PECVD படகை எவ்வாறு தேர்ந்தெடுப்பது, பயன்படுத்துவது மற்றும் பராமரிப்பது?

1. PECVD படகு என்பது என்ன?

1.1 வரையறை மற்றும் முக்கிய செயல்பாடுகள்

PECVD படகு (பிளாஸ்மா மேம்படுத்தப்பட்ட இரசாயன ஆவிப் படிவு) என்பது PECVD செயல்முறையில் வேஃபர்கள் அல்லது அடி மூலக்கூறுகளைக் கொண்டு செல்லப் பயன்படும் ஒரு முக்கிய கருவியாகும். இது உயர் வெப்பநிலை (300-600°C), பிளாஸ்மாவால் செயல்படுத்தப்பட்ட மற்றும் அரிக்கும் வாயு (SiH₄, NH₃ போன்றவை) நிறைந்த சூழலில் நிலையாகச் செயல்பட வேண்டும். இதன் முக்கிய செயல்பாடுகள் பின்வருமாறு:

● துல்லியமான நிலைப்படுத்தல்: சீரான வேஃபர் இடைவெளியை உறுதிசெய்து, பூச்சுக் குறுக்கீட்டைத் தவிர்க்கவும்.
● வெப்பப் புலக் கட்டுப்பாடு: வெப்பநிலை பரவலை உகந்ததாக்கி, படலத்தின் சீரான தன்மையை மேம்படுத்துதல்.
● மாசு தடுப்புப் படலம்: உலோக மாசுபடுவதற்கான அபாயத்தைக் குறைப்பதற்காக, பிளாஸ்மாவை உபகரணத்தின் உள்ளீடற்ற பகுதியிலிருந்து தனிமைப்படுத்துகிறது.

1.2 பொதுவான கட்டமைப்புகள் மற்றும் பொருட்கள்

பொருள் தேர்வு:

● கிராஃபைட் படகு (பரவலான தேர்வு): அதிக வெப்பக் கடத்துத்திறன், உயர் வெப்பநிலை எதிர்ப்புத்திறன், குறைந்த விலை, ஆனால் வாயு அரிப்பைத் தடுக்க பூச்சு தேவைப்படுகிறது.
●குவார்ட்ஸ் படகு: மிக அதிக தூய்மை வாய்ந்தது, இரசாயனங்களை எதிர்க்கும் திறன் கொண்டது, ஆனால் மிகவும் உடையக்கூடியது மற்றும் விலை உயர்ந்தது.
●பீங்கான்கள் (Al₂O₃ போன்றவை): தேய்மானத்தை எதிர்க்கும் தன்மை கொண்டவை, அதிக அதிர்வெண் கொண்ட உற்பத்திக்கு ஏற்றவை, ஆனால் குறைந்த வெப்பக் கடத்துத்திறன் உடையவை.

முக்கிய வடிவமைப்பு அம்சங்கள்:

● ஸ்லாட் இடைவெளி: வேஃபர் தடிமனுடன் பொருந்த வேண்டும் (எடுத்துக்காட்டாக, 0.3-1 மிமீ சகிப்புத்தன்மை).
●காற்று ஓட்டத் துளை வடிவமைப்பு: வினை வாயுப் பரவலை மேம்படுத்தி, விளிம்பு விளைவைக் குறைக்கிறது.
●மேற்பரப்புப் பூச்சு: சேவை ஆயுளை நீட்டிக்கப் பயன்படும் பொதுவான SiC, TaC அல்லது DLC (வைரம் போன்ற கார்பன்) பூச்சு.

2. PECVD படகுகளின் செயல்திறனை நாம் ஏன் கவனிக்க வேண்டும்?

2.1 செயல்முறை விளைச்சலை நேரடியாகப் பாதிக்கும் நான்கு முக்கிய காரணிகள்

✔ மாசுக் கட்டுப்பாடு:
படகு அமைப்பில் உள்ள Fe மற்றும் Na போன்ற அசுத்தங்கள் அதிக வெப்பநிலையில் ஆவியாகி, படலத்தில் சிறு துளைகளையோ அல்லது கசிவையோ ஏற்படுத்துகின்றன.
மேற்பூச்சு உரிதல் துகள்களை உள்ளே செலுத்தி, மேற்பூச்சுக் குறைபாடுகளை ஏற்படுத்தும் (உதாரணமாக, 0.3μm-க்கும் அதிகமான துகள்கள் மின்கலத்தின் செயல்திறனை 0.5% வரை குறைக்கக்கூடும்).

