স্পেকট্রোমিটার দিয়ে প্লাজমা ইটচিং প্রক্রিয়া এবং শেষ পয়েন্ট পর্যবেক্ষণের অ্যাপ্লিকেশন

1. পটভূমি

প্লাজমা ইটচিং হল সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদন এবং অন্যান্য মাইক্রো / ন্যানো প্রক্রিয়াকরণ ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত শুকনো ইটচিং প্রযুক্তি।এটি প্লাজমাতে উচ্চ-শক্তির আয়ন এবং র্যাডিক্যাল ব্যবহার করে শারীরিকভাবে বোমা ফেলতে এবং রাসায়নিকভাবে উপাদান পৃষ্ঠের সাথে প্রতিক্রিয়াপ্লাজমা ইটচিং প্রক্রিয়া জটিল শারীরিক এবং রাসায়নিক মিথস্ক্রিয়া জড়িত,যার মধ্যে রয়েছে চার্জযুক্ত কণাগুলির মধ্যে পারস্পরিক সম্পর্ক এবং রাসায়নিক বিক্রিয়াগুলির গতি এবং প্রক্রিয়াএই প্রক্রিয়াগুলি সম্পূর্ণরূপে সিমুলেট করা এবং তাত্ত্বিকভাবে বিশ্লেষণ করা কঠিন, যা পরীক্ষামূলক পদ্ধতির মাধ্যমে রিয়েল-টাইম মনিটরিং এবং নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজন।

2. পদ্ধতি

খোদাই প্রক্রিয়া পর্যবেক্ষণের জন্য বিভিন্ন পদ্ধতি রয়েছে, যেমন ভর স্পেকট্রোমিট্রি, ল্যাংমুর প্রোব, প্রতিরোধ পদ্ধতি, অপটিক্যাল রিফ্লেক্টোমিট্রি এবং অপটিক্যাল ইমিশন স্পেকট্রোস্কোপি (ওইএস) । এর মধ্যে,ওইএস একটি বহুল ব্যবহৃত মূলধারার এন্ডপয়েন্ট সনাক্তকরণ প্রযুক্তি. ওইএস একটি রিয়েল-টাইম, ইন-সিতু বিশ্লেষণ কৌশল যা নির্দিষ্ট অবস্থার অধীনে নির্গত বর্ণালীগুলি পরিমাপ করে পদার্থের গঠন এবং বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করে।এটি প্লাজমা খোদাই প্রক্রিয়া বিরক্ত করে না এবং খোদাই প্রক্রিয়ার শেষ পয়েন্ট পরিবর্তন এবং পরামিতির পরিবর্তন সনাক্ত করতে পারে.

3. ওইএস মনিটরিং এর নীতি

প্লাজমা খোদাই প্রক্রিয়ায়, ওইএস দ্বারা সনাক্ত করা উপাদানগুলি খোদাই করা উপাদানের গঠন এবং সম্ভাব্য প্রতিক্রিয়া পণ্য এবং খোদাইয়ের সময় গঠিত উদ্বায়ী গ্রুপগুলির উপর নির্ভর করে।OES প্লাজমা থেকে নির্গত বর্ণালী বিশ্লেষণ করে উপাদানের ধরন এবং ঘনত্ব নির্ধারণ করে, যার ফলে ইটচিং প্রক্রিয়া পর্যবেক্ষণ করা হয়।

বিশেষ করে, ওইএস ধাতব উপাদান (যেমন, অ্যালুমিনিয়াম, তামা, লোহা), অ-ধাতব উপাদান (যেমন, সিলিকন, অক্সিজেন, নাইট্রোজেন),এবং অস্থায়ী যৌগ যা ইটচিং প্রক্রিয়ার সময় গঠিত হতে পারে. সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদনে, যেখানে প্লাজমা ইটচিং প্রায়শই সিলিকন ভিত্তিক উপকরণগুলির জন্য ব্যবহৃত হয়, OES সিলিকনের বর্ণালী বৈশিষ্ট্যগুলিতে ফোকাস করে।যদি ফ্লোরিন বা ক্লোরিন ধারণকারী গ্যাস (eউদাহরণস্বরূপ, SF6, Cl2) খোদাইয়ের সময় ব্যবহার করা হয়, OES ফ্লোরিন বা ক্লোরিন বর্ণালী সংকেত সনাক্ত করতে পারে।

