1. Ի՞նչ է PECVD նավակը։
1.1 Սահմանում և հիմնական գործառույթներ
PECVD նավակը (պլազմայով ուժեղացված քիմիական գոլորշու նստեցում) PECVD գործընթացում վաֆլիներ կամ հիմքեր տեղափոխելու համար օգտագործվող հիմնական գործիք է: Այն պետք է կայուն աշխատի բարձր ջերմաստիճանի (300-600°C), պլազմայով ակտիվացված և կոռոզիոն գազի (օրինակ՝ SiH₄, NH₃) միջավայրում: Դրա հիմնական գործառույթներն են՝
● Ճշգրիտ դիրքավորում. ապահովել թիթեղների միատարր հեռավորությունը և խուսափել ծածկույթի միջամտությունից։
● Ջերմային դաշտի կառավարում. օպտիմալացնել ջերմաստիճանի բաշխումը և բարելավել թաղանթի միատարրությունը։
● Հակաաղտոտման պատնեշ. Մեկուսացնում է պլազման սարքավորումների խոռոչից՝ մետաղի աղտոտման ռիսկը նվազեցնելու համար։
1.2 Տիպիկ կառուցվածքներ և նյութեր
Նյութի ընտրություն:
● Գրաֆիտային նավակ (հիմնական ընտրություն). բարձր ջերմահաղորդականություն, բարձր ջերմաստիճանային դիմադրություն, ցածր գին, բայց պահանջում է ծածկույթ՝ գազային կոռոզիան կանխելու համար:
●Քվարցային նավակ. Գերբարձր մաքրություն, քիմիապես դիմացկուն, բայց շատ փխրուն և թանկ։
●Կերամիկա (օրինակ՝ Al₂O₃). մաշվածությանը դիմացկուն, հարմար է բարձր հաճախականության արտադրության համար, բայց վատ ջերմահաղորդականություն ունի։
Հիմնական դիզայնի առանձնահատկությունները.
● Խոռոչների միջև հեռավորությունը. համապատասխանեցրեք վաֆլիի հաստությանը (օրինակ՝ 0.3-1 մմ հանդուրժողականությամբ):
●Օդի հոսքի անցքի նախագծում. օպտիմալացնել ռեակցիայի գազի բաշխումը և նվազեցնել եզրային էֆեկտը։
●Մակերեսային ծածկույթ. Սովորական SiC, TaC կամ DLC (ադամանդե ածխածին) ծածկույթ՝ ծառայության ժամկետը երկարացնելու համար:
2. Ինչո՞ւ պետք է ուշադրություն դարձնենք PECVD նավակների աշխատանքին։
2.1 Չորս հիմնական գործոններ, որոնք անմիջականորեն ազդում են գործընթացի արդյունավետության վրա
✔ Աղտոտման վերահսկում.
Նավակի թափքի մեջ եղած խառնուրդները (օրինակ՝ Fe և Na) գոլորշիանում են բարձր ջերմաստիճաններում՝ առաջացնելով անցքեր կամ արտահոսք թաղանթի վրա։
Ծածկույթի շերտազատումը կբերի մասնիկների ներմուծման և ծածկույթի թերությունների (օրինակ՝ 0.3 մկմ-ից ավելի մասնիկները կարող են մարտկոցի արդյունավետության 0.5%-ով անկման պատճառ դառնալ):
✔ Ջերմային դաշտի միատարրություն։
PECVD գրաֆիտային նավակի անհավասար ջերմահաղորդականությունը կհանգեցնի թաղանթի հաստության տարբերությունների (օրինակ՝ ±5% միատարրության պահանջի դեպքում ջերմաստիճանի տարբերությունը պետք է լինի 10°C-ից պակաս):
✔ Պլազմային համատեղելիություն.
Անպատշաճ նյութերը կարող են առաջացնել աննորմալ լիցքաթափում և վնասել թիթեղը կամ սարքի էլեկտրոդները։
✔ Ծառայության ժամկետը և արժեքը՝
Ցածրորակ նավակի կորպուսները պետք է հաճախակի փոխարինվեն (օրինակ՝ ամիսը մեկ անգամ), իսկ տարեկան սպասարկման ծախսերը թանկ են։
3. Ինչպե՞ս ընտրել, օգտագործել և պահպանել PECVD նավակը։
3.1 Եռաստիճան ընտրության մեթոդ
Քայլ 1. Գործընթացի պարամետրերի պարզաբանում
● Ջերմաստիճանային միջակայք. Գրաֆիտ + SiC ծածկույթը կարող է ընտրվել 450°C-ից ցածր ջերմաստիճանների համար, իսկ 600°C-ից բարձր ջերմաստիճանների համար անհրաժեշտ է քվարց կամ կերամիկա։
●Գազի տեսակ. Երբ պարունակում են կոռոզիոն գազեր, ինչպիսիք են Cl2-ը և F-ը, պետք է օգտագործվի բարձր խտության ծածկույթ։
●Վաֆլիի չափս. 8 դյույմ/12 դյույմ նավակի կառուցվածքի ամրությունը զգալիորեն տարբերվում է և պահանջում է նպատակային նախագծում։
Քայլ 2. Գնահատեք կատարողականի չափանիշները
Հիմնական չափանիշներ՝
●Մակերեսի կոպտություն (Ra): ≤0.8μm (շփման մակերեսը պետք է լինի ≤0.4μm)
●Ծածկույթի կապման ամրությունը՝ ≥15 ՄՊա (ASTM C633 ստանդարտ)
●Բարձր ջերմաստիճանի դեֆորմացիա (600℃): ≤0.1 մմ/մ (24 ժամ փորձարկում)
Քայլ 3. Համատեղելիության ստուգում
● Սարքավորումների համապատասխանեցում. Հաստատեք ինտերֆեյսի չափը հիմնական մոդելների հետ, ինչպիսիք են AMAT Centura-ն, centrotherm PECVD-ն և այլն:
● Փորձնական արտադրական փորձարկում. Խորհուրդ է տրվում անցկացնել 50-100 հատ փոքր խմբաքանակի փորձարկում՝ ծածկույթի միատարրությունը ստուգելու համար (թաղանթի հաստության ստանդարտ շեղումը <3%):
3.2 Օգտագործման և սպասարկման լավագույն փորձը
Գործողության տեխնիկական բնութագրերը՝
✔Նախնական մաքրման գործընթաց.
