PECVD डुङ्गा कसरी छनौट गर्ने, प्रयोग गर्ने र मर्मत गर्ने?

१. PECVD डुङ्गा भनेको के हो?

१.१ परिभाषा र मुख्य कार्यहरू

PECVD डुङ्गा (प्लाज्मा एन्हान्स्ड केमिकल भाप निक्षेपण) PECVD प्रक्रियामा वेफर वा सब्सट्रेटहरू बोक्न प्रयोग गरिने मुख्य उपकरण हो। यसलाई उच्च तापक्रम (३००-६००°C), प्लाज्मा-सक्रिय र संक्षारक ग्यास (जस्तै SiH₄, NH₃) वातावरणमा स्थिर रूपमा काम गर्न आवश्यक छ। यसको मुख्य कार्यहरू समावेश छन्:

● सटीक स्थिति: एकरूप वेफर स्पेसिङ सुनिश्चित गर्नुहोस् र कोटिंग हस्तक्षेपबाट बच्नुहोस्।
● तापीय क्षेत्र नियन्त्रण: तापक्रम वितरणलाई अनुकूलन गर्नुहोस् र फिल्म एकरूपता सुधार गर्नुहोस्।
● प्रदूषण विरोधी अवरोध: धातु प्रदूषणको जोखिम कम गर्न उपकरणको गुहाबाट प्लाज्मालाई अलग गर्छ।

१.२ विशिष्ट संरचना र सामग्रीहरू

सामग्री छनोट:

● ग्रेफाइट डुङ्गा (मुख्यधाराको रोजाइ): उच्च तापीय चालकता, उच्च तापक्रम प्रतिरोध, कम लागत, तर ग्यासको क्षरण रोक्न कोटिंग आवश्यक पर्दछ।
●क्वार्ट्ज डुङ्गा: अति-उच्च शुद्धता, रासायनिक प्रतिरोधी, तर अत्यधिक भंगुर र महँगो।
●सिरेमिक (जस्तै Al₂O₃): लगाउन प्रतिरोधी, उच्च-फ्रिक्वेन्सी उत्पादनको लागि उपयुक्त, तर कम थर्मल चालकता।

मुख्य डिजाइन सुविधाहरू:

● स्लट स्पेसिङ: वेफर मोटाई मिलाउनुहोस् (जस्तै ०.३-१ मिमी सहनशीलता)।
●वायु प्रवाह प्वाल डिजाइन: प्रतिक्रिया ग्यास वितरण अनुकूलन गर्नुहोस् र किनारा प्रभाव कम गर्नुहोस्।
●सतह कोटिंग: सेवा जीवन विस्तार गर्न सामान्य SiC, TaC वा DLC (हीरा जस्तो कार्बन) कोटिंग।

२. हामीले PECVD डुङ्गाहरूको कार्यसम्पादनमा किन ध्यान दिनुपर्छ?

२.१ प्रक्रिया उपजलाई प्रत्यक्ष रूपमा असर गर्ने चार प्रमुख कारकहरू

✔ प्रदूषण नियन्त्रण:
डुङ्गाको शरीरमा रहेका अशुद्धताहरू (जस्तै Fe र Na) उच्च तापक्रममा वाष्पशील हुन्छन्, जसले गर्दा फिल्ममा पिनहोल वा चुहावट हुन्छ।
कोटिंग पिलिङले कणहरू परिचय गराउनेछ र कोटिंग दोषहरू निम्त्याउनेछ (उदाहरणका लागि, ०.३μm भन्दा बढी कणहरूले ब्याट्रीको दक्षता ०.५% ले घटाउन सक्छ)।

✔ थर्मल फिल्ड एकरूपता:
PECVD ग्रेफाइट डुङ्गाको असमान ताप चालनले फिल्म मोटाईमा भिन्नता ल्याउनेछ (उदाहरणका लागि, ±५% को एकरूपता आवश्यकता अन्तर्गत, तापमान भिन्नता १०°C भन्दा कम हुनुपर्छ)।

✔ प्लाज्मा अनुकूलता:
अनुचित सामग्रीहरूले असामान्य डिस्चार्ज निम्त्याउन सक्छ र वेफर वा उपकरण इलेक्ट्रोडहरूलाई क्षति पुर्‍याउन सक्छ।

✔ सेवा जीवन र लागत:
कम गुणस्तरका डुङ्गाका हलहरू बारम्बार बदल्नुपर्छ (जस्तै महिनामा एक पटक), र वार्षिक मर्मत लागत महँगो हुन्छ।

३. PECVD डुङ्गा कसरी छनौट गर्ने, प्रयोग गर्ने र मर्मत गर्ने?

३.१ तीन-चरण चयन विधि

चरण १: प्रक्रिया प्यारामिटरहरू स्पष्ट पार्नुहोस्

● तापक्रम दायरा: ग्रेफाइट + SiC कोटिंग ४५०°C भन्दा कममा चयन गर्न सकिन्छ, र क्वार्ट्ज वा सिरेमिक ६००°C भन्दा माथि आवश्यक पर्दछ।
●ग्यासको प्रकार: Cl2 र F- जस्ता संक्षारक ग्यासहरू हुँदा, उच्च-घनत्व कोटिंग प्रयोग गर्नुपर्छ।
●वेफर साइज: ८-इन्च/१२-इन्च डुङ्गाको संरचनाको बल उल्लेखनीय रूपमा फरक छ र लक्षित डिजाइन आवश्यक पर्दछ।

चरण २: कार्यसम्पादन मेट्रिक्सको मूल्याङ्कन गर्नुहोस्

मुख्य मेट्रिक्स:

