PECVD ଡଙ୍ଗା କିପରି ବାଛିବେ, ବ୍ୟବହାର କରିବେ ଏବଂ ରକ୍ଷଣାବେକ୍ଷଣ କରିବେ?

୧. PECVD ଡଙ୍ଗା କ'ଣ?

୧.୧ ପରିଭାଷା ଏବଂ ମୂଳ କାର୍ଯ୍ୟଗୁଡ଼ିକ

PECVD ଡଙ୍ଗା (ପ୍ଲାଜମା ଏନହାନ୍ସଡ୍ ରାସାୟନିକ ବାଷ୍ପ ଜମା) ହେଉଛି PECVD ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ୱେଫର୍ସ କିମ୍ବା ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ବହନ କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ଏକ ମୁଖ୍ୟ ଉପକରଣ। ଏହାକୁ ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରା (300-600°C), ପ୍ଲାଜମା-ସକ୍ରିୟ ଏବଂ କ୍ଷୟକାରୀ ଗ୍ୟାସ (ଯେପରିକି SiH₄, NH₃) ପରିବେଶରେ ସ୍ଥିର ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରିବାକୁ ପଡିବ। ଏହାର ମୁଖ୍ୟ କାର୍ଯ୍ୟଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରେ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ:

● ସଠିକ୍ ସ୍ଥାନ: ସମାନ ୱାଫର ବ୍ୟବଧାନ ସୁନିଶ୍ଚିତ କରନ୍ତୁ ଏବଂ ଆବରଣ ହସ୍ତକ୍ଷେପକୁ ଏଡାନ୍ତୁ।
● ତାପଜ କ୍ଷେତ୍ର ନିୟନ୍ତ୍ରଣ: ତାପମାତ୍ରା ବଣ୍ଟନକୁ ଉନ୍ନତ କରନ୍ତୁ ଏବଂ ଫିଲ୍ମ ସମାନତାକୁ ଉନ୍ନତ କରନ୍ତୁ।
● ପ୍ରଦୂଷଣ-ପ୍ରତିରୋଧକ ବାଧା: ଧାତୁ ପ୍ରଦୂଷଣର ଆଶଙ୍କା ହ୍ରାସ କରିବା ପାଇଁ ଉପକରଣ ଗହ୍ବରରୁ ପ୍ଲାଜମାକୁ ପୃଥକ କରେ।

୧.୨ ସାଧାରଣ ଗଠନ ଏବଂ ସାମଗ୍ରୀ

ସାମଗ୍ରୀ ଚୟନ:

● ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ଡଙ୍ଗା (ମୁଖ୍ୟଧାରା ପସନ୍ଦ): ଉଚ୍ଚ ତାପଜ ପରିବାହୀତା, ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରା ପ୍ରତିରୋଧ, କମ ମୂଲ୍ୟ, କିନ୍ତୁ ଗ୍ୟାସ କ୍ଷୟ ରୋକିବା ପାଇଁ ଆବରଣ ଆବଶ୍ୟକ।
●କ୍ୱାର୍ଟଜ୍ ଡଙ୍ଗା: ଅତ୍ୟନ୍ତ-ଉଚ୍ଚ ବିଶୁଦ୍ଧତା, ରାସାୟନିକ ପ୍ରତିରୋଧୀ, କିନ୍ତୁ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଭଙ୍ଗୁର ଏବଂ ମହଙ୍ଗା।
●ମାଟି ପାତ୍ର (ଯେପରିକି Al₂O₃): ପରିଧାନ-ପ୍ରତିରୋଧୀ, ଉଚ୍ଚ-ଆବୃତ୍ତି ଉତ୍ପାଦନ ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ, କିନ୍ତୁ କମ୍ ତାପଜ ପରିବାହୀତା।

ମୁଖ୍ୟ ଡିଜାଇନ୍ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟଗୁଡ଼ିକ:

