PECVD botu nasıl seçilir, kullanılır ve bakımı nasıl yapılır?

1. PECVD botu nedir?

1.1 Tanım ve temel işlevler

PECVD botu (Plazma Destekli Kimyasal Buhar Biriktirme), PECVD sürecinde gofretleri veya alt tabakaları taşımak için kullanılan bir çekirdek araçtır. Yüksek sıcaklık (300-600°C), plazma ile aktive edilen ve aşındırıcı gaz (SiH₄, NH₃ gibi) ortamında stabil bir şekilde çalışması gerekir. Başlıca işlevleri şunlardır:

● Hassas konumlandırma: Tek tip gofret aralığını sağlayın ve kaplamanın karışmasını önleyin.
● Termal alan kontrolü: Sıcaklık dağılımını optimize edin ve film düzgünlüğünü iyileştirin.
● Kirlilik önleyici bariyer: Plazmayı ekipman boşluğundan izole ederek metal kontaminasyonu riskini azaltır.

1.2 Tipik yapılar ve malzemeler

Malzeme seçimi:

● Grafit tekne (genel tercih): yüksek ısı iletkenliği, yüksek sıcaklık direnci, düşük maliyet, ancak gaz korozyonunu önlemek için kaplama gerektirir.
●Kuvars tekne: Ultra yüksek saflıkta, kimyasallara dayanıklı, ancak oldukça kırılgan ve pahalı.
●Seramikler (Al₂O₃ gibi): aşınmaya dayanıklıdır, yüksek frekanslı üretime uygundur, ancak ısı iletkenliği zayıftır.

Temel tasarım özellikleri:

● Yuva aralığı: Gofret kalınlığına uyun (örneğin 0,3-1 mm tolerans).
●Hava akış deliği tasarımı: reaksiyon gazı dağıtımını optimize edin ve kenar etkisini azaltın.
●Yüzey kaplaması: Hizmet ömrünü uzatmak için yaygın SiC, TaC veya DLC (elmas benzeri karbon) kaplama.

2. PECVD teknelerin performansına neden dikkat etmeliyiz?

2.1 Proses verimini doğrudan etkileyen dört önemli faktör

✔ Kirlilik Kontrolü:
Tekne gövdesindeki kirlilikler (Fe ve Na gibi) yüksek sıcaklıklarda buharlaşarak filmde deliklere veya sızıntılara neden olur.
Kaplamanın soyulması, parçacıkların ortaya çıkmasına ve kaplama kusurlarına neden olur (örneğin, 0,3 μm'den büyük parçacıklar pil verimliliğinin %0,5 oranında düşmesine neden olabilir).

✔ Termal alan homojenliği:
PECVD grafit teknesinin ısı iletiminin eşit olmaması, film kalınlığında farklılıklara yol açacaktır (örneğin, ±%5'lik tekdüzelik gereksinimi altında, sıcaklık farkının 10°C'den az olması gerekir).

✔ Plazma uyumluluğu:
Uygun olmayan malzemeler anormal deşarja neden olabilir ve gofret veya cihaz elektrotlarına zarar verebilir.

✔ Hizmet ömrü ve maliyeti:
Kalitesiz tekne gövdelerinin sıklıkla (örneğin ayda bir) değiştirilmesi gerekir ve yıllık bakım maliyetleri pahalıdır.

3. PECVD botu nasıl seçilir, kullanılır ve bakımı nasıl yapılır?

3.1 Üç adımlı seçim yöntemi

Adım 1: İşlem parametrelerini netleştirin

● Sıcaklık aralığı: 450°C'nin altında grafit + SiC kaplama seçilebilir ve 600°C'nin üzerinde kuvars veya seramik gereklidir.
●Gaz tipi: Cl2 ve F- gibi aşındırıcı gazlar içeriyorsa yüksek yoğunluklu kaplama kullanılmalıdır.
●Wafer boyutu: 8 inç/12 inç tekne yapısının dayanıklılığı önemli ölçüde farklıdır ve hedefli tasarım gerektirir.

