আরসিএ পরিষ্কারকরণ

আরসিএ পরিষ্কারকরণ () হলো ওয়েফার পরিষ্কারকরণের অন্যতম আদর্শ ধাপ যা সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদনে সিলিকন ওয়েফারের উচ্চ তাপমাত্রা প্রক্রিয়াজাতকরণ পদক্ষেপের (জারণ, বিচ্ছুরণ, সিভিডি) আগে সম্পাদন করা প্রয়োজন।

ভের্নার কার্ন ১৯৬৫ সালে রেডিও কর্পোরেশন অব আমেরিকার (আরসিএ)-র হয়ে কাজ করার সময় এ মৌলিক পদ্ধতিটি তৈরি করেন। এ পদ্ধতিটির সাথে যথাক্রমে সম্পাদিত নিম্নলিখিত রাসায়নিক প্রক্রিয়াগুলি জড়িত:

 জৈব দূষিক পদার্থ অপসারণ (জৈব পরিষ্কারকরণ + কণা পরিষ্কারকরণ)
 সরু অক্সাইডের স্তর অপসারণ (অক্সাইড স্ট্রিপ, ঐচ্ছিক)
 আয়নিক দূষণ অপসারণ (আয়নিক পরিষ্কারকরণ)

সাধারণ প্রক্রিয়া 
ওয়েফারগুলি ডিআয়োনাইজড পানিতে ভিজিয়ে প্রস্তুত করে নেয়া হয়। যদি তারা বেশি দূষিত হয়ে থাকে (দৃশ্যমান অবশিষ্টাংশ), তবে পিরানহা দ্রবণদ্বারা প্রাথমিকভাবে পরিষ্কার করার প্রয়োজন হতে পারে। ওয়েফারগুলোকে প্রতিটি পদক্ষেপে ডিআয়োনাইজড পানি দ্বারা ভালভাবে ধুয়ে ফেলা হয়।

আদর্শভাবে, ফিউজড সিলিকা বা ফিউজড কোয়ার্টজের পাত্রে প্রস্তুতকৃত দ্রবণে ওয়েফার নিমজ্জিত করে নিচের পদক্ষেপসমূহ পরিচালিত হয় (বোরোসিলিকেট গ্লাসওয়্যার ব্যবহার করা উচিত নয়, কারণ এর অশুদ্ধ উপাদান মিশে গিয়ে দূষণ ঘটায়)। এক্ষেত্রে সুপারিশ করা হয় যেন ব্যবহৃত রাসায়নিক উপাদানসমূহ বৈদ্যুতিক গ্রেড (বা "সিএমওএস গ্রেড") হয়, যা ওয়েফারকে পুনরায় দূষিত করবে এমন অশুদ্ধ উপাদানের অনুপস্থিতি নির্দেশ করে।

প্রথম ধাপ (এসসি-১): জৈব পরিষ্কারকরণ + কণা পরিষ্কারকরণ 
প্রথম ধাপের (এসসি-১ বলা হয়, যেখানে এস সি মানে স্ট্যান্ডার্ড ক্লিন) দ্রবণে ব্যবহৃত হয় (অনুপাত ভিন্ন হতে পারে):

 ৫ ভাগ ডিআয়োনাইজড পানি
 অ্যামোনিয়া পানির ১ ভাগ, (NH3-এর ওজন অনুযায়ী শতকরা ২৯%)
 জলীয় H2O2-এর ১ ভাগ (হাইড্রোজেন পারক্সাইড, ৩০%)
৭৫ বা ৮০° সেলসিয়াস তাপমাত্রায় সাধারণত ১০ মিনিটের জন্য এতে রাখা হয়। এর ফলে বেস-পারক্সাইড মিশ্রণ জৈব অবশিষ্টাংশ অপসারণ করে। কণাগুলি খুব কার্যকরভাবে অপসারণ করা হয়, এমনকি অদ্রবণীয় কণাগুলোও অপসারিত হয়। এর কারণ এসসি-১ পৃষ্ঠ এবং কণার জেটা বিভব পরিবর্তন করে এবং প্রতিহত করে। এই ব্যবস্থার ফলে সিলিকন পৃষ্ঠে একটি পাতলা সিলিকন ডাই অক্সাইড স্তর (প্রায় ১০ অ্যাংস্ট্রম) তৈরি হয়। এর সাথে ধাতব দূষণের একটি নির্দিষ্ট মাত্রা (বিশেষত লোহার) দেখা যায়, যা পরবর্তী ধাপে অপসারণ করা হবে।