● ସ୍ଲଟ୍ ବ୍ୟବଧାନ: ୱାଫର ଘନତା ମେଳ କରନ୍ତୁ (ଯେପରିକି 0.3-1mm ସହନଶୀଳତା)।
●ବାୟୁ ପ୍ରବାହ ଗାତ ଡିଜାଇନ୍: ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଗ୍ୟାସ ବଣ୍ଟନକୁ ଅପ୍ଟିମାଇଜ୍ କରନ୍ତୁ ଏବଂ ଧାର ପ୍ରଭାବକୁ ହ୍ରାସ କରନ୍ତୁ।
●ପୃଷ୍ଠ ଆବରଣ: ସେବା ଜୀବନ ବୃଦ୍ଧି କରିବା ପାଇଁ ସାଧାରଣ SiC, TaC କିମ୍ବା DLC (ହୀରା ପରି କାର୍ବନ) ଆବରଣ।

2. ଆମେ PECVD ଡଙ୍ଗାଗୁଡ଼ିକର କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଉପରେ କାହିଁକି ଧ୍ୟାନ ଦେବା ଉଚିତ?

୨.୧ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଉତ୍ପାଦନକୁ ସିଧାସଳଖ ପ୍ରଭାବିତ କରୁଥିବା ଚାରୋଟି ପ୍ରମୁଖ କାରଣ

✔ ପ୍ରଦୂଷଣ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ:
ଡଙ୍ଗା ଶରୀରରେ ଥିବା ଅପରିଷ୍କାର ପଦାର୍ଥ (ଯେପରିକି Fe ଏବଂ Na) ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରାରେ ଅସ୍ଥିର ହୋଇଯାଏ, ଯାହା ଫଳରେ ଫିଲ୍ମରେ ପିନ୍‌ହୋଲ୍ କିମ୍ବା ଲିକେଜ୍ ହୁଏ।
ଆବରଣ ଛିଣ୍ଡିବା ଦ୍ଵାରା କଣିକା ପ୍ରବେଶ କରିବ ଏବଂ ଆବରଣ ତ୍ରୁଟି ସୃଷ୍ଟି କରିବ (ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, 0.3μm > କଣିକା ବ୍ୟାଟେରୀର ଦକ୍ଷତା 0.5% ହ୍ରାସ କରିପାରେ)।

✔ ତାପଜ କ୍ଷେତ୍ର ସମାନତା:
PECVD ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ଡଙ୍ଗାର ଅସମାନ ତାପ ପରିବହନ ଫିଲ୍ମ ଘନତାରେ ପାର୍ଥକ୍ୟ ଆଣିବ (ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, ±5% ସମାନତା ଆବଶ୍ୟକତା ଅଧୀନରେ, ତାପମାତ୍ରା ପାର୍ଥକ୍ୟ 10°C ରୁ କମ୍ ହେବା ଆବଶ୍ୟକ)।

✔ ପ୍ଲାଜମା ସୁସଙ୍ଗତତା:
ଅନୁପଯୁକ୍ତ ସାମଗ୍ରୀ ଅସ୍ୱାଭାବିକ ନିର୍ଗତିର କାରଣ ହୋଇପାରେ ଏବଂ ୱାଫର କିମ୍ବା ଡିଭାଇସ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡକୁ କ୍ଷତି ପହଞ୍ଚାଇପାରେ।

✔ ସେବା ଜୀବନ ଏବଂ ମୂଲ୍ୟ:
ନିମ୍ନମାନର ଡଙ୍ଗା ହୁଲ୍‌ଗୁଡ଼ିକୁ ବାରମ୍ବାର ପରିବର୍ତ୍ତନ କରିବାକୁ ପଡ଼ିଥାଏ (ଯଥା ମାସରେ ଥରେ), ଏବଂ ବାର୍ଷିକ ରକ୍ଷଣାବେକ୍ଷଣ ଖର୍ଚ୍ଚ ମହଙ୍ଗା ହୋଇଥାଏ।

