Kako se PTFE grijači koriste za zagrijavanje otopine za čišćenje poluvodičkih kazeta s pločicama?

Plastične kazete koje prenose lomljive silikonske pločice od koraka do koraka procesa moraju biti netaknute. Svaka kontaminacija česticama ili metalnim ionima na kaseti prenijet će se na sljedeću seriju pločica, oštećujući malene krugove. Ove se kasete peru u jakoj, zagrijanoj kemijskoj kupelji, često mješavini sumporne kiseline i vodikovog peroksida ili vrućem kaustičkom deterdžentu. Potopni grijač koji zagrijava ovu snažnu otopinu za čišćenje mora biti bastion čistoće, ne ispuštajući metalne ione, ne oslobađajući čestice. PTFE je tvar koja odgovara ovom krajnjem kriteriju.

Čišćenje kasete s pločicama: neopjevani heroj proizvodnje poluvodiča
Poluvodičke pločice (nosači pločica ili FOUP-Front Opening Unified Pods) obično se izrađuju od polipropilena, polikarbonata ili PEEK-a visoke čistoće. "Između proizvodnih serija ili nakon poremećaja procesa, ove se kazete moraju očistiti od ostataka fotorezista, nusproizvoda jetkanja ili metalne kontaminacije." Kupka za čišćenje dizajnirana je tako da bude vrlo agresivna:

SPM (Smjesa sumpornog-peroksida) : Mješavina koncentrirane H_2SO_4 i H_2O_2 koja se koristi vruća za uklanjanje organskih ostataka. Vrlo je snažno oksidirajuće sredstvo i vrlo korozivno.

Vruće kaustične otopine: natrijev ili kalijev hidroksid na visokim temperaturama (70-90 stupnjeva) za uklanjanje čestica.

Kisela sredstva za čišćenje : Mješavine dušične kiseline ili klorovodične kiseline za uklanjanje metalnih iona.

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

Kako PTFE grijači isporučuju kontaminaciju{0}}besplatno grijanje za oštre čistače
Kemijska inertnost i otpornost na raspadanje čestica politetrafluoroetilena (PTFE) čine ga savršenim izborom za primjenu čišćenja kazete s pločicama grijača PTFE. PTFE uronjeni grijač je otporni grijač, potpuno zatvoren u bešavni PTFE omotač visoke čistoće. Plašt se jednostavno umetne u jaku kupku za čišćenje.

Kemijska otpornost na kaustične i oksidirajuće otopine
PTFE je kompatibilan s gotovo svim kemikalijama koje se koriste u čišćenju poluvodiča, uključujući:

-- Mješavine SPM i koncentrirane sumporne kiseline (H2SO4)

Vodikov peroksid (H2O2) na visokim temperaturama

Natrijev i kalijev hidroksid (NaOH, KOH) do 100 stupnjeva

Klorovodična, dušična, fluorovodična kiselina

Metali imaju pasivizirani oksidni premaz koji se može ukloniti oksidirajućim kemikalijama, dok PTFE to ne čini. Neće korodirati, udubiti se ili isprati metalne vrste. PTFE obloga ne iscjeđuje metalne ione u tekućinu za čišćenje. Ovo održava kadu čistom i čuva kasete slobodnima od metalne kontaminacije.

Ne{0}}neljepljiva i-površina bez čestica
PTFE površina je izuzetno glatka, ne{0}}porozna i ima vrlo nizak koeficijent trenja. Ne ostavlja čestice (npr. pahuljice, krhotine) u kadi. PTFE se neće lijepiti za ostatke polimera ili zagađivača koji bi mogli biti pričvršćeni na metalni grijač. PTFE omotač se samo-čisti, tako da grijač s vremenom ne postane sekundarni izvor kontaminacije česticama.

