PECVD नाव का चयन, उपयोग और रखरखाव कैसे करें?

1. पीईसीवीडी नाव क्या है?

1.1 परिभाषा और मुख्य कार्य

PECVD बोट (प्लाज्मा एनहैंस्ड केमिकल वेपर डिपोजिशन) PECVD प्रक्रिया में वेफ़र या सब्सट्रेट ले जाने के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला एक मुख्य उपकरण है। इसे उच्च तापमान (300-600°C), प्लाज्मा-सक्रिय और संक्षारक गैस (जैसे SiH₄, NH₃) वातावरण में स्थिर रूप से काम करने की आवश्यकता होती है। इसके मुख्य कार्यों में शामिल हैं:

● सटीक स्थिति: एक समान वेफर रिक्ति सुनिश्चित करें और कोटिंग हस्तक्षेप से बचें।
● थर्मल क्षेत्र नियंत्रण: तापमान वितरण को अनुकूलित करें और फिल्म की एकरूपता में सुधार करें।
● प्रदूषण-रोधी अवरोध: धातु संदूषण के जोखिम को कम करने के लिए उपकरण गुहा से प्लाज्मा को अलग करता है।

1.2 विशिष्ट संरचनाएं और सामग्री

सामग्री का चयन:

● ग्रेफाइट नाव (मुख्यधारा का विकल्प): उच्च तापीय चालकता, उच्च तापमान प्रतिरोध, कम लागत, लेकिन गैस जंग को रोकने के लिए कोटिंग की आवश्यकता होती है।
●क्वार्ट्ज नाव: अति-उच्च शुद्धता, रासायनिक रूप से प्रतिरोधी, लेकिन अत्यधिक भंगुर और महंगी।
●सिरेमिक (जैसे Al₂O₃): घिसाव प्रतिरोधी, उच्च आवृत्ति उत्पादन के लिए उपयुक्त, लेकिन खराब तापीय चालकता।

प्रमुख डिज़ाइन विशेषताएँ:

● स्लॉट स्पेसिंग: वेफर की मोटाई से मिलान करें (जैसे 0.3-1 मिमी सहिष्णुता)।
●वायु प्रवाह छेद डिजाइन: प्रतिक्रिया गैस वितरण को अनुकूलित करें और किनारे के प्रभाव को कम करें।
●सतह कोटिंग: सेवा जीवन को बढ़ाने के लिए सामान्य SiC, TaC या DLC (हीरे जैसा कार्बन) कोटिंग।

2. हमें पीईसीवीडी नौकाओं के प्रदर्शन पर ध्यान क्यों देना चाहिए?

2.1 चार प्रमुख कारक जो सीधे प्रक्रिया उपज को प्रभावित करते हैं

✔ प्रदूषण नियंत्रण:
नाव के ढांचे में अशुद्धियाँ (जैसे Fe और Na) उच्च तापमान पर वाष्पीकृत हो जाती हैं, जिससे फिल्म में छेद या रिसाव हो जाता है।
कोटिंग छिलने से कण प्रवेश करेंगे और कोटिंग दोष उत्पन्न होंगे (उदाहरण के लिए, 0.3μm से बड़े कणों के कारण बैटरी की दक्षता में 0.5% की गिरावट आ सकती है)।

✔ थर्मल क्षेत्र एकरूपता:
पीईसीवीडी ग्रेफाइट नाव के असमान ताप चालन से फिल्म की मोटाई में अंतर आ जाएगा (उदाहरण के लिए, ± 5% की एकरूपता आवश्यकता के तहत, तापमान अंतर 10 डिग्री सेल्सियस से कम होना चाहिए)।

✔ प्लाज्मा संगतता:
अनुचित सामग्री के कारण असामान्य डिस्चार्ज हो सकता है तथा वेफर या उपकरण इलेक्ट्रोड को नुकसान हो सकता है।

✔ सेवा जीवन और लागत:
निम्न गुणवत्ता वाले नाव के पतवारों को बार-बार बदलने की आवश्यकता होती है (जैसे कि महीने में एक बार), तथा वार्षिक रखरखाव लागत महंगी होती है।

3. पीईसीवीडी नाव का चयन, उपयोग और रखरखाव कैसे करें?

3.1 तीन-चरणीय चयन विधि

चरण 1: प्रक्रिया मापदंडों को स्पष्ट करें

● तापमान सीमा: ग्रेफाइट + SiC कोटिंग का चयन 450°C से नीचे किया जा सकता है, और क्वार्ट्ज या सिरेमिक 600°C से ऊपर आवश्यक है।
●गैस का प्रकार: जब Cl2 और F- जैसी संक्षारक गैसें हों, तो उच्च घनत्व कोटिंग का उपयोग किया जाना चाहिए।
●वेफर आकार: 8-इंच/12-इंच नाव संरचना की ताकत काफी अलग है और लक्षित डिजाइन की आवश्यकता है।

चरण 2: प्रदर्शन मीट्रिक का मूल्यांकन करें

प्रमुख मीट्रिक्स :