3. PECVD ଡଙ୍ଗା କିପରି ବାଛିବେ, ବ୍ୟବହାର କରିବେ ଏବଂ ରକ୍ଷଣାବେକ୍ଷଣ କରିବେ?

୩.୧ ତିନି-ପଦକ୍ଷେପ ଚୟନ ପଦ୍ଧତି

ପଦକ୍ଷେପ 1: ପ୍ରକ୍ରିୟା ପାରାମିଟରଗୁଡ଼ିକୁ ସ୍ପଷ୍ଟ କରନ୍ତୁ

● ତାପମାତ୍ରା ପରିସର: ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ + SiC ଆବରଣ 450°C ତଳେ ଚୟନ କରାଯାଇପାରିବ, ଏବଂ 600°C ଉପରେ କ୍ୱାର୍ଟଜ୍ କିମ୍ବା ସେରାମିକ୍ ଆବଶ୍ୟକ।
●ଗ୍ୟାସ ପ୍ରକାର: ଯେତେବେଳେ Cl2 ଏବଂ F- ଭଳି କ୍ଷୟକାରୀ ଗ୍ୟାସ୍ ଥାଏ, ସେତେବେଳେ ଉଚ୍ଚ-ଘନତା ଆବରଣ ବ୍ୟବହାର କରାଯିବା ଆବଶ୍ୟକ।
●ୱେଫର ଆକାର: 8-ଇଞ୍ଚ/12-ଇଞ୍ଚ ଡଙ୍ଗା ଗଠନ ଶକ୍ତି ଯଥେଷ୍ଟ ଭିନ୍ନ ଏବଂ ଏଥିପାଇଁ ଲକ୍ଷ୍ୟଭିତ୍ତିକ ଡିଜାଇନ୍ ଆବଶ୍ୟକ।

ପଦକ୍ଷେପ 2: କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ମାପଦଣ୍ଡ ମୂଲ୍ୟାଙ୍କନ କରନ୍ତୁ

ମୁଖ୍ୟ ମେଟ୍ରିକ୍ସ :

●ପୃଷ୍ଠର ରୁକ୍ଷତା (Ra): ≤0.8μm (ସଂସ୍ପର୍ଶ ପୃଷ୍ଠ ≤0.4μm ହେବା ଆବଶ୍ୟକ)
●ଆବରଣ ବନ୍ଧନ ଶକ୍ତି : ≥15MPa（ASTM C633 ମାନକ)
●ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରା ବିକୃତି (600℃): ≤0.1mm/m (24 ଘଣ୍ଟା ପରୀକ୍ଷଣ)

ପଦକ୍ଷେପ 3: ସୁସଙ୍ଗତତା ଯାଞ୍ଚ କରନ୍ତୁ

● ଉପକରଣ ମେଳ: AMAT Centura, centrotherm PECVD, ଇତ୍ୟାଦି ମୁଖ୍ୟଧାରାର ମଡେଲ ସହିତ ଇଣ୍ଟରଫେସ୍ ଆକାର ନିଶ୍ଚିତ କରନ୍ତୁ।
● ପରୀକ୍ଷଣ ଉତ୍ପାଦନ ପରୀକ୍ଷା: ଆବରଣର ସମାନତା (ଫିଲ୍ମ ଘନତାର ମାନକ ବିଚ୍ୟୁତି <3%) ଯାଞ୍ଚ କରିବା ପାଇଁ 50-100 ଖଣ୍ଡର ଏକ ଛୋଟ ବ୍ୟାଚ୍ ପରୀକ୍ଷା କରିବାକୁ ସୁପାରିଶ କରାଯାଇଛି।

୩.୨ ବ୍ୟବହାର ଏବଂ ରକ୍ଷଣାବେକ୍ଷଣ ପାଇଁ ସର୍ବୋତ୍ତମ ଅଭ୍ୟାସ

କାର୍ଯ୍ୟ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟକରଣ:

✔ପୂର୍ବ-ସଫା ପ୍ରକ୍ରିୟା:

