Como elixir, usar e manter unha embarcación PECVD?

1. Que é unha embarcación PECVD?

1.1 Definición e funcións principais

A barca PECVD (deposición química de vapor mellorada por plasma) é unha ferramenta fundamental que se emprega para transportar obleas ou substratos no proceso PECVD. Necesita funcionar de forma estable nun ambiente de alta temperatura (300-600 °C), activado por plasma e con gas corrosivo (como SiH₄, NH₃). As súas principais funcións inclúen:

● Posicionamento preciso: asegúrese un espazado uniforme das obleas e evite a interferencia do revestimento.
● Control do campo térmico: optimiza a distribución da temperatura e mellora a uniformidade da película.
● Barreira anticontaminación: illa o plasma da cavidade do equipo para reducir o risco de contaminación por metais.

1.2 Estruturas e materiais típicos

Selección de materiais:

● Barco de grafito (opción convencional): alta condutividade térmica, resistencia a altas temperaturas, baixo custo, pero require revestimento para evitar a corrosión do gas.
●Barquiño de cuarzo: de pureza ultraalta, resistente aos produtos químicos, pero moi fráxil e caro.
●Cerámica (como Al₂O₃): resistente ao desgaste, axeitada para a produción de alta frecuencia, pero con mala condutividade térmica.

Características principais do deseño:

● Espazado entre ranuras: coincide co grosor da oblea (como unha tolerancia de 0,3 a 1 mm).
●Deseño do orificio de fluxo de aire: optimiza a distribución do gas de reacción e reduce o efecto de bordo.
●Revestimento superficial: Revestimento común de SiC, TaC ou DLC (carbono semellante ao diamante) para prolongar a vida útil.

2. Por que debemos prestar atención ao rendemento dos barcos PECVD?

2.1 Catro factores principais que afectan directamente o rendemento do proceso

✔ Control da contaminación:
As impurezas do corpo do barco (como o Fe e o Na) volátilizanse a altas temperaturas, causando poros ou fugas na película.
O desprendimento do revestimento introducirá partículas e causará defectos (por exemplo, as partículas > 0,3 μm poden causar unha diminución da eficiencia da batería nun 0,5 %).

✔ Uniformidade do campo térmico:
A condución térmica desigual da barca de grafito PECVD provocará diferenzas no grosor da película (por exemplo, baixo o requisito de uniformidade de ±5 %, a diferenza de temperatura debe ser inferior a 10 °C).

✔ Compatibilidade co plasma:
Os materiais inadecuados poden causar unha descarga anormal e danar a oblea ou os eléctrodos do dispositivo.

✔ Vida útil e custo:
Os cascos dos barcos de baixa calidade deben substituírse con frecuencia (por exemplo, unha vez ao mes) e os custos de mantemento anuais son elevados.

3. Como elixir, usar e manter unha embarcación PECVD?

3.1 Método de selección en tres pasos

Paso 1: Aclarar os parámetros do proceso

● Rango de temperatura: Pódese seleccionar un revestimento de grafito + SiC por debaixo dos 450 °C e requírese cuarzo ou cerámica por riba dos 600 °C.
●Tipo de gas: Cando conteña gases corrosivos como Cl2 e F-, débese usar un revestimento de alta densidade.
●Tamaño da oblea: a resistencia da estrutura dun barco de 8/12 polgadas é significativamente diferente e require un deseño específico.

Paso 2: Avaliar as métricas de rendemento

Métricas clave:

●Rugosidade superficial (Ra): ≤0,8 μm (a superficie de contacto debe ser ≤0,4 μm)
●Resistencia de unión do revestimento: ≥15MPa (estándar ASTM C633)
●Deformación a alta temperatura (600 ℃): ≤0,1 mm/m (proba de 24 horas)

Paso 3: Verificar a compatibilidade

● Correspondencia de equipos: Confirme o tamaño da interface cos modelos convencionais como AMAT Centura, Centrotherm PECVD, etc.
● Proba de produción de proba: Recoméndase realizar unha proba por lotes pequenos de 50-100 pezas para verificar a uniformidade do revestimento (desviación estándar do grosor da película <3%).

3.2 Boas prácticas para o uso e o mantemento

Especificacións de funcionamento:

✔Proceso de prelimpeza:

● Antes do primeiro uso, o Xinzhou debe ser bombardeado con plasma de Ar durante 30 minutos para eliminar as impurezas adsorbidas na superficie.

●Despois de cada lote do proceso, úsase SC1 (NH₄OH:H₂O₂:H₂O=1:1:5) para limpar e eliminar residuos orgánicos.

✔ Cargando tabús:

●Prohíbese a sobrecarga (por exemplo, a capacidade máxima está deseñada para 50 pezas, pero a carga real debería ser ≤ 45 pezas para reservar espazo para a expansión).

●O bordo da oblea debe estar a ≥2 mm de distancia do extremo do tanque da barca para evitar os efectos do bordo do plasma.

✔ Consellos para prolongar a vida

● Reparación do revestimento: cando a rugosidade superficial Ra > 1,2 μm, o revestimento de SiC pódese volver depositar mediante CVD (o custo é un 40 % menor que o da substitución).

✔ Probas regulares:

● Mensualmente: Comprobar a integridade do revestimento mediante interferometría de luz branca.
●Trimestralmente: analizar o grao de cristalización da nave mediante XRD (é preciso substituír a nave de obleas de cuarzo cunha fase cristalina > 5 %).

4. Cales son os problemas comúns?

P1: Pode o/aBarco PECVDser utilizado no proceso LPCVD?

R: Non se recomenda! O LPCVD ten unha temperatura máis alta (normalmente 800-1100 °C) e necesita soportar unha presión de gas máis alta. Require o uso de materiais máis resistentes aos cambios de temperatura (como o grafito isostático) e o deseño da ranura debe ter en conta a compensación da expansión térmica.
P2: Como determinar se fallou a carrozaría do barco?

R: Deixar de usar inmediatamente se se producen os seguintes síntomas:
As gretas ou o desprendemento do revestimento son visibles a simple vista.
A desviación estándar da uniformidade do revestimento das obleas foi >5 % durante tres lotes consecutivos.
O grao de baleiro da cámara de proceso baixou máis dun 10 %.

P3: Barco de grafito vs. barco de cuarzo, como elixir?

Conclusión: Os barcos de grafito prefírense para escenarios de produción en masa, mentres que os barcos de cuarzo se consideran para investigación científica/procesos especiais.

Conclusión:

Aínda que oBarco PECVDnon é o equipo principal, é o "gardián silencioso" da estabilidade do proceso. Desde a selección ata o mantemento, cada detalle pode converterse nun punto clave para a mellora do rendemento. Espero que esta guía che axude a penetrar a néboa técnica e a atopar a solución óptima para a redución de custos e a mellora da eficiencia!