OES দ্বারা সনাক্তকৃত উপাদান এবং ঘনত্বগুলি প্লাজমা উত্তেজনার শর্ত, স্পেকট্রোমিটারের রেজোলিউশন এবং সংবেদনশীলতা এবং নমুনার বৈশিষ্ট্যগুলির মতো কারণগুলির দ্বারা প্রভাবিত হয়। অতএব,নির্দিষ্ট ইটিং প্রক্রিয়া এবং উপকরণগুলির উপর ভিত্তি করে উপযুক্ত OES সনাক্তকরণ শর্ত এবং পরামিতি নির্বাচন করা প্রয়োজন.

একটি উন্নত মনিটরিং কৌশল হিসাবে, ওইএস সেমিকন্ডাক্টর ইটচিং প্রসেসগুলিতে বিশেষত এন্ডপয়েন্ট সনাক্তকরণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।যেমন ইটচিং প্রক্রিয়া অগ্রগতি এবং উপরের ফিল্ম ধীরে ধীরে অপসারণ করা হয়, অন্তর্নিহিত উপাদান প্রকাশ, প্লাজমা মধ্যে গ্যাস পরিবেশ উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তন। এই পরিবর্তন, অন্তর্নিহিত উপাদান দ্বারা মুক্তি উদ্বায়ী খোদাই উপ-পণ্য কারণে,সরাসরি প্লাজমাতে নিরপেক্ষ পদার্থের ঘনত্ব এবং তাদের সংশ্লিষ্ট নির্গমন বর্ণালী তীব্রতা প্রভাবিত করেOES সিগন্যালের সময়ের পরিবর্তনগুলি ক্রমাগত পর্যবেক্ষণ করে, ডায়েলক্ট্রিক স্তরের ইটিং অগ্রগতি সঠিকভাবে ট্র্যাক করা যেতে পারে, কার্যকরভাবে ওভার-ইটিং প্রতিরোধ করে।

OES এছাড়াও প্লাজমার মধ্যে অমেধ্য সংকেত সনাক্ত করতে পারে। ইটিং মেশিনের স্বাভাবিক এবং অস্বাভাবিক অপারেটিং অবস্থার অধীনে, OES বর্ণালী উল্লেখযোগ্য পার্থক্য দেখায়,সম্ভাব্য সিস্টেম সমস্যা নির্ণয়ের জন্য একটি শক্তিশালী সরঞ্জাম প্রদানউদাহরণস্বরূপ, স্পেকট্রা তুলনা করে দ্রুত বাতাসের ফুটো, ভর প্রবাহ নিয়ামক (এমএফসি) এর ভুল সমন্বয় যা সহায়ক গ্যাস প্রবাহের অস্বাভাবিকতা সৃষ্টি করে তা সনাক্ত করা যায়,বা অশুচি গ্যাস দ্বারা দূষণ.

ওইএস প্লাজমা এবং ইটচিং অভিন্নতা মূল্যায়ন করতে পারে, যা ওফারের উপর প্লাজমা এবং রাসায়নিক ইটচ্যান্টের অভিন্ন বিতরণ নিশ্চিত করে উচ্চমানের ইটচিং অর্জনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ।মাল্টি-অপটিক্যাল পাথ পরিমাপ পদ্ধতি ব্যবহার করে, OES রেডিয়াল ইটচিং অভিন্নতা বন্টন ম্যাপ করতে পারে, প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজেশান জন্য মূল্যবান তথ্য প্রদান করে।পরীক্ষাগুলি বিভিন্ন ওয়েফার অবস্থানে ওইএস সংকেত তীব্রতা এবং ইটিং অভিন্নতা মধ্যে একটি ঘনিষ্ঠ সম্পর্ক দেখিয়েছেন. প্লাজমা পরামিতিগুলি গতিশীলভাবে সামঞ্জস্য করা কার্যকরভাবে রেডিয়াল ইটিং অ-একরূপতা নিয়ন্ত্রণ এবং হ্রাস করতে পারে।

