Kako se PTFE grijači koriste za zagrijavanje otopine za čišćenje poluprovodničkih kaseta?

Plastične kasete koje prenose lomljive silikonske pločice od koraka do koraka procesa moraju biti netaknute. Bilo koja kontaminacija česticama ili metalnim jonima na kaseti će se prenijeti na sljedeću seriju pločica, oštećujući minijaturna kola. Ove kasete se peru u jakom, zagrijanom hemijskom kupatilu, često mješavinom sumporne kiseline i vodikovog peroksida, ili vrućim kaustičnim deterdžentom. Potopni grijač koji zagrijava ovu moćnu otopinu za čišćenje mora biti bastion čistoće, ne ispuštajući ione metala, ne ispuštajući čestice. PTFE je supstanca koja odgovara ovim krajnjim kriterijumima.

Čišćenje kasete za vafle: Neopjevani heroj proizvodnje poluprovodnika
Poluprovodničke wafer kasete (nosači za pločice ili FOUP-Ujedinjene kapsule s prednjim otvaranjem) obično su napravljene od polipropilena, polikarbonata ili PEEK-a visoke čistoće. "Između proizvodnih serija ili nakon poremećaja procesa, ove kasete moraju biti očišćene od ostataka fotorezista, nusproizvoda jetkanja ili metalne kontaminacije." Kupatilo za čišćenje je dizajnirano da bude veoma agresivno:

SPM (smješa sumpornog{0}}peroksida) : mješavina koncentriranog H_2SO_4 i H_2O_2 koja se koristi vruća za uklanjanje organskih ostataka. Veoma je moćno oksidaciono sredstvo i vrlo korozivno.

Vrući kaustični rastvori: Natrijum ili kalijum hidroksid na visokim temperaturama (70-90 stepeni) za uklanjanje čestica.

Kisela sredstva za čišćenje : Smjese azotne ili hlorovodonične kiseline za eliminaciju metalnih jona.

Oni ciljaju većinu metala. Standardni metalni uranjajući grijač (od nehrđajućeg čelika, titanijuma ili čak tantala) bi se pokvario, oslobađajući metalne ione u kadu. Ti ioni bi se adsorbirali na površinama kasete i na kraju prenijeli na pločice, što bi dovelo do kvarova uređaja kao što je kvar oksida vrata ili metalni most. Jedan dio na milijardu željeza ili nikla oštetit će cijelu seriju vafla.

Kako PTFE grijači isporučuju kontaminaciju-Besplatno grijanje za grube čistače
Hemijska inertnost i otpornost na raspadanje čestica politetrafluoroetilena (PTFE) čine ga savršenim izborom za primjenu za čišćenje kaseta PTFE grijača. PTFE imerzioni grijač je otporni grijaći element, potpuno zatvoren u bešavni PTFE omotač visoke čistoće. Navlaka se jednostavno ubacuje u kadu za grubo čišćenje.

Hemijska otpornost na kaustične i oksidirajuće otopine
PTFE je kompatibilan sa gotovo svim hemikalijama koje se koriste za čišćenje poluprovodnika, uključujući:

--Smjese SPM i koncentrovane sumporne kiseline (H2SO4)

Vodikov peroksid (H2O2) na visokim temperaturama

Natrijum i kalijum hidroksid (NaOH, KOH) do 100 stepeni

Hlorovodonična, azotna, fluorovodonična kiselina

Metali imaju pasiviran oksidni premaz koji se može ukloniti oksidirajućim hemikalijama, dok PTFE nema. Neće korodirati, udubljivati ​​ili ispirati metalne vrste. PTFE obloga ne ispušta nikakve metalne jone u tečnost za čišćenje. Ovo održava kadu čistom i čuva kasete od metalne kontaminacije.

Ne-površina bez prianjanja i čestica{1}}
PTFE površina je izuzetno glatka, ne-porozna i ima vrlo nizak koeficijent trenja. Ne taloži čestice (npr. ljuspice, krhotine) u kadi. PTFE se neće zalijepiti za bilo koji zaostali polimer ili zagađivač koji može biti pričvršćen za metalni grijač. PTFE omotač se samočisti-, tako da grijač s vremenom ne postane sekundarni izvor kontaminacije česticama.

