PECVD बोट कशी निवडावी, वापरावी आणि देखभाल कशी करावी?

१. PECVD बोट म्हणजे काय?

१.१ व्याख्या आणि मुख्य कार्ये

PECVD बोट (प्लाझ्मा एन्हांस्ड केमिकल व्हेपर डिपॉझिशन) हे PECVD प्रक्रियेत वेफर्स किंवा सब्सट्रेट्स वाहून नेण्यासाठी वापरले जाणारे एक मुख्य साधन आहे. त्याला उच्च तापमान (३००-६००°C), प्लाझ्मा-सक्रिय आणि संक्षारक वायू (जसे की SiH₄, NH₃) वातावरणात स्थिरपणे काम करावे लागते. त्याची मुख्य कार्ये समाविष्ट आहेत:

● अचूक स्थिती: एकसमान वेफर अंतर सुनिश्चित करा आणि कोटिंग हस्तक्षेप टाळा.
● थर्मल फील्ड नियंत्रण: तापमान वितरण अनुकूलित करा आणि फिल्म एकरूपता सुधारा.
● प्रदूषण विरोधी अडथळा: धातू दूषित होण्याचा धोका कमी करण्यासाठी उपकरणाच्या पोकळीतून प्लाझ्मा वेगळे करते.

१.२ ठराविक रचना आणि साहित्य

साहित्य निवड:

● ग्रेफाइट बोट (मुख्य प्रवाहातील निवड): उच्च औष्णिक चालकता, उच्च तापमान प्रतिरोधकता, कमी किंमत, परंतु वायूचा क्षरण रोखण्यासाठी कोटिंगची आवश्यकता असते.
●क्वार्ट्ज बोट: अति-उच्च शुद्धता, रासायनिकदृष्ट्या प्रतिरोधक, परंतु अत्यंत ठिसूळ आणि महाग.
●सिरेमिक (जसे की Al₂O₃): पोशाख-प्रतिरोधक, उच्च-फ्रिक्वेन्सी उत्पादनासाठी योग्य, परंतु कमी थर्मल चालकता.

प्रमुख डिझाइन वैशिष्ट्ये:

● स्लॉट स्पेसिंग: वेफर जाडी जुळवा (जसे की ०.३-१ मिमी सहनशीलता).
●हवेच्या प्रवाहाच्या छिद्राची रचना: प्रतिक्रिया वायू वितरण अनुकूलित करा आणि काठाचा परिणाम कमी करा.
●पृष्ठभागावरील कोटिंग: सेवा आयुष्य वाढवण्यासाठी सामान्य SiC, TaC किंवा DLC (हिऱ्यासारखे कार्बन) कोटिंग.

२. आपण PECVD बोटींच्या कामगिरीकडे का लक्ष दिले पाहिजे?

२.१ प्रक्रिया उत्पन्नावर थेट परिणाम करणारे चार प्रमुख घटक

✔ प्रदूषण नियंत्रण:
बोट बॉडीमधील अशुद्धता (जसे की Fe आणि Na) उच्च तापमानात अस्थिर होतात, ज्यामुळे फिल्ममध्ये पिनहोल किंवा गळती होते.
कोटिंग सोलल्याने कण येतात आणि कोटिंगमध्ये दोष निर्माण होतात (उदाहरणार्थ, ०.३μm पेक्षा जास्त कण बॅटरीची कार्यक्षमता ०.५% ने कमी करू शकतात).

✔ थर्मल फील्ड एकरूपता:
PECVD ग्रेफाइट बोटीच्या असमान उष्णता वाहकतेमुळे फिल्म जाडीत फरक पडेल (उदाहरणार्थ, ±5% च्या एकरूपतेच्या आवश्यकतेनुसार, तापमानातील फरक 10°C पेक्षा कमी असणे आवश्यक आहे).

✔ प्लाझ्मा सुसंगतता:
अयोग्य पदार्थांमुळे असामान्य डिस्चार्ज होऊ शकतो आणि वेफर किंवा डिव्हाइस इलेक्ट्रोड्सना नुकसान होऊ शकते.

✔ सेवा आयुष्य आणि खर्च:
कमी दर्जाच्या बोटीचे हल वारंवार बदलावे लागतात (उदा. महिन्यातून एकदा), आणि वार्षिक देखभाल खर्च महाग असतो.

३. PECVD बोट कशी निवडावी, वापरावी आणि देखभाल कशी करावी?

३.१ तीन-चरण निवड पद्धत

पायरी १: प्रक्रिया पॅरामीटर्स स्पष्ट करा

● तापमान श्रेणी: ग्रेफाइट + SiC कोटिंग ४५०°C पेक्षा कमी तापमानात निवडता येते आणि ६००°C पेक्षा जास्त तापमानात क्वार्ट्ज किंवा सिरेमिक आवश्यक असते.
●वायूचा प्रकार: Cl2आणि F- सारखे संक्षारक वायू असल्यास, उच्च-घनतेचे कोटिंग वापरणे आवश्यक आहे.
●वेफरचा आकार: ८-इंच/१२-इंच बोट स्ट्रक्चरची ताकद लक्षणीयरीत्या वेगळी आहे आणि त्यासाठी लक्ष्यित डिझाइनची आवश्यकता आहे.

