PTFE isitgichlari yarimo'tkazgichli fabrikalarda SC1 va SC2 tozalash vannalarini isitishda qanday ishlatiladi?

RCA toza - bu ikki bosqichli kimyoviy protsedura bo'lib, u kremniy gofretni atomik jihatdan benuqson yuzaga tushiradi va keyinchalik milliard dollarlik tranzistorlar ishlab chiqarishga tayyor. SC1 (ammiak gidroksidi/vodorod periks) organik zarralarni, SC2 (xlorid kislota/vodorod periks) metall ionlarini olib tashlash uchun ishlatiladi. Ikkala vanna ham 70-80 darajaga qadar isitiladi va juda korroziy va oksidlovchi hisoblanadi. Ushbu muhim tozalash tanklari ichidagi suvga cho'mdiruvchi isitgich kimyoviy tozalikka ega bo'lishi kerak va hech qanday metall ionlari yoki zarralarini gofretga qaytarishiga yo'l qo'ymaydi. PTFE va uning yuqori tozalikdagi nisbiy PFA bu maksimal talabga javob beradigan materiallardir.

RCA tozalash jarayoni: SC1 va SC2 vannalari
1970-yillarda RCA Laboratoriesda Verner Kern tomonidan ishlab chiqilgan RCA tozaligi yarimoʻtkazgichlar ishlab chiqarishda{1}}diffuziyadan oldingi gofretni tozalash uchun oltin standart boʻlib qolmoqda. Jarayon ketma-ket ikkita issiq kimyoviy vannadan iborat:

SC1 (Standart toza 1) Ammoniy gidroksid aralashmasi (NH 4 OH); vodorod periks (H 2 O 2); deionizatsiyalangan (DI) suv; odatda 1:1:5 nisbatda. Vanna 70-80oC gacha isitiladi. SC1 gidroksidi (pH ~ 10-11) va sezilarli darajada oksidlovchi. U organik qoldiqlarni, zarrachalarni va ba'zi metallarni oksidlanish orqali sirt bilan ishlov berish bilan olib tashlaydi. Vodorod periks yuqori haroratda osongina parchalanadi va shu bilan vannani kimyoviy jihatdan agressiv va qisqa muddatli qiladi.

SC2 (Standart toza 2): odatda 1:1:6 nisbatda xlorid kislota (HCl), vodorod periks (H2O2) va DI suv aralashmasi. Bundan tashqari, 70-80 darajaga qadar isitiladi. SC2 kuchli oksidlovchi va kislotali (pH≈1−2). SC1 dan keyin gofret yuzasida qolgan gidroksidi va o'tish metall ionlarini (masalan, temir, mis, nikel, xrom) yo'q qiladi.

Gofretlar har bir bosqichdan keyin ultra toza suv bilan yuviladi. Kombinatsiyalangan SC1/SC2 jarayoni natijasida himoya qilish uchun nozik kimyoviy oksidga ega bo'lgan kremniy yuzasi va odatda zarrachalar va metallar bilan ifloslanish darajasi juda past bo'ladi.<1010 atoms/cm2 for metals and no particles larger than 0.1 µm.

Buning uchun bu vannalarni isitish kerak. kimyoviy reaktsiyalar xona haroratida juda sust va tozalash samaradorligi past. Reaksiyalar 70-80 daraja optimal tezlikda amalga oshiriladi va gofret yuzasi yaxshi konditsioner bo'ladi. Ammo yuqori harorat vodorod peroksidning parchalanishini va kimyoviy moddalarning korroziyligini tezlashtiradi. Suvga cho'mdiruvchi isitgich vannani ifloslantirmasdan, bu muhitga chidamli bo'lishi kerak.

Nima uchun SC1 va SC2 vannalari uchun sanoat standarti PTFE (PFA) isitgichidir
PTFE isitgichi SC1 SC2 yarimo'tkazgichni tozalash uchun qo'llanilishi kuchli ishqorlar (SC1) va kuchli kislotalar (SC2) va yuqori haroratlarda konsentrlangan vodorod periksga kimyoviy jihatdan inert bo'lgan materialni talab qiladi. Ushbu xizmatni taqdim etishning eng yaxshi usuli - PTFE ga o'xshash eritilgan qayta ishlanadigan floropolimer bo'lgan perfloroalkoksi (PFA) yordamida. Bu atama umumiy qo'llanilganligi sababli, yarimo'tkazgich sanoatidagi isitgichlar, hatto PFA namlangan bo'lsa ham, ko'pincha "PTFE isitgichlar" deb ataladi.