✔ வெப்பப் புலச் சீரான தன்மை:
PECVD கிராஃபைட் படகின் சீரற்ற வெப்பக் கடத்தல், படலத்தின் தடிமனில் வேறுபாடுகளுக்கு வழிவகுக்கும் (எடுத்துக்காட்டாக, ±5% என்ற சீரான தன்மைத் தேவையின் கீழ், வெப்பநிலை வேறுபாடு 10°C-க்கும் குறைவாக இருக்க வேண்டும்).

✔ பிளாஸ்மா இணக்கத்தன்மை:
முறையற்ற பொருட்கள் அசாதாரண மின்னிறக்கத்தை ஏற்படுத்தி, வேஃபர் அல்லது சாதனத்தின் மின்முனைகளைச் சேதப்படுத்தக்கூடும்.

✔ சேவைக் காலம் மற்றும் செலவு:
தரம் குறைந்த படகுகளின் அடிப்பாகங்களை அடிக்கடி (உதாரணமாக, மாதத்திற்கு ஒரு முறை) மாற்ற வேண்டியிருக்கும், மேலும் அவற்றின் வருடாந்திர பராமரிப்புச் செலவுகளும் அதிகமாகும்.

3. PECVD படகை எவ்வாறு தேர்ந்தெடுப்பது, பயன்படுத்துவது மற்றும் பராமரிப்பது?

3.1 மூன்று-படி தேர்வு முறை

படி 1: செயல்முறை அளவுருக்களைத் தெளிவுபடுத்துங்கள்

● வெப்பநிலை வரம்பு: 450°C-க்குக் கீழ் கிராஃபைட் + SiC பூச்சைத் தேர்ந்தெடுக்கலாம், மேலும் 600°C-க்கு மேல் குவார்ட்ஸ் அல்லது செராமிக் தேவைப்படுகிறது.
●வாயு வகை: Cl2 மற்றும் F- போன்ற அரிக்கும் வாயுக்களைக் கொண்டிருக்கும்போது, ​​உயர் அடர்த்தி பூச்சு பயன்படுத்தப்பட வேண்டும்.
●வேஃபர் அளவு: 8-அங்குலம்/12-அங்குல படகின் கட்டமைப்பு வலிமை கணிசமாக வேறுபடுகிறது, மேலும் இதற்கு அதற்கேற்ற வடிவமைப்பு தேவைப்படுகிறது.

படி 2: செயல்திறன் அளவீடுகளை மதிப்பிடுங்கள்

முக்கிய அளவீடுகள் :

●மேற்பரப்பு சொரசொரப்பு (Ra) : ≤0.8μm (தொடர்பு மேற்பரப்பு ≤0.4μm ஆக இருக்க வேண்டும்)
●பூச்சின் பிணைப்பு வலிமை : ≥15MPa (ASTM C633 தரநிலை)
●உயர் வெப்பநிலை உருக்குலைவு (600℃) : ≤0.1மிமீ/மீ (24 மணி நேர சோதனை)

படி 3: இணக்கத்தன்மையை சரிபார்க்கவும்

● உபகரணப் பொருத்தம்: AMAT Centura, centrotherm PECVD போன்ற முக்கிய மாடல்களுடன் இடைமுகத்தின் அளவை உறுதிப்படுத்தவும்.
● சோதனை உற்பத்திப் பரிசோதனை: பூச்சின் சீரான தன்மையை (படலத் தடிமனின் திட்ட விலக்கம் <3%) சரிபார்க்க, 50-100 துண்டுகள் கொண்ட ஒரு சிறிய தொகுதி சோதனையை நடத்துவது பரிந்துரைக்கப்படுகிறது.

3.2 பயன்பாடு மற்றும் பராமரிப்புக்கான சிறந்த நடைமுறைகள்

செயல்பாட்டு விவரக்குறிப்புகள்:

✔முன் சுத்தம் செய்யும் செயல்முறை:

● முதல் முறை பயன்படுத்துவதற்கு முன்பு, சின்ஷோவின் மேற்பரப்பில் படிந்துள்ள அசுத்தங்களை அகற்ற, அதை 30 நிமிடங்களுக்கு ஆர்கான் பிளாஸ்மாவால் தாக்க வேண்டும்.

●ஒவ்வொரு தொகுதி செயல்முறைக்குப் பிறகும், கரிம எச்சங்களை அகற்றுவதற்காக SC1 (NH₄OH:H₂O₂:H₂O=1:1:5) சுத்தப்படுத்தப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

✔ தடைசெய்யப்பட்டவை ஏற்றப்படுகின்றன:

●அளவுக்கு அதிகமாகச் சுமையேற்றுவது தடைசெய்யப்பட்டுள்ளது (உதாரணமாக, அதிகபட்ச கொள்ளளவு 50 துண்டுகளாக வடிவமைக்கப்பட்டிருந்தாலும், விரிவாக்கத்திற்கு இடம் ஒதுக்குவதற்காக உண்மையான சுமை 45 துண்டுகள் அல்லது அதற்கும் குறைவாக இருக்க வேண்டும்).

