CVD工艺原理及设备介绍
cvd工艺技术
cvd工艺技术CVD（化学气相沉积）工艺技术是一种在半导体和材料科学领域中应用广泛的制备薄膜的技术。
CVD技术通过在气氛中加热化学物质，使其分解并产生反应，最终形成固体薄膜。
在以下的文章中，我将介绍一下CVD工艺技术的原理、应用以及它对于半导体和材料领域的重要性。
首先，我们来了解一下CVD工艺的原理。
CVD工艺是基于化学反应的原理。
在CVD过程中，化学物质被加热并分解为原子或分子，然后在衬底上重新组合形成固体薄膜。
这些化学物质通常是易挥发的有机化合物或无机化合物。
加热源可以是电阻加热、光照或者激光。
通过控制温度、压力和反应气氛的成分，可以调节薄膜的成分、晶格结构以及厚度。
其次，CVD工艺技术在半导体和材料科学领域中有着广泛的应用。
例如，CVD可以用于制备硅薄膜，用于太阳能电池、显示屏和集成电路的制造。
此外，CVD还可以用于制备金属薄膜，用于硬盘驱动器和光学薄膜。
此外，CVD还可以用于制备氮化硅等无机薄膜，用于涂层和保护层。
总的来说，CVD工艺技术提供了一种非常灵活和精确的薄膜制备方法，能够满足不同材料和器件的需求。
最后，CVD工艺技术在半导体和材料科学领域的重要性不可忽视。
制备高质量薄膜是半导体和材料领域中的一个关键步骤。
CVD工艺技术提供了一种控制制备过程的方法，可以实现高度纯净、高度均匀以及良好结晶的薄膜。
这对于提高材料的性能和器件的效率至关重要。
此外，CVD工艺技术还可以实现高度控制的厚度和界面，对于设计和制造复杂的器件非常重要。
总之，CVD工艺技术是一种在半导体和材料领域中应用广泛的制备薄膜的技术。
它基于化学反应的原理，通过控制温度、压力和反应气氛的成分，实现高质量的薄膜制备。
CVD工艺技术在半导体和材料科学领域有着广泛的应用，能够满足不同材料和器件的需求。
它对于提高材料的性能和器件的效率具有重要作用。
因此，CVD工艺技术在半导体和材料科学中扮演着不可忽视的角色。
CVD制程介绍
CVD制程介绍一、CVD制程原理CVD stands for Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积CVD镀膜主要是用来进行介电质层镀膜以及钝化保护介电层镀膜。
它是利用气态的源材料在晶圆表面产生化学反应的制程。
Plasma：带电的正离子、电子和中性粒子的集合体。
整个集合体呈现电中性。
二、制程参数：Pressure：在非run货情况下，chamber压力维持在3~5mtorrrun货时的压力为1450~2600 mtorrSpacing：是susceptor和diffuser之间的距离（450mil<spacing<elevator home status）Gas flow: 不同膜层所用到的气体及气体流量是不同的G：SiH4 NH3 N2I：SiH4 H2N：SiH4 PH31%/H2 H2PV：SiH4 NH3 N2RF：主要提供一定功率以形成plasmaTempertaure：镀膜时susceptor的温度，以利于化学反应的进行。
GIN镀膜（340℃/360 ℃），PV镀膜（275 ℃/285 ℃）。
因susceptor heater 有两层线圈，温度的冷却有梯度，中间的温度高，设定内外两个温度，是为了使整块susceptor温度均匀。
三、CVD 镀膜机台简介主机台由一个DDSL、Transfer Chamber、六个Process chamber 组成1.DDSL由上下两个Upper 和Lower Load lock / Un load lock 构成，一组Load lock又分两层，上进下出，由input plate 、cooling plate 、base plate，Substrate alignment mechanism （基片校准装置）组成2.T/C有14个substrate sensor、vacuum robot arm、end effector、end effector pad，作用是在DDSL与P/C之间传送基片3.P/C制程完成的地方，Process Chamber的构造pump Shadow frame。
CVD工艺原理及设备介绍
CVD工艺原理及设备介绍CVD，即化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition），是一种常用的薄膜制备技术。
它通过在高温高真空条件下，利用气相反应在基底上沉积出所需的薄膜。
CVD工艺广泛应用于材料科学、光电子学、化学工程等领域，在集成电路、太阳能电池、涂层材料等方面发挥重要作用。
1.反应物气体进入反应室：反应室由高温材料制成，例如石英或陶瓷。
反应室内部经过加热，使其达到所需的反应温度。
反应物气体通过进气管进入反应室，可以是单一气体或混合气体。
2.气体反应：在反应室中，进入的反应物气体在高温条件下进行气相反应。
例如，当单一气体为硅源气体（例如SiH4），在高温下它会分解并与基底表面上的原子发生反应，生成硅薄膜。
对于混合气体而言，多个气体分子之间发生反应生成所需的薄膜。
3.薄膜沉积：反应物气体反应后生成的固相产物从气相转变为固体并沉积在基底表面上，形成所需的薄膜。
1.CVD反应室：CVD反应室通常由高温材料制成，如石英或陶瓷。
它能够承受高温和高真空环境，并且具有良好的气密性，以确保反应过程的稳定性和安全性。
2.进气系统：进气系统用于向反应室中输入反应物气体。
它通常包括气体供应系统、流量控制器和进气管道。
气体供应系统用于储存和供应反应物气体，流量控制器用于调节气体流量，进气管道将气体送入反应室。
3.加热系统：加热系统用于提供反应室所需的高温环境。
它通常采用电阻加热或电感加热方式，以快速、均匀地加热反应室。
4.泵系统：泵系统用于建立和维持反应室内的高真空环境。
它可以采用机械泵、分子泵或离子泵等不同类型的泵，以实现有效的气体抽取和排放。
5.控制系统：控制系统用于监控和调节CVD过程中的各个参数，如温度、气体流量、制备时间等。
它通常由传感器、控制器和数据记录设备组成，以确保制备过程的可重复性和稳定性。
总之，CVD工艺是一种重要的薄膜制备技术，通过在高温高真空条件下将气相物质沉积到基底表面上，实现薄膜的制备。
LTPS CVD工艺设备介绍(超详细)
Clean Gas （NF3、Ar）
Process Gas
（SiH4、N2O、N2 、NH3 etc.）
Glass
13~14 MHz RF (For Deposition )
diffuser
Deposition: SiNX, Si, SiO2, etc.