● Առաջին օգտագործումից առաջ Սինժոուն պետք է 30 րոպե ռմբակոծվի Ar պլազմայով՝ մակերեսին կլանված խառնուրդները հեռացնելու համար։
●Գործընթացի յուրաքանչյուր խմբաքանակից հետո SC1-ը (NH₄OH:H₂O₂:H₂O=1:1:5) օգտագործվում է մաքրման համար՝ օրգանական մնացորդները հեռացնելու համար:
✔ Բեռնվում են տաբուներ՝
●Չափից շատ բեռնումը արգելված է (օրինակ՝ առավելագույն տարողությունը նախատեսված է 50 հատի համար, սակայն իրական բեռնվածությունը պետք է լինի ≤ 45 հատ՝ ընդարձակման համար տեղ պահելու համար):
●Վաֆլիի եզրը պետք է լինի նավակի բաքի ծայրից ≥2 մմ հեռավորության վրա՝ պլազմային եզրերի էֆեկտը կանխելու համար։
✔ Խորհուրդներ կյանքը երկարացնելու համար
● Ծածկույթի վերանորոգում. Երբ մակերեսի կոպտությունը Ra> 1.2μm է, SiC ծածկույթը կարող է վերադրվել CVD-ի միջոցով (արժեքը 40%-ով ցածր է փոխարինման համեմատ):
✔ Կանոնավոր ստուգումներ։
● Ամսական. Ստուգեք ծածկույթի ամբողջականությունը՝ օգտագործելով սպիտակ լույսի ինտերֆերոմետրիա:
●Եռամսյակային. վերլուծել նավակի բյուրեղացման աստիճանը XRD-ի միջոցով (քվարցային վաֆլի նավակը, որի բյուրեղային փուլը > 5% է, անհրաժեշտ է փոխարինել):
4. Որո՞նք են տարածված խնդիրները։
Հարց 1. Կարո՞ղ էPECVD նավակկարող է օգտագործվել LPCVD գործընթացում;
Ա. Չի խորհուրդ տրվում: LPCVD-ն ունի ավելի բարձր ջերմաստիճան (սովորաբար 800-1100°C) և պետք է դիմակայի գազի ավելի բարձր ճնշմանը: Այն պահանջում է ջերմաստիճանի փոփոխությունների նկատմամբ ավելի դիմացկուն նյութերի օգտագործում (օրինակ՝ իզոստատիկ գրաֆիտ), իսկ անցքի դիզայնը պետք է հաշվի առնի ջերմային ընդարձակման փոխհատուցումը:
Հարց 2. Ինչպե՞ս որոշել, թե արդյոք նավակի կորպուսը խափանվել է:
Ա. Անմիջապես դադարեցրեք օգտագործումը, եթե ի հայտ են գալիս հետևյալ ախտանիշները.
Ծածկույթի ճաքերը կամ կեղևը տեսանելի են անզեն աչքով։
Վաֆլիի ծածկույթի միատարրության ստանդարտ շեղումը երեք հաջորդական խմբաքանակների համար կազմել է >5%։
Գործընթացային խցիկի վակուումային աստիճանը նվազել է ավելի քան 10%-ով։
Հարց 3. Ինչպե՞ս ընտրել գրաֆիտային նավակ՝ քվարցային նավակի դեմ։
Եզրակացություն. Գրաֆիտային նավակները նախընտրելի են զանգվածային արտադրության սցենարների համար, մինչդեռ քվարցային նավակները դիտարկվում են գիտական հետազոտությունների/հատուկ գործընթացների համար։
Եզրակացություն.
ՉնայածPECVD նավակհիմնական սարքավորումը չէ, այլ գործընթացի կայունության «լուռ պահապանը»։ Ընտրությունից մինչև սպասարկում, յուրաքանչյուր մանրուք կարող է դառնալ արտադրողականության բարելավման կարևորագույն կետ։ Հուսով եմ, որ այս ուղեցույցը կօգնի ձեզ թափանցել տեխնիկական մշուշի մեջ և գտնել ծախսերի կրճատման և արդյունավետության բարելավման օպտիմալ լուծումը։
Հրապարակման ժամանակը. Մարտ-06-2025