ഒരു PECVD ബോട്ട് എങ്ങനെ തിരഞ്ഞെടുക്കാം, ഉപയോഗിക്കാം, പരിപാലിക്കാം?

1. എന്താണ് PECVD ബോട്ട്?

1.1 നിർവചനവും പ്രധാന പ്രവർത്തനങ്ങളും

PECVD ബോട്ട് (പ്ലാസ്മ എൻഹാൻസ്ഡ് കെമിക്കൽ വേപ്പർ ഡിപ്പോസിഷൻ) PECVD പ്രക്രിയയിൽ വേഫറുകളോ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളോ കൊണ്ടുപോകാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു പ്രധാന ഉപകരണമാണ്. ഉയർന്ന താപനിലയിൽ (300-600°C), പ്ലാസ്മ-ആക്ടിവേറ്റഡ്, കോറോസിവ് വാതകം (SiH₄, NH₃ പോലുള്ളവ) ഉള്ള അന്തരീക്ഷത്തിൽ ഇത് സ്ഥിരമായി പ്രവർത്തിക്കേണ്ടതുണ്ട്. ഇതിന്റെ പ്രധാന പ്രവർത്തനങ്ങളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു:

● കൃത്യമായ സ്ഥാനനിർണ്ണയം: ഏകീകൃത വേഫർ അകലം ഉറപ്പാക്കുകയും കോട്ടിംഗ് ഇടപെടൽ ഒഴിവാക്കുകയും ചെയ്യുക.
● താപ ഫീൽഡ് നിയന്ത്രണം: താപനില വിതരണം ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുകയും ഫിലിം യൂണിഫോമിറ്റി മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുക.
● മലിനീകരണ വിരുദ്ധ തടസ്സം: ലോഹ മലിനീകരണ സാധ്യത കുറയ്ക്കുന്നതിന് ഉപകരണ അറയിൽ നിന്ന് പ്ലാസ്മയെ വേർതിരിക്കുന്നു.

1.2 സാധാരണ ഘടനകളും വസ്തുക്കളും

മെറ്റീരിയൽ തിരഞ്ഞെടുക്കൽ:

● ഗ്രാഫൈറ്റ് ബോട്ട് (മുഖ്യധാരാ തിരഞ്ഞെടുപ്പ്): ഉയർന്ന താപ ചാലകത, ഉയർന്ന താപനില പ്രതിരോധം, കുറഞ്ഞ ചെലവ്, പക്ഷേ വാതക നാശത്തെ തടയാൻ പൂശേണ്ടതുണ്ട്.
●ക്വാർട്സ് ബോട്ട്: വളരെ ഉയർന്ന ശുദ്ധിയുള്ള, രാസപരമായി പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള, എന്നാൽ വളരെ പൊട്ടുന്നതും ചെലവേറിയതും.
●സെറാമിക്സ് (Al₂O₃ പോലുള്ളവ): തേയ്മാനം പ്രതിരോധിക്കുന്ന, ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി ഉൽപാദനത്തിന് അനുയോജ്യം, പക്ഷേ കുറഞ്ഞ താപ ചാലകത.

പ്രധാന ഡിസൈൻ സവിശേഷതകൾ:

● സ്ലോട്ട് സ്‌പെയ്‌സിംഗ്: വേഫറിന്റെ കനം പൊരുത്തപ്പെടുത്തുക (ഉദാഹരണത്തിന് 0.3-1mm ടോളറൻസ്).
●എയർ ഫ്ലോ ഹോൾ ഡിസൈൻ: റിയാക്ഷൻ ഗ്യാസ് ഡിസ്ട്രിബ്യൂഷൻ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുക, എഡ്ജ് ഇഫക്റ്റ് കുറയ്ക്കുക.
●ഉപരിതല കോട്ടിംഗ്: സേവന ആയുസ്സ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് സാധാരണ SiC, TaC അല്ലെങ്കിൽ DLC (വജ്രം പോലുള്ള കാർബൺ) കോട്ടിംഗ്.

