Cum să alegi, să utilizezi și să întreții o barcă PECVD?

1. Ce este o barcă PECVD?

1.1 Definiție și funcții de bază

Nacela PECVD (depunere chimică în stare de vapori cu plasmă îmbunătățită) este un instrument esențial utilizat pentru transportul napolitanelor sau substraturilor în procesul PECVD. Aceasta trebuie să funcționeze stabil într-un mediu cu temperatură ridicată (300-600°C), activat prin plasmă și în mediu cu gaze corozive (cum ar fi SiH₄, NH₃). Funcțiile sale principale includ:

● Poziționare precisă: asigurați o distanțare uniformă a plachetelor și evitați interferențele dintre straturile de acoperire.
● Controlul câmpului termic: optimizați distribuția temperaturii și îmbunătățiți uniformitatea peliculei.
● Barieră antipoluare: Izolează plasma de cavitatea echipamentului pentru a reduce riscul de contaminare cu metale.

1.2 Structuri și materiale tipice

Selecția materialelor:

● Barcă din grafit (alegere obișnuită): conductivitate termică ridicată, rezistență la temperaturi ridicate, cost redus, dar necesită acoperire pentru a preveni coroziunea gazelor.
●Barcă de cuarț: puritate ultra-înaltă, rezistentă chimic, dar foarte fragilă și scumpă.
●Ceramica (cum ar fi Al₂O₃): rezistentă la uzură, potrivită pentru producția de înaltă frecvență, dar cu conductivitate termică slabă.

Caracteristici cheie ale designului:

● Spațierea între fante: Potriviți grosimea plachetei (toleranță de 0,3-1 mm, de exemplu).
●Designul orificiului de curgere a aerului: optimizați distribuția gazului de reacție și reduceți efectul de margine.
●Acoperire de suprafață: Acoperire obișnuită din SiC, TaC sau DLC (carbon asemănător diamantului) pentru prelungirea duratei de viață.

2. De ce trebuie să acordăm atenție performanței ambarcațiunilor PECVD?

2.1 Patru factori majori care afectează direct randamentul procesului

✔ Controlul poluării:
Impuritățile din corpul ambarcațiunii (cum ar fi Fe și Na) se volatilizează la temperaturi ridicate, provocând găuri sau scurgeri în peliculă.
Exfolierea stratului de acoperire va introduce particule și va cauza defecte de acoperire (de exemplu, particulele > 0,3 μm pot cauza o scădere a eficienței bateriei cu 0,5%).

✔ Uniformitatea câmpului termic:
Conducția termică inegală a barcii de grafit PECVD va duce la diferențe de grosime a peliculei (de exemplu, sub cerința de uniformitate de ±5%, diferența de temperatură trebuie să fie mai mică de 10°C).

✔ Compatibilitate cu plasmă:
Materialele necorespunzătoare pot provoca descărcări anormale și pot deteriora placheta sau electrozii dispozitivului.

✔ Durată de viață și cost:
Cocile ambarcațiunilor de calitate inferioară trebuie înlocuite frecvent (de exemplu, o dată pe lună), iar costurile anuale de întreținere sunt mari.

3. Cum să alegi, să utilizezi și să întreții o barcă PECVD?

3.1 Metoda de selecție în trei etape

Pasul 1: Clarificarea parametrilor procesului

● Interval de temperatură: Se poate selecta un strat de grafit + SiC pentru temperaturi sub 450°C, iar pentru temperaturi peste 600°C este necesar cuarț sau ceramică.
●Tipul de gaz: Când conține gaze corozive, cum ar fi Cl2 și F-, trebuie utilizat un strat de acoperire de înaltă densitate.
●Dimensiunea napolitanei: Rezistența structurii unei ambarcațiuni de 8 inch/12 inch este semnificativ diferită și necesită un design specific.