Pouzdana, ujednačena toplota za uspostavljene procese čišćenja
Kupka za čišćenje se obično održava na 60-100 stepeni, u zavisnosti od hemijske mešavine. PTFE grijač nudi ravnomjernu i stalnu toplinu bez vrućih tačaka. Dizajni niske gustoće vata (obično 3-5 W/cm2) sprječavaju termičku degradaciju kemikalija za čišćenje i stvaranje vrućih mrlja koje bi mogle stvoriti čestice. Temperaturu grijača reguliše eksterni PID kontroler, čime se obezbjeđuju predvidivi uslovi kade za svaki ciklus čišćenja što je neophodno za validaciju procesa u proizvodnji poluprovodnika.

PTFE grijač je kemijski nečujan otok topline bez čestica koji samo dodaje točnu toplinu potrebnu za uklanjanje svake nečistoće s plastičnog nosača vafla.

Dizajn grijača{0}}kompatibilnih s čistim sobama
Cijeli sklop PTFE grijača će biti dizajniran za upotrebu u čistoj prostoriji (obično klase 5 do klase 7 ISO) za poluvodiče. Nezapečaćene priključne kutije, obojene prirubnice, plastične armature grube površine i druge standardne industrijske komponente grijača nisu dozvoljene. Neophodni su sledeći aspekti dizajna:

Konstrukcija bez pukotina: PTFE omotač je zavaren ili oblikovan za prirubnicu tako da se eliminišu pukotine u kojima se mogu nakupiti hemikalije ili čestice.

Elektropolirana prirubnica od nerđajućeg čelika Prirubnica za montažu (obično nerđajući čelik 316L) elektropolirana do glatke površine Ra Manje od ili jednako 0,4 μm za smanjenje prianjanja čestica i poboljšanje čišćenja.

Zapečaćena razvodna kutija: Električna priključna kutija ima minimalni IP65 (zaštićena-za prašinu, zaštićena od mlaza vode) i namijenjena je za čišćenje bez stvaranja čestica.

Materijali sa niskim ispuštanjem gasa: Sve komponente koje nisu -PTFE (kablovi, zaptivke, smjese za zalivanje) su odabrane za ispuštanje gasova s ​​niskim sadržajem VOC (isparljivih organskih spojeva), u skladu sa normama industrije poluprovodnika kao što je SEMI F57.

Cleanroom Assembly and Double-Bagging Note: Cleanliness
Za upotrebu u modernim fabrikama poluprovodnika, PTFE grejač je konstruisan, ispitan i upakovan u čistim prostorijama. Obično je naveden sljedeći protokol:

Montaža u čistoj prostoriji: Grijač se montira pod ISO Class 5 (Klasa 100) ili čistijim laminarnim poklopcem. Svi skupštinski ljudi su u čistoj odeći (odela za zečiće, rukavice, maske za lice).

Ispitivanje čestica i jona metala: Sastavite grijač, isperite ili obrišite, zatim analizirajte vodu za ispiranje na broj čestica (npr. veći od ili jednak 0,1 µm čestica/cm2) i metalne jone koji se mogu ekstrahirati (ICP-MS). Rezultati se iskazuju na certifikatu čistoće.

Dvostruko-pakiranje: grijač, nakon čišćenja i sušenja, stavlja se u prvu, čistu unutrašnju vreću (obično od ESD-sigurnog polietilena), a zatim u drugu, vanjsku vreću. Obje vrećice su toplinski{3}}zapečaćene i označene serijskim brojem grijača, certifikatom o čistoći i pečatom datuma čiste sobe.

Spoljno pakovanje Grejač je u duploj vrećici i upakovan u transportni kontejner obložen pjenom radi zaštite od mehaničkih oštećenja tokom isporuke.

Kupac dobija grijač u svojim zatvorenim dvostrukim vrećama, a zatim ga odmah prenosi u čistu sobu kroz prolaz ili prostor za odjeću. Vanjska vreća se uklanja na ulazu u čistu prostoriju, a unutrašnja vreća se otvara samo na mjestu ugradnje. Ovaj pristup osigurava da grijač ne kontaminira osjetljivo okruženje fabrike.