2. PECVD ബോട്ടുകളുടെ പ്രകടനത്തിൽ നമ്മൾ ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടത് എന്തുകൊണ്ട്?

2.1 പ്രക്രിയാ വിളവിനെ നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്ന നാല് പ്രധാന ഘടകങ്ങൾ

✔ മലിനീകരണ നിയന്ത്രണം:
ബോട്ട് ബോഡിയിലെ മാലിന്യങ്ങൾ (Fe, Na പോലുള്ളവ) ഉയർന്ന താപനിലയിൽ ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടുകയും ഫിലിമിൽ പിൻഹോളുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ചോർച്ചയ്ക്ക് കാരണമാവുകയും ചെയ്യുന്നു.
കോട്ടിംഗ് പീലിംഗ് കണികകളെ അവതരിപ്പിക്കുകയും കോട്ടിംഗ് വൈകല്യങ്ങൾക്ക് കാരണമാവുകയും ചെയ്യും (ഉദാഹരണത്തിന്, കണികകൾ > 0.3μm ബാറ്ററി കാര്യക്ഷമത 0.5% കുറയാൻ കാരണമാകും).

✔ താപ മണ്ഡല ഏകീകൃതത:
PECVD ഗ്രാഫൈറ്റ് ബോട്ടിന്റെ അസമമായ താപ ചാലകം ഫിലിം കനത്തിൽ വ്യത്യാസങ്ങൾക്ക് കാരണമാകും (ഉദാഹരണത്തിന്, ±5% എന്ന ഏകീകൃത ആവശ്യകത പ്രകാരം, താപനില വ്യത്യാസം 10°C-ൽ കുറവായിരിക്കണം).

✔ പ്ലാസ്മ അനുയോജ്യത:
അനുചിതമായ വസ്തുക്കൾ അസാധാരണമായ ഡിസ്ചാർജിന് കാരണമാവുകയും വേഫറിനോ ഉപകരണ ഇലക്ട്രോഡുകൾക്കോ ​​കേടുപാടുകൾ വരുത്തുകയും ചെയ്തേക്കാം.

✔ സേവന ജീവിതവും ചെലവും:
നിലവാരം കുറഞ്ഞ ബോട്ട് ഹല്ലുകൾ ഇടയ്ക്കിടെ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കേണ്ടതുണ്ട് (ഉദാഹരണത്തിന് മാസത്തിലൊരിക്കൽ), വാർഷിക അറ്റകുറ്റപ്പണികൾ ചെലവേറിയതാണ്.

3. ഒരു PECVD ബോട്ട് എങ്ങനെ തിരഞ്ഞെടുക്കാം, ഉപയോഗിക്കാം, പരിപാലിക്കാം?

3.1 മൂന്ന്-ഘട്ട തിരഞ്ഞെടുക്കൽ രീതി

ഘട്ടം 1: പ്രോസസ്സ് പാരാമീറ്ററുകൾ വ്യക്തമാക്കുക

● താപനില പരിധി: ഗ്രാഫൈറ്റ് + SiC കോട്ടിംഗ് 450°C ന് താഴെ തിരഞ്ഞെടുക്കാം, കൂടാതെ 600°C ന് മുകളിൽ ക്വാർട്സ് അല്ലെങ്കിൽ സെറാമിക് ആവശ്യമാണ്.
●വാതക തരം: Cl2, F- പോലുള്ള നാശകാരിയായ വാതകങ്ങൾ അടങ്ങിയിരിക്കുമ്പോൾ, ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയുള്ള കോട്ടിംഗ് ഉപയോഗിക്കണം.
●വേഫർ വലുപ്പം: 8-ഇഞ്ച്/12-ഇഞ്ച് ബോട്ട് ഘടനയുടെ ശക്തി ഗണ്യമായി വ്യത്യസ്തമാണ് കൂടാതെ ലക്ഷ്യബോധമുള്ള രൂപകൽപ്പന ആവശ്യമാണ്.

