স্পেকট্রোমিটার দিয়ে প্লাজমা ইটচিং প্রক্রিয়া এবং শেষ পয়েন্ট পর্যবেক্ষণের অ্যাপ্লিকেশন

১. পটভূমি

প্লাজমা এচিং হল সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদন এবং অন্যান্য মাইক্রো/ন্যানো প্রক্রিয়াকরণ ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত একটি শুষ্ক এচিং প্রযুক্তি। এটি উপাদান পৃষ্ঠের সাথে ভৌতভাবে আঘাত এবং রাসায়নিকভাবে বিক্রিয়া করার জন্য প্লাজমাতে উচ্চ-শক্তির আয়ন এবং র‍্যাডিকেল ব্যবহার করে, যা সুনির্দিষ্ট উপাদান এচিং অর্জন করে। প্লাজমা এচিং প্রক্রিয়ায় জটিল ভৌত এবং রাসায়নিক মিথস্ক্রিয়া জড়িত থাকে, যার মধ্যে চার্জযুক্ত কণাগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়া এবং রাসায়নিক বিক্রিয়ার হার এবং প্রক্রিয়া অন্তর্ভুক্ত। এই প্রক্রিয়াগুলি সম্পূর্ণরূপে অনুকরণ এবং তাত্ত্বিকভাবে বিশ্লেষণ করা কঠিন, যার জন্য পরীক্ষামূলক পদ্ধতির মাধ্যমে রিয়েল-টাইম পর্যবেক্ষণ এবং নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজন হয়।

২. পদ্ধতি

এচিং প্রক্রিয়া নিরীক্ষণের জন্য বিভিন্ন পদ্ধতি রয়েছে, যেমন ভর স্পেকট্রোমেট্রি, ল্যাংমুইর প্রোব, ইম্পিডেন্স পদ্ধতি, অপটিক্যাল রিফ্লেক্টোমেট্রি এবং অপটিক্যাল এমিশন স্পেকট্রোস্কোপি (OES)। এদের মধ্যে, OES একটি বহুল ব্যবহৃত প্রধান শেষবিন্দু সনাক্তকরণ প্রযুক্তি। OES হল একটি রিয়েল-টাইম, ইন-সিটু বিশ্লেষণ কৌশল যা নির্দিষ্ট অবস্থার অধীনে নির্গত বর্ণালী পরিমাপ করে পদার্থের গঠন এবং বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করে। এটি প্লাজমা এচিং প্রক্রিয়াকে ব্যাহত করে না এবং এচিং প্রক্রিয়ার শেষবিন্দু পরিবর্তন এবং প্যারামিটার পরিবর্তনগুলি সনাক্ত করতে পারে।

৩. OES পর্যবেক্ষণের নীতি

প্লাজমা এচিং প্রক্রিয়ায়, OES দ্বারা সনাক্ত করা উপাদানগুলি এচ করা উপাদানের গঠন এবং এচিংয়ের সময় গঠিত সম্ভাব্য বিক্রিয়া পণ্য এবং উদ্বায়ী গ্রুপের উপর নির্ভর করে। OES প্লাজমা থেকে নির্গত বর্ণালী বিশ্লেষণ করে উপাদানগুলির প্রকার এবং ঘনত্ব নির্ধারণ করে, যার মাধ্যমে এচিং প্রক্রিয়া পর্যবেক্ষণ করা হয়।

বিশেষভাবে, OES ধাতু উপাদান (যেমন, অ্যালুমিনিয়াম, তামা, লোহা), অধাতু উপাদান (যেমন, সিলিকন, অক্সিজেন, নাইট্রোজেন) এবং এচিং প্রক্রিয়ার সময় গঠিত হতে পারে এমন উদ্বায়ী যৌগগুলি সনাক্ত করতে পারে। সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদনে, যেখানে প্লাজমা এচিং প্রায়শই সিলিকন-ভিত্তিক উপাদানের জন্য ব্যবহৃত হয়, OES সিলিকনের বর্ণালী বৈশিষ্ট্যগুলির উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে। এছাড়াও, যদি ফ্লোরিন বা ক্লোরিন-যুক্ত গ্যাস (যেমন, SF6, Cl2) এচিংয়ের সময় ব্যবহার করা হয়, তাহলে OES ফ্লোরিন বা ক্লোরিন বর্ণালী সংকেতও সনাক্ত করতে পারে।

