TMA Vaporizers মধ্যে ধাতব দূষণ ঝুঁকি
50 ডিগ্রী এবং 500 এমবার এটমিক লেয়ার ডিপোজিশন (ALD) এর জন্য Trimethylaluminum (TMA) vaporizers এর চরম বিশুদ্ধতা প্রয়োজন। পিএফএ হিটারগুলি ট্রেস ধাতু (আল, ফে, কিউ) টিএমএ বাষ্পে লিচ করতে পারে, জমা হওয়া ফিল্মগুলিকে দূষিত করে। X-রে ফটোইলেক্ট্রন স্পেকট্রোস্কোপি (XPS) PFA পৃষ্ঠের অনুঘটক অবশিষ্টাংশের মাত্রা পরিমাপ করে। 10টি ALD টুল প্রস্তুতকারকদের কাছ থেকে পরিমাণগত বিশ্লেষণ দেখায় যে XPS ধাতব সামগ্রী সহ PFA% লিচ এ 0.1 এর নিচে<0.5 ppb metals after 3000 hours, while PFA with >0.5 at% leaches >5 ppb, যার ফলে ALD ফিল্মের ত্রুটি।
মেটাল লিচিং মেকানিজম এবং এক্সপিএস ডিটেকশন
পিএফএ-তে চুল্লির দেয়াল থেকে অবশিষ্ট পলিমারাইজেশন অনুঘটক (ক্রোমিয়াম, নিকেল, লোহা) এবং অ্যালুমিনিয়াম রয়েছে। এই ধাতুগুলি সময়ের সাথে সাথে পৃষ্ঠে ছড়িয়ে পড়ে এবং TMA বাষ্প (যা একটি শক্তিশালী হ্রাসকারী এজেন্ট হিসাবে কাজ করে) দ্বারা নিষ্কাশন করা হয়। XPS পৃষ্ঠের ধাতব ঘনত্ব পরিমাপ করে (পারমাণবিক %)। লিচিং হার পৃষ্ঠের ধাতব সামগ্রীর সাথে সম্পর্কযুক্ত, বাল্ক নয়।
| পিএফএ গ্রেড | XPS সারফেস মেটাল কন্টেন্ট (% এ) | আল লিচড (পিপিবি) | ফে লিচড (পিপিবি) | কিউ লিচড (পিপিবি) | ALD ফিল্ম প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| আল্ট্রা-বিশুদ্ধ (ফ্লোরিনযুক্ত) | <0.05 | 0.2 | 0.1 | 0.05 | <0.5% |
| উচ্চ-বিশুদ্ধতা (নিম্ন অবশিষ্টাংশ) | 0.1-0.2 | 0.8 | 0.4 | 0.2 | 1% |
| স্ট্যান্ডার্ড বাণিজ্যিক | 0.3-0.5 | 3 | 1.5 | 0.8 | 3-5% |
| ইকোনমি গ্রেড | 0.5-1.0 | 8 | 4 | 2 | 10-15% |
| পুনর্ব্যবহৃত/রিগ্রিন্ড | >1.0 | 20 | 10 | 5 | >25% |
হিটার সার্টিফিকেশনের জন্য XPS পরিমাপ প্রোটোকল
দ্রাবক পরিষ্কারের পরে (পৃষ্ঠের দূষণ অপসারণের জন্য) PFA হিটার পৃষ্ঠের XPS বিশ্লেষণের পরিমাপ করা উচিত:
| উপাদান | ALD গ্রেডের জন্য গ্রহণযোগ্য স্তর (% এ) | XPS দ্বারা সনাক্তযোগ্য? | সাধারণ উৎস |
|---|---|---|---|
| অ্যালুমিনিয়াম (Al 2p) | <0.05 | হ্যাঁ | চুল্লির দেয়াল |
| আয়রন (Fe 2p) | <0.02 | হ্যাঁ | অনুঘটক |
| Chromium (Cr 2p) | <0.02 | হ্যাঁ | অনুঘটক |
| নিকেল (Ni 2p) | <0.02 | হ্যাঁ | অনুঘটক |
| তামা (Cu 2p) | <0.01 | হ্যাঁ | দূষণ |
সময়ের সাথে সাথে সারফেস মেটাল বিবর্তন
ফ্রেশ পিএফএ-তে নিম্ন পৃষ্ঠের ধাতব সামগ্রী রয়েছে। 3000-ঘন্টা TMA এক্সপোজারের সময়, ধাতুগুলি পৃষ্ঠে ছড়িয়ে পড়ে। স্ট্যান্ডার্ড PFA এর জন্য:
| প্রকাশের সময় | XPS সারফেস মেটাল (% এ) | আল লিচড কিউমুলেটিভ (পিপিবি) | ALD এর জন্য গ্রহণযোগ্য? |
|---|---|---|---|
| 0 ঘন্টা | 0.08 | 0 | হ্যাঁ (প্রাথমিক) |
| 500 ঘন্টা | 0.15 | 1 | হ্যাঁ |
