Kako odabrati, koristiti i održavati PECVD brod?

1. Šta je PECVD brod?

1.1 Definicija i osnovne funkcije

PECVD brodić (Plazma Enhanced Chemical Vapor Deposition - hemijsko taloženje iz pare pojačano plazmom) je osnovni alat koji se koristi za transport pločica ili supstrata u PECVD procesu. Mora stabilno raditi u okruženju visoke temperature (300-600°C), aktiviranom plazmom i korozivnim gasovima (kao što su SiH₄, NH₃). Njegove glavne funkcije uključuju:

● Precizno pozicioniranje: osigurava ravnomjeran razmak pločica i izbjegava interferenciju premaza.
● Kontrola termičkog polja: optimizira raspodjelu temperature i poboljšava ujednačenost filma.
● Barijera protiv zagađenja: Izoluje plazmu iz šupljine opreme kako bi se smanjio rizik od kontaminacije metala.

1.2 Tipične strukture i materijali

Izbor materijala:

● Grafitni čamac (uobičajeni izbor): visoka toplinska provodljivost, otpornost na visoke temperature, niska cijena, ali zahtijeva premaz kako bi se spriječila korozija plinom.
●Kvarcni čamac: Ultra visoke čistoće, hemijski otporan, ali vrlo krhak i skup.
●Keramika (kao što je Al₂O₃): otporna na habanje, pogodna za visokofrekventnu proizvodnju, ali slaba toplotna provodljivost.

Ključne karakteristike dizajna:

● Razmak između utora: Uskladite debljinu pločice (npr. tolerancija od 0,3-1 mm).
●Dizajn otvora za protok zraka: optimizira distribuciju reakcijskog plina i smanjuje rubni efekt.
●Površinski premaz: Uobičajeni SiC, TaC ili DLC (dijamantskom ugljiku) premaz za produženje vijeka trajanja.

2. Zašto moramo obratiti pažnju na performanse PECVD čamaca?

2.1 Četiri glavna faktora koja direktno utiču na prinos procesa

✔ Kontrola zagađenja:
Nečistoće u tijelu broda (kao što su Fe i Na) isparavaju na visokim temperaturama, uzrokujući rupice ili curenje u filmu.
Ljuštenje premaza će unijeti čestice i uzrokovati defekte premaza (na primjer, čestice > 0,3 μm mogu uzrokovati pad efikasnosti baterije za 0,5%).

✔ Ujednačenost termalnog polja:
Neravnomjerna toplotna provodljivost PECVD grafitnog čamca dovest će do razlika u debljini filma (na primjer, pod zahtjevom ujednačenosti od ±5%, temperaturna razlika mora biti manja od 10°C).

✔ Kompatibilnost s plazmom:
Neodgovarajući materijali mogu uzrokovati abnormalno pražnjenje i oštetiti pločicu ili elektrode uređaja.

✔ Vijek trajanja i cijena:
Trupove brodova niske kvalitete potrebno je često mijenjati (npr. jednom mjesečno), a godišnji troškovi održavanja su visoki.

3. Kako odabrati, koristiti i održavati PECVD brod?

3.1 Metoda odabira u tri koraka

Korak 1: Razjasnite parametre procesa

● Temperaturni raspon: Grafit + SiC premaz se može odabrati ispod 450°C, a kvarc ili keramika su potrebni iznad 600°C.
●Vrsta plina: Kada sadrži korozivne plinove poput Cl2 i F-, mora se koristiti premaz visoke gustoće.
●Veličina pločice: Čvrstoća strukture broda od 8 inča/12 inča značajno se razlikuje i zahtijeva ciljani dizajn.

Korak 2: Procijenite metrike performansi

Ključne metrike:

●Hrapavost površine (Ra): ≤0,8 μm (kontaktna površina mora biti ≤0,4 μm)
●Čvrstoća vezivanja premaza: ≥15MPa (standard ASTM C633)
●Deformacija na visokoj temperaturi (600℃): ≤0,1 mm/m (24-satni test)

Korak 3: Provjerite kompatibilnost

● Usklađivanje opreme: Potvrdite veličinu interfejsa sa glavnim modelima kao što su AMAT Centura, centrotherm PECVD, itd.
● Probno proizvodno ispitivanje: Preporučuje se provođenje malog serijskog ispitivanja od 50-100 komada kako bi se provjerila ujednačenost premaza (standardna devijacija debljine filma <3%).

3.2 Najbolje prakse za korištenje i održavanje

Specifikacije operacije:

✔Proces prethodnog čišćenja:

● Prije prve upotrebe, Xinzhou je potrebno bombardirati Ar plazmom 30 minuta kako bi se uklonile nečistoće adsorbirane na površini.

●Nakon svake serije procesa, SC1 (NH₄OH:H₂O₂:H₂O=1:1:5) se koristi za čišćenje kako bi se uklonili organski ostaci.

✔ Učitavanje tabua:

●Preopterećenje je zabranjeno (npr. maksimalni kapacitet je projektovan na 50 komada, ali stvarno opterećenje treba biti ≤ 45 komada kako bi se rezervisao prostor za proširenje).

●Rub pločice mora biti ≥2 mm udaljen od kraja rezervoara broda kako bi se spriječili efekti plazme na rubu.

✔ Savjeti za produženje života

● Popravak premaza: Kada je hrapavost površine Ra > 1,2 μm, SiC premaz se može ponovo nanijeti CVD-om (trošak je 40% niži od zamjene).

✔ Redovno testiranje:

● Mjesečno: Provjerite integritet premaza interferometrijom bijelog svjetla.
●Tromjesečno: Analizirati stepen kristalizacije posude pomoću XRD-a (posuda od kvarcne pločice sa kristalnom fazom > 5% treba se zamijeniti).

4. Koji su uobičajeni problemi?

P1: Može liPECVD brodkoristiti u LPCVD procesu?

A: Ne preporučuje se! LPCVD ima višu temperaturu (obično 800-1100°C) i mora izdržati veći pritisak plina. Zahtijeva upotrebu materijala koji su otporniji na promjene temperature (kao što je izostatički grafit), a dizajn utora mora uzeti u obzir kompenzaciju termičkog širenja.
P2: Kako utvrditi da li je tijelo broda otkazalo?

O: Odmah prestanite s upotrebom ako se pojave sljedeći simptomi:
Pukotine ili ljuštenje premaza vidljivi su golim okom.
Standardna devijacija ujednačenosti premaza pločice bila je >5% za tri uzastopne serije.
Stepen vakuuma u procesnoj komori opao je za više od 10%.

P3: Grafitni čamac u odnosu na kvarcni čamac, kako odabrati?

Zaključak: Grafitni čamci su poželjniji za masovnu proizvodnju, dok se kvarcni čamci razmatraju za naučna istraživanja/posebne procese.

Zaključak:

IakoPECVD brodnije glavna oprema, već "tihi čuvar" stabilnosti procesa. Od odabira do održavanja, svaki detalj može postati ključna prekretnica za poboljšanje prinosa. Nadam se da će vam ovaj vodič pomoći da prodrete u tehničku maglu i pronađete optimalno rješenje za smanjenje troškova i poboljšanje efikasnosti!