पायरी २: कामगिरीच्या मापदंडांचे मूल्यांकन करा

प्रमुख निकष:

●पृष्ठभागाची खडबडीतपणा (Ra): ≤0.8μm (संपर्क पृष्ठभाग ≤0.4μm असणे आवश्यक आहे)
●कोटिंग बॉन्ड स्ट्रेंथ: ≥15MPa（ASTM C633 मानक)
●उच्च तापमान विकृती (600℃): ≤0.1mm/m (24 तास चाचणी)

पायरी ३: सुसंगतता सत्यापित करा

● उपकरणे जुळवणे: AMAT Centura, centrotherm PECVD, इत्यादी मुख्य प्रवाहातील मॉडेल्ससह इंटरफेस आकाराची पुष्टी करा.
● चाचणी उत्पादन चाचणी: कोटिंगची एकरूपता (फिल्म जाडीचे मानक विचलन <3%) सत्यापित करण्यासाठी 50-100 तुकड्यांचा एक लहान बॅच चाचणी घेण्याची शिफारस केली जाते.

३.२ वापर आणि देखभालीसाठी सर्वोत्तम पद्धती

ऑपरेशन स्पेसिफिकेशन्स:

✔पूर्व-साफसफाई प्रक्रिया:

● पहिल्या वापरापूर्वी, पृष्ठभागावरील शोषलेल्या अशुद्धी काढून टाकण्यासाठी झिनझोऊवर 30 मिनिटे एआर प्लाझ्माचा भडिमार करावा लागतो.

●प्रक्रियेच्या प्रत्येक बॅचनंतर, सेंद्रिय अवशेष काढून टाकण्यासाठी SC1 (NH₄OH:H₂O₂:H₂O=1:1:5) स्वच्छतेसाठी वापरला जातो.

✔ निषिद्ध लोड करत आहे:

●ओव्हरलोडिंग प्रतिबंधित आहे (उदा. कमाल क्षमता ५० तुकड्यांसाठी डिझाइन केलेली आहे, परंतु विस्तारासाठी जागा राखीव ठेवण्यासाठी प्रत्यक्ष भार ४५ तुकड्यांच्या आसपास असावा).

●प्लाझ्मा एज इफेक्ट टाळण्यासाठी वेफरची धार बोट टँकच्या टोकापासून ≥2 मिमी अंतरावर असणे आवश्यक आहे.

✔ आयुष्य वाढवण्यासाठी टिप्स

● कोटिंग दुरुस्ती: जेव्हा पृष्ठभागाची खडबडीतपणा Ra＞1.2μm असेल, तेव्हा SiC कोटिंग CVD द्वारे पुन्हा जमा केले जाऊ शकते (किंमत बदलण्यापेक्षा 40% कमी आहे).

✔ नियमित चाचणी:

● दरमहा: पांढऱ्या प्रकाशाच्या इंटरफेरोमेट्रीचा वापर करून कोटिंगची अखंडता तपासा.
●त्रैमासिक: XRD द्वारे बोटीच्या क्रिस्टलायझेशन डिग्रीचे विश्लेषण करा (क्रिस्टल फेज > 5% असलेली क्वार्ट्ज वेफर बोट बदलणे आवश्यक आहे).

४. सामान्य समस्या कोणत्या आहेत?

प्रश्न १: करू शकतो काPECVD बोटLPCVD प्रक्रियेत वापरता येईल का?

अ: शिफारस केलेली नाही! LPCVD चे तापमान जास्त असते (सामान्यतः 800-1100°C) आणि त्याला जास्त गॅस दाब सहन करावा लागतो. त्यासाठी तापमान बदलांना अधिक प्रतिरोधक असलेल्या सामग्रीचा वापर आवश्यक आहे (जसे की आयसोस्टॅटिक ग्रेफाइट), आणि स्लॉट डिझाइनमध्ये थर्मल एक्सपेंशन भरपाईचा विचार करणे आवश्यक आहे.
प्रश्न २: बोट बॉडी निकामी झाली आहे की नाही हे कसे ठरवायचे?

अ: खालील लक्षणे आढळल्यास ताबडतोब वापरणे थांबवा:
उघड्या डोळ्यांना भेगा किंवा कोटिंग सोलणे दिसते.
सलग तीन बॅचेससाठी वेफर कोटिंग एकरूपतेचे मानक विचलन ५% पेक्षा जास्त आहे.
प्रक्रिया कक्षातील व्हॅक्यूम डिग्री १०% पेक्षा जास्त कमी झाली.

प्रश्न ३: ग्रेफाइट बोट विरुद्ध क्वार्ट्ज बोट, कशी निवडावी?

निष्कर्ष: मोठ्या प्रमाणात उत्पादन परिस्थितीसाठी ग्रेफाइट बोटींना प्राधान्य दिले जाते, तर वैज्ञानिक संशोधन/विशेष प्रक्रियांसाठी क्वार्ट्ज बोटींचा विचार केला जातो.

निष्कर्ष:

जरीPECVD बोटहे मुख्य उपकरण नाही, तर ते प्रक्रियेच्या स्थिरतेचे "मूक संरक्षक" आहे. निवडीपासून ते देखभालीपर्यंत, प्रत्येक तपशील उत्पन्न सुधारणेसाठी एक महत्त्वाचा टप्पा बनू शकतो. मला आशा आहे की हे मार्गदर्शक तुम्हाला तांत्रिक धुक्यातून बाहेर पडण्यास आणि खर्च कमी करण्यासाठी आणि कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी इष्टतम उपाय शोधण्यास मदत करेल!