1. რა არის PECVD ნავი?
1.1 განმარტება და ძირითადი ფუნქციები
PECVD ნავი (პლაზმით გაძლიერებული ქიმიური ორთქლის დეპონირება) არის ძირითადი ინსტრუმენტი, რომელიც გამოიყენება PECVD პროცესში ვაფლების ან სუბსტრატების გადასატანად. მან სტაბილურად უნდა იმუშაოს მაღალი ტემპერატურის (300-600°C), პლაზმურად გააქტიურებულ და კოროზიულ აირში (როგორიცაა SiH₄, NH₃) გარემოში. მისი ძირითადი ფუნქციებია:
● ზუსტი პოზიციონირება: უზრუნველყავით ვაფლებს შორის ერთგვაროვანი დაშორება და თავიდან აიცილეთ საფარის ჩარევა.
● თერმული ველის კონტროლი: ტემპერატურის განაწილების ოპტიმიზაცია და ფირის ერთგვაროვნების გაუმჯობესება.
● დაბინძურების საწინააღმდეგო ბარიერი: იზოლირებს პლაზმას აღჭურვილობის ღრუდან, რათა შეამციროს ლითონის დაბინძურების რისკი.
1.2 ტიპიური სტრუქტურები და მასალები
მასალის შერჩევა:
● გრაფიტის ნავი (ძირითადი არჩევანი): მაღალი თბოგამტარობა, მაღალი ტემპერატურისადმი მდგრადობა, დაბალი ღირებულება, მაგრამ მოითხოვს დაფარვას გაზის კოროზიის თავიდან ასაცილებლად.
●კვარცის ნავი: ულტრამაღალი სისუფთავის, ქიმიურად მდგრადი, მაგრამ ძლიერ მყიფე და ძვირი.
●კერამიკა (მაგალითად, Al₂O₃): ცვეთამედეგი, შესაფერისია მაღალი სიხშირის წარმოებისთვის, მაგრამ აქვს ცუდი თბოგამტარობა.
დიზაინის ძირითადი მახასიათებლები:
● სლოტებს შორის მანძილი: შეადარეთ ვაფლის სისქეს (მაგალითად, 0.3-1 მმ ტოლერანტობით).
●ჰაერის ნაკადის ხვრელის დიზაინი: რეაქციის აირის განაწილების ოპტიმიზაცია და კიდის ეფექტის შემცირება.
●ზედაპირის საფარი: ჩვეულებრივი SiC, TaC ან DLC (ალმასის მსგავსი ნახშირბადი) საფარი მომსახურების ვადის გასახანგრძლივებლად.
2. რატომ უნდა მივაქციოთ ყურადღება PECVD ნავების მუშაობას?
2.1 ოთხი ძირითადი ფაქტორი, რომელიც პირდაპირ გავლენას ახდენს პროცესის მოსავლიანობაზე
✔ დაბინძურების კონტროლი:
ნავის კორპუსში არსებული მინარევები (მაგალითად, Fe და Na) მაღალ ტემპერატურაზე აქროლადი ხდება, რაც აპკში ნახვრეტების გაჩენას ან გაჟონვას იწვევს.
საფარის აქერცვლა გამოიწვევს ნაწილაკების შეტანას და საფარის დეფექტების გამოწვევას (მაგალითად, 0.3 მკმ-ზე მეტი ზომის ნაწილაკებმა შეიძლება გამოიწვიოს ბატარეის ეფექტურობის 0.5%-ით შემცირება).
✔ თერმული ველის ერთგვაროვნება:
PECVD გრაფიტის ნავის არათანაბარი თბოგამტარობა გამოიწვევს ფენის სისქის განსხვავებებს (მაგალითად, ±5%-იანი ერთგვაროვნების მოთხოვნის შემთხვევაში, ტემპერატურული სხვაობა 10°C-ზე ნაკლები უნდა იყოს).
✔ პლაზმური თავსებადობა:
არასათანადო მასალებმა შეიძლება გამოიწვიოს ანომალიური განმუხტვა და დააზიანოს ვაფლი ან მოწყობილობის ელექტროდები.
✔ მომსახურების ვადა და ღირებულება:
დაბალი ხარისხის ნავის კორპუსები ხშირად უნდა შეიცვალოს (მაგ. თვეში ერთხელ) და წლიური მოვლა-პატრონობა ძვირი ჯდება.
3. როგორ ავირჩიოთ, გამოვიყენოთ და შევინარჩუნოთ PECVD ნავი?
3.1 სამსაფეხურიანი შერჩევის მეთოდი
ნაბიჯი 1: პროცესის პარამეტრების დაზუსტება
● ტემპერატურის დიაპაზონი: გრაფიტის + SiC საფარის შერჩევა შესაძლებელია 450°C-ზე ქვემოთ, ხოლო 600°C-ზე ზემოთ საჭიროა კვარცი ან კერამიკა.
●გაზის ტიპი: კოროზიული აირების, როგორიცაა Cl2 და F-, შემცველობისას აუცილებელია მაღალი სიმკვრივის საფარის გამოყენება.
●ვაფლის ზომა: 8/12 ინჩიანი ნავის სტრუქტურის სიმტკიცე მნიშვნელოვნად განსხვავდება და მიზანმიმართულ დიზაინს მოითხოვს.