| 1000 ঘন্টা | 0.25 | 2 | প্রান্তিক |
| 2000 ঘন্টা | 0.40 | 4 | না |
| 3000 ঘন্টা | 0.60 | 8 | না |
অতি-বিশুদ্ধ PFA-এর জন্য, XPS ধাতু 5000+ ঘণ্টার জন্য%-এ ০.১-এর নিচে থাকে।
TMA বিশুদ্ধতা এবং লিচিং ত্বরণ
উচ্চতর TMA বিশুদ্ধতা (নিম্ন স্টেবিলাইজার কন্টেন্ট) লিচিং বাড়ায় কারণ স্টেবিলাইজার (ট্রাইথাইলামাইন) পৃষ্ঠগুলিকে নিষ্ক্রিয় করতে পারে। ইলেকট্রনিক গ্রেড TMA (6N বিশুদ্ধতা, কোন অ্যামাইন নয়), লিচিং রেট অ্যামাইন সহ নিম্ন বিশুদ্ধতা TMA-এর তুলনায় 2x বেশি। 6N TMA ব্যবহার করে ALD অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, শুধুমাত্র অতি-বিশুদ্ধ PFA উল্লেখ করুন।
প্রাচীর বেধ এবং লিচিং হার
লিচিং হল পৃষ্ঠের ঘটনা; প্রাচীরের বেধ বৃদ্ধি ধাতু নিষ্কাশন হ্রাস করে না। 2.0 মিমি বনাম. 3.0মিমি দেয়াল সহ স্ট্যান্ডার্ড পিএফএ-এর জন্য, প্রতি ইউনিট এলাকায় লিচিং হার অভিন্ন কারণ ধাতব উৎস হল পৃষ্ঠের ঘনত্ব, বাল্ক ডিফিউশন নয়। পুরু দেয়াল বিশুদ্ধতার জন্য কোন সুবিধা প্রদান করে না; পরিবর্তে, পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল এবং সংশ্লিষ্ট লিচিং কমাতে পাতলা দেয়াল (1.5-2.0 মিমি) সহ আল্ট্রা-বিশুদ্ধ পিএফএ নির্দিষ্ট করুন।
প্রি-লিচিং (বার্ন-ইন) পদ্ধতি
প্রাথমিক ধাতব প্রকাশ কমাতে, প্রি-লিচিং সম্পাদন করুন: 100 ঘন্টার জন্য 60 ডিগ্রিতে TMA দিয়ে হিটারটি পূরণ করুন, TMA বাতিল করুন, তারপর ইনস্টল করুন। এটি স্ট্যান্ডার্ড PFA-এর জন্য পরবর্তী লিচিং 80% এবং অতি-বিশুদ্ধ PFA-এর জন্য 50% হ্রাস করে৷ ALD টুলের জন্য, সার্টিফিকেশন সহ প্রি-লিচড হিটার উল্লেখ করুন।
ALD TMA Vaporizers জন্য স্পেসিফিকেশন নির্দেশিকা
50 ডিগ্রী, 500 এমবারে TMA ভ্যাপোরাইজারদের জন্য, 0.1 এর নিচে XPS পৃষ্ঠের ধাতব সামগ্রী সহ % (মোট Al+Fe+Cr+Ni+Cu) সহ অতি-বিশুদ্ধ PFA নির্দিষ্ট করুন। উৎপাদন ব্যাচের নমুনাগুলিতে XPS বিশ্লেষণের সরবরাহকারীর শংসাপত্রের প্রয়োজন। 100 ঘন্টার জন্য 60 ডিগ্রীতে TMA এর সাথে প্রি{10}}লিচিং নির্দিষ্ট করুন৷ প্রাচীর বেধের জন্য, 1.5 মিমি পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল কমানোর জন্য যথেষ্ট। সমালোচনামূলক ALD অ্যাপ্লিকেশনের জন্য (DRAM, লজিক ডিভাইস), ICP-MS ধাতব বিশ্লেষণের জন্য ত্রৈমাসিক TMA নমুনা প্রয়োজন, যখন Al 1 ppb-এর বেশি হয় তখন হিটার প্রতিস্থাপন করা। আল্ট্রা-বিশুদ্ধ পিএফএ (50-স্ট্যান্ডার্ডের বেশি 100%) এর প্রিমিয়াম সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদনে ALD ফিল্ম দূষণ প্রতিরোধ করে ন্যায়সঙ্গত হয় যেখানে একটি দূষিত ব্যাচের দাম $100,000-1,000,000। R&D ALD সিস্টেমের জন্য, প্রি-লিচিং সহ উচ্চ-বিশুদ্ধতা PFA গ্রহণযোগ্য হতে পারে।