一、CVD的概念、特点
2、优点
（1）成膜速度快
每分钟可达几个μm甚至达到数百μm。同一腔室中可放置大量工件，能 同时制得均匀的镀层;
（2）膜层均匀性好
CVD反应在低真空进行，镀膜的均匀性好，对于形状复杂表面或工件 深孔、细孔都能均匀镀覆，获得平滑的沉积表面;
（3）膜层性能好
能得到纯度高、致密性好、残余应力小、结晶良好的薄膜镀层。
一、CVD的概念、特点
3、不足
（1）反应温度太高
许多基体材料都耐受不住CVD的高温，因此应用上受到一定限制。
（2）需要采取防止环境污染的措施
在不少场合下，参加沉积的反应源和反应后的余气易燃、易爆或有毒；对 设备来说，往往还有耐腐蚀的要求。
（3）PECVD工艺控制较困难
关联因素：外加电源功率、频率，气体流量、总压强以及衬底温度、反应 装置与射频电源的阻抗匹配等各种因素都会影响到成膜速率和膜的质量。
CVD工艺设备介绍
• 二、CVD原理介绍---PECVD
二、CVD原理介绍-PECVD 1、PECVD定义
PECVD ( Plasma Enhanced Chemical Vapor ) Deposition
(等离子体增强化学气相沉积)
借助射频等使含有薄膜组成原子的气体，在局部形成等离子体，而等离子体化学 活性强，促进气体间的化学反应，从而低温下也能在基片上沉积出所期望的薄膜。
半导体cvd工艺
半导体cvd工艺一、概述半导体CVD工艺是一种化学气相沉积技术，用于在半导体材料表面上生长薄膜。
它是制造集成电路和其他微电子器件的关键工艺之一。
本文将详细介绍半导体CVD工艺的流程、设备和应用。
二、工艺流程1. 基础材料准备在进行CVD之前，需要准备基础材料。
这包括半导体衬底（例如硅片）、预处理步骤和清洗步骤。
2. 气源准备CVD需要气源来提供反应物质。
常见的气源包括硅烷、三甲基铝、二甲基锗等。
3. 反应室设置反应室是进行CVD反应的地方。
它通常由高温炉子和反应器组成。
在进行CVD反应之前，需要将反应器清洗干净，并将所需的气源送入反应室中。
4. 气态淀积层生长一旦所有材料和设备都准备就绪，就可以开始进行气态淀积层生长了。
在此过程中，所需的气源会被引入到高温反应室中，然后在半导体衬底表面上沉积一层薄膜。
5. 氧化在CVD过程结束后，需要进行氧化处理。
这通常包括将样品放入氧化炉中，在高温和高压下进行氧化反应。
这个步骤可以增强薄膜的质量和稳定性。
6. 后处理最后，需要进行后处理步骤，以确保薄膜的完整性和可靠性。
这可能包括清洗、退火或其他处理方法。
三、设备1. 反应器反应器是CVD工艺的核心部件。
它是一个密封的容器，用于将气源送入其中，并在高温下使其反应并沉积到半导体衬底上。
2. 气源系统气源系统用于将所需的气源输送到反应器中。
它通常由几个瓶子、阀门、流量计和管道组成。
3. 炉子炉子是用于加热反应器的设备。
它可以通过控制温度来控制CVD过程中的反应速率和沉积速率。
4. 气相分析仪气相分析仪用于监测CVD过程中产生的气体。
它可以帮助确定反应条件是否正确，并且可以检测到任何意外的气体泄漏。
5. 氧化炉氧化炉用于进行氧化处理，以增强薄膜的质量和稳定性。
它通常由一个密封的炉子和一个高温和高压的环境组成。
四、应用1. 集成电路制造CVD工艺是制造集成电路中各种元件所需的关键步骤之一。
它可以用于生长多种材料，包括二氧化硅、多晶硅、金属等。
CVD制程工艺及设备介绍讲课文档
Plasma产生原理
在气压恒定的条件下，对气体增加能量(热能，电能等)，当气体中的温度足够高时， 气体中的分子就会分解为原子气。进一步升高温度，原子就会分解为带电的自由离子( 电子和正离子)，此时气体进入等离子体态。
热电离 电晕放电
等离子体产生
气体放电
激光压缩
辉光放电
电弧放电
射线辐照
Particle ① Mura ② Particle
目的 ①特性特性异常 ②成膜区域 ③防止后工程基板裂纹 ④特性异常 点缺陷和线缺陷 ①特性异常 ②点缺陷，线缺陷
① Particle ①特性异常
项目 ①Mura ②成膜区域 ③基板破损，划伤 ④异常放电 ① Mura ② Particle
①点缺陷，线缺陷 ②特性异常
C lc
Cs
第10页，共73页。
CVD工程在TFT流程中的作用
（受入洗净） 成膜前洗净
PVD 成膜（
Physical Vapor Deposition）
CVD 成膜 (Chemical Vapor
Deposition)
光刻(Lithograph)
湿蚀刻 （WET Etch）
干蚀刻 （Dry Etch）
第15页，共73页。
几种常见CVD比较
种类 设备简图
热CVD
AP-CVD (Atmospheric Pressure CVD)
LP-CVD（Low Pressure CVD）
成膜气体
基板
等离子CVD
PE-CVD (Plasma enhanced CVD)
真空腔室
成膜 气体
ＲＦ电源
电 极
Plasma
第20页，共73页。
2.PECVD工艺及设备介绍
PECVD工艺及设备介绍一、PECVD原理及作用介绍1.PECVD原理PECVD：Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition (等离子增强化学气相沉积)所谓等离子体：气体在一定条件下受到高能激发，发生电离，部分外层电子脱落原子核，形成电子、正离子和中性粒子混合物组成的一种形态，这种形态就称为等离子态即第四态。
等离子体从宏观来说也是电中性，但是在局部可以为非电中性。
如下图所示。
具体到太阳能电池中，PECVD是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子化学活性很强，很容易发生反应，在硅片上沉积出所期望的薄膜。
在工业化太阳能电池生产中，最常见的薄膜是Si3N4。
所用的活性气体为SiH4和NH3。
这些气体经解离后反应，在硅片上长出氮化硅膜。
可以根据改变硅烷对氨的比率，来得到不同的折射指数。
在沉积工艺中，伴有大量的氢原子和氢离子的产生，使得晶片的氢钝化性十分良好。
