PECVD બોટ કેવી રીતે પસંદ કરવી, તેનો ઉપયોગ કેવી રીતે કરવો અને જાળવણી કેવી રીતે કરવી?

1. PECVD બોટ શું છે?

૧.૧ વ્યાખ્યા અને મુખ્ય કાર્યો

PECVD બોટ (પ્લાઝ્મા એન્હાન્સ્ડ કેમિકલ વેપર ડિપોઝિશન) એ PECVD પ્રક્રિયામાં વેફર્સ અથવા સબસ્ટ્રેટ્સને વહન કરવા માટે વપરાતું મુખ્ય સાધન છે. તેને ઊંચા તાપમાન (300-600°C), પ્લાઝ્મા-સક્રિય અને કાટ લાગતા ગેસ (જેમ કે SiH₄, NH₃) વાતાવરણમાં સ્થિર રીતે કામ કરવાની જરૂર છે. તેના મુખ્ય કાર્યોમાં શામેલ છે:

● ચોક્કસ સ્થિતિ: એકસમાન વેફર અંતર સુનિશ્ચિત કરો અને કોટિંગ હસ્તક્ષેપ ટાળો.
● થર્મલ ફિલ્ડ કંટ્રોલ: તાપમાન વિતરણને ઑપ્ટિમાઇઝ કરો અને ફિલ્મ એકરૂપતામાં સુધારો કરો.
● પ્રદૂષણ વિરોધી અવરોધ: ધાતુના દૂષણનું જોખમ ઘટાડવા માટે ઉપકરણના પોલાણમાંથી પ્લાઝ્માને અલગ કરે છે.

૧.૨ લાક્ષણિક રચનાઓ અને સામગ્રી

સામગ્રીની પસંદગી:

● ગ્રેફાઇટ બોટ (મુખ્ય પ્રવાહની પસંદગી): ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા, ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકાર, ઓછી કિંમત, પરંતુ ગેસ કાટ અટકાવવા માટે કોટિંગની જરૂર પડે છે.
●ક્વાર્ટઝ બોટ: અતિ-ઉચ્ચ શુદ્ધતા, રાસાયણિક રીતે પ્રતિરોધક, પરંતુ ખૂબ જ બરડ અને ખર્ચાળ.
●સિરામિક્સ (જેમ કે Al₂O₃): ઘસારો-પ્રતિરોધક, ઉચ્ચ-આવર્તન ઉત્પાદન માટે યોગ્ય, પરંતુ નબળી થર્મલ વાહકતા.

મુખ્ય ડિઝાઇન સુવિધાઓ:

● સ્લોટ અંતર: વેફર જાડાઈ (જેમ કે 0.3-1mm સહિષ્ણુતા) ને મેચ કરો.
●હવા પ્રવાહ છિદ્ર ડિઝાઇન: પ્રતિક્રિયા ગેસ વિતરણને ઑપ્ટિમાઇઝ કરો અને ધાર અસર ઘટાડો.
●સપાટી કોટિંગ: સેવા જીવન વધારવા માટે સામાન્ય SiC, TaC અથવા DLC (હીરા જેવું કાર્બન) કોટિંગ.

2. આપણે PECVD બોટના પ્રદર્શન પર શા માટે ધ્યાન આપવું જોઈએ?

૨.૧ પ્રક્રિયા ઉપજને સીધી અસર કરતા ચાર મુખ્ય પરિબળો

✔ પ્રદૂષણ નિયંત્રણ:
બોટ બોડીમાં રહેલા અશુદ્ધિઓ (જેમ કે Fe અને Na) ઊંચા તાપમાને અસ્થિર બને છે, જેના કારણે ફિલ્મમાં પિનહોલ અથવા લીકેજ થાય છે.
કોટિંગ પીલીંગ કણો દાખલ કરશે અને કોટિંગ ખામીઓ પેદા કરશે (ઉદાહરણ તરીકે, 0.3μm થી વધુ કણો બેટરી કાર્યક્ષમતામાં 0.5% ઘટાડો લાવી શકે છે).

