ພາຍໃນການຜະລິດຂອງ Solid CVD SiC Focus Rings: ຈາກ Graphite ເຖິງພາກສ່ວນທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາສູງ

ໃນໂລກທີ່ມີສະເຕກສູງຂອງການຜະລິດ semiconductor, ບ່ອນທີ່ສະພາບແວດລ້ອມຄວາມແມ່ນຍໍາແລະຮ້າຍແຮງຢູ່ຮ່ວມກັນ, Silicon Carbide (SiC) ແຫວນແມ່ນຂາດບໍ່ໄດ້. ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກສໍາລັບການຕໍ່ຕ້ານຄວາມຮ້ອນພິເສດ, ຄວາມຫມັ້ນຄົງທາງເຄມີ, ແລະຄວາມເຂັ້ມແຂງກົນຈັກ, ອົງປະກອບເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນສໍາຄັນຕໍ່ຂະບວນການ etching plasma ກ້າວຫນ້າ.

ຄວາມລັບທີ່ຢູ່ເບື້ອງຫລັງປະສິດທິພາບສູງຂອງພວກເຂົາແມ່ນຢູ່ໃນເຕັກໂນໂລຢີ Solid CVD (Chemical Vapor Deposition). ມື້ນີ້, ພວກເຮົາພາທ່ານໄປເບິ່ງເບື້ອງຫຼັງເພື່ອສຳຫຼວດເສັ້ນທາງການຜະລິດທີ່ເຂັ້ມງວດ—ຈາກແຜ່ນຮອງກາໄບທ໌ດິບ ໄປສູ່ “ພະເອກທີ່ເບິ່ງບໍ່ເຫັນ” ທີ່ມີຄວາມຊັດເຈນສູງຂອງແຟັບ.

I. ຫົກຂັ້ນຕອນການຜະລິດຫຼັກ

ການຜະລິດແຫວນຈຸດສຸມ CVD SiC ແຂງແມ່ນຂະບວນການຫົກຂັ້ນຕອນທີ່ synchronized ສູງ:

• Graphite Substrate ທາງສ່ວນຫນ້າຂອງການປິ່ນປົວ
• SiC Coating Deposition (ຂະບວນການຫຼັກ)
• Water-Jet Cutting & Shaping
• ການແຍກເສັ້ນລວດ
• ການຂັດຄວາມຊັດເຈນ
• ການກວດສອບຄຸນນະພາບສຸດທ້າຍ & ການຍອມຮັບ

ໂດຍຜ່ານລະບົບການຈັດການຂະບວນການທີ່ແກ່ແລ້ວ, ທຸກໆຊຸດຂອງ 150 ແຜ່ນຍ່ອຍ graphite ສາມາດໃຫ້ຜົນຜະລິດປະມານ 300 ວົງການສຸມໃສ່ SiC ສໍາເລັດຮູບ, ສະແດງໃຫ້ເຫັນປະສິດທິພາບການແປງສູງ.

II. ການຂຸດເຈາະເລິກດ້ານວິຊາການ: ຈາກວັດຖຸດິບໄປຫາສ່ວນສໍາເລັດຮູບ

1. Material Prep: ການຄັດເລືອກ Graphite ທີ່ມີຄວາມບໍລິສຸດສູງ

ການເດີນທາງເລີ່ມຕົ້ນດ້ວຍການເລືອກແຫວນ graphite ທີ່ນິຍົມ. ຄວາມບໍລິສຸດ, ຄວາມຫນາແຫນ້ນ, porosity, ແລະຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງມິຕິລະດັບຂອງ graphite ມີຜົນກະທົບໂດຍກົງຕໍ່ການຍຶດຫມັ້ນແລະຄວາມສອດຄ່ອງຂອງການເຄືອບ SiC ຕໍ່ມາ. ກ່ອນທີ່ຈະປຸງແຕ່ງ, ທຸກໆ substrate ຜ່ານການທົດສອບຄວາມບໍລິສຸດແລະການກວດສອບມິຕິລະດັບເພື່ອຮັບປະກັນບໍ່ມີ impurities ແຊກແຊງກັບ deposition.

2. ການເຄືອບ Deposition: ຫົວໃຈຂອງ Solid CVD

ຂະບວນການ CVD ແມ່ນໄລຍະທີ່ສໍາຄັນທີ່ສຸດ, ດໍາເນີນການໃນລະບົບ furnace SiC ພິເສດ. ມັນແບ່ງອອກເປັນສອງໄລຍະທີ່ຕ້ອງການ:

(1) ຂັ້ນຕອນການເຄືອບກ່ອນ (~3 ມື້/ຊຸດ):

