PECVD کشتی کا انتخاب، استعمال اور دیکھ بھال کیسے کریں؟

1. PECVD کشتی کیا ہے؟

1.1 تعریف اور بنیادی افعال

پی ای سی وی ڈی بوٹ (پلازما اینہانسڈ کیمیکل ویپر ڈیپوزیشن) ایک بنیادی ٹول ہے جو پی ای سی وی ڈی کے عمل میں ویفرز یا سبسٹریٹس لے جانے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ اسے اعلی درجہ حرارت (300-600 °C)، پلازما سے چلنے والی اور سنکنرن گیس (جیسے SiH₄، NH₃) ماحول میں مستحکم طور پر کام کرنے کی ضرورت ہے۔ اس کے اہم افعال میں شامل ہیں:

● عین مطابق پوزیشننگ: ویفر کی یکساں جگہ کو یقینی بنائیں اور کوٹنگ کی مداخلت سے بچیں۔
● تھرمل فیلڈ کنٹرول: درجہ حرارت کی تقسیم کو بہتر بنائیں اور فلم کی یکسانیت کو بہتر بنائیں۔
● انسداد آلودگی رکاوٹ: دھات کی آلودگی کے خطرے کو کم کرنے کے لیے آلات کے گہا سے پلازما کو الگ کرتا ہے۔

1.2 عام ڈھانچے اور مواد

مواد کا انتخاب:

● گریفائٹ بوٹ (مرکزی دھارے کا انتخاب): اعلی تھرمل چالکتا، اعلی درجہ حرارت کی مزاحمت، کم قیمت، لیکن گیس کی سنکنرن کو روکنے کے لیے کوٹنگ کی ضرورت ہوتی ہے۔
●کوارٹج کشتی: انتہائی اعلیٰ طہارت، کیمیائی طور پر مزاحم، لیکن انتہائی ٹوٹنے والی اور مہنگی ہے۔
●سیرامکس (جیسے Al₂O₃): لباس مزاحم، اعلی تعدد کی پیداوار کے لیے موزوں، لیکن تھرمل چالکتا ناقص۔

کلیدی ڈیزائن کی خصوصیات:

● سلاٹ اسپیسنگ: ویفر کی موٹائی سے ملائیں (جیسے 0.3-1 ملی میٹر رواداری)۔
●ہوا کے بہاؤ کے سوراخ کا ڈیزائن: ردعمل گیس کی تقسیم کو بہتر بنائیں اور کنارے کے اثر کو کم کریں۔
●سطح کی کوٹنگ: سروس کی زندگی کو بڑھانے کے لیے کامن SiC، TaC یا DLC (ہیرے کی طرح کاربن) کوٹنگ۔

2. ہمیں PECVD کشتیوں کی کارکردگی پر کیوں توجہ دینی چاہیے؟

2.1 چار بڑے عوامل جو براہ راست عمل کی پیداوار کو متاثر کرتے ہیں۔

✔ آلودگی کنٹرول:
کشتی کے جسم میں نجاست (جیسے Fe اور Na) زیادہ درجہ حرارت پر اتار چڑھاؤ پیدا کرتی ہے، جس کی وجہ سے فلم میں پن ہولز یا رساو ہوتا ہے۔
کوٹنگ کا چھلکا ذرات کو متعارف کرائے گا اور کوٹنگ کی خرابیوں کا سبب بنے گا (مثال کے طور پر، ذرات > 0.3μm بیٹری کی کارکردگی میں 0.5% کمی کا سبب بن سکتے ہیں)۔

✔ تھرمل فیلڈ کی یکسانیت:
PECVD گریفائٹ بوٹ کی غیر مساوی حرارت کی ترسیل فلم کی موٹائی میں فرق کا باعث بنے گی (مثال کے طور پر، ±5% کی یکسانیت کی ضرورت کے تحت، درجہ حرارت کا فرق 10°C سے کم ہونا ضروری ہے)۔

✔ پلازما مطابقت:
نا مناسب مواد غیر معمولی خارج ہونے کا سبب بن سکتا ہے اور ویفر یا ڈیوائس الیکٹروڈ کو نقصان پہنچا سکتا ہے۔

✔ سروس کی زندگی اور قیمت:
کم معیار کی کشتی کے سوراخوں کو اکثر تبدیل کرنے کی ضرورت ہوتی ہے (مثال کے طور پر مہینے میں ایک بار)، اور سالانہ دیکھ بھال کے اخراجات مہنگے ہوتے ہیں۔

3. PECVD کشتی کا انتخاب، استعمال اور دیکھ بھال کیسے کریں؟

3.1 تین قدمی انتخاب کا طریقہ

مرحلہ 1: عمل کے پیرامیٹرز کو واضح کریں۔

● درجہ حرارت کی حد: گریفائٹ + SiC کوٹنگ 450°C سے نیچے منتخب کی جا سکتی ہے، اور کوارٹج یا سیرامک ​​600°C سے اوپر کی ضرورت ہے۔
●گیس کی قسم: جب corrosive گیسوں جیسے Cl2and F- پر مشتمل ہو، تو زیادہ کثافت والی کوٹنگ کا استعمال کیا جانا چاہیے۔
●ویفر سائز: 8-انچ/12-انچ کشتی کی ساخت کی مضبوطی نمایاں طور پر مختلف ہے اور اس کے لیے ٹارگٹ ڈیزائن کی ضرورت ہے۔

مرحلہ 2: کارکردگی کی پیمائش کا اندازہ لگائیں۔

کلیدی میٹرکس:

