Kā PTFE apmainītājus izmanto pusvadītāju plazmas kodināšanas instrumenta karsto, kodīgo izplūdes gāzu dzesēšanai?

Pusvadītāju kodināšanas kamerā mežonīgā plazma plēš silīciju ar neprātīgu reaktīvo halogēna gāzu -fluoru, hloru, bromu. Izplūdes strūkla no šīs kameras ir karsta, kodīga, daļiņu-pilna plūsma, kas ir jāatdzesē, pirms to var pareizi iztīrīt. Šo spēcīgo priekšējo-dzesēšanu nodrošina siltummainis, kas nav saistīts ar vienkāršu, atsevišķu skābi, bet ir iegremdēts haotiskā, jauktā-halogēna kokteilī, kas patērē jebkuru metālu. Eļļas serviss. Ķīmiski imūnais šķīdums ir PTFE siltummainis.

Plazmas kodināšanas izplūdes gāze: ķīmiski agresīva plūsma
Reaktīvie joni un neitrālie radikāļi tiek izveidoti plazmas kodināšanas rīkā, izmantojot padeves gāzes, piemēram, CF4, CHF3, Cl2, BCl3 un HBr pusvadītāju plazmas kodināšanas rīkā. Šīs sugas iegrauž silīcija dioksīda, silīcija nitrīda vai metāla slāņus ar spēcīgu anizotropiju. Izplūdes plūsma no procesa kameras satur:

Nereaģējušas halogēna gāzes: hlors (Cl 2 ), broms (Br 2 ), fluors (F 2 ) un starphalogēnu savienojumi.

Blakusproduktu halogenīdi ir SiCl4, SiF4, BCl3, AlCl3 un citi metālu halogenīdi.

Cieto daļiņu blakusprodukti: ne{0}}gaistoši pārpalikumi, tostarp silīcija oksīdi, alumīnija fluorīds un fotorezistenti pelni.

Ūdeņraža halogenīdi: HCl, HBr, HF, kas rodas mitruma klātbūtnē vai kameras tīrīšanas darbību laikā.

Izplūdes gāzu temperatūra parasti ir no 50 grādiem līdz 100 grādiem atkarībā no procesa receptes un mērījuma vietas. Straume bieži ir piesātināta ar kodīgiem tvaikiem, un tajā ir lipīgas, polimerizētas paliekas, kas var aizsprostot tradicionālās siltuma apmaiņas virsmas. Jebkurš metāla siltummainis šajā multi-halogēnā vidē ātri tiek pakļauts starpgranulu uzbrukumam, punktveida korozijai un sprieguma korozijas plaisāšanai.

Ķīmiski imūns risinājums PTFE apmaiņas līdzeklis
PTFE apmaiņas plazmas kodinātā izplūdes dzesēšanas sistēma parasti tiek veidota kā apvalka{0}}un-caurules siltummainis, kur karstās, kodīgās izplūdes gāzes plūst caur PTFE caurulēm un dzesēšanas ūdens (iekārtas ūdens vai atdzesēts ūdens) plūst korpusa pusē. Šī konfigurācija ievieto ķīmiski prasīgo plūsmu caurulēs, kur PTFE materiāls ir pilnīgi inerts pret visiem halogēniem, halogenētiem blakusproduktiem un minerālskābēm. Dzesēšanas ūdens (nav-korozīvs) pieskaras PTFE cauruļu ārējām virsmām un metāla apvalkam (dažreiz tas ir pārklāts ar PTFE vai citu fluorpolimēru, lai nodrošinātu papildu aizsardzību).

PTFE cauruļu komplekti piedāvā vairākas galvenās priekšrocības šajā pakalpojumā:

Universāla ķīmiskā izturība: PTFE neietekmē fluors, hlors, broms, ūdeņraža halogenīdi un lielākā daļa fluorogļūdeņražu savienojumu. Tas nerada koroziju, nedzen un neizskalo metāla jonus izplūdes gāzu plūsmā.

Gluda, nepiedegoša virsma: PTFE zemā virsmas enerģija kavē lipīgu, polimerizētu atlikumu (piemēram, fluorogļūdeņraža polimēru vai fotorezista blakusproduktu) adhēziju. Patiesībā šiem atlikumiem ir tendence atslāņoties, nevis uzkrāties, un tāpēc siltuma pārneses efektivitāte joprojām ir augsta.

