Paano pumili, gumamit at magpanatili ng bangkang PECVD?

1. Ano ang PECVD boat?

1.1 Kahulugan at mga pangunahing function

Ang PECVD boat (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) ay isang pangunahing tool na ginagamit upang magdala ng mga wafer o substrate sa proseso ng PECVD. Kailangan itong gumana nang matatag sa isang mataas na temperatura (300-600°C), plasma-activated at corrosive gas (tulad ng SiH₄, NH₃) na kapaligiran. Kabilang sa mga pangunahing pag-andar nito ang:

● Tumpak na pagpoposisyon: tiyakin ang pare-parehong puwang ng wafer at maiwasan ang pagkagambala ng coating.
● Thermal field control: i-optimize ang pamamahagi ng temperatura at pagbutihin ang pagkakapareho ng pelikula.
● Anti-pollution barrier: Inihihiwalay ang plasma mula sa cavity ng kagamitan upang mabawasan ang panganib ng kontaminasyon ng metal.

1.2 Mga karaniwang istruktura at materyales

Pagpili ng materyal:

● Graphite boat (mainstream choice): mataas na thermal conductivity, mataas na temperatura resistance, mura, ngunit nangangailangan ng coating upang maiwasan ang gas corrosion.
●Quartz boat: Napakataas ng kadalisayan, lumalaban sa kemikal, ngunit napakarupok at mahal.
●Mga keramika (gaya ng Al₂O₃): lumalaban sa pagsusuot, angkop para sa produksyon na may mataas na dalas, ngunit mahinang thermal conductivity.

Mga pangunahing tampok ng disenyo:

● Slot spacing: Itugma ang kapal ng wafer (gaya ng 0.3-1mm tolerance).
●Disenyo ng butas ng daloy ng hangin: i-optimize ang pamamahagi ng reaksyon ng gas at bawasan ang epekto sa gilid.
●Surface coating: Karaniwang SiC, TaC o DLC (diamond-like carbon) na coating para pahabain ang buhay ng serbisyo.

2. Bakit dapat nating bigyang pansin ang pagganap ng mga bangka ng PECVD?

2.1 Apat na pangunahing salik na direktang nakakaapekto sa ani ng proseso

✔ Pagkontrol sa Polusyon:
Ang mga dumi sa katawan ng bangka (tulad ng Fe at Na) ay nag-uubo sa mataas na temperatura, na nagiging sanhi ng mga pinholes o pagtagas sa pelikula.
Ang pagbabalat ng coating ay magpapapasok ng mga particle at magdudulot ng mga depekto sa coating (halimbawa, ang mga particle na > 0.3μm ay maaaring maging sanhi ng pagbaba ng kahusayan ng baterya ng 0.5%).

✔ Pagkakapareho ng thermal field:
Ang hindi pantay na pagpapadaloy ng init ng PECVD graphite boat ay hahantong sa mga pagkakaiba sa kapal ng pelikula (halimbawa, sa ilalim ng kinakailangan ng pagkakapareho na ±5%, ang pagkakaiba ng temperatura ay kailangang mas mababa sa 10°C).

✔ Plasma compatibility:
Ang mga hindi tamang materyales ay maaaring magdulot ng abnormal na paglabas at makapinsala sa wafer o mga electrodes ng device.

✔ Buhay ng serbisyo at gastos:
Ang mababang kalidad na mga hull ng bangka ay kailangang palitan nang madalas (hal. isang beses sa isang buwan), at ang taunang gastos sa pagpapanatili ay mahal.

3. Paano pumili, gumamit at magpanatili ng bangkang PECVD?

3.1 Tatlong hakbang na paraan ng pagpili

Hakbang 1: Linawin ang mga parameter ng proseso

● Saklaw ng temperatura: Maaaring piliin ang graphite + SiC coating sa ibaba 450°C, at ang quartz o ceramic ay kinakailangan sa itaas ng 600°C.
●Uri ng gas: Kapag naglalaman ng mga corrosive na gas tulad ng Cl2at F-, dapat gumamit ng high-density coating.
●Laki ng wafer: Malaki ang pagkakaiba ng tibay ng istraktura ng bangka na 8-inch/12-inch at nangangailangan ng naka-target na disenyo.

