Jak wybrać, użytkować i konserwować łódź PECVD?

1. Czym jest łódź PECVD?

1.1 Definicja i funkcje podstawowe

Łódź PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) to podstawowe narzędzie używane do przenoszenia płytek lub substratów w procesie PECVD. Musi pracować stabilnie w środowisku o wysokiej temperaturze (300-600°C), aktywowanym plazmą i gazem korozyjnym (takim jak SiH₄, NH₃). Jego główne funkcje obejmują:

● Precyzyjne pozycjonowanie: gwarantuje równomierne rozmieszczenie płytek i zapobiega kolizji powłoki.
● Kontrola pola termicznego: optymalizacja rozkładu temperatury i poprawa jednorodności folii.
● Bariera antyskażeniowa: izoluje plazmę od komory urządzenia, zmniejszając ryzyko zanieczyszczenia metalami.

1.2 Typowe konstrukcje i materiały

Dobór materiałów:

● Łódka grafitowa (popularny wybór): wysoka przewodność cieplna, odporność na wysoką temperaturę, niski koszt, ale wymaga powłoki zapobiegającej korozji gazowej.
●Łódka kwarcowa: Bardzo czysta, odporna chemicznie, ale bardzo krucha i droga.
●Ceramika (np. Al₂O₃): odporna na zużycie, odpowiednia do produkcji o wysokiej częstotliwości, ale słaba przewodność cieplna.

Kluczowe cechy projektu:

● Odstępy między gniazdami: Dopasuj do grubości płytki (np. z tolerancją 0,3–1 mm).
●Konstrukcja otworu przepływu powietrza: optymalizuje dystrybucję gazu reakcyjnego i redukuje efekt krawędziowy.
●Powłoka powierzchniowa: Zwykła powłoka SiC, TaC lub DLC (węgiel diamentopodobny) wydłużająca żywotność.

2. Dlaczego powinniśmy zwracać uwagę na osiągi łodzi PECVD?

2.1 Cztery główne czynniki, które bezpośrednio wpływają na wydajność procesu

✔ Kontrola zanieczyszczeń:
Zanieczyszczenia w kadłubie łodzi (takie jak Fe i Na) ulatniają się w wysokich temperaturach, powodując powstawanie dziurek lub nieszczelności w folii.
Łuszczenie się powłoki powoduje wprowadzenie cząstek i uszkodzenie powłoki (na przykład cząstki > 0,3 μm mogą spowodować spadek wydajności akumulatora o 0,5%).

✔ Jednorodność pola cieplnego:
Nierównomierne przewodzenie ciepła przez łódkę grafitową PECVD spowoduje różnice w grubości warstwy (na przykład przy wymogu jednorodności ±5% różnica temperatur musi być mniejsza niż 10°C).

✔ Kompatybilność z plazmą:
Użycie nieodpowiednich materiałów może być przyczyną nieprawidłowych wyładowań i uszkodzenia płytki lub elektrod urządzenia.

✔ Czas eksploatacji i koszt:
Kadłuby łodzi niskiej jakości trzeba często wymieniać (np. raz w miesiącu), a koszty ich corocznej konserwacji są wysokie.

3. Jak wybrać, użytkować i konserwować łódź PECVD?

3.1 Metoda selekcji trzyetapowej

Krok 1: Wyjaśnij parametry procesu

● Zakres temperatur: Poniżej 450°C można wybrać powłokę grafitową + SiC, natomiast powyżej 600°C wymagany jest kwarc lub ceramika.
●Typ gazu: W przypadku gazów żrących, takich jak Cl2 i F-, należy stosować powłoki o dużej gęstości.
●Rozmiar wafla: wytrzymałość konstrukcji łodzi o wymiarach 8/12 cali jest znacząco różna i wymaga ukierunkowanego projektu.