理想的反应如下：正常的SiNx的Si/N之比为0.75，即Si3N4。
但是PECVD沉积氮化硅的化学计量比会随工艺不同而变化，Si/N变化的范围在0.75-2左右。
除了Si和N，PECVD的氮化硅一般还包含一定比例的氢原子，即SixNyHz 或SiNx:H.2.PECVD作用PECVD沉积Si3N4膜的主要作用是做减少反射和钝化。
下图为Si3N4膜形成前后的反射率曲线图。
SiNx减反射机理如下图所示，主要运用的薄膜的干涉相消原理。
根据形成的SiNx的厚度不同，关系的反射率也不同，同时，表现为硅片镀膜后的颜色的不同。
下图为不同的膜厚对应的颜色变化。
颜色厚度（nm）颜色厚度（nm）颜色厚度（nm）硅本色0-20 很淡蓝色100-110 蓝色210-230褐色20-40 硅本色110-120 蓝绿色230-250黄褐色40-50 淡黄色120-130 浅绿色250-280红色55-73 黄色130-150 橙黄色280-300深蓝色73-77 橙黄色150-180 红色300-330蓝色77-93 红色180-190淡蓝色93-100 深红色190-210蓝色77-93 红色180-190淡蓝色93-100 深红色190-210对于多晶硅电池片，因存在较高的晶界、点缺陷（空位、填隙原子、金属杂质、氧、氮及他们的复合物），因此对材料表面和体内缺陷进行钝化就显得特别重要。
CVD的原理与工艺
CVD的原理与工艺CVD（化学气相沉积）是一种常用的薄膜制备技术，通过在高温条件下将气体衍生物在固体表面沉积形成薄膜。
它在半导体、光电子、材料科学等领域有着广泛的应用。
本文将介绍CVD的基本原理和常见的工艺流程。
CVD的基本原理是利用气体在固体表面发生化学反应产生固体沉积。
其过程可以简单概括为三个步骤：传输扩散、化学反应和沉积。
首先，在高温下，气体分子从气相传输到固相表面，这个过程称为传输扩散。
然后，在固体表面发生化学反应，气体分子与表面原子或分子发生物理或化学相互作用。
最后，与固体表面反应的产物发生聚集并沉积到固相表面上，形成薄膜。
CVD工艺可以分为四个主要组成部分：反应室、基底、前驱物和载气。
反应室是进行反应的容器，通常由高温和高真空环境下的材料制成。
基底是待沉积薄膜的衬底，可以是玻璃、硅等多种材料。
前驱物是产生沉积薄膜的化学物质，通常是气态或液态的。
载气是用来稀释前驱物的气体，使其在反应室中更均匀地传输。
CVD的工艺流程是在反应室中将前驱物供应和载气送入，通过传输扩散和化学反应后，形成薄膜并覆盖在基底上。
根据前驱物供应的方式和反应室的特点，CVD可以分为几个常见的工艺类型。
最常见的是热CVD，也称为低压CVD（LPCVD）。
在低压下，前驱物和气体通过加热传输到反应室中，沉积在基底上。
这种方法适用于高温下的材料制备，例如多晶硅、氮化硅等。
另一种常见的是PECVD（等离子体增晶体化学气相沉积）。
在PECVD 中，通过产生等离子体来激活前驱物的化学反应。
在等离子体的作用下，前驱物转化为离子和活性物种，进一步在基底上反应形成薄膜。
这种方法适用于制备非晶硅、氮化硅等。
还有一种CVD工艺称为MOCVD（金属有机化学气相沉积）。
在MOCVD 中，金属有机化合物作为前驱物供应，经氢气或氨气稀释。
通过热解和化学反应，金属有机前驱物转化为金属原子和活性物种，在基底上形成薄膜。
这种方法适用于制备复杂的金属氧化物、尖晶石等。
化学气相沉淀法(CVD)
二、化学气相沉积技术的工作原理
化学气相沉积是指利用气体原料在气相中通过化学反应形成基本粒子 并经过成核、生长两个阶段合成薄膜、粒子、晶须或晶体等固体材料 的工艺过程。 包括5个主要阶段(1)反应气体向材料表面扩散；(2)反应气体吸附于材 料的表面；(3) 在材料表面发生化学反应； (4) 生成物从材料的表面脱 附；(5)产物脱离材料表面。
三、CVD设备
四、CVD制备超细粉特点
(1)沉积物众多，它可以沉积金属、碳化物、氮化物、氧化物和硼化物 等，这是其他方法无法做到的； (2)产物粒子细，形貌单一 ； (3)具有良好的单分散性； (4) 粒子具有较高的纯度 (5) 设备简单、操作维护方便、灵活性强。
五、CVD的应用
化学气相沉积技术（CVD）
一、化学气相沉积技术的发展现状
精细化工是当今化学工业中最具活力的新兴领域之一，是新材料的重要组成 部分，现代科学和技术需要使用大量功能各异的无机新材料，这些功能材料 必须是高纯的，或者是在高纯度材料中有意地掺人某种杂质形成的掺杂材料。 但是，我们过去所熟悉的许多制备方法如高温熔炼、水溶液中沉淀和结晶等 往往难以满足这些要求，也难以保证得到高纯度的产品。因此，无机新材料 的合成就成为现代材料科学中的主要课题。
随着工业生产要求的不断提高，CVD的工艺及设备得到不断改进，不 仅启用了各种新型的加热源，还充分利用等离子体、激光、电子束等 辅助方法降低了反应温度，使其应用的范围更加广阔。与此同时交叉、 综合地使用复合的方法，不仅启用了各种新型的加热源，还充分运用 了各种化学反应、高频电磁( 脉冲、射频、微波等) 及等离子体等效应 来激活沉积离子，成为技术创新的重要途径。但是，目前CVD工艺中 常用的NH3、H2S等气体，或有毒性、腐蚀性，或对空气、湿度较为 敏感。因此，寻找更为安全、环保的生产工艺以及加强尾气处理的研 究在环境问题日益突出的今天有着尤其重要的意义。
cvd气相沉积设备作用
cvd气相沉积设备作用CVD气相沉积设备作用一、引言CVD（Chemical Vapor Deposition）气相沉积是一种常用的薄膜制备技术，通过在高温下使气体中的化学物质发生化学反应，使其沉积在基底上，形成所需的薄膜。
CVD气相沉积设备是实现这一过程的关键设备，本文将探讨其作用及应用。
二、CVD气相沉积设备的基本原理CVD气相沉积设备由反应室、载气系统、加热系统、真空系统、控制系统等部分组成。