OES দ্বারা সনাক্ত করা উপাদান এবং ঘনত্বগুলি প্লাজমা উত্তেজনা শর্ত, স্পেকট্রোমিটারের রেজোলিউশন এবং সংবেদনশীলতা এবং নমুনার বৈশিষ্ট্যগুলির মতো কারণগুলির দ্বারা প্রভাবিত হয়। অতএব, নির্দিষ্ট এচিং প্রক্রিয়া এবং উপাদানের উপর ভিত্তি করে উপযুক্ত OES সনাক্তকরণ শর্ত এবং পরামিতি নির্বাচন করতে হবে।

একটি উন্নত পর্যবেক্ষণ কৌশল হিসাবে, OES সেমিকন্ডাক্টর এচিং প্রক্রিয়ায়, বিশেষ করে শেষবিন্দু সনাক্তকরণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। এচিং প্রক্রিয়া অগ্রসর হওয়ার সাথে সাথে এবং উপরের ফিল্মটি ধীরে ধীরে অপসারণের ফলে, অন্তর্নিহিত উপাদানটি উন্মোচিত হয়, প্লাজমার মধ্যে গ্যাসের পরিবেশ উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয়। এই পরিবর্তন, অন্তর্নিহিত উপাদান দ্বারা নির্গত উদ্বায়ী এচিং উপজাতের কারণে, প্লাজমাতে নিরপেক্ষ পদার্থের ঘনত্ব এবং তাদের সংশ্লিষ্ট নির্গমন বর্ণালী তীব্রতাকে সরাসরি প্রভাবিত করে। OES সংকেতের অস্থায়ী পরিবর্তনগুলি ক্রমাগত নিরীক্ষণের মাধ্যমে, ডাইইলেকট্রিক স্তরের এচিং অগ্রগতি সঠিকভাবে ট্র্যাক করা যেতে পারে, যা অতিরিক্ত এচিং প্রতিরোধে কার্যকর।

OES প্লাজমার মধ্যে অমেধ্য সংকেত সনাক্ত করতে পারে। এচিং মেশিনের স্বাভাবিক এবং অস্বাভাবিক অপারেটিং অবস্থার অধীনে, OES বর্ণালী উল্লেখযোগ্য পার্থক্য দেখায়, যা সম্ভাব্য সিস্টেম সমস্যা নির্ণয়ের জন্য একটি শক্তিশালী হাতিয়ার সরবরাহ করে। উদাহরণস্বরূপ, বর্ণালী তুলনা করলে দ্রুত সনাক্ত করা যেতে পারে যে বায়ু লিক হচ্ছে কিনা, ভর প্রবাহ নিয়ন্ত্রকদের (MFC) অনুপযুক্ত সমন্বয়auxiliary গ্যাস প্রবাহের অস্বাভাবিকতা সৃষ্টি করছে কিনা, অথবা অমেধ্য গ্যাস দ্বারা দূষণ হচ্ছে কিনা।

OES প্লাজমা এবং এচিংয়ের অভিন্নতা মূল্যায়ন করতে পারে, যা ওয়েফারের উপর প্লাজমা এবং রাসায়নিক এচ্যান্টগুলির অভিন্ন বিতরণ নিশ্চিত করে উচ্চ-মানের এচিং অর্জনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ। মাল্টি-অপটিক্যাল পাথ পরিমাপ পদ্ধতি ব্যবহার করে, OES রেডিয়াল এচিং অভিন্নতা বিতরণ মানচিত্র করতে পারে, যা প্রক্রিয়া অপটিমাইজেশনের জন্য মূল্যবান ডেটা সরবরাহ করে। পরীক্ষাগুলি বিভিন্ন ওয়েফার অবস্থানে OES সংকেত তীব্রতা এবং এচিং অভিন্নতার মধ্যে একটি ঘনিষ্ঠ সম্পর্ক দেখিয়েছে। প্লাজমা পরামিতিগুলিকে গতিশীলভাবে সমন্বয় করা রেডিয়াল এচিং অ-অভিন্নতা কার্যকরভাবে নিয়ন্ত্রণ এবং হ্রাস করতে পারে।