✔ થર્મલ ફિલ્ડ એકરૂપતા:
PECVD ગ્રેફાઇટ બોટના અસમાન ગરમી વહનથી ફિલ્મની જાડાઈમાં તફાવત થશે (ઉદાહરણ તરીકે, ±5% ની એકરૂપતાની જરૂરિયાત હેઠળ, તાપમાનનો તફાવત 10°C કરતા ઓછો હોવો જોઈએ).

✔ પ્લાઝ્મા સુસંગતતા:
અયોગ્ય સામગ્રી અસામાન્ય સ્રાવનું કારણ બની શકે છે અને વેફર અથવા ઉપકરણ ઇલેક્ટ્રોડને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે.

✔ સેવા જીવન અને કિંમત:
હલકી ગુણવત્તાવાળા બોટ હલ્સને વારંવાર બદલવાની જરૂર પડે છે (દા.ત. મહિનામાં એક વાર), અને વાર્ષિક જાળવણી ખર્ચ મોંઘો હોય છે.

3. PECVD બોટ કેવી રીતે પસંદ કરવી, તેનો ઉપયોગ કેવી રીતે કરવો અને તેની જાળવણી કેવી રીતે કરવી?

૩.૧ ત્રણ-પગલાની પસંદગી પદ્ધતિ

પગલું 1: પ્રક્રિયા પરિમાણો સ્પષ્ટ કરો

● તાપમાન શ્રેણી: ગ્રેફાઇટ + SiC કોટિંગ 450°C થી નીચે પસંદ કરી શકાય છે, અને ક્વાર્ટઝ અથવા સિરામિક 600°C થી ઉપર જરૂરી છે.
●ગેસનો પ્રકાર: જ્યારે Cl2 અને F- જેવા કાટ લાગતા વાયુઓ હોય, ત્યારે ઉચ્ચ-ઘનતાવાળા કોટિંગનો ઉપયોગ કરવો આવશ્યક છે.
●વેફરનું કદ: 8-ઇંચ/12-ઇંચ બોટની રચનાની મજબૂતાઈ નોંધપાત્ર રીતે અલગ છે અને તેને લક્ષિત ડિઝાઇનની જરૂર છે.

પગલું 2: પ્રદર્શન મેટ્રિક્સનું મૂલ્યાંકન કરો

મુખ્ય માપદંડો:

●સપાટીની ખરબચડીતા (Ra): ≤0.8μm (સંપર્ક સપાટી ≤0.4μm હોવી જરૂરી છે)
●કોટિંગ બોન્ડ સ્ટ્રેન્થ: ≥15MPa（ASTM C633 સ્ટાન્ડર્ડ)
●ઉચ્ચ તાપમાન વિકૃતિ (600℃): ≤0.1mm/m (24 કલાક પરીક્ષણ)

પગલું 3: સુસંગતતા ચકાસો

● સાધનોનું મેચિંગ: AMAT Centura, centrotherm PECVD, વગેરે જેવા મુખ્ય પ્રવાહના મોડેલો સાથે ઇન્ટરફેસ કદની પુષ્ટિ કરો.
● ટ્રાયલ પ્રોડક્શન ટેસ્ટ: કોટિંગની એકરૂપતા (ફિલ્મ જાડાઈનું પ્રમાણભૂત વિચલન <3%) ચકાસવા માટે 50-100 ટુકડાઓનો એક નાનો બેચ ટેસ્ટ કરવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે.

૩.૨ ઉપયોગ અને જાળવણી માટે શ્રેષ્ઠ પદ્ધતિઓ

ઓપરેશન સ્પષ્ટીકરણો:

✔પૂર્વ-સફાઈ પ્રક્રિયા:

● પ્રથમ ઉપયોગ પહેલાં, સપાટી પર શોષાયેલી અશુદ્ધિઓ દૂર કરવા માટે ઝિંઝોઉ પર 30 મિનિટ માટે Ar પ્લાઝ્માનો બોમ્બમારો કરવાની જરૂર છે.

●પ્રક્રિયાના દરેક બેચ પછી, કાર્બનિક અવશેષો દૂર કરવા માટે સફાઈ માટે SC1 (NH₄OH:H₂O₂:H₂O=1:1:5) નો ઉપયોગ થાય છે.