Pouzdana, ujednačena toplina za uhodane procese čišćenja
Kupka za čišćenje obično se održava na 60-100 stupnjeva, ovisno o kemijskoj mješavini. PTFE grijač nudi ravnomjernu i postojanu toplinu bez vrućih točaka. Dizajni niske gustoće vata (obično 3–5 W/cm2) sprječavaju toplinsku degradaciju kemikalija za čišćenje i stvaranje vrućih mrlja koje bi mogle stvoriti čestice. Temperatura grijača regulirana je vanjskim PID regulatorom čime se osiguravaju predvidljivi uvjeti kupke za svaki ciklus čišćenja što je neophodno za validaciju procesa u proizvodnji poluvodiča.

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

Dizajn grijača-kompatibilnih s čistim sobama
Cijeli sklop PTFE grijača mora biti dizajniran za upotrebu u okruženju čistih prostorija (obično klasa 5 do klasa 7 ISO) za poluvodiče. Nezabrtvljene priključne kutije, obojene prirubnice, plastični spojevi s grubom površinom i druge standardne industrijske komponente grijača nisu dopuštene. Neophodni su sljedeći aspekti dizajna:

Konstrukcija bez pukotina: PTFE plašt je zavaren ili oblikovan na prirubnicu tako da su pukotine u kojima se mogu nakupiti kemikalije ili čestice eliminirane.

Prirubnica od elektropoliranog nehrđajućeg čelika Montažna prirubnica (obično od nehrđajućeg čelika 316L) elektropolirana do glatkoće površine Ra Manje od ili jednako 0,4 μm za smanjenje prianjanja čestica i poboljšanje mogućnosti čišćenja.

Zatvorena razvodna kutija: električna priključna kutija je minimalno IP65 (nepropusna-na prašinu, zaštićena od mlaza vode) i namijenjena je za brisanje bez stvaranja čestica.

Materijali s niskim ispuštanjem plinova: Sve ne{0}}PTFE komponente (kabeli, brtve, spojevi za zalivanje) odabrani su za nisko ispuštanje VOC (hlapljivih organskih spojeva), u skladu s normama industrije poluvodiča kao što je SEMI F57.

Sastavljanje čiste sobe i dvostruko-pakiranje Napomena: Čistoća
Za upotrebu u modernim tvornicama poluvodiča PTFE grijač se konstruira, ispituje i pakira u uvjetima čiste sobe. Obično se navodi sljedeći protokol:

Montaža u čistoj prostoriji: grijač je sastavljen ispod ISO klase 5 (klase 100) ili čišćeg poklopca s laminarnim protokom. Svi okupljeni su u odjeći za čiste prostorije (odijela za zečiće, rukavice, maske za lice).

Ispitivanje čestica i metalnih iona: 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 ione koji se mogu ekstrahirati (ICP-MS). Rezultati se bilježe u potvrdi o čistoći.

Dvostruka-vreća: grijač se, nakon čišćenja i sušenja, stavlja u prvu, čistu unutarnju vrećicu (obično od ESD-polietilena), a zatim u drugu, vanjsku vrećicu. Obje su vrećice topli-zapečaćene i identificirane serijskim brojem grijača, potvrdom o čistoći i žigom s datumom čiste sobe.

Vanjsko pakiranje Grijač je zapakiran u dvostruku vreću i zapakiran u transportni spremnik obložen pjenom radi zaštite od mehaničkih oštećenja tijekom isporuke.

Kupac dobiva grijač u svojim zapečaćenim dvostrukim vrećama i zatim ga odmah premješta u čistu sobu kroz prolaz ili prostor za odjeću. Vanjska vreća se uklanja na ulazu u čistu sobu, a unutarnja vreća se otvara samo na mjestu postavljanja. Ovaj pristup osigurava da grijač ne zagađuje osjetljivu tvornicu.