Pasul 2: Evaluarea indicatorilor de performanță

Indicatori cheie:

●Rugozitatea suprafeței (Ra): ≤0,8 μm (suprafața de contact trebuie să fie ≤0,4 μm)
●Rezistența la îmbinare a stratului de acoperire: ≥15MPa (standard ASTM C633)
●Deformare la temperatură înaltă (600℃): ≤0,1 mm/m (test de 24 de ore)

Pasul 3: Verificați compatibilitatea

● Potrivirea echipamentelor: Confirmați dimensiunea interfeței cu modelele convenționale, cum ar fi AMAT Centura, centrotherm PECVD etc.
● Test de probă de producție: Se recomandă efectuarea unui test pe loturi mici de 50-100 de bucăți pentru a verifica uniformitatea stratului de acoperire (abaterea standard a grosimii peliculei <3%).

3.2 Cele mai bune practici pentru utilizare și întreținere

Specificații de funcționare:

✔Procesul de pre-curățare:

● Înainte de prima utilizare, Xinzhou trebuie bombardat cu plasmă de Ar timp de 30 de minute pentru a îndepărta impuritățile adsorbite pe suprafață.

●După fiecare lot de proces, SC1 (NH₄OH:H₂O₂:H₂O=1:1:5) este utilizat pentru curățare, pentru a îndepărta reziduurile organice.

✔ Încărcarea tabuurilor:

●Supraîncărcarea este interzisă (de exemplu, capacitatea maximă este proiectată să fie de 50 de bucăți, dar sarcina reală ar trebui să fie ≤ 45 de bucăți pentru a rezerva spațiu pentru extindere).

●Marginea plachetei trebuie să fie la o distanță ≥2 mm de capătul rezervorului tip barcă pentru a preveni efectele de margine ale plasmei.

✔ Sfaturi pentru prelungirea vieții

● Repararea stratului de acoperire: Când rugozitatea suprafeței Ra > 1,2 μm, stratul de SiC poate fi redepus prin CVD (costul este cu 40% mai mic decât cel al înlocuirii).

✔ Testare regulată:

● Lunar: Verificați integritatea stratului de acoperire utilizând interferometria cu lumină albă.
●Trimestrial: Analizați gradul de cristalizare al vasului prin XRD (vasul cu plachete de cuarț cu fază cristalină > 5% trebuie înlocuit).

4. Care sunt problemele comune?

Î1: PoateBarcă PECVDfi utilizat în procesul LPCVD?

R: Nu este recomandat! LPCVD are o temperatură mai ridicată (de obicei 800-1100°C) și trebuie să reziste la o presiune mai mare a gazului. Necesită utilizarea unor materiale mai rezistente la schimbările de temperatură (cum ar fi grafitul izostatic), iar designul fantei trebuie să ia în considerare compensarea dilatării termice.
Î2: Cum se stabilește dacă s-a defectat corpul ambarcațiunii?

A: Întrerupeți imediat utilizarea dacă apar următoarele simptome:
Crăpăturile sau exfolierea stratului de acoperire sunt vizibile cu ochiul liber.
Abaterea standard a uniformității acoperirii napolitane a fost >5% pentru trei loturi consecutive.
Gradul de vid din camera de proces a scăzut cu peste 10%.

Î3: Barcă din grafit vs. barcă din cuarț, cum să alegi?

Concluzie: Bărcile din grafit sunt preferate pentru scenariile de producție în masă, în timp ce bărcile din cuarț sunt luate în considerare pentru cercetare științifică/procese speciale.

Concluzie:

DeșiBarcă PECVDnu este echipamentul principal, ci „gardianul tăcut” al stabilității procesului. De la selecție la întreținere, fiecare detaliu poate deveni un punct cheie pentru îmbunătățirea randamentului. Sper că acest ghid vă va ajuta să pătrundeți în ceața tehnică și să găsiți soluția optimă pentru reducerea costurilor și îmbunătățirea eficienței!