Krok 2: Oceń wskaźniki wydajności

Kluczowe wskaźniki:

●Chropowatość powierzchni (Ra): ≤0,8μm (powierzchnia styku musi być ≤0,4μm)
●Wytrzymałość powłoki: ≥15MPa (norma ASTM C633)
●Odkształcenie w wysokiej temperaturze (600℃): ≤0,1 mm/m (test 24-godzinny)

Krok 3: Sprawdź zgodność

● Dopasowanie sprzętu: Potwierdź rozmiar interfejsu z popularnymi modelami, takimi jak AMAT Centura, centrotherm PECVD itp.
● Próbny test produkcyjny: Zaleca się przeprowadzenie małego testu partii 50–100 sztuk w celu sprawdzenia jednorodności powłoki (odchylenie standardowe grubości powłoki <3%).

3.2 Najlepsze praktyki użytkowania i konserwacji

Specyfikacja działania:

✔Proces wstępnego czyszczenia:

● Przed pierwszym użyciem Xinzhou należy bombardować plazmą Ar przez 30 minut, aby usunąć zanieczyszczenia zaadsorbowane na powierzchni.

●Po każdym cyklu procesu do czyszczenia w celu usunięcia pozostałości organicznych stosuje się SC1 (NH₄OH:H₂O₂:H₂O=1:1:5).

✔ Ładowanie tabu:

●Przeciążanie jest zabronione (np. maksymalna pojemność została zaprojektowana na 50 sztuk, ale rzeczywisty ładunek powinien być ≤ 45 sztuk, aby zapewnić miejsce na rozbudowę).

●Krawędź płytki musi być odsunięta od końca zbiornika łodzi o ≥2 mm, aby zapobiec efektowi krawędzi plazmy.

✔ Wskazówki dotyczące wydłużenia życia

● Naprawa powłoki: Jeżeli chropowatość powierzchni Ra＞1,2μm, powłokę SiC można ponownie nałożyć metodą CVD (koszt jest o 40% niższy niż w przypadku wymiany).

✔ Regularne testy:

● Co miesiąc: Sprawdź integralność powłoki za pomocą interferometrii światła białego.
●Kwartalnie: Przeprowadź analizę stopnia krystalizacji łódki za pomocą XRD (łódkę z płytek kwarcowych z fazą krystaliczną > 5% należy wymienić).

4. Jakie są najczęstsze problemy?

P1: Czy możnaŁódź PECVDbyć wykorzystane w procesie LPCVD?

A: Niezalecane! LPCVD ma wyższą temperaturę (zwykle 800-1100°C) i musi wytrzymać wyższe ciśnienie gazu. Wymaga użycia materiałów, które są bardziej odporne na zmiany temperatury (takich jak grafit izostatyczny), a konstrukcja szczeliny musi uwzględniać kompensację rozszerzalności cieplnej.
P2: Jak ustalić, czy kadłub łodzi uległ uszkodzeniu?

A: Należy natychmiast przerwać stosowanie leku, jeśli wystąpią następujące objawy:
Pęknięcia i łuszczenie się powłoki widoczne są gołym okiem.
Odchylenie standardowe jednorodności powłoki wafli wynosiło >5% dla trzech kolejnych partii.
Stopień próżni w komorze procesowej spadł o ponad 10%.

P3: Łódź grafitowa czy kwarcowa? Jaką wybrać?

Wnioski: Łódki grafitowe są preferowane w scenariuszach produkcji masowej, natomiast łódki kwarcowe są brane pod uwagę w badaniach naukowych/specjalnych procesach.

Wniosek:

ChociażŁódź PECVDnie jest głównym wyposażeniem, jest „cichym strażnikiem” stabilności procesu. Od wyboru do konserwacji, każdy szczegół może stać się kluczowym punktem przełomowym dla poprawy wydajności. Mam nadzieję, że ten przewodnik pomoże Ci przebić się przez mgłę techniczną i znaleźć optymalne rozwiązanie dla redukcji kosztów i poprawy wydajności!