●பிளாஸ்மா விளிம்பு விளைவுகளைத் தடுப்பதற்கு, வேஃபரின் விளிம்பானது படகு தொட்டியின் முனையிலிருந்து 2 மிமீ அல்லது அதற்கு மேல் தள்ளி இருக்க வேண்டும்.

✔ ஆயுளை நீட்டிப்பதற்கான குறிப்புகள்

● பூச்சு பழுதுபார்த்தல்: மேற்பரப்பின் சொரசொரப்பு Ra＞1.2μm ஆக இருக்கும்போது, ​​SiC பூச்சை CVD மூலம் மீண்டும் பூசலாம் (இதற்கான செலவு, மாற்றுவதை விட 40% குறைவு).

✔ வழக்கமான பரிசோதனை:

● மாதந்தோறும்: வெண் ஒளி குறுக்கீட்டுமானியைப் பயன்படுத்தி பூச்சின் உறுதித்தன்மையைச் சரிபார்க்கவும்.
●காலாண்டுக்கு ஒருமுறை: XRD மூலம் படகின் படிகமயமாக்கல் அளவைப் பகுப்பாய்வு செய்யவும் (5% க்கும் அதிகமான படிக நிலை கொண்ட குவார்ட்ஸ் வேஃபர் படகு மாற்றப்பட வேண்டும்).

4. பொதுவான பிரச்சனைகள் என்னென்ன?

கேள்வி 1: முடியுமாPECVD படகுLPCVD செயல்முறையில் பயன்படுத்தப்படுமா?

பரிந்துரைக்கப்படவில்லை! LPCVD அதிக வெப்பநிலையை (பொதுவாக 800-1100°C) கையாள வேண்டும், மேலும் அதிக வாயு அழுத்தத்தையும் தாங்க வேண்டியுள்ளது. இதற்கு, வெப்பநிலை மாற்றங்களை அதிகம் எதிர்க்கும் திறன் கொண்ட பொருட்களை (ஐசோஸ்டேடிக் கிராஃபைட் போன்றவை) பயன்படுத்த வேண்டும், மேலும் ஸ்லாட் வடிவமைப்பானது வெப்ப விரிவாக்க ஈடுபாட்டையும் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும்.
கேள்வி 2: படகின் உடற்பகுதி பழுதடைந்துவிட்டதா என்பதை எவ்வாறு கண்டறிவது?

பின்வரும் அறிகுறிகள் தோன்றினால், உடனடியாகப் பயன்படுத்துவதை நிறுத்துங்கள்:
விரிசல்கள் அல்லது பூச்சு உரிதல் ஆகியவை வெறும் கண்ணால் பார்க்கக்கூடியவை.
தொடர்ச்சியாக மூன்று தொகுதிகளாக, வேஃபர் பூச்சு சீரான தன்மையின் திட்ட விலக்கம் 5%-க்கும் அதிகமாக இருந்துள்ளது.
செயல்முறை அறையின் வெற்றிட அளவு 10%க்கும் அதிகமாகக் குறைந்தது.

கேள்வி 3: கிராஃபைட் படகு மற்றும் குவார்ட்ஸ் படகு, எதைத் தேர்ந்தெடுப்பது?

முடிவுரை: பெருமளவு உற்பத்திச் சூழல்களுக்கு கிராஃபைட் படகுகளும், அறிவியல் ஆராய்ச்சி/சிறப்பு செயல்முறைகளுக்கு குவார்ட்ஸ் படகுகளும் விரும்பப்படுகின்றன.

முடிவுரை:

இருப்பினும்PECVD படகுஇது பிரதான உபகரணம் அல்ல, மாறாக செயல்முறை நிலைத்தன்மையின் "மௌனக் காவலன்" ஆகும். தேர்வு செய்வதிலிருந்து பராமரிப்பு வரை, ஒவ்வொரு சிறு விவரமும் உற்பத்தி மேம்பாட்டிற்கான ஒரு முக்கிய திருப்புமுனையாக அமையக்கூடும். தொழில்நுட்பக் குழப்பங்களைத் தெளிவுபடுத்தி, செலவைக் குறைப்பதற்கும் செயல்திறனை மேம்படுத்துவதற்குமான உகந்த தீர்வைக் கண்டறிய இந்த வழிகாட்டி உங்களுக்கு உதவும் என்று நம்புகிறேன்!