其基本工作原理是通过加热反应室中的基底，使其达到所需的反应温度；然后通过载气系统将所需的反应气体导入反应室中，与基底表面发生化学反应；最后通过真空系统将产生的反应产物和副产物排除，以保证反应的纯度和可重复性。
三、CVD气相沉积设备的作用1. 提供合适的反应环境CVD气相沉积设备可以提供高温、低压的反应环境，使反应气体在基底表面发生化学反应。
通过控制反应温度、反应气体的流动速度和浓度，可以调节沉积薄膜的厚度、成分和晶体结构。
2. 保证沉积薄膜的均匀性和一致性CVD气相沉积设备通过合理设计反应室的结构和加热系统，可以使基底表面温度均匀分布，从而保证沉积薄膜的均匀性。
同时，通过控制反应气体的流动速度和浓度，可以保证沉积薄膜的一致性。
3. 实现多种沉积技术CVD气相沉积设备可以实现多种沉积技术，如热CVD、等离子体增强化学气相沉积（PECVD）、低压化学气相沉积（LPCVD）等。
这些不同的沉积技术可以根据不同的需求选择，以实现对薄膜性质的调控。
4. 可以沉积多种材料CVD气相沉积设备可以沉积多种材料，包括金属、半导体和绝缘体等。
通过选择不同的反应气体和反应条件，可以实现对不同材料的沉积。
5. 可以实现复杂结构的沉积CVD气相沉积设备可以实现对复杂结构的沉积，包括多层薄膜、纳米颗粒和纳米线等。
通过控制反应条件和使用合适的前驱体，可以实现对复杂结构的精确控制。
四、CVD气相沉积设备的应用1. 光电子器件CVD气相沉积设备可以用于制备光电子器件的功能薄膜，如透明导电薄膜、光学薄膜、光子晶体等。
2.PECVD工艺及设备介绍
PECVD工艺及设备介绍一、PECVD原理及作用介绍1.PECVD原理PECVD：Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition (等离子增强化学气相沉积)所谓等离子体：气体在一定条件下受到高能激发，发生电离，部分外层电子脱落原子核，形成电子、正离子和中性粒子混合物组成的一种形态，这种形态就称为等离子态即第四态。
等离子体从宏观来说也是电中性，但是在局部可以为非电中性。
如下图所示。
具体到太阳能电池中，PECVD是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子化学活性很强，很容易发生反应，在硅片上沉积出所期望的薄膜。
在工业化太阳能电池生产中，最常见的薄膜是Si3N4。
所用的活性气体为SiH4和NH3。
这些气体经解离后反应，在硅片上长出氮化硅膜。
可以根据改变硅烷对氨的比率，来得到不同的折射指数。
在沉积工艺中，伴有大量的氢原子和氢离子的产生，使得晶片的氢钝化性十分良好。
理想的反应如下：正常的SiNx的Si/N之比为0.75，即Si3N4。
但是PECVD沉积氮化硅的化学计量比会随工艺不同而变化，Si/N变化的范围在0.75-2左右。
除了Si和N，PECVD的氮化硅一般还包含一定比例的氢原子，即SixNyHz 或SiNx:H.2.PECVD作用PECVD沉积Si3N4膜的主要作用是做减少反射和钝化。
下图为Si3N4膜形成前后的反射率曲线图。
SiNx减反射机理如下图所示，主要运用的薄膜的干涉相消原理。
根据形成的SiNx的厚度不同，关系的反射率也不同，同时，表现为硅片镀膜后的颜色的不同。
下图为不同的膜厚对应的颜色变化。
颜色厚度（nm）颜色厚度（nm）颜色厚度（nm）硅本色0-20 很淡蓝色100-110 蓝色210-230褐色20-40 硅本色110-120 蓝绿色230-250黄褐色40-50 淡黄色120-130 浅绿色250-280红色55-73 黄色130-150 橙黄色280-300深蓝色73-77 橙黄色150-180 红色300-330蓝色77-93 红色180-190淡蓝色93-100 深红色190-210蓝色77-93 红色180-190淡蓝色93-100 深红色190-210对于多晶硅电池片，因存在较高的晶界、点缺陷（空位、填隙原子、金属杂质、氧、氮及他们的复合物），因此对材料表面和体内缺陷进行钝化就显得特别重要。
23_CVD工艺原理及设备介绍
RPSC系统
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PECVD设备
四 、 PP RR OO CC EE SS SS CC HH AA MM BB EE RR 内 备 件
第13 页/ 共23 页
PP RR OO CC EE SS SS CC HH AA MM BB EE RR 内 备 件
会计学
1
CVD工艺原理及设备介绍
二、PECVD基本原理及功能
1. CVD的介绍
2.PECVD的介绍
PECVD基本原理及功能
PECVD基本原理及功能
4. PECVD 参数
PECVD基本原理及功能
Layer
名称
膜厚
使用气体
描述
Multi
g-SiNx:H
3500±10%Å
SiH4+NH3+N2
对Gate信号线进行保护和绝缘的作用
g-SiNx:L
500±10%Å
a-Si:L
500±15%Å
SiH4+H2
在TFT器件中起到开关作用
a-Si:H
1300±20%Å
n+ a-Si
500±20%Å
SiH4+PH3+H2
减小a-Si层与S/D信号线的电阻
PVX
p-SiNx
2500±10%Å
SiH4+NH3+N2
第22 页/ 共23 页
PP RR OO CC EE SS SS CC HH AA MM BB EE RR 内 备 件
PROCESS CHAMBER的湿洗
1.Diffuser
第14 页/ 共23 页
DD ii ff ff uu ss ee rr 使 工 艺 气 体 和 RR FF 能 量 均 匀 地 扩 散 进 入 pp rr oo cc ee ss ss cc hh aa mm bb ee rr 。 微 粒
CVD工艺原理及设备介绍
1.CVD的介 绍
一种利用化学反应方式,将反应物(气体)生成固态的产物,并 沉积在基片表面的薄膜沉积技术. 如可生成: 导体: W(钨)等; 半导体:Poly-Si(多晶硅), 非晶硅等; 绝缘体(介电材质): SiO2, Si3N4等.