ഘട്ടം 2: പ്രകടന മെട്രിക്കുകൾ വിലയിരുത്തുക

പ്രധാന അളവുകൾ:

●ഉപരിതല പരുക്കൻത (Ra) : ≤0.8μm (സമ്പർക്ക ഉപരിതലം ≤0.4μm ആയിരിക്കണം)
●കോട്ടിംഗ് ബോണ്ട് ശക്തി : ≥15MPa (ASTM C633 സ്റ്റാൻഡേർഡ്)
●ഉയർന്ന താപനില രൂപഭേദം (600℃) : ≤0.1mm/m (24 മണിക്കൂർ പരിശോധന)

ഘട്ടം 3: അനുയോജ്യത പരിശോധിക്കുക

● ഉപകരണ പൊരുത്തപ്പെടുത്തൽ: AMAT Centura, centrotherm PECVD, തുടങ്ങിയ മുഖ്യധാരാ മോഡലുകളുമായി ഇന്റർഫേസ് വലുപ്പം സ്ഥിരീകരിക്കുക.
● ട്രയൽ പ്രൊഡക്ഷൻ ടെസ്റ്റ്: കോട്ടിംഗിന്റെ ഏകീകൃതത പരിശോധിക്കുന്നതിന് 50-100 കഷണങ്ങളുടെ ഒരു ചെറിയ ബാച്ച് ടെസ്റ്റ് നടത്താൻ ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു (ഫിലിം കനത്തിന്റെ സ്റ്റാൻഡേർഡ് ഡീവിയേഷൻ <3%).

3.2 ഉപയോഗത്തിനും പരിപാലനത്തിനുമുള്ള മികച്ച രീതികൾ

പ്രവർത്തന സ്പെസിഫിക്കേഷനുകൾ:

✔ ഡെൽറ്റവൃത്തിയാക്കുന്നതിനു മുമ്പുള്ള പ്രക്രിയ:

● ആദ്യ ഉപയോഗത്തിന് മുമ്പ്, ഉപരിതലത്തിൽ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന മാലിന്യങ്ങൾ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനായി സിൻഷോയിൽ 30 മിനിറ്റ് ആർ പ്ലാസ്മ പുരട്ടേണ്ടതുണ്ട്.

●ഓരോ ബാച്ച് പ്രക്രിയയ്ക്കു ശേഷവും, ജൈവ അവശിഷ്ടങ്ങൾ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനായി വൃത്തിയാക്കാൻ SC1 (NH₄OH:H₂O₂:H₂O=1:1:5) ഉപയോഗിക്കുന്നു.

✔ വിലക്കുകൾ ലോഡുചെയ്യുന്നു:

●ഓവർലോഡിംഗ് നിരോധിച്ചിരിക്കുന്നു (ഉദാ: പരമാവധി ശേഷി 50 പീസുകളായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്‌തിരിക്കുന്നു, എന്നാൽ വിപുലീകരണത്തിനായി സ്ഥലം മാറ്റിവയ്ക്കുന്നതിന് യഥാർത്ഥ ലോഡ് ≤ 45 പീസുകൾ ആയിരിക്കണം).

●പ്ലാസ്മ എഡ്ജ് ഇഫക്റ്റുകൾ തടയുന്നതിന് വേഫറിന്റെ അറ്റം ബോട്ട് ടാങ്കിന്റെ അറ്റത്ത് നിന്ന് ≥2mm അകലെയായിരിക്കണം.

✔ ലൈഫ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള നുറുങ്ങുകൾ

● കോട്ടിംഗ് നന്നാക്കൽ: ഉപരിതല പരുക്കൻത Ra＞1.2μm ആകുമ്പോൾ, SiC കോട്ടിംഗ് CVD ഉപയോഗിച്ച് വീണ്ടും നിക്ഷേപിക്കാൻ കഴിയും (മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്നതിനേക്കാൾ 40% ചെലവ് കുറവാണ്).

✔ പതിവ് പരിശോധന:

● പ്രതിമാസം: വെളുത്ത വെളിച്ച ഇന്റർഫെറോമെട്രി ഉപയോഗിച്ച് കോട്ടിംഗിന്റെ സമഗ്രത പരിശോധിക്കുക.
●ത്രൈമാസികം: XRD വഴി ബോട്ടിന്റെ ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ ഡിഗ്രി വിശകലനം ചെയ്യുക (5% ത്തിൽ കൂടുതൽ ക്രിസ്റ്റൽ ഫേസ് ഉള്ള ക്വാർട്സ് വേഫർ ബോട്ട് മാറ്റിസ്ഥാപിക്കേണ്ടതുണ്ട്).

