাস

 সেমিকন্ডাক্টর ক্লিনরুম স্ট্যান্ডার্ডের সাথে সম্মতি (ISO ক্লাস 1-3)