2.PECVD的介绍
为了使化学反应能在较低的温度下进行, 利用了等离子体的活 性来促进反应, 因而这种CVD称为等离子体增强化学气相沉积 (PECVD).
6. 绝缘膜、有源膜成膜机 理
(1) SiNX绝缘膜: 通过SiH4与NH3混合气体作为反应气体, (2) 辉光放电生成等离子体在衬底上成膜。
(3) a-Si:H有源层膜: SiH4气体在反应室中通过辉光放电，经 过一系列初级、次级反应，生成包括离子、子活性团等较 复杂的反应产物，最终生成a-Si:H薄膜沉积在衬底上，其 中直接参与薄膜 生长的主要是一些中性产物SiHn（n为0～ 3）
➢ 4个Cassette Stage:A,B,C,D(向外从左向右) ➢ 层流净化罩(Laminar Flow Hood):Class 10 ➢ 最大能力:24(目前20 Slot/Cassette) ➢ Light Curtain(红外线):防止设备自动进行时有人接近 Stage ➢ 设备状态指示器
Lid Cart
Process Chamber要在必须的真空和温度环境下 打开Slit阀门
真空机械手end-effector把在Lift Pins上的 玻璃放进 process chamber以及缩回后放进transfer chamber slit阀关闭及密封 susceptor举起玻璃偏离lift pins而放之于 diffuser下方 工艺气体和射频能量打开, 产生等离子体通过 diffuser到达process chamber. 想要的材料沉积在玻璃上 susceptor按需要上升或下降到达必要的电极距
芯片cvd沉积技术
芯片cvd沉积技术芯片CVD沉积技术引言：芯片是现代电子设备中不可或缺的核心组件之一。
而芯片的制备过程中，CVD（化学气相沉积）技术发挥着重要的作用。
本文将介绍芯片CVD沉积技术的原理、应用和发展前景。
一、CVD技术的原理及工作过程CVD技术是一种通过化学反应在固体表面沉积物质的方法。
其基本原理是在高温和低压的条件下，将气体或液体中的化学物质转化为固态材料，并在芯片表面沉积形成薄膜。
CVD技术具体包括以下几个步骤：1. 前处理：在芯片表面进行清洗和活化处理，以提高表面的粘附性和反应活性。
2. 气体供给：将所需的气体通过气体管道引入反应室，其中包括反应物和载气。
3. 反应：在高温和低压的条件下，反应物分解并与芯片表面发生化学反应，生成所需的沉积物。
4. 气体排放：将反应后的废气排出反应室，以保持反应环境的稳定性。
二、CVD技术在芯片制备中的应用1. 薄膜沉积：CVD技术可以在芯片表面沉积各种功能性薄膜，如金属薄膜、氧化物薄膜和多层膜结构等。
这些薄膜可以用于电子元器件的导电层、绝缘层和隔离层等。
2. 晶体生长：CVD技术可以控制晶体的生长过程，通过调节反应条件和材料组分，可以获得高质量、高纯度的晶体材料，如硅、碳化硅和氮化镓等。
这些晶体材料可用于微电子器件的制造。
3. 掩膜制备：CVD技术可以在芯片表面形成光刻掩膜，用于制备微米级结构和电路图案。
这对于芯片的微细加工和集成非常重要。
三、CVD技术的发展前景随着科技的不断进步，CVD技术也在不断发展壮大。
未来，CVD技术在芯片制备中的应用将更加广泛和重要。
具体表现在以下几个方面：1. 薄膜性能的提升：CVD技术将不断改进，以提高薄膜的质量和性能。
例如，通过优化反应条件和材料选择，可以实现更高的薄膜导电性和化学稳定性。
2. 纳米级结构的制备：CVD技术将逐渐实现对纳米级结构的精确控制。
通过调节反应条件和使用特殊的催化剂，可以在芯片表面沉积出具有纳米级尺寸的结构，如纳米线和纳米颗粒等。
CVD工艺原理
CVD⼯艺原理第⼀章，薄膜⼯艺原理介绍在超⼤规模集成电路(ULSI)技术中，有很多沉积薄膜的⽅法，⼀般⽽⾔这些⽅法可以分类为两个不同的反应机构：化学⽓相沉积(Chemical vapor deposition，CVD) 和物理⽓相沉积(Physical vapor deposition，PVD),在此我们仅对化学⽓相沉积进⾏介绍。
化学⽓相沉积法(CVD)化学⽓相沉积法定义为化学⽓相反应物，经由化学反应，在基板表⾯形成⼀⾮挥发性的固态薄膜。
这是最常在半导体制程中使⽤的技术。
通常化学⽓相沉积法包含有下列五个步骤：1. 反应物传输到基板表⾯2. 吸附或化学吸附到基板表⾯3. 经基板表⾯催化起异质间的化学反应4. ⽓相⽣成物脱离基板表⾯5. ⽣成物传输离开基板表⾯在实际的应⽤中，化学反应后所⽣成的固态材料不仅在基板表⾯(或⾮常靠近)发⽣(即所謂的异质间反应)，也会在⽓相中反应(即所谓的同质反应)。
⽽异质间反应，是我们所想要的，因为这样的反应只会选择性在有加热的基板上发⽣，⽽且能⽣成品质好的薄膜。
相反的，同质反应就不是我们想要的，因为他们会形成欲沉积物质的⽓相颗粒，造成很差的粘附性及拥有很多的缺陷，且密度低的薄膜。
此外，如此的反应将会消耗掉很多的反应物⽽导致沉积速率的下降。
因此在化学⽓相沉积法的应⽤中，⼀项很重要的因素是异质间反应远⽐同质反应易于发⽣。
最常⽤的化学⽓相沉积法有常压化学⽓相沉积法(Atmospheric-pressure CVD，APCVD)、低压化学⽓相沉积法(Low-pressure CVD，LPCVD)和等离⼦增强化学⽓相沉积法(Plasma-enhanced CVD，PECVD)，⽽这三种化学⽓相沉积法的均有各⾃的优、缺点及应⽤的地⽅。