OES রৈখিক নির্গমন বর্ণালীর মাধ্যমে প্লাজমার মধ্যে নিরপেক্ষ কণা, আয়ন এবং র‍্যাডিকেলের ঘনত্ব পরিমাণগতভাবে পরিমাপ করতে পারে। পরিচিত ঘনত্ব সহ নিষ্ক্রিয় গ্যাস (যেমন, কম ঘনত্বের Ar) এক্সপোজার গ্যাস হিসাবে ব্যবহার করে, যার বৈশিষ্ট্যপূর্ণ নির্গমন রেখাগুলি পরিমাপ করা সক্রিয় রাসায়নিক আয়নগুলির মতো, প্লাজমা কণাগুলির আপেক্ষিক ঘনত্বগুলির পরোক্ষ গণনা করার অনুমতি দেয়।

Cl2 এবং Ar মিশ্র গ্যাস এচিং পরিবেশে, Cl2 ঘনত্বের সাথে RF পাওয়ারের সম্পর্ক জটিল। পরীক্ষামূলক ডেটা দেখায় যে উজ্জ্বল ক্ষেত্র মোডে, বর্ণালী তীব্রতা RF পাওয়ার বাড়ার সাথে সাথে হ্রাস পায়, যা জটিল প্লাজমা পরিবেশে OES-এর সংবেদনশীলতা এবং প্রয়োগের মূল্যকে তুলে ধরে।

OES, উপাদান সনাক্তকরণে এর সুবিধা, এচিং সরঞ্জামের সাথে উচ্চ সংহতকরণ, এবং নতুন প্রক্রিয়া উন্নয়ন এবং বিশ্লেষণের জন্য শক্তিশালী সমর্থন সহ, শেষবিন্দু সনাক্তকরণে একটি পছন্দের সরঞ্জাম। যাইহোক, ডেটা ব্যাখ্যার জটিলতা এবং বিশাল পরিমাণে কাঁচা ডেটা ব্যবহারিক অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে চ্যালেঞ্জ তৈরি করে।

৪. সিস্টেম উপাদান

একটি OES সনাক্তকরণ সিস্টেম জিনস্প SR100Q স্পেকট্রোমিটারের মতো যন্ত্র ব্যবহার করতে পারে, যা বিস্তৃত তরঙ্গদৈর্ঘ্য পরিসীমা কভারেজ (UV-দৃশ্যমান-নিকট IR), উচ্চ রেজোলিউশন, কম স্ট্রে লাইট, উচ্চ সংবেদনশীলতা, কম শব্দ, উচ্চ সংকেত-থেকে-শব্দ অনুপাত, এবং উচ্চ-গতির পরীক্ষার জন্য সহজ সফ্টওয়্যার ইন্টিগ্রেশন প্রদান করে। এটি একটি পর্যবেক্ষণ সিস্টেম সেট আপ করার জন্য অ্যান্টি-এজিং ফাইবার এবং কোসাইন কারেক্টর দিয়ে কাস্টমাইজ করা যেতে পারে। কোসাইন কারেক্টর উইন্ডো দিয়ে বিক্রিয়া চেম্বার থেকে প্লাজমা বর্ণালী সংগ্রহ করে, অপটিক্যাল ফাইবারের মাধ্যমে স্পেকট্রোমিটারে সংকেত প্রেরণ করে প্রক্রিয়াকরণের জন্য, বিশ্লেষণের জন্য পর্যবেক্ষণ বর্ণালী আউটপুট করে।