দ্বিতীয় ধাপ (ঐচ্ছিক): অক্সাইড স্ট্রিপ 
ঐচ্ছিক দ্বিতীয় ধাপে (কেবল সিলিকন ওয়েফারের জন্য) প্রায় পনের সেকেন্ডের জন্য ২৫°সেন্টিগ্রেড তাপমাত্রায় জলীয় HF (হাইড্রোফ্লোরিক এসিড) এর ১:১০০ বা ১:৫০ মাত্রার দ্রবণে স্বল্প সময়ের জন্য নিমজ্জিত করা হয়। এর ফলে পাতলা অক্সাইড স্তর এবং আয়নিক দূষিত পদার্থের কিছু ভগ্নাংশ অপসারণ করা হয়। যদি এই ধাপটি অতি উচ্চ বিশুদ্ধ উপকরণ এবং অতি পরিষ্কার পাত্র ছাড়া সঞ্চালিত হয়, তবে এ ধাপের ফলে পুনরায় দূষণ বেড়ে যেতে পারে, যেহেতু সিলিকন পৃষ্ঠটি খুব প্রতিক্রিয়াশীল। পরবর্তী ধাপে (এসসি-২) অক্সাইড স্তর পুনরায় বৃদ্ধি পায়।

তৃতীয় ধাপ (এসসি-২): আয়নিক পরিষ্কারকরণ 
তৃতীয় ও শেষ ধাপের (এসসি-২ বলা হয়) দ্রবণে ব্যবহৃত হয় (অনুপাত ভিন্ন হতে পারে)

 ৬ ভাগ ডিআয়োনাইজড জল
 জলীয় HCl ১ ভাগ (হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড, ওজন অনুযায়ী ৩৭%)
 জলীয় H2O2-এর ১ টি অংশ (হাইড্রোজেন পারক্সাইড, ৩০%)
৭৫ বা ৮০° সেলসিয়াস তাপমাত্রায় সাধারণত ১০ মিনিটের জন্য এতে রাখা হয়। এর ফলে কার্যকরভাবে ধাতব (আয়নিক) দূষিত পদার্থের অবশিষ্ট অংশ অপসারিত হয়; যার মধ্যে কিছু এস সি-১ পরিষ্কারকরণ ধাপে শুরু হয়েছিল। এটি ওয়েফার পৃষ্ঠে একটি পাতলা পেসিভেটিং স্তর রেখে যায়, যা পৃষ্ঠকে পরবর্তী দূষণ থেকে রক্ষা করে (খালি ও উন্মুক্ত সিলিকন অতিদ্রুত দূষিত হয়)।

চতুর্থ ধাপ: রিন্সিং এবং শুষ্ককরণ 
যদি আরসিএ পরিষ্কারকরণ উচ্চমাত্রার বিশুদ্ধ রাসায়নিক এবং পরিষ্কার গ্লাসওয়্যার ব্যবহার করে করা হয়ে থাকে, উপরোক্ত ধাপসমূহের ফলাফল হিসেবে খুব পরিষ্কার ওয়েফার পৃষ্ঠ পাওয়া যায়। তবে ওয়েফারটি তখনও পানিতে নিমজ্জিত অবস্থায় থাকে। রিনসিং এবং শুষ্ককরণ ধাপসমূহ অবশ্যই সঠিকভাবে সম্পাদন করতে হবে (প্রবাহিত পানির মাধ্যমে) যেহেতু পৃষ্ঠটি সহজেই পানির পৃষ্ঠে ভাসমান জৈব এবং কণাদ্বারা পুনরায় দূষিত হতে পারে। ওয়েফারটি কার্যকরভাবে ধুয়ে শুষ্ক করে তুলতে বিভিন্ন পদ্ধতি ব্যবহার করা যেতে পারে।

অতিরিক্ত 
এক্স সিটু পরিষ্কারকরণ প্রক্রিয়ার প্রথম ধাপটি হলো ট্রাইক্লোরোয়েথিলিন, অ্যাসিটোন এবং মিথানলে ওয়েফারকে আলট্রাসনিকভাবে ডিগ্রিজ করা।

তথ্যসূত্র

বহিঃসংযোগ 
 আরসিএ পরিষ্কারকরণ, স্কুল অব ইলেকট্রিক্যাল অ্যান্ড কম্পিউটার ইঞ্জিনিয়ারিং, জর্জিয়া ইনস্টিটিউট অব টেকনোলজি

অর্ধপরিবাহী কলকৌশল নির্মাণ