低压化学⽓相沉积法拥有很均匀的阶梯覆盖性、很好的組成成份和结构的控制、很⾼的沉积速率及输出量、及很低的制程成本。
再者低压化学⽓相沉积法並不需要载⼦⽓体，因此⼤⼤降低了颗粒污染源。
CVD工艺原理及设备介绍解析
Copyright BOE Technology Group 具有较高的电导率，较低的电导激活能，较高的参杂效
率，形成微晶薄膜。
三、PECVD设备
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PECVD设备
1. Loadlock Chamber
真空状态的设备内部与外面的大气压间进行转换的Chamber,通过 Cassette向Loadlock Ch.传送时,首先使用N2气使其由真空转变为 大气压,传送结束后,使用Dry泵使其由大气压转变为真空,而且对沉 积完成的热的Glass进行冷却,为减少P/T(Particle)的产生,在进行 抽真空/Vent时使用Slow方式 基础真空:500mTorr以下 两个Loadlock Chamber公用一个Pump Loadlock Door是由两个气缸构成,完成两个方向的运动 升降台:由导轨和丝杠构成,通过直流步进电机进行驱动
PECVD基本原理及功能
4. PECVD 参数
RF Power :提供能量 真空度(与压力相关) 气体的种类和混合比 温度
Plasma的密度(通过Spacing来调节)
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PECVD基本原理及功能
5.PECVD 所做各层膜概要
辉光放电生成等离子体在衬底上成膜。
(2) a-Si:H有源层膜：SiH4气体在反应室中通过辉光放电，经过一
系列初级、次级反应，生成包括离子、子活性团等较复杂的反 应产物，最终生成a-Si:H薄膜沉积在衬底上，其中直接参与薄 膜 生长的主要是一些中性产物SiHn（n为0～ 3）
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cvd设备
CVD设备1. 简介化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition，简称CVD）是一种常用的薄膜制备技术，通过在高温下将气态的化学物质沉积在基底表面上，形成均匀薄膜。
CVD设备是用于进行CVD 工艺的专用设备，包含各种组件和系统，以实现沉积过程的控制和监测。
2. CVD设备组件CVD设备通常由以下主要组件组成：2.1 加热系统加热系统是CVD设备的核心组件，用于提供高温条件以促进化学反应和沉积过程。
常用的加热方式包括电阻加热、感应加热和辐射加热，具体选择取决于材料和工艺要求。
2.2 气体输送系统气体输送系统用于将反应物和载气输送到反应室中。
通常包括气体储存罐、压力调节器、气体流量计和输送管道等组件。
精确控制气体的流量和比例对于薄膜品质的控制至关重要。
2.3 反应室反应室是进行CVD沉积的主要空间，通常由高温耐受材料制成，如石英或陶瓷。
其内部通常具有加热装置和适当的气体通道，以确保均匀的沉积过程。
2.4 排放系统排放系统用于排除反应产生的废气和副产物，以保持反应室内部的清洁和安全。
常见的排放系统包括排气管道、吸收装置和过滤器。
2.5 控制和监测系统控制和监测系统用于对CVD过程进行实时监测和控制。
包括温度控制器、气体流量控制器、压力传感器和化学分析仪器等。
这些系统通过反馈机制，保证了薄膜的质量和工艺的可重复性。
3. CVD设备工作原理CVD设备的工作原理可以总结为以下几个步骤：3.1 预处理在CVD沉积之前，基底表面通常需要进行一些预处理步骤，如清洗和表面活化。
这些步骤旨在去除表面杂质和提高基底的亲水性，以便更好地促进薄膜的附着和生长。
3.2 气体混合在反应室中，反应物和载气被混合形成反应气体。
根据具体的沉积过程和材料要求，可以选择不同的反应物和载气组合，以及相应的流量比例。
3.3 沉积反应通过加热系统，使反应室内的气氛达到所需的温度。
预热后，混合气体被导入到反应室中，与基底表面发生化学反应，生成固态产物并附着在基底上。
cvd设备等离子
cvd设备等离子CVD设备（化学气相沉积设备）是一种常见的用于生产薄膜材料的设备。
它利用化学气相反应，在高温和低压条件下，将气体反应产物沉积到基材表面，形成所需的薄膜结构。
这种设备在各种工业和科研领域都有广泛的应用，如光电子器件制造、纳米材料合成、陶瓷涂层等。
CVD设备的基本工作原理是在恰当的温度和压力条件下，通过输入适当的气体和化学物质，使其在反应室中发生化学反应。
这些反应产生的气体和粒子会被引导到基材表面，沉积形成薄膜。
CVD设备通常由以下几个部分组成：反应室、气体进料系统、加热系统、真空系统和控制系统。
反应室是CVD设备最核心的部分，通常由高温耐受材料（如石英）制成。
它提供了一个封闭的环境，使气体和化学物质可以在特定温度下发生反应。
在反应室内，通常有加热元件（如电阻炉或感应加热线圈），可以精确控制温度。
气体进料系统负责将所需的气体和化学物质引入反应室。
这些气体通常通过气体瓶或气体流量控制器供给。
进入反应室后，气体会与热源接触，产生化学反应，然后被转化成薄膜材料。
加热系统是CVD设备的关键部分之一。
通过加热，可以提高反应速率和产物质量。