●सतहको खस्रोपन (Ra): ≤0.8μm (सम्पर्क सतह ≤0.4μm हुनुपर्छ)
●कोटिंग बन्ड बल: ≥१५MPa（ASTM C633 मानक)
●उच्च तापक्रम विकृति (६००℃): ≤०.१ मिमी/मिटर (२४ घण्टा परीक्षण)

चरण ३: अनुकूलता प्रमाणित गर्नुहोस्

● उपकरण मिलान: AMAT Centura, centrotherm PECVD, आदि जस्ता मुख्यधारा मोडेलहरूसँग इन्टरफेस आकार पुष्टि गर्नुहोस्।
● परीक्षण उत्पादन परीक्षण: कोटिंगको एकरूपता (फिल्म मोटाईको मानक विचलन <3%) प्रमाणित गर्न ५०-१०० टुक्राहरूको सानो ब्याच परीक्षण सञ्चालन गर्न सिफारिस गरिन्छ।

३.२ प्रयोग र मर्मतसम्भारका लागि उत्तम अभ्यासहरू

सञ्चालन विशिष्टताहरू:

✔पूर्व-सफाई प्रक्रिया:

● पहिलो प्रयोग गर्नु अघि, सतहमा सोसिएका अशुद्धताहरू हटाउनको लागि सिन्झाउमा ३० मिनेटको लागि एआर प्लाज्माले बमबारी गर्नुपर्छ।

●प्रक्रियाको प्रत्येक ब्याच पछि, जैविक अवशेषहरू हटाउन सफाईको लागि SC1 (NH₄OH:H₂O₂:H₂O=1:1:5) प्रयोग गरिन्छ।

✔ वर्जितहरू लोड गर्दै:

●ओभरलोडिङ निषेध गरिएको छ (जस्तै अधिकतम क्षमता ५० टुक्राको लागि डिजाइन गरिएको छ, तर विस्तारको लागि ठाउँ आरक्षित गर्न वास्तविक भार ≤ ४५ टुक्रा हुनुपर्छ)।

●प्लाज्मा किनाराको प्रभावलाई रोक्नको लागि वेफरको किनारा डुङ्गा ट्याङ्कीको छेउबाट ≥2 मिमी टाढा हुनुपर्छ।

✔ आयु बढाउने सुझावहरू

● कोटिंग मर्मत: जब सतहको खस्रोपन Ra＞१.२μm हुन्छ, SiC कोटिंग CVD द्वारा पुन: जम्मा गर्न सकिन्छ (लागत प्रतिस्थापन भन्दा ४०% कम छ)।

✔ नियमित परीक्षण:

● मासिक: सेतो प्रकाश इन्टरफेरोमेट्री प्रयोग गरेर कोटिंगको अखण्डता जाँच गर्नुहोस्।
●त्रैमासिक: XRD मार्फत डुङ्गाको क्रिस्टलाइजेसन डिग्रीको विश्लेषण गर्नुहोस् (क्रिस्टल चरण > ५% भएको क्वार्ट्ज वेफर डुङ्गा प्रतिस्थापन गर्न आवश्यक छ)।

४. सामान्य समस्याहरू के के हुन्?

प्रश्न १: के गर्न सक्छ?PECVD डुङ्गाLPCVD प्रक्रियामा प्रयोग गर्न सकिन्छ?

A: सिफारिस गरिँदैन! LPCVD को तापक्रम उच्च हुन्छ (सामान्यतया ८००-११००°C) र उच्च ग्यास चाप सहन आवश्यक छ। यसलाई तापक्रम परिवर्तनहरू (जस्तै आइसोस्टेटिक ग्रेफाइट) प्रति बढी प्रतिरोधी सामग्रीहरूको प्रयोग आवश्यक पर्दछ, र स्लट डिजाइनले थर्मल विस्तार क्षतिपूर्तिलाई विचार गर्न आवश्यक छ।
प्रश्न २: डुङ्गाको शरीर बिग्रिएको छ कि छैन भनेर कसरी निर्धारण गर्ने?

A: निम्न लक्षणहरू देखा परेमा तुरुन्तै प्रयोग गर्न बन्द गर्नुहोस्:
दरार वा कोटिंग पिलिङ्ग नाङ्गो आँखाले देख्न सकिन्छ।
वेफर कोटिंग एकरूपताको मानक विचलन लगातार तीन ब्याचहरूको लागि ५% भन्दा बढी रहेको छ।
प्रक्रिया कक्षको भ्याकुम डिग्री १०% भन्दा बढीले घट्यो।

Q3: ग्रेफाइट डुङ्गा बनाम क्वार्ट्ज डुङ्गा, कसरी छनौट गर्ने?

निष्कर्ष: ग्रेफाइट डुङ्गाहरू ठूलो मात्रामा उत्पादन परिदृश्यहरूको लागि प्राथमिकता दिइन्छ, जबकि क्वार्ट्ज डुङ्गाहरू वैज्ञानिक अनुसन्धान/विशेष प्रक्रियाहरूको लागि विचार गरिन्छ।

निष्कर्ष:

यद्यपिPECVD डुङ्गामुख्य उपकरण होइन, यो प्रक्रिया स्थिरताको "मौन संरक्षक" हो। छनोटदेखि मर्मतसम्भारसम्म, प्रत्येक विवरण उपज सुधारको लागि एक प्रमुख सफलता बिन्दु बन्न सक्छ। मलाई आशा छ कि यो गाइडले तपाईंलाई प्राविधिक कुहिरो पार गर्न र लागत घटाउने र दक्षता सुधारको लागि इष्टतम समाधान खोज्न मद्दत गर्नेछ!