Hoe om 'n PECVD-boot te kies, te gebruik en te onderhou?

1. Wat is 'n PECVD-boot?

1.1 Definisie en kernfunksies

PECVD-boot (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) is 'n kerninstrument wat gebruik word om wafers of substrate in die PECVD-proses te dra. Dit moet stabiel werk in 'n hoëtemperatuur- (300-600°C), plasma-geaktiveerde en korrosiewe gas- (soos SiH₄, NH₃) omgewing. Die hooffunksies daarvan sluit in:

● Presiese posisionering: verseker eenvormige waferspasiëring en vermy deklaaginterferensie.
● Termiese veldbeheer: optimaliseer temperatuurverspreiding en verbeter filmuniformiteit.
● Besoedelingswerende versperring: Isoleer plasma van die toerustingholte om die risiko van metaalbesmetting te verminder.

1.2 Tipiese strukture en materiale

Materiaalkeuse:

● Grafietboot (hoofstroomkeuse): hoë termiese geleidingsvermoë, hoë temperatuurweerstand, lae koste, maar benodig 'n bedekking om gaskorrosie te voorkom.
●Kwartsboot: Ultrahoë suiwerheid, chemies bestand, maar hoogs bros en duur.
●Keramiek (soos Al₂O₃): slytbestand, geskik vir hoëfrekwensieproduksie, maar swak termiese geleidingsvermoë.

Belangrike ontwerpkenmerke:

● Gleufspasiëring: Pas die waferdikte aan (soos 0.3-1mm toleransie).
●Lugvloei-gatontwerp: optimaliseer reaksiegasverspreiding en verminder randeffek.
●Oppervlakbedekking: Gewone SiC-, TaC- of DLC- (diamantagtige koolstof) bedekking om die lewensduur te verleng.

2. Waarom moet ons aandag gee aan die werkverrigting van PECVD-bote?

2.1 Vier hooffaktore wat prosesopbrengs direk beïnvloed

✔ Besoedelingsbeheer:
Onsuiwerhede in die bootromp (soos Fe en Na) verdamp by hoë temperature, wat gaatjies of lekkasies in die film veroorsaak.
Afskilfering van die laag sal deeltjies inbring en defekte in die laag veroorsaak (byvoorbeeld, deeltjies > 0.3μm kan veroorsaak dat die batterydoeltreffendheid met 0.5% daal).

✔ Termiese velduniformiteit:
Ongelyke hittegeleiding van die PECVD-grafietboot sal lei tot verskille in filmdikte (byvoorbeeld, onder die eenvormigheidsvereiste van ±5%, moet die temperatuurverskil minder as 10°C wees).

✔ Plasma-versoenbaarheid:
Onbehoorlike materiale kan abnormale ontlading veroorsaak en die wafer of toestelelektrodes beskadig.

✔ Diensduur en koste:
Lae-gehalte bootrompe moet gereeld vervang word (bv. een keer per maand), en jaarlikse onderhoudskoste is duur.

3. Hoe om 'n PECVD-boot te kies, te gebruik en te onderhou?

3.1 Driestap-seleksiemetode

Stap 1: Verduidelik prosesparameters

● Temperatuurreeks: Grafiet + SiC-laag kan onder 450°C gekies word, en kwarts of keramiek word bo 600°C benodig.
●Gassoort: Wanneer dit korrosiewe gasse soos Cl2 en F- bevat, moet hoëdigtheid-bedekkings gebruik word.
●Wafelgrootte: 8-duim/12-duim bootstruktuursterkte verskil aansienlik en vereis gerigte ontwerp.

Stap 2: Evalueer prestasiemaatstawwe

Sleutelmetrieke:

●Oppervlakruheid (Ra): ≤0.8μm (kontakoppervlak moet ≤0.4μm wees)
●Deklaagbindingsterkte: ≥15MPa (ASTM C633 standaard)
●Hoë temperatuur vervorming (600 ℃): ≤0.1 mm/m (24 uur toets)

Stap 3: Verifieer versoenbaarheid

● Toerustingpassing: Bevestig die koppelvlakgrootte met hoofstroommodelle soos AMAT Centura, centrotherm PECVD, ens.
● Proefproduksietoets: Dit word aanbeveel om 'n klein bondeltoets van 50-100 stukke uit te voer om die eenvormigheid van die deklaag te verifieer (standaardafwyking van filmdikte <3%).

3.2 Beste praktyke vir gebruik en onderhoud

Bedryfspesifikasies:

✔Voorskoonmaakproses:

● Voor die eerste gebruik moet die Xinzhou vir 30 minute met Ar-plasma gebombardeer word om onsuiwerhede wat op die oppervlak geadsorbeer is, te verwyder.

●Na elke proses word SC1 (NH₄OH:H₂O₂:H₂O=1:1:5) gebruik vir skoonmaak om organiese residue te verwyder.

✔ Laai taboes:

●Oorlading is verbode (bv. die maksimum kapasiteit is ontwerp om 50 stukke te wees, maar die werklike lading moet ≤ 45 stukke wees om spasie vir uitbreiding te reserveer).

●Die rand van die wafer moet ≥2 mm van die einde van die boottenk af wees om plasma-randeffekte te voorkom.

✔ Wenke vir die verlenging van die lewe

● Herstel van bedekkings: Wanneer die oppervlakruheid Ra > 1.2 μm is, kan die SiC-bedekking deur CVD herafgesit word (die koste is 40% laer as vervanging).

✔ Gereelde toetsing:

● Maandeliks: Kontroleer die integriteit van die laag met behulp van witlig-interferometrie.
●Kwartaalliks: Analiseer die kristallisasiegraad van die boot deur middel van XRD (kwartswaferboot met kristalfase > 5% moet vervang word).

4. Wat is die algemene probleme?

V1: Kan diePECVD-bootin die LPCVD-proses gebruik word?

A: Nie aanbeveel nie! LPCVD het 'n hoër temperatuur (gewoonlik 800-1100°C) en moet hoër gasdruk weerstaan. Dit vereis die gebruik van materiale wat meer bestand is teen temperatuurveranderinge (soos isostatiese grafiet), en die gleufontwerp moet termiese uitbreidingskompensasie in ag neem.
V2: Hoe kan ek bepaal of die boot se romp gefaal het?

A: Stop gebruik onmiddellik indien die volgende simptome voorkom:
Krake of afskilfering van die laag is met die blote oog sigbaar.
Die standaardafwyking van die waferbedekkingsuniformiteit was >5% vir drie opeenvolgende bondels.
Die vakuumgraad van die proseskamer het met meer as 10% gedaal.

V3: Grafietboot teenoor kwartsboot, hoe om te kies？

Gevolgtrekking: Grafietbote word verkies vir massaproduksiescenario's, terwyl kwartsbote vir wetenskaplike navorsing/spesiale prosesse oorweeg word.

Gevolgtrekking:

Alhoewel diePECVD-bootis nie die hooftoerusting nie, maar die "stille bewaker" van prosesstabiliteit. Van seleksie tot onderhoud, elke detail kan 'n belangrike deurbraakpunt vir opbrengsverbetering word. Ek hoop hierdie gids sal jou help om deur die tegniese mis te dring en die optimale oplossing vir kostevermindering en doeltreffendheidsverbetering te vind!