Elastīga cauruļu konstrukcija – PTFE caurules ir zināmā mērā elastīgas. Caurules ir nedaudz elastīgas pret vibrāciju, karstuma ciklu vai gāzes pulsāciju, palīdzot izvadīt visas cietās daļiņas, kas citādi varētu nogulsnēties uz virsmas. Siltummaiņa vertikālais stāvoklis vēl vairāk palielina daļiņu izdalīšanos gravitācijas ietekmē.

Nav metāla jonu piesārņojuma: metālu halogenīdu nogulsnes, kas var paātrināt nodilumu vai radīt bīstamus atkritumus, tiek novērstas no pakārtotajiem skruberiem un vakuumsūkņiem.

PTFE dzesētājs ir elastīga, ķīmiski inerta plauša, kas ieelpo karsto, indīgo un abrazīvo plazmas kodinātās elpas un izelpo aukstu, tīru strūklu, ko var droši apstrādāt pakārtotā tīrīšanas sistēma.

Dizaina funkcijas uzticamai darbībai
Daļiņu izkliedēšana vertikālā stāvoklī
Lielākā daļa PTFE siltummaiņu plazmas kodināšanas izplūdes dzesēšanai ir vertikāli, un karstā gāze ieplūst augšā vai apakšā. Korpusa-un-caurules konstrukcija ir vertikāla, ļaujot gravitācijai palīdzēt noņemt cietās daļiņas. Daļiņām, kas nogulsnētas uz PTFE cauruļu iekšējās virsmas, ir tendence nokrist, īpaši neregulāras gāzes plūsmas gadījumā vai apkopes ciklu laikā, kad siltummainis tiek izskalots ar slāpekli. Ir jāizvairās no horizontālas konstrukcijas, jo daļiņas var nosēsties cauruļu zemākajā punktā un galu galā traucēt gāzes pāreju un tādējādi samazināt dzesēšanas veiktspēju.

Gāzes sānu izkārtojums
Parasti korozīvā izplūde tiek izvadīta caur caurules pusi un dzesēšanas ūdens caur korpusa pusi. Šī ir mūsu izvēle:

Caurules puses tīrīšana: PTFE caurules var tīrīt mehāniski (piem., izskalojot vai noskalojot) vai ķīmiski (piemēram, periodiski recirkulējot atšķaidīto skābi), nepakļaujot apvalka materiālu naidīgu vielu iedarbībai.

Spiediena ierobežošana: PTFE caurules nesatur spiedienu tādā pašā veidā kā metāla caurules. Tomēr apvalks (bieži vien nerūsējošais tērauds, kas izklāts ar fluorpolimēru) notur dzesēšanas ūdens spiedienu, kas parasti ir mērens (3–5 bāri). Izplūdes gāzes var būt ar gandrīz atmosfēras spiedienu vai nedaudz negatīvu spiedienu (vakuums no pakārtotā sūkņa).

Mazs pēdas nospiedums
Pusvadītāju fabs ir ierobežots. Šim nolūkam paredzētie PTFE apmainītāji ir izgatavoti ar augstu cauruļu blīvumu (maza diametra caurules, parasti 4-10 mm ID), lai maksimāli palielinātu siltuma pārneses laukumu ar minimālu tilpumu. Dažreiz tiek izmantotas PTFE caurules ar spārniem, lai palielinātu gāzes -puses siltuma pārneses koeficientu, kas dabiski ir zems PTFE zemās siltumvadītspējas un gāzes fāzes plūsmas dēļ.

Drošības piezīme: Ierobežošanas un noplūdes pārbaude
Plazmas kodināšanas instrumenta izplūdes ir ļoti bīstamas un parasti piroforas, ja kameras tīrīšanas procesos atrodas noteikti metālu hidrīdi (piemēram, silāns). Tāpēc jebkuram šajā pakalpojumā izmantotajam PTFE apmainītājam jāatbilst stingrām drošības prasībām:

Sekundārā norobežošana: siltummainim jāatrodas ventilējamā noplūdes ierobežošanas būrī. Maz ticamā PTFE caurules atteices gadījumā mehāniska nodiluma vai pārmērīgas temperatūras dēļ korozīvā gāze var nokļūt dzesēšanas ūdens cilpā vai vidē. Sekundārais apvalks, dubultsienu konstrukcija un starpposma uzraudzība ir ļoti ieteicama. Mazāk svarīgām instalācijām noplūdes noteikšanas sensors (piemēram, halogēna gāzes detektors) ir uzstādīts izplūdes pārsegā, kas aptver siltummaini.

