Sut i ddewis, defnyddio a chynnal a chadw cwch PECVD?

1. Beth yw cwch PECVD?

1.1 Diffiniad a swyddogaethau craidd

Mae cwch PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) yn offeryn craidd a ddefnyddir i gario wafferi neu swbstradau yn y broses PECVD. Mae angen iddo weithio'n sefydlog mewn amgylchedd tymheredd uchel (300-600°C), nwy wedi'i actifadu gan plasma a nwy cyrydol (megis SiH₄, NH₃). Mae ei brif swyddogaethau'n cynnwys:

● Lleoli manwl gywir: sicrhau bylchau unffurf rhwng y wafer ac osgoi ymyrraeth rhwng y cotio.
● Rheoli maes thermol: optimeiddio dosbarthiad tymheredd a gwella unffurfiaeth ffilm.
● Rhwystr gwrth-lygredd: Yn ynysu plasma o geudod yr offer i leihau'r risg o halogiad metel.

1.2 Strwythurau a deunyddiau nodweddiadol

Dewis deunydd:

● Cwch graffit (dewis prif ffrwd): dargludedd thermol uchel, ymwrthedd tymheredd uchel, cost isel, ond mae angen cotio i atal cyrydiad nwy.
●Cwch cwarts: Purdeb uwch-uchel, yn gallu gwrthsefyll cemegau, ond yn frau ac yn ddrud iawn.
●Cerameg (fel Al₂O₃): gwrthsefyll traul, addas ar gyfer cynhyrchu amledd uchel, ond dargludedd thermol gwael.

Nodweddion dylunio allweddol:

● Bylchau rhwng y slotiau: Cydweddu trwch y wafer (megis goddefgarwch o 0.3-1mm).
●Dyluniad twll llif aer: optimeiddio dosbarthiad nwy adwaith a lleihau effaith ymyl.
●Gorchudd wyneb: Gorchudd SiC, TaC neu DLC (carbon tebyg i ddiamwnt) cyffredin i ymestyn oes y gwasanaeth.

2. Pam mae'n rhaid i ni roi sylw i berfformiad cychod PECVD?

2.1 Pedwar prif ffactor sy'n effeithio'n uniongyrchol ar gynnyrch proses

✔ Rheoli Llygredd:
Mae amhureddau yng nghorff y cwch (fel Fe ac Na) yn anweddu ar dymheredd uchel, gan achosi tyllau pin neu ollyngiadau yn y ffilm.
Bydd pilio cotio yn cyflwyno gronynnau ac yn achosi diffygion cotio (er enghraifft, gall gronynnau > 0.3μm achosi i effeithlonrwydd y batri ostwng 0.5%).

✔ Unffurfiaeth maes thermol:
Bydd dargludiad gwres anwastad y cwch graffit PECVD yn arwain at wahaniaethau yn nhrwch y ffilm (er enghraifft, o dan y gofyniad unffurfiaeth o ±5%, mae angen i'r gwahaniaeth tymheredd fod yn llai na 10°C).

✔ Cydnawsedd plasma:
Gall deunyddiau amhriodol achosi rhyddhau annormal a difrodi electrodau'r wafer neu'r ddyfais.

✔ Bywyd gwasanaeth a chost:
Mae angen disodli cyrff cychod o ansawdd isel yn aml (e.e. unwaith y mis), ac mae costau cynnal a chadw blynyddol yn ddrud.

3. Sut i ddewis, defnyddio a chynnal cwch PECVD?

3.1 Dull dethol tair cam

Cam 1: Egluro paramedrau'r broses

● Ystod tymheredd: Gellir dewis cotio graffit + SiC islaw 450°C, ac mae angen cwarts neu serameg uwchlaw 600°C.
●Math o nwy: Wrth gynnwys nwyon cyrydol fel Cl2 ac F-, rhaid defnyddio cotio dwysedd uchel.
●Maint y wafer: mae cryfder strwythur cwch 8 modfedd/12 modfedd yn wahanol iawn ac mae angen dylunio wedi'i dargedu arno.