Tehnička točnost: kompatibilnost SPM i toplinskih peroksida
SPM (sumporna kiselina + vodikov peroksid) jedno je od najoštrijih rješenja za čišćenje koje se koristi u proizvodnji poluvodiča. Vrlo je snažan oksidans i može napasti mnoge polimere. PTFE je jedan od rijetkih materijala otpornih na SPM na povišenoj temperaturi (do 100 stupnjeva). Ali čak i u tom slučaju, potrebno je primijeniti nekoliko mjera opreza:

Nema izlaganja metala: Svaki izloženi metal (npr. na kraju prirubnice ili grijaćeg elementa) mogao bi brzo nagrizati SPM. PTFE omotač trebao bi u potpunosti pokrivati ​​grijaći element, a prirubnica bi trebala biti iznad razine tekućine ili zaštićena PTFE poklopcem.

Niska gustoća vata Grijači visoke gustoće vata mogu uzrokovati lokalno pregrijavanje PTFE omotača i kvarenje u prisutnosti peroksida. Odobrena SPM usluga je s maksimalnom gustoćom u vatima plašta od 5 W/cm2.

Temperaturna ograničenja: Kontinuirano korištenje PTFE-a moguće je samo do približno . 120 stupnjeva. Za SPM čišćenje kupka se obično održava na 80–100 stupnjeva, što je sigurno unutar sigurnog raspona.

Također je otporan na vruće kaustične otopine (NaOH na 80-90 stupnjeva). Ali montažna prirubnica (ako je elektropolirani nehrđajući čelik) mora biti zaštićena od kaustičnih prskanja ili para. Ako nije, treba upotrijebiti prirubnicu presvučenu PTFE-om ili potpuno namočenu PTFE konstrukciju.

Prednosti u odnosu na konkurentske tehnologije grijanja
Kompatibilnost s agresivnim sredstvima za čišćenje Vrsta grijača Otpuštanje čestica/metalnih iona Kompatibilno s čistoćom
PTFE inkapsuliran Vrlo dobar (SPM, kaustika, otporan na kiseline) Ništa (0 metalnih iona, niske čestice) Visoko (u dvostrukoj vrećici, čista soba sastavljena)
Kvarc Dobar za kiseline, loš za kaustike (nagrizanje) Moguće čestice silicijevog dioksida Umjereno (nježno, pažljivo rukovati)
Titan Loš za SPM i HF (korodira) Otpušta ione titana Nisko
Nehrđajući čelik Ne za sva jaka sredstva za čišćenje Otpušta željezo, krom, nikal Nisko
Kvarcni grijači se ponekad koriste u mokrim stolovima za poluvodiče, ali mogu biti ugravirani vrućim kaustičnim otopinama i raspuštenim česticama silicija. Također su osjetljivi i potrebno ih je često mijenjati. PTFE grijači traju dulje, ne emitiraju metalne ione i otporniji su na cijeli niz kemikalija za čišćenje.

Zaključak: Ultimativni izvor topline za kritično čišćenje
PTFE uronjeni grijač idealan je, ne{0}}kontaminirajući, kemijski otporan izvor topline za vitalno čišćenje poluvodičkih kazeta s pločicama i izravno doprinosi učinku najnaprednijih čipova na svijetu. Otporan je na vrući SPM, kaustične deterdžente i kisela sredstva za čišćenje. PTFE plašt ne odaje metalne ione niti raspuštene čestice. Izuzetno-glatka neprianjajuća površina eliminira-nakupljanje ostataka, a-sastavljena-čista soba i otprema u dvostrukoj-vreći znači da sam grijač ne predstavlja kontaminaciju. Ova provjerena tehnika čišćenja može se ponavljati s dosljednim rezultatima zahvaljujući stabilnoj, čistoj toplini.

Čistoća mikročipa počinje čistoćom plastične kutije koja ga transportira. Ta čistoća pak ovisi o grijaču koji kupki za čišćenje ne dodaje apsolutno ništa osim topline-PTFE grijač, specificiran, konstruiran i isporučen kao tvrđava poluvodičke-stupnje čistoće.