Kas ir CVD SiC pārklājuma griesti un to loma augstas temperatūras pusvadītāju kamerās?

Pusvadītāju materiālu ražošanas laikā augstā temperatūrā ļoti nelielas kameras temperatūras izmaiņas var būtiski ietekmēt gala produkta kvalitāti. Šādos gadījumos daži eksotiski materiāli, piemēram, Cvd sic Var izmantot pārklātus griestus. Tas ir pārklājums, kas spēj izturēt ļoti augstas temperatūras un ilgstoši saglabāt tīrību un stabilitāti.

Griestu funkcionālā pozīcija CVD un epitaksijas kamerās

CVD vai epitaksijas kamerā griesti nav tikai vāks, bet tiem ir būtiska loma visā procesā. Tie parasti atrodas virs vafeļu platformas un ir cieši saistīti ar gāzes padeves sistēmu. Lielākajai daļai instrumentu ir gāzes ieplūdes atvere vai dušas galviņas struktūra, caur kuru apstrādātās gāzes ieplūst kamerā, lai vienmērīgi izkliedētos tās iekšpusē. Vienmērīga gāzes izkliede ir ļoti svarīga plānas plēves uzklāšanas laikā, jo vafeļu augšanas laikā vafeļu biezumam ir jāsaņem vienāda enerģijas deva. Kad gāze tiek piegādāta no augšas, griestiem ir nozīme gāzes plūsmas attīstībā, pirms tā sasniedz vafeļu virsmu. Nevienmērīga plūsma var izraisīt biezākas plēves vienā vafeļu pusē nekā otrā, kas galu galā novedīs pie mikroshēmas defektiem vēlāk ražošanas līnijā. Ar stabiliem griestiem var panākt stabilu gāzes plūsmu. Vēl viens faktors ir termiskā stabilitāte. Noteiktu procesu laikā ilgstoši tiek sasniegta un uzturēta augsta temperatūra, un tas nozīmē, ka griesti var kļūt nestabili un vai nu deformēties, vai arī izdalīt kamerā daļiņas, kas, īpaši tīrā vidē, padarīs visu vafeļu partiju nelietojamu. Tāpēc griestu materiālam jābūt cietam un stabilam, parasti cietam, stabilam pārklājumam, piemēram CVD sic pārklājums tiek izmantots, jo tas nodrošina sistēmas tīrīšanu un novērš nestabilitāti atkārtotu sildīšanas ciklu laikā. Darbojošā rūpnīcā, kas ražo barošanas ierīces vai atmiņas mikroshēmas, procesu inženieri apkopes laikā rūpīgi uzrauga griestus. Viņi pārbauda, ​​vai to iekšpusē nav nevienmērīga pārklājuma vai daļiņu uzkrāšanās, kas varētu ietekmēt plāno plēvi visā ražošanas partijā, un palielina ražas līmeni, kad griestu detaļas tiek tīrītas vai nomainītas. Tas ir vienkārši, lai atjaunotu normālu gāzes plūsmu. Iedomājieties griestus kā regulatoru vafeļu virspusē. Tie ne tikai eksistē, bet arī spēlē lomu gāzes plūsmas noteikšanā, stabilitātes noteikšanā augstās temperatūrās, un efektīvai pusvadītāju ražošanai kamerai jābūt brīvai no nevēlamām daļiņām.

SiC pārklājuma īpašības korozīvā un augstas temperatūras vidē

SiC pārklājumu sauc arī par silīcija karbīdu, un tas ir materiāls, ko bieži izmanto, jo tas ir ļoti izturīgs materiāls gan karstumam, gan ķīmiskai iedarbībai. Tas ir svarīgi pusvadītāju kamerās, kur iekšpuse katru dienu tiek pastāvīgi pakļauta augstas temperatūras un reaģējošu gāzu iedarbībai. SiC pārklājums ir ļoti izturīgs pret koroziju, kas ir viena no tā priekšrocībām. Tādas gāzes kā silāns, amonjaks vai hloru saturošas gāzes var reaģēt ar daudzām vielām CVD un epitaksijas procesu laikā. Šīs gāzes laika gaitā var lēnām korozēt virsmas, veidojot raupjus plankumus vai daļiņas. SiC ķīmiskā struktūra ir ļoti spēcīga un nereaģē viegli ar šīm gāzēm. Tas palīdzēs saglabāt kameras stabilitāti ilgākos ražošanas ciklos. Vēl viens svarīgs faktors ir karstumizturība. Dažu pusvadītāju posmu temperatūrā vājāki pārklājumi var sākt plaisāt, deformēties vai sadalīties. Sic pārklājums saglabā savu formu un izturību pat pēc ilgstošas ​​pakļaušanas augstam karstumam. Tas nozīmē mazāk ražošanas traucējumu detaļu nomaiņas dēļ un vienmērīgāku ražošanas apjomu. SiC pārklājumam ir arī augsta cietība un gludums uz virsmas. Tas samazina kamerā saražoto daļiņu daudzumu. Mikroshēmu ražošanā putekļi, lai cik mazi tie būtu, var izraisīt defektus uz plāksnēm. Šo risku var samazināt, novēršot daļiņu pielipšanu vai agregāciju uz SiC virsmas, ko var panākt, nodrošinot gludu virsmu. Kad ar SiC pārklātas detaļas tiek izmantotas reālās rūpnīcās, to kalpošanas laiks ir ilgāks nekā nepārklātai keramikai vai metāliem, ko bieži izmanto. Viens šāds piemērs ir tas, ka parasti ir nepieciešama daudz retāka kameras griestu vai SiC pārklāta oderējuma tīrīšana, kas palīdz uzturēt stabilu ražošanas grafiku. Vēl viena noderīga īpašība ir termiskā stabilitāte. SiC var izturēt augstas temperatūras izmaiņas un, visticamāk, nesaplīsīs. Tas var būt noderīgi atkārtotās sildīšanas un dzesēšanas lietojumprogrammās, piemēram, pusvadītāju instrumentos. Kopumā SiC pārklājums darbojas kā aizsargbarjera, kas ne tikai kavē ķīmisko uzbrukumu, bet arī novērš vides piesārņošanu, lai nodrošinātu precīzu mikroshēmu izgatavošanu, un tas var izturēt arī termisko spriegumu.