ওইএস প্লাজমার মধ্যে নিরপেক্ষ কণা, আয়ন এবং র্যাডিক্যালগুলির ঘনত্বকে রৈখিক নির্গমন বর্ণালীগুলির মাধ্যমে পরিমাণগতভাবে পরিমাপ করতে পারে। পরিচিত ঘনত্বের সাথে নিষ্ক্রিয় গ্যাসগুলি ব্যবহার করে (যেমন,কম ঘনত্ব Ar) এক্সপোজার গ্যাস হিসাবে, যার চরিত্রগত নির্গমন রেখাগুলি পরিমাপ করা সক্রিয় রাসায়নিক আয়নগুলির অনুরূপ, প্লাজমা কণার আপেক্ষিক ঘনত্বের পরোক্ষ গণনা করার অনুমতি দেয়।

Cl2 এবং Ar মিশ্রিত গ্যাস খোদাই পরিবেশে, Cl2 ঘনত্ব এবং RF শক্তি মধ্যে সম্পর্ক জটিল। পরীক্ষামূলক তথ্য দেখায় যে উজ্জ্বল ক্ষেত্র মোডে,RF পাওয়ার বৃদ্ধি সঙ্গে বর্ণালী তীব্রতা হ্রাস, জটিল প্লাজমা পরিবেশে ওইএসের সংবেদনশীলতা এবং অ্যাপ্লিকেশন মানকে তুলে ধরে।

উপাদান সনাক্তকরণে ওইএস এর সুবিধা, ইটচিং সরঞ্জামগুলির সাথে উচ্চ সংহতকরণ এবং নতুন প্রক্রিয়া বিকাশ এবং বিশ্লেষণের জন্য শক্তিশালী সমর্থন, এন্ডপয়েন্ট সনাক্তকরণে একটি পছন্দসই সরঞ্জাম।কিন্তু, তথ্যের ব্যাখ্যা জটিলতা এবং অপরিশোধিত তথ্যের বিশাল পরিমাণ ব্যবহারিক প্রয়োগে চ্যালেঞ্জ সৃষ্টি করে।

4. সিস্টেম উপাদান

একটি OES সনাক্তকরণ সিস্টেম Jinsp SR100Q স্পেকট্রোমিটারের মতো যন্ত্র ব্যবহার করতে পারে যা বিস্তৃত তরঙ্গদৈর্ঘ্য পরিসীমা (ইউভি-দৃশ্যমান-নিকট আইআর), উচ্চ রেজোলিউশন, কম বিচ্যুত আলো, উচ্চ সংবেদনশীলতা,কম শব্দ, উচ্চ সংকেত-শব্দ অনুপাত, এবং উচ্চ গতির পরীক্ষার জন্য সহজ সফ্টওয়্যার ইন্টিগ্রেশন। এটি একটি পর্যবেক্ষণ সিস্টেম সেট আপ করার জন্য অ্যান্টি-এজিং ফাইবার এবং কোসিনস সংশোধনকারীদের সাথে কাস্টমাইজ করা যেতে পারে।কোসিনাস সংশোধনকারী উইন্ডো মাধ্যমে প্রতিক্রিয়া চেম্বার থেকে প্লাজমা বর্ণালী সংগ্রহ করে, অপটিক্যাল ফাইবারের মাধ্যমে স্পেকট্রোমিটারে প্রক্রিয়াকরণের জন্য সংকেত প্রেরণ করে, বিশ্লেষণের জন্য পর্যবেক্ষণ স্পেকট্রাম আউটপুট করে।