Kwa nini Diski Zinazoelea Gesi Huwa Hazilingani Katika Epitaxy ya Joto la Juu

Diski za gesi zinazoelea zinazotumika katika michakato ya epitaksi ya halijoto ya juu hutoa uthabiti kwa wafers na kuziweka zikiungwa mkono na mtiririko sare wa gesi. Katika mazingira ya uzalishaji, waendeshaji wanaweza kuona kwamba baada ya muda diski hizi hupoteza usawa wake. Ingawa mabadiliko kidogo yanaweza kuwa madogo kwa usawa wa mtiririko wa gesi na uthabiti wa wafers, diski iliyoinama inaweza kuanza kutokana na uchakavu mdogo au mkusanyiko kwenye uso wa diski, na inaweza kuwa mbaya zaidi baada ya muda. Hili ndilo linalohitaji kueleweka ili kuepuka muda wa kutofanya kazi na kushindwa kwa bidhaa. Kwa miaka mingi, kwa utaratibu wa kila siku katika hali ya kawaida, mabadiliko kidogo katika hali ya joto na mtiririko yanaweza kusukuma diski hizo nje ya mpangilio leo.

Mifumo ya Ubadilishaji wa Joto katika Diski Zinazoelea za Gesi za AMAT Centura5200

Diski inayoelea ya gesi ina uwezekano wa kupoteza umbo lake katika mfumo wa AMAT Centura5200 kwa kiasi fulani kutokana na joto. Wakati wa halijoto ya juu Ukuaji wa Epitaxy , diski hupashwa joto bila usawa na chumba cha kiakiolojia. Hupokea mionzi zaidi na nishati ya plasma kutoka juu, na gesi baridi hutiririka kutoka chini. Tofauti ya halijoto husababisha mikazo ya joto kwenye nyenzo. Mzunguko unaorudiwa wa uso wa chuma au uliofunikwa na halijoto tofauti husababisha upanuzi na mgandamizo wa nyenzo za diski. Ingawa mkazo katika kila mzunguko wa joto unaweza kuwa mdogo, unapofanywa mara kwa mara kwa mamia au maelfu ya nyakati, mkazo uliobaki uliokusanywa huanza kukuza mabadiliko ya joto. Baadhi ya maeneo hupanuka na kunyoosha zaidi kuliko mengine na kusababisha mkunjo mdogo kwenye diski. Mwelekeo huu mdogo unaweza kuvuruga mto wa gesi ambao huruhusu diski kuelea sawasawa. Mabadiliko ya joto yanaweza pia kusababishwa na miteremko ya joto kwenye diski. Sehemu moja ya diski inaweza kuwa karibu na chanzo cha joto au kupokea mtiririko mdogo wa gesi ya kupoeza. Sehemu moja kisha hunyooka zaidi kuliko nyingine. Tatizo hili linaweza kutokea baada ya matengenezo au kusafisha kwani sifa za mtiririko wa gesi mara nyingi hubadilika, na ni kawaida kuona usawa wa diski usio imara baada ya operesheni iliyo hapo juu. Mteremko pia ni tatizo. Joto la juu husababisha mabadiliko ya taratibu ya nyenzo za diski chini ya mzigo unaoendelea. Huu ni mchakato wa polepole bila kuvunjika ghafla; hata hivyo, inawakilisha "kumbukumbu ya msongo wa mawazo" polepole. Katika baadhi ya fabs, imeripotiwa kwamba mwelekeo mdogo ulipatikana kwenye diski baada ya miezi kadhaa ya huduma bila kasoro dhahiri. Mfano wa kielelezo unaweza kuonekana kutoka kwa Sic epitaxy mstari wakati wafer ilionyesha unene usio sawa. Uchunguzi wa makini wa diski inayoelea ya gesi kwenye chumba ulionyesha diski iliyopinda. Chanzo kikuu kilichambuliwa kuwa ni kutokana na mizunguko ya halijoto ya juu, na mtiririko wa kupoeza gesi nyuma usio sawa. Uthabiti wa diski inayoelea ya gesi unahusishwa hasa na usambazaji wa halijoto uliodhibitiwa, mtiririko wa gesi unaotegemeka, na kubadilisha diski kabla ya msisimko mkubwa kuanza.