加热系统通常使用电阻炉、感应加热器等热源来提供必要的热量。
温度控制系统可以精确地控制加热温度，以满足特定反应的要求。
真空系统用于将反应室内的气体和杂质抽出，以保持合适的反应环境。
它由真空泵和相应的配件组成，如阀门和管道。
真空系统通常需要具备一定的抽气速率和抽气效率，以确保反应室内的压力在合适的范围内。
控制系统是CVD设备的核心，用于监测和控制整个反应过程。
它通常包括温度控制模块、压力控制模块、气体流量控制模块等。
控制系统可以实时监测反应条件并提供相应的调节措施，以确保薄膜的均匀性和质量。
CVD设备在材料领域中具有广泛的应用。
例如，在光电子器件制造中，CVD 设备可以用于生长硅化物、氮化物和氧化物等材料的薄膜。
在纳米材料合成中，CVD设备可以用于合成碳纳米管、金属纳米粒子和量子点等材料。
CVD制程工艺及设备介绍课件
CVD优缺点
1 优点
制备的化学气相沉积薄膜均匀，成膜速度快，沉积时间短；能沉积较复杂的组成均匀和 纯度高的薄膜。
2 缺点
设备复杂，维护麻烦；原料的寿命和成本较高；薄膜厚度难以控制。
总结与展望
总结
本课程介绍了CVD的定义、工艺、设备、应用领 域、优缺点等。我相信，通过本次课程，大家 对CVD会有更深入的了解。
CVD制程工艺及设备介绍 ppt课件
本课程介绍了化学气相沉积（CVD）的基本原理、工艺流程、设备、应用领域， 以及其优缺点。
背景介绍
历史
CVD始于20世纪初，在半导体工业中得到广泛应用。如今，CVD已经被广泛应用于化学、光 电、生物制药等领域。
概念
CVD是一种将外源性固体沉积在基体表面上（化学反应），形成薄膜、涂层或材料的技术。 在气相状态下，通过将气体或蒸汽引入反应室，加热并分解，在基体表面上沉积出新的固体 材料。
采用管式炉结构。在高温情况下， 反应气体由管外注入，通过炉管 加热反应产物，反应产物通过炉 管被输出。
电子感应耦合等离子体 CVD设备
主要由等离子体炉室、渗透源、 泵及阀门、感应线圈等部件组成。 可实现高质量、大面积薄膜和复 杂结构薄膜的制备。
滚筒式CVD设备
可实现大面积、一次性CVD，并 且是一种快速的制备方法，被广 泛应用于批量制备。
展望
CVD技术作为一种新兴技术，未来还有很大的发 展空间和潜力。希望能够有更多的技术革新， 为推动相关产业的发展做出更大的贡献。
发展情况
随着材料科学、微电子技术等领域的迅速发展，CVD技术也得到了迅速发展。目前，CVD已 经成为材料表面修饰以及化学分析中不可或缺的手段之一。
CVD的定义和原理
CVD制程工艺及设备介绍
TFT基本概念
G G
S S D
D
Data line
S
Gate line a-Si工作层
D
G
9
Clc
Cs
CVD工程在TFT流程中的作用
（受入洗净） 成膜前洗净 PVD 成膜 （ Physical Vapor Deposition） CVD 成膜 (Chemical Vapor Deposition)
Thin Film：薄膜，膜厚在um(10-6m)级以下 Transistor：电晶体，固态半导体元件，作为一种可变开关，基 於输入的电压可控制输出的电流 Liquid Crystal：液晶，不同轴向透光性不同，具有依照电场方 向旋转排列功能 Thin Film Transistor：Control the pixel signal on/off Liquid Crystal：Control the light polarization
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Mainframe Structure
Mainframe Control Tower Heat Chamber Transfer Chamber Gas Panel
Process Chamber
DDSL
Mainframe Structure
DDSL Transfer Chamber
Process Chamber
成膜 气体 ＲＦ电源
设备简图
基板 Plasma
电 极
排气
加热器
排气
反应压力 基板温度 使用产业
大气 700~800℃ IC
真空 700~800℃ IC
真空 200~400℃ LCD，IC，Solar
PECVD反应原理
Plasma的概念
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PROCESS CHAMBER内备件
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PROCESS CHAMBER内备件 Susceptors 会频繁替换。他们能持续多久 是看每个系统的程序和清洗需求。 电弧击 穿, 变色的斑点, 错误的操作。 温度也能部 分反映出susceptor是否需要被更换
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PROCESS CHAMBER内备件
一、PECVD在ARRAY中担当的角色
ARRAY工艺构成
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二、PECVD基本原理及功能
1. CVD的介绍
一种利用化学反应方式,将反应物(气体)生
成固态的产物,并沉积在基片表面的薄膜沉
积技术.