Ishqoriy va kislotali oksidlovchi vannalarga kimyoviy qarshilik
PFA SC1 va SC2 kimyolari bilan to'liq mos keladi:

SC1 qarshiligi: Ammoniy gidroksidi kuchli asosdir. Vodorod periks kuchli oksidlovchi hisoblanadi. Aralash ko'pchilik metallar va ko'plab polimerlar uchun juda korrozivdir. PFA isitiladigan SC1 bilan uzoq vaqt aloqa qilgandan keyin yomonlashuv, shish yoki vazn yo'qotishni ko'rsatmadi.

SC2 ga qarshilik: zanglamaydigan po'lat, titan va hatto ba'zi nikel qotishmalari 70-80 daraja xlorid kislota tomonidan tezda hujumga uchraydi. PFA HCl ga va H₂O₂ oksidlovchi ta'siriga chidamli.

Metall isitgichlar bilan taqqoslaganda, PFA qoplamasi vannaga mutlaqo metall ionlarini kiritmaydi. Bu juda muhim, chunki isitgichdan yuvilgan har qanday temir, nikel, xrom yoki mis ioni tozalash vaqtida gofret yuzasida qayta to'planib, SC2 metallni olib tashlash bosqichining maqsadini buzadi.

Ultra-silliq-g'ovak bo'lmagan sirt zarrachalarini ishlab chiqarish
PFA silliq, g'ovak bo'lmagan sirt bilan ekstrudirovka qilinadi yoki ishlov beriladi (odatda Ra ? 0,5 ​​mkm). Vannaga sirtdan hech qanday zarralar yoki yoriqlar chiqarilmaydi. Biroq, metall isitgichlar kichik zarrachalarni to'kishi mumkin bo'lgan chuqurchalar yoki oksid shkalasi rivojlanishi mumkin. Agar qoplama buzilgan bo'lsa, PTFE{5}}qoplangan metall isitgichlar (metall yadro ustidagi yupqa floropolimer qatlami) hali ham zarrachalar hosil qilishi mumkin. Qattiq PFA qobig'i bir hil va qatlamlarga ajralmaydi.

Toʻliq suv oʻtkazuvchi, yoriq-bepul dizayn
Yarimo'tkazgichli ilovalarda foydalanish uchun PFA suvga cho'mdiruvchi isitgichlar yoriqlarsiz qurilgan. Isitgich majmuasidagi har qanday yoriq, tikuv yoki oʻlik oyoq-tozalovchi kimyoviy moddalar yoki namlik qoldiqlarini saqlab qoladi, bu esa keyingi vannalarni ifloslantirishi yoki bakteriyalarni koʻpaytirishi mumkin (DI suv bilan yuvishda). Isitgichning namlangan yuzalari silliq, uzluksiz va to'liq drenajlanadi. O'rnatish gardishi odatda yuqori-tozalikdagi PFA yoki elektropolizlangan zanglamaydigan po'latdan iborat bo'lib, suyuqlik darajasidan yuqori bo'ladi. PFA lab muhri metallni kimyoviy moddalar bilan aloqa qilishdan saqlaydi.

Soflik eslatmasi: Toza xonani yig'ish, sinov va ikki marta qoplash
SC1 va SC2 vannalarida foydalanish uchun PFA isitgichi juda toza sharoitda ishlab chiqarilishi va qadoqlanishi kerak. Yarimo'tkazgichli uskunalar uchun quyidagi protokol odatiy hisoblanadi:

Yig'ish muhiti Isitgichni yig'ish ISO 5-sinf (100-sinf) yoki undan yaxshi laminar oqimli toza xonada amalga oshiriladi. Barcha montaj xodimlari toza xona kiyimida (quyon kostyumlari, qo'lqoplar, yuz niqoblari) kiyishadi va zarrachalar kirib kelishini oldini olish uchun qat'iy qoidalarga rioya qilishadi.