Jinsi Usawa wa Mipako ya CVD TaC Huathiri Ulalo na Utulivu wa Diski?

Mipako ya CVD TaC kwa kawaida hutumika kwa diski zinazoelea za gesi kwa sababu imetengenezwa vizuri, ina utendaji wa hali ya juu katika kupinga joto na kutu chini ya mazingira magumu ya epitaksi. Lakini hata nyenzo ngumu ya mipako ya tantalum carbide haiwezi kuepuka umuhimu muhimu wa unene sawa wa mipako kwenye ulalo na uthabiti wakati wa uendeshaji wa diski inayoelea ya gesi. Wakati unene wa mipako unalingana kikamilifu kwenye uso mzima, diski chini ya halijoto ya juu na shinikizo kubwa la gesi itapanuka kwa ulinganifu, joto huenea sawasawa kwenye diski bila mkazo mdogo wa ndani. Wakati huo huo, mto wa gesi chini ya diski unaweza kuundwa kwa usawa zaidi, ambayo husaidia nafasi ya wafer kuwa thabiti wakati wa ukuaji. Tatizo hutokea wakati kuna tofauti katika unene wa mipako kwenye uso mzima. Upande mmoja ambao una sehemu ya mipako nene kidogo huongeza ugumu zaidi katika eneo hilo na utaitikia tofauti chini ya halijoto ya juu, unaweza kupanuka polepole au hata kupunguzwa ikilinganishwa na eneo jembamba. Kupitia joto linaloendelea la mzunguko, mkusanyiko wa mkazo unaosababishwa na tofauti hizo unaweza kusababisha msongo wa ndani na kusababisha kupinda kidogo kwa msingi wa diski ambao ulikuwa tambarare kabisa hapo awali. Katika uzalishaji halisi, tunaona tatizo hili kama urefu usio imara wa kuelea, au vituo vya wafer huanza kubadilika kidogo, hata wakati kila kitu kingine kinaonekana kuwa cha kawaida kabisa. Mhandisi wa uzalishaji anaweza kuliona anapoona kwamba tofauti ya unene wa katikati hadi ukingo wa wafer iliyohifadhiwa iliongezeka bila kutarajia, lakini, wanapoangalia chumba, wanaweza kugundua kuwa diski inayoelea tayari ina "muundo wa kuinua" ambao kwa kawaida unahusiana na tofauti ya mipako. Nakumbuka mfano mmoja wa tatizo hili kwenye mstari wa uzalishaji wa SiC. Diski inayoelea ya gesi inaonekana nzuri kimwonekano mara tu baada ya mipako. Kisha ikaanza kuonyesha mkunjo mdogo baada ya kipindi cha muda wa kufanya kazi kwa joto la juu. Tuligundua kuwa ilionyesha tofauti ya mikromita kadhaa katika unene kwa uchanganuzi, thamani ndogo hiyo ilisababisha diski iliyopinda kidogo kufanya kazi kwa 1500C. Udhibiti sahihi wa kiwango cha mtiririko wa gesi, wasifu wa halijoto na mzunguko wa diski wakati wa mipako unahitajika katika michakato, huku kipimo cha unene wa mipako kikipimwa mara kwa mara ili kuzuia kuteleza mapema kwa hali ya mchakato, na mchakato wa mipako utarekebishwa upya.

Viwango vya Urekebishaji wa Diski ya Kuelea ya Gesi ya AMAT kwa Michakato ya Epitaxy ya Usahihi