• ການ​ຕັ້ງ​ຄ່າ​: ທົດ​ແທນ​ການ insulation ອ່ອນ (ເທິງ​, ລຸ່ມ​, ແລະ​ຝາ​ຂ້າງ​) ເພື່ອ​ໃຫ້​ແນ່​ໃຈວ່​າ​ຄວາມ​ສະ​ເຫມີ​ພາບ​ຄວາມ​ຮ້ອນ​; ຕິດຕັ້ງເຄື່ອງເຮັດຄວາມຮ້ອນ graphite ແລະ nozzles ກ່ອນການເຄືອບພິເສດ.
• ການທົດສອບສູນຍາກາດ & ການຮົ່ວໄຫຼ: ຫ້ອງຕ້ອງບັນລຸຄວາມກົດດັນພື້ນຖານຕ່ໍາກວ່າ 30 mTorr ທີ່ມີອັດຕາການຮົ່ວໄຫຼພາຍໃຕ້ 10 mTorr / ນາທີເພື່ອປ້ອງກັນການຮົ່ວໄຫລຂອງຈຸນລະພາກ.
• ການຖິ້ມຂີ້ເຫຍື້ອເບື້ອງຕົ້ນ: ເຕົາໄຟໄດ້ຖືກໃຫ້ຄວາມຮ້ອນເຖິງ 1430 ° C. ຫຼັງຈາກ 2 ຊົ່ວໂມງຂອງການສະຖຽນລະພາບຂອງບັນຍາກາດ H₂, ອາຍແກັສ MTS ໄດ້ຖືກສັກເປັນເວລາ 25 ຊົ່ວໂມງເພື່ອສ້າງເປັນຊັ້ນການປ່ຽນແປງທີ່ຮັບປະກັນຄວາມຜູກພັນທີ່ດີກວ່າສໍາລັບການເຄືອບຕົ້ນຕໍ.

(2) ຂະບວນການເຄືອບຕົ້ນຕໍ (~13 ມື້/ຊຸດ):

• ການ​ຕັ້ງ​ຄ່າ​: ການ​ປັບ nozzles Re​: ແລະ​ຕິດ​ຕັ້ງ jigs graphite ກັບ​ວົງ​ເປົ້າ​ຫມາຍ​.
• ການກວດກາສູນຍາກາດຂັ້ນສອງ: ການທົດສອບສູນຍາກາດຂັ້ນສອງຢ່າງເຂັ້ມງວດແມ່ນດໍາເນີນເພື່ອຮັບປະກັນວ່າສະພາບແວດລ້ອມການຊຶມເຊື້ອຍັງຄົງສະອາດແລະຫມັ້ນຄົງຢ່າງສົມບູນ.
• ການຂະຫຍາຍຕົວແບບຍືນຍົງ: ການຮັກສາໄວ້ 1430 ° C, ອາຍແກັສ MTS ຖືກສີດປະມານ 250 ຊົ່ວໂມງ. ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງເຫຼົ່ານີ້, MTS ຈະເສື່ອມໂຊມເຂົ້າໄປໃນປະລໍາມະນູ Si ແລະ C, ເຊິ່ງຊ້າໆແລະສະເຫມີພາບໃສ່ພື້ນຜິວ graphite. ອັນນີ້ສ້າງການເຄືອບ SiC ທີ່ດົກໜາ, ບໍ່ມີຮູຂຸມຂົນ, ເຊິ່ງເປັນຈຸດເດັ່ນຂອງຄຸນນະພາບ CVD ແຂງ.

3. ການແຍກຮູບຮ່າງ & ຄວາມຊັດເຈນ

• Water-Jet Cutting: ຍົນນ້ໍາທີ່ມີຄວາມກົດດັນສູງປະຕິບັດຮູບຮ່າງເບື້ອງຕົ້ນ, ເອົາວັດສະດຸທີ່ເກີນເພື່ອກໍານົດລັກສະນະທີ່ຫຍາບຄາຍຂອງວົງແຫວນ.
• Wire-Cutting: ການຕັດລວດທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາຈະແຍກວັດສະດຸສ່ວນໃຫຍ່ເຂົ້າໄປໃນວົງແຫວນສ່ວນບຸກຄົນດ້ວຍຄວາມຖືກຕ້ອງໃນລະດັບ micron, ຮັບປະກັນວ່າພວກມັນຕອບສະຫນອງຄວາມທົນທານຕໍ່ການຕິດຕັ້ງທີ່ເຄັ່ງຄັດ.

4. Surface Finishing: Precision Polishing

ຫຼັງຈາກການຕັດ, ພື້ນຜິວ SiC ຜ່ານການຂັດເພື່ອລົບລ້າງຂໍ້ບົກພ່ອງຂອງກ້ອງຈຸລະທັດແລະໂຄງສ້າງເຄື່ອງຈັກ. ນີ້ຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຫຍາບຂອງພື້ນຜິວ, ເຊິ່ງເປັນສິ່ງສໍາຄັນສໍາລັບການຫຼຸດຜ່ອນການແຊກແຊງຂອງອະນຸພາກໃນລະຫວ່າງຂະບວນການ plasma ແລະຮັບປະກັນຜົນຜະລິດ wafer ທີ່ສອດຄ່ອງ.