Testing of particle and metal ions: After installation the heater is flushed with ultra pure water. The rinse water is tested for particle counts (e.g., ≥0.1 µm particles per cm² of wetted surface) and for extractable metal ions using ICP-MS (inductively coupled plasma mass spectrometry). Typical acceptability criteria: < 10 particles >0,1 mkm/sm^2 < 1 qism-har qanday oʻtish metallining-milliardiga.

Ikki marta qadoqlash: toza, quruq va sinovdan o‘tgan isitgich ESD xavfsiz, past zarrachali polietilendan-birinchi toza ichki sumkada muhrlanadi. Ichki sumka termal muhrlangan. Keyin sumkaga solingan isitgich ikkinchi, toza tashqi sumkaga joylashtiriladi va yana muhrlanadi. Ikkala sumkada ham isitgichning seriya raqami, tozalik sertifikati sanasi va foydalanish bo'yicha ko'rsatmalar (masalan, "Faqat toza xonada ochish") ko'rsatilgan.

Tashqi qadoqlash: Ikkita sumkadagi isitgich mexanik shikastlanishni minimallashtirish uchun ko'pik bilan qoplangan yuk konteyneriga joylashtiriladi.

Isitgich mijozga muhrlangan egizak qoplarda beriladi. Issiqlik moslamasi toza xonaga-o‘tish yoki kiyinish joyi orqali olib kelinadi. Toza xonaga kirishda tashqi sumka chiqariladi va ichki sumka faqat nam skameyka ichidagi o'rnatish joyida ochiladi. Ushbu qat'iy yondashuv isitgichning SC1 yoki SC2 vannasini ifloslantirmasligini kafolatlaydi.

SC1 / SC2 xizmati uchun isitgich dizayn xususiyatlari.
Xususiyat talabi sababi
Namlangan modda Qattiq PFA (perfloroalkoksi) yoki PTFECkimyoviy inert, zarracha hosil bo'lishi kam, metall ionlari yo'q
G'ilof vatt zichligi < 5 Vt/sm2 (normal 3-4 Vt/sm2) H 2 O 2 isitish elementining mahalliy qaynashi va termal yomonlashishini oldini oladi. To'liq qoplangan nikel-xrom (NiCr) qotishmasi Yopiq PFA ko'ylagi ichida korroziyaga chidamli.
Sovuq zona (isitilmaydi)Suyuqlik sathidan uzunligi 150 mm dan katta yoki unga teng. Quruq-yong'inning oldini oladi Suyuqlik darajasi tushganda idish devorini issiqlikdan himoya qiladi
O'rnatish gardish PFA yoki elektropolished 316L SS (suyuqlik ustida)Kimyoviy qarshilik; metall bo'lsa, bug'lardan chiqariladi
Yuzaki jilo Ra=0.5 mk.
Kabel Moslashuvchan PFA ko'ylagi, toza xona-izolyatsiyasi Kimyoviy moddalarga chayqalishlarga chidamli
Terminal qutisi tashqi nam skameyka, IP65 yoki undan yaxshiroq muhrlangan. Elektr ulanishlarini korroziy tutunlardan himoya qiladi
Gofretni tozalashda barqaror, sof issiqlikning roli
PFA isitgichi SC1 va SC2 vannalariga barqaror va bir xil issiqlik berish uchun ishlatiladi. Hammomdagi harorat odatda PFA bilan qoplangan yoki PFA bilan qoplangan termojuftli PID tekshirgich tomonidan tartibga solinadi. Belgilangan nuqta ±0,5 daraja ichida saqlanadi. Bu barqarorlik juda muhim, chunki:

SC1 samaradorligi: SC1 vannasi zarrachalarni ko'taradi va to'g'ri haroratda (70-80 daraja) tartibga solinadigan silikon dioksid qatlamini yaratadi. Juda sovuq va barcha zarrachalar olib tashlanmaydi. Agar u haddan tashqari issiq bo'lsa, peroksid juda tez parchalanadi, bu vannaning ishlash muddatini qisqartiradi va gofret yuzasini qo'pollashtirishi mumkin.