Diski zinazoelea za gesi katika vifaa vya epitaxy kwa ajili ya zana za usahihi kama vile AMAT Centura ni muhimu ili kuimarisha wafer wakati wa ukuaji wa joto la juu. Kuna itifaki kali inayohusika wakati wa kutengeneza diski zilizochakaa, zilizoharibika au zisizo na mipako sawa. Makosa yoyote katika mchakato wa ukarabati yataathiri tabia ya mto wa gesi na hivyo ubora wa wafer. Kipengele cha haraka zaidi kinachotathminiwa baada ya ukarabati ni ulalo wa uso. Urekebishaji lazima ukidhi uvumilivu mkali sana wa ulalo, kwani hata kiasi kidogo cha mkunjo kinaweza kupotosha usawa wa mtiririko wa gesi. Kusaga au kung'arisha yoyote lazima kuhakikisha kwamba kiasi sawa cha nyenzo kinaondolewa kwenye uso mzima; kung'arisha kutofautiana ndio sababu ya hitilafu nyingi za mapema za diski. Urekebishaji wa mipako pia ni suala nyeti. Diski nyingi zinalindwa na CVD TaC na mipako ngumu kama hiyo. Baada ya kupakwa upya, ni muhimu kuhakikisha kwamba unene wa safu ni sawa juu ya uso mzima wa diski. Unene usio sawa wa mipako husababisha sehemu hiyo kujibu tofauti inapopashwa moto na inaweza kuchangia kuinama au kuinuliwa kutofautiana wakati wa operesheni. Fabs wameshuhudia diski zikipita ukaguzi wa kuona baada ya ukarabati, lakini hupata urefu usio imara wa kuelea baada ya mizunguko michache kutokana na kasoro hii. Ingawa inaonekana kuwa ndogo, kusafisha kabla ya ukarabati ni muhimu sana. Uchafuzi usioondolewa au bidhaa za mmenyuko kwenye msingi wa msingi utaathiri uadilifu wa kifungo kipya cha mipako. Kwenye mstari mmoja wa SiC epitaxy, diski iliyorekebishwa ilirudishwa kwenye uzalishaji na baada ya wiki moja ilionyesha alama za mtetemo kwenye wafer. Ukaguzi wa baada ya ukarabati wa diski ulionyesha mabaki yaliyonaswa chini ya mipako ya ukarabati ambayo ilikuwa ikipanuka polepole kutokana na mzunguko wa joto. Baada ya ukarabati, diski mara nyingi huwekwa kwenye halijoto ya juu ili kupunguza msongo unaotokea wakati wa ukarabati. Waendeshaji hufuatilia diski wakati wa mchakato huu ili kugundua viashiria vya mapema vya kupinduka au kuinuliwa bila kubadilika. Ni muhimu sio tu kurekebisha uharibifu, lakini kurudisha usawa wa asili wa sifa za joto, ulalo wa uso, na usawa wa mtiririko wa gesi ili kuhakikisha diski iliyorekebishwa itafanya kazi kama mpya wakati wa uzalishaji.

Uhusiano Kati ya Usambazaji wa Joto na Uthabiti wa Ulaji wa Wafer

Wakati wa mtiririko wa gesi kusawazisha wafer wakati wa epitaxy, jinsi joto linavyosambazwa sawasawa kwenye diski na chumba ndio ufunguo. Ikiwa joto litasambazwa sawasawa, filamu ya gesi iliyo chini yake itakuwa sawa na wafer itabaki sawa. Kupasha joto bila usawa kutaanza kuvuruga usawa dhaifu. Wakati wa mchakato halisi wa aina ya AMAT Centura, katikati ya wafer itakuwa moto zaidi kuliko kingo. Sababu ya hii ni kwamba hita yenyewe haitoi ramani ya joto sawa kabisa kwenye uso wa wafer, na upoezaji wa gesi upande wa nyuma unaweza usiwe sawa. Wafer inapozidi kuwa moto katika sehemu moja, hupanuka zaidi katika eneo hilo maalum, ambalo hubadilisha kidogo muundo wa mtiririko wa gesi chini. Mara tu mtiririko wa gesi unapobadilika, urefu wa mvuke wa wafer hubadilishwa. Upande mmoja wa wafer utaelea juu kidogo kuliko mwingine. Ingawa hii inaweza isionekane kila wakati kwa macho, kifaa cha mchakato kinaweza kusoma hii kama harakati ndogo au mtetemo wakati wa mchakato wa ukuaji. Njia rahisi zaidi ya kuibua hii ni kufikiria puck nyembamba sana ya hockey lakini upande mmoja wa uso wa kucheza ukiwa joto kidogo; puck bado ingeelea, lakini ingeteleza au kuinama kuelekea upande wa baridi wa uso. Wazo kama hilo linatumika kwa chumba cha ukuaji. Wakati wa uzalishaji halisi hii itaonekana kama tofauti ya unene wa ukingo hadi katikati kwenye wafers, na/au mabadiliko madogo katika mpangilio baada ya kukimbia kwa muda mrefu. Timu moja ya fab ilikuwa imepata ukuaji wa epitaxy usio imara kidogo baada ya kufanya matengenezo, na iligundua kupitia ukaguzi kwamba marekebisho yalikuwa yamefanywa kwenye wasifu wa joto wa chumba; walibadilisha kidogo eneo la moto, ambalo lilizuia gesi inayosawazisha diski kufanya kazi kama inavyopaswa na joto lisilo sawa.