✔ વર્જ્ય લોડ કરી રહ્યું છે:

●ઓવરલોડિંગ પ્રતિબંધિત છે (દા.ત. મહત્તમ ક્ષમતા 50 ટુકડાઓ માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવી છે, પરંતુ વિસ્તરણ માટે જગ્યા અનામત રાખવા માટે વાસ્તવિક લોડ ≤ 45 ટુકડાઓ હોવો જોઈએ).

●પ્લાઝ્મા ધારની અસરોને રોકવા માટે વેફરની ધાર બોટ ટાંકીના છેડાથી ≥2mm દૂર હોવી જોઈએ.

✔ આયુષ્ય વધારવા માટેની ટિપ્સ

● કોટિંગ રિપેર: જ્યારે સપાટીની ખરબચડી Ra＞1.2μm હોય, ત્યારે SiC કોટિંગ CVD દ્વારા ફરીથી જમા કરી શકાય છે (ખર્ચ રિપ્લેસમેન્ટ કરતા 40% ઓછો છે).

✔ નિયમિત પરીક્ષણ:

● માસિક: સફેદ પ્રકાશ ઇન્ટરફેરોમેટ્રીનો ઉપયોગ કરીને કોટિંગની અખંડિતતા તપાસો.
●ત્રિમાસિક: XRD દ્વારા બોટના સ્ફટિકીકરણ ડિગ્રીનું વિશ્લેષણ કરો (5% થી વધુ ક્રિસ્ટલ ફેઝ ધરાવતી ક્વાર્ટઝ વેફર બોટને બદલવાની જરૂર છે).

૪. સામાન્ય સમસ્યાઓ કઈ છે?

પ્રશ્ન ૧: શુંPECVD બોટLPCVD પ્રક્રિયામાં ઉપયોગ કરી શકાય?

A: ભલામણ કરવામાં આવતી નથી! LPCVD નું તાપમાન વધારે હોય છે (સામાન્ય રીતે 800-1100°C) અને તેને વધુ ગેસ દબાણનો સામનો કરવાની જરૂર પડે છે. તેને એવી સામગ્રીનો ઉપયોગ કરવાની જરૂર છે જે તાપમાનના ફેરફારો (જેમ કે આઇસોસ્ટેટિક ગ્રેફાઇટ) માટે વધુ પ્રતિરોધક હોય, અને સ્લોટ ડિઝાઇનમાં થર્મલ વિસ્તરણ વળતર ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે.
પ્રશ્ન 2: બોટ બોડી નિષ્ફળ ગઈ છે કે નહીં તે કેવી રીતે નક્કી કરવું?

A: જો નીચેના લક્ષણો દેખાય તો તરત જ ઉપયોગ બંધ કરો:
તિરાડો અથવા કોટિંગની છાલ નરી આંખે દેખાય છે.
સતત ત્રણ બેચ માટે વેફર કોટિંગ એકરૂપતાનું પ્રમાણભૂત વિચલન 5% થી વધુ રહ્યું છે.
પ્રોસેસ ચેમ્બરની વેક્યુમ ડિગ્રીમાં 10% થી વધુ ઘટાડો થયો.

પ્રશ્ન 3: ગ્રેફાઇટ બોટ વિરુદ્ધ ક્વાર્ટઝ બોટ, કેવી રીતે પસંદ કરવી?

નિષ્કર્ષ: ગ્રેફાઇટ બોટ મોટા પાયે ઉત્પાદન માટે પસંદ કરવામાં આવે છે, જ્યારે ક્વાર્ટઝ બોટ વૈજ્ઞાનિક સંશોધન/વિશેષ પ્રક્રિયાઓ માટે ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે.

નિષ્કર્ષ:

જોકેPECVD બોટમુખ્ય સાધન નથી, તે પ્રક્રિયા સ્થિરતાનો "મૌન રક્ષક" છે. પસંદગીથી લઈને જાળવણી સુધી, દરેક વિગત ઉપજ સુધારણા માટે એક મુખ્ય પ્રગતિ બિંદુ બની શકે છે. મને આશા છે કે આ માર્ગદર્શિકા તમને તકનીકી ધુમ્મસને પાર કરવામાં અને ખર્ચ ઘટાડવા અને કાર્યક્ષમતા સુધારણા માટે શ્રેષ્ઠ ઉકેલ શોધવામાં મદદ કરશે!