4. പൊതുവായ പ്രശ്നങ്ങൾ എന്തൊക്കെയാണ്?

ചോദ്യം 1: കഴിയുമോPECVD ബോട്ട്എൽപിസിവിഡി പ്രക്രിയയിൽ ഉപയോഗിക്കാമോ?

എ: ശുപാർശ ചെയ്യുന്നില്ല! എൽപിസിവിഡിക്ക് ഉയർന്ന താപനിലയുണ്ട് (സാധാരണയായി 800-1100°C) കൂടാതെ ഉയർന്ന വാതക മർദ്ദം നേരിടേണ്ടതുണ്ട്. താപനില വ്യതിയാനങ്ങളെ (ഐസോസ്റ്റാറ്റിക് ഗ്രാഫൈറ്റ് പോലുള്ളവ) കൂടുതൽ പ്രതിരോധിക്കുന്ന വസ്തുക്കളുടെ ഉപയോഗം ഇതിന് ആവശ്യമാണ്, കൂടാതെ സ്ലോട്ട് രൂപകൽപ്പനയ്ക്ക് താപ വികാസ നഷ്ടപരിഹാരം പരിഗണിക്കേണ്ടതുണ്ട്.
ചോദ്യം 2: ബോട്ട് ബോഡി പരാജയപ്പെട്ടോ എന്ന് എങ്ങനെ നിർണ്ണയിക്കും?

A: താഴെ പറയുന്ന ലക്ഷണങ്ങൾ ഉണ്ടായാൽ ഉടൻ ഉപയോഗിക്കുന്നത് നിർത്തുക:
വിള്ളലുകൾ അല്ലെങ്കിൽ കോട്ടിംഗ് അടർന്നുപോകൽ നഗ്നനേത്രങ്ങൾക്ക് ദൃശ്യമാണ്.
തുടർച്ചയായ മൂന്ന് ബാച്ചുകളിൽ വേഫർ കോട്ടിംഗ് ഏകീകൃതതയുടെ സ്റ്റാൻഡേർഡ് ഡീവിയേഷൻ 5% ത്തിലധികം ആയിരുന്നു.
പ്രോസസ് ചേമ്പറിന്റെ വാക്വം ഡിഗ്രി 10%-ൽ കൂടുതൽ കുറഞ്ഞു.

ചോദ്യം 3: ഗ്രാഫൈറ്റ് ബോട്ട് vs. ക്വാർട്സ് ബോട്ട്, എങ്ങനെ തിരഞ്ഞെടുക്കാം?

ഉപസംഹാരം: വൻതോതിലുള്ള ഉൽപ്പാദന സാഹചര്യങ്ങൾക്ക് ഗ്രാഫൈറ്റ് ബോട്ടുകളാണ് മുൻഗണന നൽകുന്നത്, അതേസമയം ശാസ്ത്രീയ ഗവേഷണ/പ്രത്യേക പ്രക്രിയകൾക്കായി ക്വാർട്സ് ബോട്ടുകളാണ് പരിഗണിക്കുന്നത്.

തീരുമാനം:

എന്നിരുന്നാലുംPECVD ബോട്ട്പ്രധാന ഉപകരണമല്ല, അത് പ്രക്രിയ സ്ഥിരതയുടെ "നിശബ്ദ സംരക്ഷകൻ" ആണ്. തിരഞ്ഞെടുപ്പ് മുതൽ അറ്റകുറ്റപ്പണി വരെ, ഓരോ വിശദാംശങ്ങളും വിളവ് മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള ഒരു പ്രധാന വഴിത്തിരിവായി മാറിയേക്കാം. സാങ്കേതിക മൂടൽമഞ്ഞിനെ തുളച്ചുകയറാനും ചെലവ് കുറയ്ക്കുന്നതിനും കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനുമുള്ള ഒപ്റ്റിമൽ പരിഹാരം കണ്ടെത്താൻ ഈ ഗൈഡ് നിങ്ങളെ സഹായിക്കുമെന്ന് ഞാൻ പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു!