Kako se PTFE grelniki uporabljajo pri segrevanju čistilne raztopine za polprevodniške kasete z rezinami?

Plastične kasete, ki prenašajo krhke silicijeve rezine od koraka postopka do koraka postopka, morajo biti nedotaknjene. Morebitna kontaminacija z delci ali kovinskimi ioni na kaseti se bo prenesla na naslednjo serijo rezin in poškodovala majhna vezja. Te kasete operemo v močni, segreti kemični kopeli, pogosto mešanici žveplove kisline in vodikovega peroksida ali vročem jedkem detergentu. Potopni grelnik, ki segreva to zmogljivo čistilno raztopino, mora biti branik čistosti, ne oddaja kovinskih ionov in ne izloča delcev. PTFE je snov, ki ustreza tem končnim merilom.

Čiščenje kasete z rezinami: neopevani junak proizvodnje polprevodnikov
Polprevodniške kasete za rezine (nosilci za rezine ali FOUP-Front Opening Unified Pods) so običajno izdelane iz polipropilena visoke čistosti, polikarbonata ali PEEK. "Med proizvodnimi serijami ali po motnjah v procesu je treba te kasete očistiti vseh ostankov fotorezista, stranskih produktov jedkanja ali kovinske kontaminacije." Čistilna kopel je zasnovana tako, da je zelo agresivna:

SPM (mešanica žveplovega -peroksida) : Mešanica koncentrirane H_2SO_4 in H_2O_2, uporabljena vroča za odstranjevanje organskih ostankov. Je zelo močno oksidacijsko sredstvo in zelo jedko.

Vroče jedke raztopine: natrijev ali kalijev hidroksid pri visokih temperaturah (70-90 stopinj) za odstranitev delcev.

Kisla čistila : Mešanice dušikove ali klorovodikove kisline za odstranjevanje kovinskih ionov.

Ciljajo na večino kovin. Standardni kovinski potopni grelnik (iz nerjavečega jekla, titana ali celo tantala) bi se pokvaril in v kopel sprostil kovinske ione. Ti ioni bi se adsorbirali na površinah kaset in sčasoma prenesli na rezine, kar bi povzročilo napake v napravi, kot je razpad oksida vrat ali kovinski most. En del na milijardo železa ali niklja bo poškodoval celotno serijo rezin.

Kako PTFE grelniki zagotavljajo kontaminacijo-brezplačno ogrevanje za zahtevne čistilce
Politetrafluoroetilen (PTFE) je zaradi kemične inertnosti in odpornosti proti razpadanju delcev odlična izbira za čiščenje kaset z grelnimi rezinami PTFE. PTFE potopni grelnik je uporovni grelni element, popolnoma zaprt v brezšivnem PTFE ovoju visoke čistosti. Ovoj preprosto vstavite v grobo čistilno kopel.

Kemična odpornost na jedke in oksidativne raztopine
PTFE je združljiv s skoraj vsemi kemikalijami, ki se uporabljajo pri čiščenju polprevodnikov, vključno z:

-- Mešanice SPM in koncentrirane žveplove kisline (H2SO4)

Vodikov peroksid (H2O2) pri visokih temperaturah

Natrijev in kalijev hidroksid (NaOH, KOH) do 100 stopinj

Klorovodikova, dušikova, fluorovodikova kislina

Kovine imajo pasiviran oksidni premaz, ki ga je mogoče odstraniti z oksidacijskimi kemikalijami, medtem ko ga PTFE ne. Ne bo korodiral, ne bo razjedal ali izpiral kovinskih vrst. Prevleka iz PTFE ne izpira kovinskih ionov v čistilno tekočino. To ohranja kad čisto in kasete brez kovinske kontaminacije.

Ne{0}}površina brez-delcev
Površina PTFE je izjemno gladka, ne{0}}porozna in ima zelo nizek koeficient trenja. Ne odlaga delcev (npr. kosmičev, drobcev) v kadi. PTFE se ne bo oprijel nobenega ostanka polimera ali onesnaževala, ki bi lahko bil pritrjen na kovinski grelec. PTFE plašč se samo-čisti, tako da grelnik sčasoma ne postane sekundarni vir kontaminacije z delci.

Zanesljiva, enakomerna toplota za uveljavljene postopke čiščenja
Čistilna kopel se običajno vzdržuje pri 60–100 stopinjah, odvisno od mešanice kemikalij. PTFE grelnik ponuja enakomerno in dosledno toploto brez vročih točk. Zasnove z nizko gostoto vatov (običajno 3–5 W/cm2) preprečujejo toplotno razgradnjo čistilnih kemikalij in nastanek vročih madežev, ki bi lahko ustvarili delce. Temperaturo grelnika uravnava zunanji PID krmilnik, kar zagotavlja predvidljive pogoje kopeli za vsak cikel čiščenja, kar je nujno za validacijo postopka v proizvodnji polprevodnikov.

PTFE grelnik je kemično tihi otok toplote brez delcev, ki doda le točno toliko toplote, ki je potrebna za odstranitev vseh nečistoč s plastičnega nosilca rezine.

Oblikovanje grelnikov-združljivih s čistimi prostori
Celoten sklop PTFE grelnika mora biti zasnovan za uporabo v okolju čistih prostorov (običajno razred 5 do razred 7 ISO) za polprevodnike. Nezatesnjene priključne omarice, pobarvane prirobnice, plastični fitingi z grobo površino in drugi standardni industrijski deli grelnikov niso dovoljeni. Potrebni so naslednji vidiki oblikovanja:

Konstrukcija brez rež: PTFE plašč je privarjen ali oblikovan na prirobnico, tako da so odpravljene reže, kjer se lahko naberejo kemikalije ali delci.

Prirobnica iz elektropoliranega nerjavečega jekla Montažna prirobnica (običajno nerjaveče jeklo 316L), elektropolirana do površinske gladkosti Ra Manjši ali enak 0,4 μm za zmanjšanje oprijema delcev in izboljšanje čiščenja.

Zatesnjena razdelilna omarica: električna priključna omarica je najmanj IP65 (odporna na prah-, zaščitena pred curki vode) in je namenjena za brisanje brez ustvarjanja delcev.

Materiali z nizkim sproščanjem plinov: Vse komponente, ki niso{0}}PTFE (kabli, tesnila, polnilne mase) so izbrane za nizko sproščanje VOC (hlapnih organskih spojin) v skladu z normami polprevodniške industrije, kot je SEMI F57.

Opomba o montaži čistih prostorov in dvojnem-vrečanju: čistoča
Za uporabo v sodobnih polprevodniških tovarnah je PTFE grelec izdelan, pregledan in pakiran v čistih prostorih. Običajno je določen naslednji protokol:

Montaža v čisti sobi: Grelnik je sestavljen pod pokrovom z laminarnim tokom ISO razreda 5 (razred 100) ali čistejšim. Vsi zbiralci so v oblačilih za čiste prostore (obleke za zajčke, rokavice, obrazne maske).

Testiranje delcev in kovinskih ionov: sestavite grelec, sperite ali obrišite, nato analizirajte vodo za izpiranje glede števila delcev (npr. večje ali enako 0,1 µm delcev/cm2) in kovinskih ionov, ki jih je mogoče ekstrahirati (ICP-MS). Rezultati so navedeni na potrdilu o čistosti.

Dvojna-vreča: Grelnik, potem ko je očiščen in posušen, se vstavi v prvo, čisto notranjo vrečko (običajno ESD-varen polietilen) in nato v drugo, zunanjo vrečko. Obe vrečki sta toplo-zatesnjeni in označeni s serijsko številko grelnika, potrdilom o čistosti in datumskim žigom čiste sobe.

Zunanja embalaža Grelec je zapakiran v dvojno vrečo in zapakiran v ladijski zabojnik, obložen s peno, ki ščiti pred mehanskimi poškodbami med dostavo.

Stranka dobi grelec v zapečatenih dvojnih vrečah in ga nato takoj premakne v čisti prostor skozi prehod ali prostor za obleke. Zunanja vreča se odstrani ob vstopu v čisti prostor, notranja vreča pa se odpre šele na mestu namestitve. Ta pristop zagotavlja, da grelec ne onesnaži občutljivega okolja tovarne.

Tehnična natančnost: Združljivost SPM in toplotnih peroksidov
SPM (žveplova kislina + vodikov peroksid) je ena najbolj grobih čistilnih raztopin, ki se uporabljajo v proizvodnji polprevodnikov. Je zelo močan oksidant in lahko napade številne polimere. PTFE je eden redkih materialov, odpornih na SPM pri povišani temperaturi (do 100 stopinj). Toda kljub temu je treba upoštevati več previdnostnih ukrepov:

Brez izpostavljenosti kovinam: vsako izpostavljeno kovino (npr. na koncu prirobnice ali grelnega elementa) bi SPM hitro razjedel. PTFE plašč mora v celoti zajemati grelni element, prirobnica pa mora biti nad nivojem tekočine ali zaščitena s PTFE pokrovom.

Nizka vatna gostota Grelniki z visoko vatno gostoto lahko povzročijo lokalno pregrevanje PTFE ovoja in poslabšanje v prisotnosti peroksidov. Odobrena storitev SPM je z največjo vatno gostoto plašča 5 W/cm2.

Temperaturne omejitve: neprekinjeno delovanje PTFE je možno samo do približno. 120 stopinj. Za čiščenje SPM je temperatura kopeli običajno 80–100 stopinj, kar je varno znotraj varnega območja.

Odporen je tudi na vroče jedke raztopine (NaOH pri 80-90 stopinjah). Toda pritrdilno prirobnico (če je elektropolirano nerjavno jeklo) je treba zaščititi pred jedkimi brizgami ali hlapi. Če ni, je treba uporabiti prirobnico s PTFE prevleko ali popolnoma navlaženo PTFE konstrukcijo.

Prednosti pred konkurenčnimi ogrevalnimi tehnologijami
Združljivost z agresivnimi čistili Vrsta grelnika Sproščanje delcev/kovinskih ionov Združljivo s čistimi prostori
Enkapsulirano iz PTFE Zelo dobro (SPM, jedke, odporno na kisline) Brez (0 kovinskih ionov, malo delcev) Visoko (zapakirano v dvojno vrečo, sestavljeno v čisti sobi)
Kremen Dober za kisline, slab za jedke (jedkanje) Možni delci silicijevega dioksida Zmerno (občutljivo, ravnajte previdno)
Titan Slab za SPM in HF (korodira) Nizko sprošča titanove ione
Nerjaveče jeklo Ne za vsa močna čistila Spušča železo, krom, nikelj Nizka
Kvarčni grelniki se včasih uporabljajo v polprevodniških mokrih klopeh, vendar jih lahko jedkajo vroče jedke raztopine in odpadli delci kremena. Prav tako so občutljivi in ​​jih je treba pogosto menjati. PTFE grelniki trajajo dlje, ne oddajajo kovinskih ionov in so bolj odporni na celo vrsto čistilnih kemikalij.

Zaključek: najboljši vir toplote za kritično čiščenje
Potopni grelec iz PTFE je idealen vir toplote, ki ne -kontaminira, kemično odporen za ključno čiščenje kaset polprevodniških rezin in neposredno prispeva k izkoristku najnaprednejših čipov na svetu. Odporen je na vroče SPM, jedke detergente in kisla čistila. PTFE plašč ne oddaja kovinskih ionov ali odpadnih delcev. Izjemno-gladka-neoprijemljiva površina odpravlja nastajanje-ostankov, pošiljanje v-sestavljeni-čisti sobi in v dvojni-vreči pomeni, da sam grelnik ne povzroča kontaminacije. To preverjeno tehniko čiščenja je mogoče ponoviti z doslednimi rezultati zaradi stabilne, čiste toplote.

Čistost mikročipa se začne s čistočo plastične škatle, ki ga prenaša. Ta čistoča je odvisna od grelnika, ki čistilni kopeli ne doda prav nič, razen toplote-grelnik PTFE, določen, izdelan in dostavljen kot trdnjava polprevodniške-stopnje čistosti.