● ପ୍ରଥମ ବ୍ୟବହାର ପୂର୍ବରୁ, ପୃଷ୍ଠରେ ଶୋଷିତ ଅଶୁଦ୍ଧତାକୁ ଦୂର କରିବା ପାଇଁ Xinzhou ଉପରେ 30 ମିନିଟ୍ ପାଇଁ Ar ପ୍ଲାଜ୍ମା ବୋମା ପକାଇବାକୁ ପଡିବ।

●ପ୍ରତ୍ୟେକ ବ୍ୟାଚ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟା ପରେ, ଜୈବିକ ଅବଶିଷ୍ଟାଂଶ ଅପସାରଣ କରିବା ପାଇଁ ସଫା କରିବା ପାଇଁ SC1 (NH₄OH:H₂O₂:H₂O=1:1:5) ବ୍ୟବହାର କରାଯାଏ।

✔ ନିଷେଧ ଲୋଡ୍ ହେଉଛି:

●ଓଭରଲୋଡିଂ ନିଷେଧ (ଯଥା ସର୍ବାଧିକ କ୍ଷମତା 50 ଖଣ୍ଡ ପାଇଁ ଡିଜାଇନ୍ କରାଯାଇଛି, କିନ୍ତୁ ସମ୍ପ୍ରସାରଣ ପାଇଁ ସ୍ଥାନ ସଂରକ୍ଷଣ କରିବା ପାଇଁ ପ୍ରକୃତ ଲୋଡ୍ ≤ 45 ଖଣ୍ଡ ହେବା ଉଚିତ)।

●ପ୍ଲାଜମା ଧାର ପ୍ରଭାବକୁ ରୋକିବା ପାଇଁ ୱେଫରର ଧାର ଡଙ୍ଗା ଟାଙ୍କିର ଶେଷ ଭାଗରୁ ≥2mm ଦୂରରେ ରହିବା ଆବଶ୍ୟକ।

✔ ଜୀବନ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଁ ଟିପ୍ସ

● ଆବରଣ ମରାମତି: ଯେତେବେଳେ ପୃଷ୍ଠର ଖରସତା Ra＞1.2μm ହୁଏ, SiC ଆବରଣକୁ CVD ଦ୍ୱାରା ପୁନଃ ଜମା କରାଯାଇପାରିବ (ପ୍ରତିସ୍ଥାପନ ଅପେକ୍ଷା ମୂଲ୍ୟ 40% କମ୍)।

✔ ନିୟମିତ ପରୀକ୍ଷଣ:

● ମାସିକ: ଧଳା ଆଲୋକ ଇଣ୍ଟରଫେରୋମେଟ୍ରି ବ୍ୟବହାର କରି ଆବରଣର ଅଖଣ୍ଡତା ଯାଞ୍ଚ କରନ୍ତୁ।
●ତ୍ରୈମାସିକ: XRD ମାଧ୍ୟମରେ ଡଙ୍ଗାର ସ୍ଫଟିକୀକରଣ ଡିଗ୍ରୀ ବିଶ୍ଳେଷଣ କରନ୍ତୁ (5% ରୁ ଅଧିକ ସ୍ଫଟିକ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ସହିତ କ୍ୱାର୍ଟଜ୍ ୱାଫର ଡଙ୍ଗାକୁ ବଦଳାଇବା ଆବଶ୍ୟକ)।

୪. ସାଧାରଣ ସମସ୍ୟାଗୁଡ଼ିକ କ’ଣ?

ପ୍ର1: କିPECVD ଡଙ୍ଗାLPCVD ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇପାରିବ କି?