如可生成:
2.导PEC体VD:的介W绍(钨)等; 半导体:Poly-Si(多晶硅), 非晶硅等; 绝为缘了体使(化介学电反材应质能):在S较iO低2,的S温i3度N4下等进. 行，利 用了等离子体的活性来促进反应，因而这种
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四、PROCESS CHAMBER 内备件
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PROCESS CHAMBER内备件
1.Diffuser
Floating Diffuser
Diffuser 使工艺气体和 RF 能量均匀地扩
散进入process chamber。微粒 , 和电弧
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PROCESS CHAMBER内备件
Diffuser在玻璃表面上方均匀 的散播工序气体.Diffuser由 铝构成
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PECVD设备 2、 ACLS
ACLS(Automatic Cassette Load Station) 是➢主4个要C放as置seCtatseseStttaeg的e:地A,方B,C,D(向外从左向
右) ➢ 层流净化罩(Laminar Flow Hood):Class 10 ➢ 最大能力:24(目前20 Slot/Cassette) ➢ Light Curtain(红外线):防止设备自动 进行时有人接近Stage ➢ 设备状态指示器
CVD称为等离子体增强化学气相沉积
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PECVD基本原理及功能
3. PECVD制膜的优点及注意事项 优点：
● 均匀性和重复性好，可大面积成膜；
● 可在较低温度下成膜；
注意事●项：台阶覆盖优良；
●● 要薄求膜有成较分高和的厚本度底易真于空控；制；
●● 防适止用交范叉围污广染，；设备简单，易于产
业化
● 原料气体具有腐蚀性、可燃性、
Process Chamber要在必须的真空和
温度环境下
打开Slit阀门
真空机械手end-effector把在Lift Pins
上的玻璃放进process chamber以及
缩回后放进transfer chamber
slit阀关闭及密封
susceptor举起玻璃偏离lift pins而放
之于diffuser下方
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PECVD基本原理及功能
4. PECVD 参数
➢ RF Power :提供能量
➢ 真空度(与压力相关)
➢ 气体的种类和混合比
➢ 温度
➢ Plasma的密度(通过Spacing来调节)
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PECVD基本原理及功能
5.PECVD 所做各层膜概要
Layer Multi
PVX
名称 g-SiNx:H g-SiNx:L
a-Si:L a-Si:H n+ a-Si
p-SiNx
膜厚 3500±10%Å 500±10%Å 500±15%Å 1300±20%Å 500±20%Å
2500±10%Å
使用气体 SiH4+NH3+N2
描述
对Gate信号线进行保护 和绝缘的作用
SiH4+H2
在TFT器件中起到开关作 用
SiH4+PH3+H2 SiH4+NH3+N2
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三、PECVD设备
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PEห้องสมุดไป่ตู้VD设备
1. Loadlock Chamber
真空状态的设备内部与外面的大气压间进行转 换的Chamber,通过Cassette向Loadlock Ch.传 送时,首先使用N2气使其由真空转变为大气压, 传➢送基结础束真后空,:使50用0mDTroyr泵r以使下其由大气压转变为真 空➢,两而个且L对oa沉dl积oc完k成Ch的am热b的er公Gl用as一s进个行Pu冷mp却,为减 少➢PL/oTa(dPlaorctkicDloeo)r的是产由生两,个在气进缸行构抽成真,空完/成Vent时 使两用个S方lo向w方的式运动 ➢ 升降台:由导轨和丝杠构成,通过直流步 进电机进行驱动
在清洗chamber和它的部件的时候要小心，因为典型的
process reactants能产生有毒的副产品。在清洗程序中要
保持按照安全说明作业
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减小a-Si层与S/D信号线 的电阻
对S/D信号线进行保护
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PECVD基本原理及功能
6. 绝缘膜、有源膜成膜机理
(1) SiNX绝缘膜：通过SiH4与NH3混合气体作为 反应气体,
(2) a-Si:H有源层膜：SiH辉4气光体放在电反生应成室等中离通过子辉光 放电，经过一 系列初级、次级反应，生成 包体括在离衬子底、上子成活膜性。团等较复杂的反应产物， 最终生成a-Si:H薄膜沉积在衬底上，其中直 接参与薄膜 生长的主要是一些中性产物SiHn （n为0～ 3）
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PROCESS CHAMBER内备件
PROCESS CHAMBER的湿洗
清洗程序移除了在process chamber内substrate processing 过程中产生的颗粒和副产品
有规律的湿洗所有内表面和暴露在工序里的部件。任何 特定腔体需要的清洗频率都和substrates的数量相称。
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PECVD设备
3、Heat Chamber
在Heat Ch.中对Glass进行Preheating处理后传送到Process Chamber
➢ 基础真空:500mTorr以下 ➢ 温度控制:最大可加热到400℃ ➢ 由13个Shelf构成,并通过各Shelf对温度 进行控制,Shelf电阻
14Ohms(12~16),Shelf内部为铜,在外表 面镀Ni
上升到process chamber盖的 diffuser用陶瓷固定架和RF绝 缘体来隔离它和process chamber盖。(floating
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Diffuser Backing Plate
(Bottom View)
Backing Plate
Lid frame
Lid Cart
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PROCESS CHAMBER内备件
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PECVD基本原理及功能
7. 几种膜的性能要求
(1) a-Si:H
低隙态密度、深能级杂质少、高迁移 率(2)、a-暗SiN态x:H电阻率高
i.作为介质层和绝缘层，介电常数适中，耐压 能力强，电阻率 高，固定电荷少，稳定性好，含 富(3)氮n材+ a料-Si，针孔少，厚度均匀
具有i较i.高作的为电钝导化率层，，较密低度的较电高导，激针活孔能少 ，较高的参杂效率，形成微晶薄膜。
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PECVD设备
4、Process Chamber
Process Chamber控制了在一个玻璃上的化学气相沉积过程 的所有工序
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PECVD设备
RPSC系统
➢ 在成膜过程中,不仅会沉积到Glass上而 且会沉积到Chamber的内壁,因此需对 Chamber进行定期的Dry 清洗,否则会对沉 积进行污染 ➢ PECVD P/Chamber内部清洗使用Dry Cleaning方式,把从外面形成的F- 通入 Chamber内并通过F 与Chamber内的Film物 质反应使其由固体变成气体
陶瓷检查
所有程序中的陶瓷装置腔体和 盖的 裂纹，扭曲，缺口或其他变形
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Lift pins 和pin plate是分开的部分
当玻璃降低至susceptor 上时，pin plate完全缩回 由，l于iftlipftinpsin凹s陷的在“golftseues”形ce状pt，o它r 表不面会内通过 susceptor掉落