Noplūdes pārbaudes stingrība: siltummaiņa hermētiskuma pārbaude jāveic pirms uzstādīšanas un noteiktos intervālos (piem., reizi gadā vai saskaņā ar ražošanas drošības politiku). Pārbaude parasti sastāv no:

Saspiediet caurules pusi ar slāpekli līdz pārbaudes spiedienam (ti, . 1.1 x darba spiediens).

Lai meklētu burbuļus, mēģenes saišķi var iegremdēt (vai var izmantot ziepju šķīdumu), vai augstas jutības noteikšanai var izmantot hēlija noplūdes masspektrometra testu.

Pēc uzstādīšanas pārbaudiet korpusa pusi tādā pašā veidā.

Materiāla izsekojamība: Visas PTFE daļas (caurules, cauruļu loksnes, blīves) būs sertificēta neapstrādāta PTFE bez pildvielām vai slīpēšanas. Jebkurš piemaisījums var būt atteices sākuma punkts, ja ir reaktīvs halogēns.

Darbības uzraudzība: bieži tiek pārbaudīts dzesēšanas ūdens izvades pH vai vadītspēja. Ja pH pēkšņi pazeminās vai paaugstinās vadītspēja, tas norāda, ka PTFE caurules sieniņa ir pārrauta un dzesēšanas cilpā ieplūst skābās izplūdes gāzes. Kad instruments tiek atklāts, tas tiek automātiski bloķēts, lai apturētu darbību un iztīrītu izplūdes cauruli.

Pakārtotās priekšrocības Vakuumsūkņu un skruberu aizsardzībai
PTFE siltummainis ir galvenais, izturīgs un uzticams komponents, kas aizsargā pakārtoto vakuumsūkni un vidi. Apsildāmās izplūdes gāzu iekļūšana skruberī var izraisīt: Ja netiek nodrošināta dzesēšana

Termiski bojājumi skrubera iekšienē Daudziem mitriem skruberiem ir polipropilēna vai PVC komponenti, kas mīkstinās 60 ° C un augstāk.

Zemāka tīrīšanas efektivitāte: halogēna gāzes labāk šķīst aukstā ūdenī. Izplūdes gāzu atdzesēšana līdz 30–40 grādiem palielina HCl, Cl2 un HF noņemšanas efektivitāti.

Sūkņa kļūme: sausajiem vakuumsūkņiem, ko izmanto pusvadītāju konstrukcijās (piem., skrūvju sūkņi, spīļu sūkņi), ir šauras iekšējās atstarpes. Vide sūkņa iekšpusē bieži ir karsta, un reaktīvās gāzes var korodēt un veidot nogulsnes, kas pēc tam var satvert vai piesārņot sūkņa eļļu.

PTFE siltummainis atdzesē izplūdes gāzi līdz drošai temperatūrai (parasti 50 grādi), ļaujot pakārtotajam skruberim un vakuumsūknim darboties atbilstoši to konstrukcijas ierobežojumiem, samazinot apkopi un novēršot neplānotas dīkstāves.

Secinājumi: ķīmiski imūns, būtisks darba zirgs
PTFE siltummainis ir būtisks, ķīmiski izturīgs darba zirgs, lai kontrolētu skarbo, daudzu -halogēnu izplūdi no plazmas kodināšanas instrumenta. Tā ir viena no ķīmiski sarežģītākajām plūsmām visā pusvadītāju ražošanas iekārtā. Tas atdzesē karstas, kodīgas gāzes, kas pildītas ar cietām daļiņām un lipīgām daļiņām, un iztur fluora, hlora, broma un to atvasinājumu iedarbību. Vertikālais dizains, PTFE caurules konstrukcija un stingrie noplūžu{4}}pārbaudes procesi nodrošina uzticamu un drošu darbību. Ķīmiski inerti materiāli aizsargā vismodernāko mikroshēmu ražošanu – ģenerējošus procesorus, atmiņas mikroshēmas un barošanas ierīces. PTFE siltummainis ir ne tikai sastāvdaļa, bet arī būtiska drošība un vides aizsardzība, kas ļauj veikt plazmas kodināšanu, neapdraudot auduma tīrību, drošību un produktivitāti.