Hakbang 2: Suriin ang mga sukatan ng pagganap

Mga Pangunahing Sukatan :

●Pagkagaspang ng ibabaw (Ra): ≤0.8μm (kailangang ≤0.4μm ang contact surface)
●Lakas ng coating bond : ≥15MPa（ASTM C633 standard)
●Mataas na temperatura deformation (600 ℃): ≤0.1mm/m (24 na oras na pagsubok)

Hakbang 3: I-verify ang pagiging tugma

● Pagtutugma ng kagamitan: Kumpirmahin ang laki ng interface sa mga pangunahing modelo gaya ng AMAT Centura, centrotherm PECVD, atbp.
● Pagsubok sa produksyon ng pagsubok: Inirerekomenda na magsagawa ng maliit na batch test na 50-100 piraso upang mapatunayan ang pagkakapareho ng patong (standard deviation ng kapal ng pelikula <3%).

3.2 Pinakamahuhusay na Kasanayan para sa Paggamit at Pagpapanatili

Mga Detalye ng Operasyon:

✔Proseso bago ang paglilinis:

● Bago ang unang paggamit, ang Xinzhou ay kailangang bombarduhan ng Ar plasma sa loob ng 30 minuto upang alisin ang mga dumi na na-adsorb sa ibabaw.

●Pagkatapos ng bawat batch ng proseso, ang SC1 (NH₄OH:H₂O₂:H₂O=1:1:5) ay ginagamit para sa paglilinis upang maalis ang mga organikong nalalabi.

✔ Naglo-load ng mga bawal:

●Ang labis na karga ay ipinagbabawal (hal. ang pinakamataas na kapasidad ay idinisenyo upang maging 50 piraso, ngunit ang aktwal na pagkarga ay dapat na ≤ 45 piraso upang magreserba ng espasyo para sa pagpapalawak).

●Ang gilid ng wafer ay dapat na ≥2mm ang layo mula sa dulo ng tangke ng bangka upang maiwasan ang mga epekto sa gilid ng plasma.

✔ Mga Tip para sa Pagpapahaba ng Buhay

● Pag-aayos ng coating: Kapag ang gaspang sa ibabaw ay Ra＞1.2μm, ang SiC coating ay maaaring i-deposito muli ng CVD (ang gastos ay 40% na mas mababa kaysa sa pagpapalit).

✔ Regular na pagsubok:

● Buwan-buwan: Suriin ang integridad ng coating gamit ang white light interferometry.
●Quarterly: Suriin ang crystallization degree ng bangka sa pamamagitan ng XRD (quartz wafer boat na may crystal phase > 5% ay kailangang palitan).

4. Ano ang mga karaniwang problema?

Q1: Maaari ba angbangkang PECVDgagamitin sa proseso ng LPCVD?

A: Hindi inirerekomenda! Ang LPCVD ay may mas mataas na temperatura (karaniwan ay 800-1100°C) at kailangang makatiis ng mas mataas na presyon ng gas. Nangangailangan ito ng paggamit ng mga materyales na mas lumalaban sa mga pagbabago sa temperatura (tulad ng isostatic graphite), at kailangang isaalang-alang ng disenyo ng slot ang thermal expansion compensation.
Q2: Paano malalaman kung nabigo ang katawan ng bangka?

A: Itigil kaagad ang paggamit kung mangyari ang mga sumusunod na sintomas:
Ang mga bitak o coating na pagbabalat ay nakikita ng mata.
Ang standard deviation ng wafer coating uniformity ay >5% para sa tatlong magkakasunod na batch.
Ang antas ng vacuum ng silid ng proseso ay bumaba ng higit sa 10%.

Q3: Graphite boat vs. quartz boat, paano pumili?

Konklusyon : Ang mga graphite boat ay mas gusto para sa mass production scenario, habang ang quartz boat ay isinasaalang-alang para sa siyentipikong pananaliksik/mga espesyal na proseso.

Konklusyon:

Bagama't angbangkang PECVDay hindi ang pangunahing kagamitan, ito ang "silent na tagapag-alaga" ng katatagan ng proseso. Mula sa pagpili hanggang sa pagpapanatili, ang bawat detalye ay maaaring maging isang mahalagang breakthrough point para sa pagpapabuti ng ani. Umaasa ako na ang gabay na ito ay makakatulong sa iyo na tumagos sa teknikal na fog at mahanap ang pinakamainam na solusyon para sa pagbabawas ng gastos at pagpapabuti ng kahusayan!