Ietekme uz daļiņu kontroli un procesa stabilitāti

Vēl viens nezināmais vafeļu ražošanas aspekts ir daļiņas. Tās ir ļoti mazas daļiņas, kuras ir ļoti grūti noteikt, bet kuras izraisa vafeļu bojājumus. Vienas vafeļu sastāvdaļas atteice var izraisīt ražas zudumu vai pilnīgu mikroshēmas noraidīšanu. Tāpēc daļiņu kontrole CVD un epitaksijas kamerā ir kritiski svarīga un tāpēc ir svarīgi SiC pārklājumi. Ir divi veidi, kā SiC pārklājums praktiskos pielietojumos palīdz samazināt daļiņu veidošanos. Pirmkārt, SiC pārklājuma virsma ir ārkārtīgi gluda un blīva, kas ļauj tai vieglāk atdalīt reakcijas blakusproduktus. Daudzās kamerās bez atbilstoša SiC pārklājuma laika gaitā uz griestiem un sienām veidos nogulsnes. Šis pārklājums vēlāk var atdalīt daļiņas uz vafeļu plāksnēm. Uz SiC virsmas nogulšņu uzkrāšanās notiks lēnāk un saglabāsies stabilāka, samazinot pēkšņu daļiņu emisiju. Otrkārt, SiC ir ļoti izturīgs pret lielāko daļu reakciju. Kad gāzes tiek izvadītas caur reakcijas kamerām, dažas no sastāvdaļām sāk sadalīties vai reaģēt ar reakcijas blakusproduktiem. Tas var izraisīt zināmas daļas vaļīgi saistītas vielas iekļūšanu kamerā. Vairumā reakciju SiC ir lielā mērā inerts un ilgstošā ražošanas periodā saglabā stabilitāti. Šī tīrība veicina arī paša procesa stabilitāti. Gāzes plūsma un temperatūra kļūst vienmērīgāka, ja daļiņu līmenis ir zemāks. Tas nodrošina vienmērīgāku plēves augšanu uz plāksnītes. Plēves biezuma nevienmērīgums, pat ja tas ir liels, piemēram, atmiņas mikroshēmas ražošanas laikā, tieši ietekmē mikroshēmu darbības laikā. Nevienmērīgumu var samazināt, izmantojot stabilu kameru. Daļiņu skaits tiek uzraudzīts visas kameras apkopes laikā. Nolietotās detaļas tiks nomainītas ar SiC pārklātām versijām, un parasti ir novērojams, ka daļiņu rādījumi ievērojami samazinās, kā arī plāksnīšu noraidījumi. Tās nav tūlītējas izmaiņas, bet gan nepārtraukts uzlabošanas process, kas tikai turpinās attīstīties. Parastā virtuvē ēdiena gatavošanas laikā ir jānotīra atliekas utt. Ar gludu, neplaisājošu virsmu ir tendence, ka pārtikā nenonāk pārslainas sastāvdaļas. Tāpat CVD kameras SiC pārklātās detaļas palīdz radīt tīru gatavošanas vidi.