A: ସୁପାରିଶ କରାଯାଇନାହିଁ! LPCVD ର ତାପମାତ୍ରା ଅଧିକ (ସାଧାରଣତଃ 800-1100°C) ଥାଏ ଏବଂ ଏହାକୁ ଅଧିକ ଗ୍ୟାସ ଚାପ ସହ୍ୟ କରିବାକୁ ପଡ଼ିଥାଏ। ଏଥିପାଇଁ ଏପରି ସାମଗ୍ରୀ ବ୍ୟବହାର ଆବଶ୍ୟକ ଯାହା ତାପମାତ୍ରା ପରିବର୍ତ୍ତନ ପ୍ରତି ଅଧିକ ପ୍ରତିରୋଧୀ (ଯେପରିକି ଆଇସୋଷ୍ଟାଟିକ୍ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍), ଏବଂ ସ୍ଲଟ୍ ଡିଜାଇନ୍ ପାଇଁ ତାପଜ ପ୍ରସାରଣ କ୍ଷତିପୂରଣ ବିଚାର କରିବାକୁ ପଡ଼ିଥାଏ।
ପ୍ରଶ୍ନ ୨: ଡଙ୍ଗା ବଡି ବିଫଳ ହୋଇଛି କି ନାହିଁ ତାହା କିପରି ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରିବେ?

ଉ: ନିମ୍ନଲିଖିତ ଲକ୍ଷଣ ଦେଖାଦେଲେ ତୁରନ୍ତ ବ୍ୟବହାର ବନ୍ଦ କରନ୍ତୁ:
ଫାଟ କିମ୍ବା ଆବରଣ ଖୋଳା ଖାଲି ଆଖିରେ ଦୃଶ୍ୟମାନ ହୁଏ।
କ୍ରମାଗତ ତିନୋଟି ବ୍ୟାଚ୍ ପାଇଁ ୱେଫର ଆବରଣ ଏକରୂପତାର ମାନକ ବିଚ୍ୟୁତି 5% ରୁ ଅଧିକ ହୋଇଛି।
ପ୍ରକ୍ରିୟା ଚାମ୍ବରର ଭାକ୍ୟୁମ୍ ଡିଗ୍ରୀ 10% ରୁ ଅଧିକ ହ୍ରାସ ପାଇଛି।

Q3: ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ଡଙ୍ଗା ବନାମ କ୍ୱାର୍ଟଜ୍ ଡଙ୍ଗା, କିପରି ବାଛିବେ?

ଉପସଂହାର: ବହୁଳ ଉତ୍ପାଦନ ପରିସ୍ଥିତି ପାଇଁ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ଡଙ୍ଗାଗୁଡ଼ିକୁ ପସନ୍ଦ କରାଯାଏ, ଯେତେବେଳେ ବୈଜ୍ଞାନିକ ଗବେଷଣା/ବିଶେଷ ପ୍ରକ୍ରିୟା ପାଇଁ କ୍ୱାର୍ଟଜ୍ ଡଙ୍ଗାଗୁଡ଼ିକୁ ବିଚାରକୁ ନିଆଯାଏ।

ଉପସଂହାର:

ଯଦିଓPECVD ଡଙ୍ଗାମୁଖ୍ୟ ଉପକରଣ ନୁହେଁ, ଏହା ପ୍ରକ୍ରିୟା ସ୍ଥିରତାର "ନୀରବ ରକ୍ଷକ"। ଚୟନ ଠାରୁ ରକ୍ଷଣାବେକ୍ଷଣ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ, ପ୍ରତ୍ୟେକ ବିବରଣୀ ଅମଳ ଉନ୍ନତି ପାଇଁ ଏକ ପ୍ରମୁଖ ସଫଳତା ବିନ୍ଦୁ ହୋଇପାରେ। ମୁଁ ଆଶା କରୁଛି ଏହି ମାର୍ଗଦର୍ଶିକା ଆପଣଙ୍କୁ ବୈଷୟିକ କୁହୁଡ଼ି ଭେଦ କରିବାରେ ଏବଂ ଖର୍ଚ୍ଚ ହ୍ରାସ ଏବଂ ଦକ୍ଷତା ଉନ୍ନତି ପାଇଁ ସର୍ବୋତ୍ତମ ସମାଧାନ ଖୋଜିବାରେ ସାହାଯ୍ୟ କରିବ!