Ili kupunguza uthabiti wa diski inayolea, waendeshaji kwa ujumla watazingatia mambo matatu makuu: wasifu unaolingana wa vipengele vya hita, mtiririko thabiti wa gesi upande wa nyuma, na mabadiliko yoyote katika uchakavu wa pete ya O ya chumba na kwenye uso wa diski.

Kuboresha Ubunifu wa Diski Inayoelea ya Gesi kwa Utegemezi wa Joto wa Muda Mrefu

Kubuni diski inayoelea ya gesi kwa ajili ya matumizi ya mizunguko mingi katika kifaa cha epitaksi huhusisha utendaji wa joto. Sio tu kwamba inapaswa kufanya kazi katika halijoto ya juu, lazima ifanye hivyo baada ya mizunguko 100 hadi 1000, bila kutoka polepole kwenye ulalo. Chaguo la nyenzo ni muhimu hapa. Nyenzo ya substrate lazima iwe na uwezo wa kupitia mzunguko wa joto bila kutoa wasifu mkubwa wa mkazo baada ya muda. Mkazo utakusanyika ikiwa nyenzo ina mgawo wa juu na kupitia mizunguko ya joto ya haraka. Upanuzi wa joto wa substrate lazima pia ulingane vizuri na overcoat. Katika mazingira mazuri hata tofauti ndogo za joto kati ya nyenzo zitaongezeka baada ya muda na diski itabadilika, ingawa mwanzoni inaweza kuonekana vizuri. Muundo wa overcoat ni muhimu pia. Mipako ya CVD TaC sawa kwenye diski itakusaidia kunyonya joto sawasawa kwenye uso wake. Ikiwa mipako ina unene tofauti, itakuwa na viwango tofauti vya mmenyuko wa joto kwenye uso, na kuunda mkazo unaosababishwa na joto ambao utabadilisha diski baada ya muda. Inaaminika kwamba katika baadhi ya timu za uzalishaji hili linaweza kutokea kwa muda mrefu huku diski zikibadilika polepole kutoka umbo tambarare hadi umbo lenye kuba. Sifa za kijiometri pia ni muhimu sana. Mkengeuko wowote katika muundo wa shimo, unene wa ukingo, maeneo ya usaidizi, na sifa zingine, unaweza kubadilisha tabia ya mtiririko wa gesi chini ya diski. Mtiririko usio sawa unaweza kusababisha diski kuinuka bila usawa chini ya hali ya mchakato, na kusababisha mkazo wa ziada wakati wa mzunguko wa joto, ambao utaharakisha uchakavu. Mfano wa muundo ulioboreshwa unaofanya kazi chini ya mkazo wa joto ulionekana kwenye mstari wa epitaksi ya SiC; kabla ya kubadili kwao hadi muundo wa diski uliosasishwa, walikuwa na mteremko mkubwa wa kusawazisha baada ya kukimbia kwa muda mrefu. Baada ya kubadili hadi diski yenye njia za mtiririko zilizoboreshwa, mteremko ulipungua, kwani wasifu wa kuinua wa diski ulidumishwa kwa usahihi zaidi katika operesheni kama ilivyothibitishwa na ukaguzi wa matengenezo ya muda mrefu wa diski asili na zilizoboreshwa. Utegemezi wa joto pia hutegemea sifa za kupoeza. Ikiwa diski haipoe sawasawa, hii inaweza "kuzuia" mkazo na matokeo yake kusababisha uharibifu zaidi kwa mzunguko. Kimsingi ulalo wa muda mrefu hupatikana kwa kufikia usawa kati ya utendaji wa nyenzo na mipako na mtiririko wa gesi ulioundwa kupitia diski.