SC2 samaradorligi: harorat metall ionlarini yo'q qilish kinetikasining omilidir. Doimiy, bir hil hammom harorati gofretlarning to'liq partiyasi uchun takrorlanadigan, bashorat qilinadigan metallni olib tashlashni ta'minlaydi.

Hammomning uzoq umr ko'rish muddati: harorat qanchalik baland bo'lsa, vodorod periks tezroq parchalanadi. Isitgich belgilangan nuqtani aniq, haddan tashqari oshirmasdan ushlab turishi mumkin, peroksid chiqindilarini minimallashtiradi va vannaning ishlash muddatini uzaytiradi.

PFA isitgichi kimyoviy jihatdan jim, zarrachalarsiz{0}}issiqlik oroli bo‘lib, gofretning benuqson yuzasidan ifloslantiruvchi moddalarning har bir oxirgi atomini ajratib olish uchun zarur bo‘lgan aniq, sof issiqlikdan boshqa hech narsa bermaydi.

SC1/SC2 dagi boshqa isitgich materiallari bilan taqqoslash
Material SC1 (ishqoriy oksidlovchi) SC2 (kislotali oksidlovchi) metall ionining ajralib chiqishi zarrachalar hosil bo'lishi Fab qabul qilish
Yaxshi PFA/PTFE SolidExcellent NoneStandard Juda past
Kvars Yaxshi (SC1 bilan sekin silliqlash)Yaxshi (vaqt o'tishi bilan SC2 bilan qirqish)Yo'q (lekin potentsial silikat zarralari)O'rtacha (sirtdagi zarrachalar ajralib chiqishi)Mo'rt (cheklangan)
Titan Yomon (titanatlar hosil qiladi, korroziy) Yomon (HCl/H2O2 da chuqurlashadi) Ti ionlarini chiqaradi Yuqori Ishlatilmayapti
Poliviniliden ftorid (PVDF) SC1 uchun yaxshi, 80 daraja SC2 bilan cheklangan Ajoyib, lekin past harorat chegarasi Yo'q O'rtacha Past harorat darajasi
Kvarts isitgichlari o'tmishda ba'zi yarim o'tkazgichli ho'l skameykalarda ishlatilgan, ammo SC1 va SC2 tomonidan, ayniqsa 80 darajadan ishlov berishga zaifdir. Aşınma paytida kremniy zarralari vannaga chiqariladi va isitgich yuzasi qo'pol bo'lib, zarrachalarni yig'ish joylarini ta'minlaydi. Kvarts ham mo'rt va termal zarbadan parchalanishi mumkin. PFA isitgichlari yanada mustahkamroq, uzoq umrga ega va zarrachalarning ishlashi yaxshilangan.

Xulosa: R CA Cleanning ultra-sof yuragi
PFA immersion isitgichi RCA gofretni tozalash jarayoni uchun asosiy issiqlik manbai bo'lib, ultra-sof va kimyoviy jihatdan o'tmaydi va dunyodagi eng ilg'or mikrochiplarni yaratishga bevosita yordam beradi. PFA qobig'i hech qanday metall ionlarini chiqarmaydi va 70-80 daraja yuqori korroziy va oksidlovchi SC1 va SC2 vannalariga bardosh berib, deyarli hech qanday zarracha hosil qilmaydi. Isitgichning oʻzi yoriqsiz-toʻliq suv oʻtkaza oladigan dizayni va ikki qavatli-toza xonali yigʻilishi tufayli ultra{7}}toza tozalash muhitini ifloslantirmaydi. Bu barqaror, sof issiqlik bir xil, benuqson toza gofret yuzalarini hosil qiladi-har bir keyingi fotolitografiya, chizma va joylashtirish jarayoni uchun asos bo'ladi.

Silikon chipning atomik mukammalligi uni tozalaydigan issiq kimyoviy vannaning tozaligidan boshlanadi. SC1 va SC2 tanklarida, har bir ilg'or yarimo'tkazgichli zavodda PFA isitgichi issiqlikdan boshqa hech narsa qo'shmaydi, bu esa milliardlab tranzistorlarning bitta halokatli nuqsonsiz ishlashiga imkon beruvchi tozalikni ehtiyotkorlik bilan saqlaydi.