Salīdzinājums ar kvarca un nepārklāta grafīta komponentiem

Karstās zonas pusvadītāju kameru daļās, piemēram, griestos, oderējumā un citur, parasti tiek izmantoti dažādi materiāli, piemēram, kvarcs, grafīts, SiC pārklājums utt. Katrs no šiem materiāliem uzvedas atšķirīgi karstumā, gāzēs un ražošanas procesos nepieciešamajā ilgajā cikla laikā. Kvarca priekšrocība ir tā ārkārtīgi tīrība un caurspīdīgums, tāpēc to bieži izmanto. Kvarcs darbojas atbilstoši mērenā temperatūrā un parasti ir piemērots daudziem standarta pielietojumiem. Problēma ar kvarcu kļūst acīmredzama, ja tas tiek pakļauts ļoti augstām temperatūrām vai kodīgām ķīmiskām vielām. Kvarca novecošanās laikā var rasties kodināšana, trauslums un krāsas maiņa. Virsmas modifikācija ārpusē var būt neliela, taču tā var izraisīt lielas gāzes plūsmas atšķirības un potenciāli daļiņas kamerā. Procesā, kas prasa ilgāku ražošanas laiku, var būt nepieciešams bieži tīrīt vai nomainīt kvarca komponentus. Nepārklāts grafīts var atrasties dažādās pusvadītāju iekārtu daļās. Tā izmantošana tādās detaļās kā susceptori un plākšņu nesēji parasti ir saistīta ar tā labajām termiskajām īpašībām un stabilitāti augstās temperatūrās. Tomēr grafīta porainība ļauj tam viegli absorbēt apstrādes gāzes un reakcijas produktus. Iesūkušies putekļi var kļūt irdeni un piesārņot procesa detaļas, un var notikt reakcija starp gāzi un pašu grafītu. Šādām detaļām var uzklāt silīcija karbīda pārklājumus, taču tīrības procesa ierobežojumu dēļ tie nav vēlami. Ar SiC pārklātās detaļas atrodas starp kvarca un nepārklāta grafīta detaļām. Tām ir blīva, cieta, nereaģējoša virsma, kas netiks viegli sabojāta un neradīs daļiņas. Tās darbosies labāk augstās temperatūrās nekā kvarcs. Un nav porainu vietu, kur uztvert putekļus un gāzes. Īstā ražošanas vidē inženieri apzinās, ka ar SiC pārklātu griestu vai SiC oderējumu uzstādīšana var nodrošināt tīrāku apstrādes vidi ilgiem cikliem. Tas samazina nepieciešamību pēc apkopes un palīdz nodrošināt konsekventākus rezultātus no partijas uz partiju. Šādas detaļas tiek izmantotas arī to izturības un tīrības dēļ augstās temperatūrās jutīgām loģikas un atmiņas rūpnīcām. Lai gan ar SiC pārklātās detaļas nav optimāls risinājums visiem procesiem, daudzi procesi var gūt labumu no to tīrības un izturības augstas temperatūras un ļoti agresīvos pielietojumos.

Kalpošanas laika, apkopes cikla un īpašumtiesību izmaksu apsvērumi

Tas nav tikai jautājums par to, ko kameras detaļas var paveikt pirmajā dienā. Galvenais ir tas, cik ilgi tās kalpo, cik bieži tās ir jāapkopj un cik tās izmaksā laika gaitā. Šeit spēlē lomu kalpošanas laiks, apkopes cikls un kopējās īpašumtiesību izmaksas. Kvarca detaļas sākumā parasti maksā mazāk, bet ekstremālos apstākļos to kalpošanas laiks var būt īsāks. Kvarcs lēnām erodē augstā temperatūrā vai intensīvu reaģējošu gāzu iedarbībā. Pēc atkārtotiem cikliem tas var būt kodināts, miglains vai pat saplaisājis. Tas nozīmē, ka ir nepieciešamas regulāras pārbaudes un nomaiņa. Kad ražošanas līnijas ir ļoti noslogotas, katra detaļu maiņas dīkstāve var ietekmēt ražošanas plānošanu. Nepārklāts grafīts ir citā situācijā. Tas ir relatīvi karstumizturīgs un noteiktos pielietojumos kalpos ilgāk nekā kvarcs. Tomēr tas ir porains materiāls, un tam ir tendence laika gaitā uzkrāt iekšējos piesārņotājus, jo procesa laikā tiek absorbētas procesa gāzes. Tas var izraisīt nevienmērīgu daļiņu emisiju nākotnē. Pat ja detaļas tiek tīrītas, noteiktos gadījumos tās ir regulāri jānomaina. Parasti SiC pārklājuma detaļas sākotnēji ir dārgākas, bet tām ir arī ilgāks kalpošanas laiks, lietojot praksē. Pārklājums ir ļoti biezs, un nodilums notiek lēnāk nekā citādi ķīmiskas iedarbības un termiskās spriedzes dēļ. Daudzas rūpnīcas var izturēt ilgākus ciklus, neplānojot apkopi. Tas var samazināt negaidītu dīkstāves risku un nodrošināt vienmērīgāku ražošanu. Daudzos gadījumos ir arī vieglāk ieviest apkopes ciklus. Tīrīšanas periodus var pagarināt, jo ir mazāk nogulšņu un mazāk daļiņu uzkrāšanās. Tas neatbrīvo apkopi no nepieciešamības, bet padara to paredzamāku. Inženieri var plānot dīkstāvi, nevis risināt negaidītas problēmas. Īpašuma izmaksu perspektīva nav tikai saistīta ar pirkuma sākotnējām izmaksām. Tā ietver nomaiņas biežumu, ražas zudumus, darbaspēku un dīkstāves laiku. Tomēr faktiskajā ražošanas vidē, jo īpaši ļoti progresīvās pusvadītāju rūpnīcās, ar SiC pārklātie komponenti laika gaitā parasti uzrāda lielāku vērtību, samazinot procesa pārtraukumus un saglabājot procesa kvalitāti.