●سطح کی کھردری (Ra) : ≤0.8μm (رابطے کی سطح کا ہونا ضروری ہے ≤0.4μm)
●کوٹنگ بانڈ کی طاقت: ≥15MPa（ASTM C633 معیاری)
●اعلی درجہ حرارت کی خرابی (600℃): ≤0.1mm/m (24 گھنٹے ٹیسٹ)

مرحلہ 3: مطابقت کی تصدیق کریں۔

● آلات کی مماثلت: مین اسٹریم ماڈلز جیسے AMAT Centura، centrotherm PECVD، وغیرہ کے ساتھ انٹرفیس کے سائز کی تصدیق کریں۔
● آزمائشی پروڈکشن ٹیسٹ: کوٹنگ کی یکسانیت کی تصدیق کے لیے 50-100 ٹکڑوں کا ایک چھوٹا بیچ ٹیسٹ کرانے کی سفارش کی جاتی ہے (فلم کی موٹائی <3% کا معیاری انحراف)۔

3.2 استعمال اور دیکھ بھال کے لیے بہترین طرز عمل

آپریشن کی تفصیلات:

✔پہلے سے صفائی کا عمل:

● پہلے استعمال سے پہلے، زنزو کو 30 منٹ تک Ar پلازما سے بمباری کرنے کی ضرورت ہے تاکہ سطح پر جذب شدہ نجاست کو دور کیا جا سکے۔

●عمل کے ہر بیچ کے بعد، SC1 (NH₄OH:H₂O₂:H₂O=1:1:5) نامیاتی باقیات کو ہٹانے کے لیے صفائی کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

✔ لوڈنگ ممنوع:

●اوور لوڈنگ ممنوع ہے (مثلاً زیادہ سے زیادہ گنجائش 50 ٹکڑوں کے لیے ڈیزائن کی گئی ہے، لیکن اصل بوجھ ≤ 45 ٹکڑے ہونا چاہیے تاکہ توسیع کے لیے جگہ محفوظ ہو جائے)۔

●پلازما کے کنارے کے اثرات کو روکنے کے لیے ویفر کا کنارہ کشتی کے ٹینک کے سرے سے ≥2 ملی میٹر دور ہونا چاہیے۔

✔ زندگی بڑھانے کے لیے نکات

● کوٹنگ کی مرمت: جب سطح کی کھردری Ra＞1.2μm، SiC کوٹنگ کو CVD کے ذریعے دوبارہ جمع کیا جا سکتا ہے (قیمت تبدیل کرنے سے 40% کم ہے)۔

✔ باقاعدہ جانچ:

● ماہانہ: سفید روشنی کی انٹرفیومیٹری کا استعمال کرتے ہوئے کوٹنگ کی سالمیت کی جانچ کریں۔
●سہ ماہی: XRD کے ذریعے کشتی کی کرسٹلائزیشن ڈگری کا تجزیہ کریں (کرسٹل فیز کے ساتھ کوارٹج ویفر بوٹ> 5% کو تبدیل کرنے کی ضرورت ہے)۔

4. عام مسائل کیا ہیں؟

Q1: کر سکتے ہیںPECVD کشتیLPCVD کے عمل میں استعمال کیا جائے؟

A: سفارش کی نہیں! LPCVD کا درجہ حرارت زیادہ ہوتا ہے (عام طور پر 800-1100°C) اور اسے گیس کے زیادہ دباؤ کو برداشت کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس کے لیے ایسے مواد کے استعمال کی ضرورت ہوتی ہے جو درجہ حرارت کی تبدیلیوں کے لیے زیادہ مزاحم ہوں (جیسے کہ آئسوسٹیٹک گریفائٹ)، اور سلاٹ ڈیزائن کو تھرمل ایکسپینشن معاوضے پر غور کرنے کی ضرورت ہے۔
Q2: اس بات کا تعین کیسے کریں کہ آیا کشتی کا جسم ناکام ہو گیا ہے؟

A: اگر درج ذیل علامات ظاہر ہوں تو فوری طور پر استعمال بند کر دیں:
دراڑیں یا کوٹنگ کا چھلکا ننگی آنکھ سے نظر آتا ہے۔
ویفر کوٹنگ کی یکسانیت کا معیاری انحراف مسلسل تین بیچوں کے لیے >5% رہا ہے۔
عمل کے چیمبر کی ویکیوم ڈگری میں 10 فیصد سے زیادہ کی کمی واقع ہوئی۔

Q3: گریفائٹ بوٹ بمقابلہ کوارٹج بوٹ، کیسے منتخب کریں：

نتیجہ: گریفائٹ کشتیاں بڑے پیمانے پر پیداوار کے منظرناموں کے لیے ترجیح دی جاتی ہیں، جب کہ کوارٹج کشتیوں کو سائنسی تحقیق/خصوصی عمل کے لیے سمجھا جاتا ہے۔

نتیجہ:

اگرچہPECVD کشتیاہم سامان نہیں ہے، یہ عمل کے استحکام کا "خاموش سرپرست" ہے۔ انتخاب سے لے کر دیکھ بھال تک، ہر تفصیل پیداوار میں بہتری کے لیے ایک اہم پیش رفت بن سکتی ہے۔ مجھے امید ہے کہ یہ گائیڈ آپ کو تکنیکی دھند کو دور کرنے اور لاگت میں کمی اور کارکردگی میں بہتری کے لیے بہترین حل تلاش کرنے میں مدد کرے گا!