Adım 2: Performans ölçümlerini değerlendirin

Ana Metrikler:

●Yüzey pürüzlülüğü (Ra): ≤0,8μm (temas yüzeyinin ≤0,4μm olması gerekir)
●Kaplama bağ mukavemeti: ≥15MPa（ASTM C633 standardı)
●Yüksek sıcaklık deformasyonu (600℃) : ≤0.1mm/m (24 saatlik test)

Adım 3: Uyumluluğu doğrulayın

● Ekipman uyumu: Arayüz boyutunu AMAT Centura, centrotherm PECVD vb. gibi ana akım modellerle doğrulayın.
● Deneme üretim testi: Kaplamanın homojenliğini (film kalınlığının standart sapması <%3) doğrulamak için 50-100 parçadan oluşan küçük bir parti testi yapılması önerilir.

3.2 Kullanım ve Bakım İçin En İyi Uygulamalar

Çalışma Özellikleri:

✔Ön temizleme işlemi:

● İlk kullanımdan önce Xinzhou'nun yüzeyinde biriken safsızlıkların giderilmesi için 30 dakika boyunca Ar plazması ile bombardıman edilmesi gerekiyor.

●Her parti işlemden sonra organik kalıntıları gidermek amacıyla SC1 (NH₄OH:H₂O₂:H₂O=1:1:5) temizlik amacıyla kullanılır.

✔ Tabular yükleniyor:

●Aşırı yükleme yasaktır (örneğin, maksimum kapasite 50 parça olarak tasarlanmıştır, ancak genişleme için yer ayırmak amacıyla gerçek yük ≤ 45 parça olmalıdır).

●Plazma kenarı etkilerini önlemek için, wafer kenarı tekne tankının ucundan ≥2mm uzakta olmalıdır.

✔ Yaşamı Uzatmaya Yönelik İpuçları

● Kaplama onarımı: Yüzey pürüzlülüğü Ra>1,2 μm olduğunda, SiC kaplama CVD ile tekrar biriktirilebilir (maliyeti değiştirme işleminden %40 daha düşüktür).

✔ Düzenli testler:

● Aylık: Beyaz ışık interferometrisi kullanarak kaplamanın bütünlüğünü kontrol edin.
●Üç Aylık: XRD ile teknenin kristalleşme derecesinin analizi (kristal fazı %5'ten fazla olan kuvars gofret teknesinin değiştirilmesi gerekir).

4. Yaygın sorunlar nelerdir?

S1:PECVD teknesiLPCVD sürecinde kullanılabilir mi?

A: Önerilmez! LPCVD daha yüksek bir sıcaklığa sahiptir (genellikle 800-1100°C) ve daha yüksek gaz basıncına dayanması gerekir. Sıcaklık değişikliklerine daha dayanıklı malzemelerin (izostatik grafit gibi) kullanılmasını gerektirir ve yuva tasarımının termal genleşme telafisini dikkate alması gerekir.
S2: Tekne gövdesinin arızalı olup olmadığı nasıl belirlenir?

A: Aşağıdaki belirtiler ortaya çıkarsa kullanmayı derhal bırakın:
Çatlaklar veya kaplama soyulmaları çıplak gözle görülebilir.
Üç ardışık parti için yonga kaplama homojenliğinin standart sapması >%5 olmuştur.
Proses haznesinin vakum derecesi %10’dan fazla düştü.

S3: Grafit tekne mi yoksa kuvars tekne mi, nasıl seçilir?

Sonuç: Grafit tekneler seri üretim senaryoları için tercih edilirken, kuvars tekneler bilimsel araştırmalar/özel prosesler için düşünülüyor.

Çözüm:

Her ne kadarPECVD teknesiana ekipman değildir, proses kararlılığının "sessiz koruyucusudur". Seçimden bakıma kadar her ayrıntı, verim iyileştirmesi için önemli bir atılım noktası olabilir. Umarım bu rehber teknik sisin içinden geçmenize ve maliyet düşürme ve verimlilik iyileştirmesi için en uygun çözümü bulmanıza yardımcı olur!