●सतह खुरदरापन (Ra): ≤0.8μm (संपर्क सतह ≤0.4μm होनी चाहिए)
●कोटिंग बॉन्ड ताकत: ≥15MPa (ASTM C633 मानक)
●उच्च तापमान विरूपण (600℃) : ≤0.1mm/m (24 घंटे परीक्षण)

चरण 3: संगतता सत्यापित करें

● उपकरण मिलान: मुख्यधारा मॉडल जैसे AMAT Centura, Centrotherm PECVD, आदि के साथ इंटरफ़ेस आकार की पुष्टि करें।
● परीक्षण उत्पादन परीक्षण: कोटिंग की एकरूपता (फिल्म की मोटाई का मानक विचलन <3%) को सत्यापित करने के लिए 50-100 टुकड़ों का एक छोटा बैच परीक्षण करने की सिफारिश की जाती है।

3.2 उपयोग और रखरखाव के लिए सर्वोत्तम अभ्यास

परिचालन विनिर्देश:

✔पूर्व-सफाई प्रक्रिया:

● पहले उपयोग से पहले, सतह पर अवशोषित अशुद्धियों को हटाने के लिए शिनझोउ को 30 मिनट तक Ar प्लाज्मा से बमबारी करने की आवश्यकता होती है।

●प्रक्रिया के प्रत्येक बैच के बाद, कार्बनिक अवशेषों को हटाने के लिए सफाई हेतु SC1 (NH₄OH:H₂O₂:H₂O=1:1:5) का उपयोग किया जाता है।

✔ वर्जनाएँ लोड हो रही हैं:

●ओवरलोडिंग निषिद्ध है (उदाहरण के लिए अधिकतम क्षमता 50 टुकड़ों के लिए डिज़ाइन की गई है, लेकिन विस्तार के लिए स्थान आरक्षित करने के लिए वास्तविक भार ≤ 45 टुकड़े होना चाहिए)।

●प्लाज्मा किनारे के प्रभाव को रोकने के लिए वेफर का किनारा नाव टैंक के अंत से ≥2 मिमी दूर होना चाहिए।

✔ जीवन को बढ़ाने के लिए सुझाव

● कोटिंग की मरम्मत: जब सतह खुरदरापन Ra> 1.2μm, SiC कोटिंग CVD द्वारा फिर से जमा किया जा सकता है (लागत प्रतिस्थापन से 40% कम है)।

✔ नियमित परीक्षण:

● मासिक: सफेद प्रकाश इंटरफेरोमेट्री का उपयोग करके कोटिंग अखंडता की जांच करें।
●त्रैमासिक: XRD के माध्यम से नाव के क्रिस्टलीकरण की डिग्री का विश्लेषण करें (क्रिस्टल चरण के साथ क्वार्ट्ज वेफर नाव को 5% से अधिक प्रतिस्थापित करने की आवश्यकता है)।

4. आम समस्याएं क्या हैं?

प्रश्न 1: क्यापीईसीवीडी नावएलपीसीवीडी प्रक्रिया में किसका उपयोग किया जाएगा?

उत्तर: अनुशंसित नहीं! LPCVD का तापमान अधिक होता है (आमतौर पर 800-1100 डिग्री सेल्सियस) और इसे उच्च गैस दबाव का सामना करने की आवश्यकता होती है। इसके लिए ऐसी सामग्रियों के उपयोग की आवश्यकता होती है जो तापमान परिवर्तनों (जैसे आइसोस्टेटिक ग्रेफाइट) के प्रति अधिक प्रतिरोधी हों, और स्लॉट डिज़ाइन को थर्मल विस्तार क्षतिपूर्ति पर विचार करने की आवश्यकता होती है।
प्रश्न 2: कैसे पता लगाया जाए कि नाव का शरीर विफल हो गया है?

उत्तर: यदि निम्नलिखित लक्षण दिखें तो तुरंत प्रयोग बंद कर दें:
दरारें या परत का उखड़ना नंगी आंखों से दिखाई देता है।
वेफर कोटिंग एकरूपता का मानक विचलन तीन लगातार बैचों के लिए 5% से अधिक रहा है।
प्रक्रिया कक्ष की निर्वात डिग्री 10% से अधिक कम हो गई।

प्रश्न 3: ग्रेफाइट नाव बनाम क्वार्ट्ज नाव, कैसे चुनें?

निष्कर्ष: बड़े पैमाने पर उत्पादन परिदृश्यों के लिए ग्रेफाइट नौकाओं को प्राथमिकता दी जाती है, जबकि वैज्ञानिक अनुसंधान/विशेष प्रक्रियाओं के लिए क्वार्ट्ज नौकाओं पर विचार किया जाता है।

निष्कर्ष:

यद्यपिपीईसीवीडी नावमुख्य उपकरण नहीं है, यह प्रक्रिया स्थिरता का "मूक संरक्षक" है। चयन से लेकर रखरखाव तक, हर विवरण उपज सुधार के लिए एक महत्वपूर्ण सफलता बिंदु बन सकता है। मुझे उम्मीद है कि यह मार्गदर्शिका आपको तकनीकी कोहरे में घुसने और लागत में कमी और दक्षता में सुधार के लिए इष्टतम समाधान खोजने में मदद करेगी!