5. ການກວດກາຄັ້ງສຸດທ້າຍ: ການກວດສອບຕາມມາດຕະຖານ

ທຸກໆອົງປະກອບຕ້ອງຜ່ານການກວດສອບຢ່າງເຂັ້ມງວດ:

• ຄວາມ​ຖືກ​ຕ້ອງ​ດ້ານ​ມິ​ຕິ​ລະ​ພາບ (ເຊັ່ນ​: ຄວາມ​ທົນ​ທານ​ຕໍ່​ເສັ້ນ​ຜ່າ​ກາງ​ນອກ​ຂອງ 0.01mm​)
• ຄວາມຫນາຂອງການເຄືອບ & ເອກະພາບ
• ຄວາມຫຍາບຂອງພື້ນຜິວ
• ຄວາມບໍລິສຸດທາງເຄມີ & ການສະແກນຂໍ້ບົກພ່ອງ

III. ລະບົບນິເວດ: ການປະສົມປະສານອຸປະກອນ ແລະລະບົບອາຍແກັສ

1. ການຕັ້ງຄ່າອຸປະກອນຫຼັກ

ສາຍການຜະລິດລະດັບໂລກແມ່ນອີງໃສ່ພື້ນຖານໂຄງລ່າງທີ່ຊັບຊ້ອນ:

• SiC Furnace Systems (10 Units): ຫນ່ວຍຂະຫນາດໃຫຍ່ (7.9m x 6.6m x 9.7m) ອະນຸຍາດໃຫ້ປະຕິບັດການ synchronized ຫຼາຍສະຖານີ.
• ການຈັດສົ່ງອາຍແກັສ: 10 ຊຸດຂອງຖັງ MTS ແລະເວທີການຈັດສົ່ງຮັບປະກັນຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງການໄຫຼຂອງຄວາມບໍລິສຸດສູງ.
• ລະບົບສະຫນັບສະຫນູນ: ລວມທັງ 10 scrubbers ສໍາລັບຄວາມປອດໄພດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມ, ລະບົບເຮັດຄວາມເຢັນ PCW, ແລະ 21 HSC (High-Speed ​​Machining).

2. ການທໍາງານຂອງລະບົບອາຍແກັສຫຼັກ

• MTS (ສູງສຸດ 1000 ລິດ/ນາທີ): ແຫຼ່ງເງິນຝາກຫຼັກທີ່ສະໜອງອະຕອມ Si ແລະ C.
• ໄຮໂດຣເຈນ (H₂, ສູງສຸດ 1000 ລິດ/ນາທີ): ເຮັດໃຫ້ບັນຍາກາດໃນເຕົາມີສະຖຽນລະພາບ ແລະຊ່ວຍປະຕິກິລິຍາ.
• Argon (Ar, ສູງສຸດ 300 ລິດ/ນາທີ): ໃຊ້ສໍາລັບການທໍາຄວາມສະອາດຫຼັງຂະບວນການ ແລະ purging.
• ໄນໂຕຣເຈນ (N₂, ສູງສຸດ 100 ລິດ/ນາທີ): ໃຊ້ສໍາລັບການປັບຄວາມຕ້ານທານ ແລະການລ້າງລະບົບ.

ສະຫຼຸບ

A Solid CVD SiC focus ring ອາດຈະເບິ່ງຄືວ່າເປັນ "ບໍລິໂພກ," ແຕ່ຕົວຈິງແລ້ວມັນແມ່ນ masterpiece ຂອງວິທະຍາສາດວັດສະດຸ, ເຕັກໂນໂລຊີສູນຍາກາດ, ແລະການຄວບຄຸມອາຍແກັສ. ຈາກຕົ້ນກໍາເນີດ graphite ຂອງມັນໄປສູ່ອົງປະກອບສໍາເລັດຮູບ, ທຸກໆຂັ້ນຕອນແມ່ນຫຼັກຖານສະແດງເຖິງມາດຕະຖານທີ່ເຂັ້ມງວດທີ່ຈໍາເປັນເພື່ອສະຫນັບສະຫນູນຂໍ້ຕໍ່ semiconductor ກ້າວຫນ້າ.

ເນື່ອງຈາກຂໍ້ຂອງຂະບວນການສືບຕໍ່ຫຼຸດລົງ, ຄວາມຕ້ອງການສໍາລັບອົງປະກອບ SiC ທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງພຽງແຕ່ຈະເຕີບໂຕ. ວິ​ທີ​ການ​ຜະ​ລິດ​ທີ່​ແກ່​, ເປັນ​ລະ​ບົບ​ແມ່ນ​ສິ່ງ​ທີ່​ຮັບ​ປະ​ກັນ​ຄວາມ​ຫມັ້ນ​ຄົງ​ໃນ​ຫ້ອງ​ການ etch ແລະ​ຄວາມ​ຫນ້າ​ເຊື່ອ​ຖື​ສໍາ​ລັບ​ການ​ຜະ​ລິດ​ຕະ​ພັນ​ຕໍ່​ໄປ​ຂອງ chip​.