ნაბიჯი 2: შესრულების მეტრიკის შეფასება
ძირითადი მაჩვენებლები:
●ზედაპირის უხეშობა (Ra): ≤0.8μm (შეხების ზედაპირი უნდა იყოს ≤0.4μm)
●საფარის შეერთების სიმტკიცე: ≥15MPa (ASTM C633 სტანდარტი)
●მაღალი ტემპერატურის დეფორმაცია (600℃): ≤0.1 მმ/მ (24 საათიანი ტესტი)
ნაბიჯი 3: თავსებადობის შემოწმება
● აღჭურვილობის შესაბამისობა: ინტერფეისის ზომის დადასტურება ძირითადი მოდელებით, როგორიცაა AMAT Centura, centrotherm PECVD და ა.შ.
● საცდელი წარმოების ტესტი: საფარის ერთგვაროვნების დასადასტურებლად (ფენის სისქის სტანდარტული გადახრა <3%) რეკომენდებულია 50-100 ცალი მცირე პარტიული ტესტის ჩატარება.
3.2 გამოყენებისა და მოვლა-პატრონობის საუკეთესო პრაქტიკა
ოპერაციის სპეციფიკაციები:
✔წინასწარი გაწმენდის პროცესი:
● პირველ გამოყენებამდე, Xinzhou-ს ზედაპირზე ადსორბირებული მინარევების მოსაშორებლად, საჭიროა Ar პლაზმით 30 წუთის განმავლობაში დაბომბვა.
●პროცესის თითოეული პარტიის შემდეგ, ორგანული ნარჩენების მოსაშორებლად გასაწმენდად გამოიყენება SC1 (NH₄OH:H₂O₂:H₂O=1:1:5).
✔ ტაბუების ჩატვირთვა:
●გადატვირთვა აკრძალულია (მაგ. მაქსიმალური ტევადობა გათვლილია 50 ნაწილზე, მაგრამ ფაქტობრივი დატვირთვა უნდა იყოს ≤ 45 ნაწილზე, რათა გაფართოებისთვის ადგილი დარჩეს).
●პლაზმური კიდის ეფექტების თავიდან ასაცილებლად, ვაფლის კიდე ნავის ავზის ბოლოდან ≥2 მმ-ით უნდა იყოს დაშორებული.
✔ რჩევები სიცოცხლის გახანგრძლივებისთვის
● საფარის შეკეთება: როდესაც ზედაპირის უხეშობა Ra> 1.2μm, SiC საფარის ხელახლა დატანა შესაძლებელია გულ-სისხლძარღვთა დაავადებების გამო (ღირებულება 40%-ით ნაკლებია ჩანაცვლებასთან შედარებით).
✔ რეგულარული ტესტირება:
● ყოველთვიურად: შეამოწმეთ საფარის მთლიანობა თეთრი სინათლის ინტერფერომეტრიის გამოყენებით.
●კვარტალურად: ნავის კრისტალიზაციის ხარისხის ანალიზი XRD-ის მეშვეობით (კვარცის ვაფლის ნავი, რომლის კრისტალური ფაზა > 5%-ია, საჭიროებს შეცვლას).
4. რა არის გავრცელებული პრობლემები?
კითხვა 1: შეუძლია თუ არაPECVD ნავიგამოყენებული იქნას LPCVD პროცესში?
A: არ არის რეკომენდებული! LPCVD-ს აქვს უფრო მაღალი ტემპერატურა (ჩვეულებრივ 800-1100°C) და უნდა გაუძლოს უფრო მაღალ გაზის წნევას. ის მოითხოვს მასალების გამოყენებას, რომლებიც უფრო მდგრადია ტემპერატურის ცვლილებების მიმართ (მაგალითად, იზოსტატიკური გრაფიტი) და ჭრილის დიზაინში უნდა იყოს გათვალისწინებული თერმული გაფართოების კომპენსაცია.
კითხვა 2: როგორ დავადგინოთ, გაფუჭდა თუ არა ნავის კორპუსი?
პასუხი: დაუყოვნებლივ შეწყვიტეთ გამოყენება, თუ შემდეგი სიმპტომები გამოვლინდა:
ბზარები ან საფარის აქერცვლა შეუიარაღებელი თვალითაც ჩანს.
ვაფლის საფარის ერთგვაროვნების სტანდარტული გადახრა ზედიზედ სამი პარტიის განმავლობაში 5%-ზე მეტი იყო.
პროცესის კამერის ვაკუუმის ხარისხი 10%-ზე მეტით შემცირდა.
კითხვა 3: გრაფიტის ნავი კვარცის ნავის წინააღმდეგ, როგორ ავირჩიოთ?
დასკვნა: გრაფიტის ნავები სასურველია მასობრივი წარმოების სცენარებისთვის, ხოლო კვარცის ნავები განიხილება სამეცნიერო კვლევის/სპეციალური პროცესებისთვის.
დასკვნა:
მიუხედავად იმისა, რომPECVD ნავიეს არ არის მთავარი აღჭურვილობა, ის პროცესის სტაბილურობის „ჩუმი მცველია“. შერჩევიდან მოვლა-პატრონობამდე, ყველა დეტალი შეიძლება გახდეს მოსავლიანობის გაუმჯობესების მთავარი გარღვევის წერტილი. იმედი მაქვს, ეს სახელმძღვანელო დაგეხმარებათ ტექნიკური ნისლის გარღვევაში და ხარჯების შემცირებისა და ეფექტურობის გაუმჯობესების ოპტიმალური გადაწყვეტის პოვნაში!
გამოქვეყნების დრო: 2025 წლის 6 მარტი