Tehnička tačnost: Kompatibilnost SPM i toplotnih peroksida
SPM (sumporna kiselina + vodikov peroksid) jedno je od najoštrijih rješenja za čišćenje koje se koristi u proizvodnji poluvodiča. Vrlo je moćan oksidans i može napasti mnoge polimere. PTFE je jedan od rijetkih materijala otpornih na SPM na povišenim temperaturama (do 100 stepeni). Ali i pored toga, potrebno je poduzeti nekoliko mjera opreza:

Bez izlaganja metalu: Svaki izloženi metal (npr. na kraju prirubnice ili grejnog elementa) bi brzo korodirao SPM. PTFE omotač treba u potpunosti da pokriva grijaći element, a prirubnica treba da bude iznad nivoa tečnosti ili zaštićena PTFE poklopcem.

Mala gustoća u vatima Grejači visoke gustoće vata mogu uzrokovati lokalno pregrijavanje PTFE omotača i propadanje u prisustvu peroksida. Odobreni SPM servis ima maksimalnu gustinu u vatama omotača od 5 W/cm2.

Temperaturna ograničenja: Kontinuirani servis PTFE je moguć samo do približno . 120 stepena. Za SPM čišćenje kupka se obično održava na 80-100 stepeni što je sigurno u sigurnom rasponu.

Takođe je otporan na vruće kaustične rastvore (NaOH na 80-90 stepeni). Ali montažna prirubnica (ako je elektropoliran nehrđajući čelik) mora biti zaštićena od prskanja ili isparenja. Ako nije, treba koristiti prirubnicu obloženu PTFE ili potpuno navlaženu PTFE konstrukciju.

Prednosti u odnosu na konkurentske tehnologije grijanja
Kompatibilnost s agresivnim sredstvima za čišćenje Vrsta grijača Otpuštanje čestica/jona metala Kompatibilno s čistim prostorom
PTFE inkapsuliran Vrlo dobar (SPM, nagrizajuća materija, otporan na kiseline) Nema (0 metalnih jona, malo čestica) Visok (dvostruko upakovan, čista soba sastavljena)
Kvarc Dobar za kiseline, loš za nagrizanje (nagrizanje) Moguće čestice silicijum dioksida Umjereno (osjetljivo, pažljivo rukujte)
Titanijum Loš za SPM i HF (korodira) Oslobađa jone titana Nisko
Nerđajući čelik Ne za sva gruba sredstva za čišćenje Otpušta gvožđe, hrom, nikl Nisko
Kvarcni grijači se ponekad koriste u poluvodičkim mokrim klupama, ali se mogu nagrizati vrućim kaustičnim otopinama i ispuštenim česticama silicijevog dioksida. Oni su takođe delikatni i treba ih često menjati. PTFE grijači traju duže, ne emituju ione metala i otporniji su na cijeli niz kemikalija za čišćenje.

Zaključak: Vrhunski izvor topline za kritično čišćenje
PTFE uranjajući grijač je idealan, ne-kontaminirajući, hemijski otporan izvor topline za vitalno čišćenje poluvodičkih kaseta za pločice i direktno doprinosi prinosu najnaprednijih svjetskih čipova. Otporan je na vruće SPM, kaustične deterdžente i kisela sredstva za čišćenje. PTFE omotač ne odaje metalne ione niti ispušta čestice. Ultra-glatka neprijanjajuća površina-eliminiše taloženje taloga-a čista soba-sastavljena i dvostruka-isporuka znači da sam grijač ne unosi kontaminaciju. Ova provjerena tehnika čišćenja može se ponoviti s dosljednim rezultatima zahvaljujući stabilnoj, čistoj toplini.

Čistoća mikročipa počinje od čistoće plastične kutije koja ga transportuje. Ta čistoća zauzvrat zavisi od grijača koji ne dodaje apsolutno ništa kupatilu za čišćenje osim topline-PTFE grijač, specificiran, konstruiran i isporučen kao tvrđava čistoće poluvodiča-.