Cam 2: Gwerthuso metrigau perfformiad

Metrigau Allweddol:

●Garwedd arwyneb (Ra): ≤0.8μm (mae angen i'r arwyneb cyswllt fod yn ≤0.4μm)
●Cryfder bond cotio: ≥15MPa (safon ASTM C633)
●Anffurfiad tymheredd uchel (600℃): ≤0.1mm/m (prawf 24 awr)

Cam 3: Gwirio cydnawsedd

● Paru offer: Cadarnhewch faint y rhyngwyneb gyda modelau prif ffrwd fel AMAT Centura, centrotherm PECVD, ac ati.
● Prawf cynhyrchu treial: Argymhellir cynnal prawf swp bach o 50-100 darn i wirio unffurfiaeth y cotio (gwyriad safonol trwch y ffilm <3%).

3.2 Arferion Gorau ar gyfer Defnydd a Chynnal a Chadw

Manylebau Gweithredu:

✔Proses cyn-lanhau:

● Cyn y defnydd cyntaf, mae angen peledu'r Xinzhou â plasma Ar am 30 munud i gael gwared ar amhureddau sydd wedi'u hamsugno ar yr wyneb.

●Ar ôl pob swp o broses, defnyddir SC1 (NH₄OH:H₂O₂:H₂O=1:1:5) ar gyfer glanhau i gael gwared ar weddillion organig.

✔ Yn llwytho tabŵs:

●Gwaherddir gorlwytho (e.e. mae'r capasiti mwyaf wedi'i gynllunio i fod yn 50 darn, ond dylai'r llwyth gwirioneddol fod ≤ 45 darn i gadw lle ar gyfer ehangu).

●Rhaid i ymyl y wafer fod ≥2mm i ffwrdd o ddiwedd tanc y cwch i atal effeithiau ymyl plasma.

✔ Awgrymiadau ar gyfer Ymestyn Bywyd

● Atgyweirio cotio: Pan fydd garwedd yr wyneb Ra > 1.2μm, gellir ail-adneuo cotio SiC trwy CVD (mae'r gost 40% yn is na'i ailosod).

✔ Profi rheolaidd:

● Misol: Gwiriwch gyfanrwydd yr haen gan ddefnyddio interferometreg golau gwyn.
●Bob chwarter: Dadansoddwch radd crisialu'r cwch drwy XRD (mae angen disodli cwch wafer cwarts gyda chyfnod crisial > 5%).

4. Beth yw'r problemau cyffredin?

C1: A all yCwch PECVDcael ei ddefnyddio yn y broses LPCVD?

A: Ni argymhellir! Mae gan LPCVD dymheredd uwch (fel arfer 800-1100°C) ac mae angen iddo wrthsefyll pwysedd nwy uwch. Mae'n gofyn am ddefnyddio deunyddiau sy'n fwy gwrthsefyll newidiadau tymheredd (megis graffit isostatig), ac mae angen i ddyluniad y slot ystyried iawndal ehangu thermol.
C2: Sut i benderfynu a yw corff y cwch wedi methu?

A: Stopiwch ddefnyddio ar unwaith os bydd y symptomau canlynol yn digwydd:
Mae craciau neu blicio cotio yn weladwy i'r llygad noeth.
Mae gwyriad safonol unffurfiaeth cotio wafer wedi bod yn >5% am dair swp yn olynol.
Gostyngodd gradd gwactod y siambr broses fwy na 10%.

C3: Cwch graffit vs. cwch cwarts, sut i ddewis？

Casgliad: Mae cychod graffit yn cael eu ffafrio ar gyfer senarios cynhyrchu màs, tra bod cychod cwarts yn cael eu hystyried ar gyfer ymchwil wyddonol/prosesau arbennig.

Casgliad:

Er bod yCwch PECVDnid yw'r prif offer, ond "gwarcheidwad tawel" sefydlogrwydd prosesau. O'r dewis i'r cynnal a chadw, gall pob manylyn ddod yn bwynt allweddol ar gyfer gwella cynnyrch. Gobeithio y bydd y canllaw hwn yn eich helpu i dreiddio trwy'r niwl technegol a dod o hyd i'r ateb gorau posibl ar gyfer lleihau costau a gwella effeithlonrwydd!