Kā PTFE sildītājus izmanto īpaši tīra ūdens sildīšanai pusvadītāju vafeļu megasonic tīrīšanai?

Vienā-vafeles megasonic tīrīšanas iekārtā īpaši tīra ūdens strūkla, ko ierosina augstas frekvences skaņas viļņi, mikroskopiskā līmenī attīra silīcija vafeles virsmu. Pēdējam sildītājam, kas paaugstina šo ūdeni līdz precīzai procedūras temperatūrai tieši pirms tas nonāk vafelē, ir jābūt tīrības cietoksnim, absolūtam. Šajā posmā jebkurš metālisks piesārņojums vai daļiņu izplūde var padarīt nevērtīgu veselu izsmalcinātu mikroshēmu partiju.

Kāpēc temperatūrai ir nozīme Megasonic tīrīšanā
Megasonic tīrīšana (parasti 0,8–2 MHz) rada kavitāciju un akustisku straumēšanu, lai noņemtu sub-mikrometru daļiņas no vafeļu virsmām. Tīrīšanas efektivitāte ir ļoti atkarīga no temperatūras, un procesa šķidruma īpaši tīrs ūdens parasti tiek uzturēts no 25 līdz 60 grādiem. Precīza temperatūras kontrole palielina daļiņu noņemšanas efektivitāti, neapdraudot ierīces smalkās struktūras.

Šajā procedūrā izmantotais ūdens ir īpaši tīrs ar 18 megaohm{1}}centimetru (MΩ-cm) pretestību, un tas ir viens no tīrākajiem rūpnieciskajiem šķidrumiem, kas jebkad radīts. Neliels jonu piesārņojuma līmenis izraisīs pretestības samazināšanos, parādot attīrīšanas ķēdes atteici.

Kāpēc PTFE sildītājs ir svarīgs
Praksē īpaši tīru ūdeni uzkarsē ar nelielu iegremdēšanas sildītāju, kas pilnībā izgatavots no PTFE (politetrafluoretilēna) vai PFA (perfluoralkoksi). Pēdējā tīrības barjera, pirms ūdens pieskaras silīcija virsmai, ir sildītājs. PTFE ir vairākas raksturīgas iezīmes, kas padara to ideāli piemērotu šai lomai:

Nulles metāla jonu izskalošanās - PTFE sildītājam nav metāla detaļu, kas saskartos ar šķidruma plūsmu (atšķirībā no sildītājiem ar metāla-apvalku, pat tiem, kuros izmanto nerūsējošo tēraudu vai titānu). Metālu joni, piemēram, dzelzs, varš, nātrijs vai kalcijs, ātri samazinātu ūdens pretestību un, vēl svarīgāk, nogulsnētu uz vafeļu virsmas. Šādas nogulsnes rada "slepkavības defektus", kas izraisa īssavienojumus, samazina vārtu oksīda integritāti vai katastrofālu mikroshēmas atteici. PTFE sildītājs neizdala jonus, tāpēc īpaši tīra ūdens tīrība tiek uzturēta līdz -uz- triljoniem noteikšanas robežām.

Īpaši gluda, ne-poraina virsma - Daļiņu veidošanās ir arī liela problēma. Rupja vai poraina sildvirsma var satvert mazus burbuļus vai izliet daļiņas plūsmas plūsmā. PTFE raksturīgais zemais berzes koeficients un nepiedegošās īpašības nodrošina ļoti gludu, ne{6}}porainu samitrinātu virsmu. Tas neļauj daļiņām pielipt un pēc tam nolobīties, saglabājot gandrīz nulles defektu blīvumu, kas nepieciešams mezgla pusvadītāju izgatavošanai, kas ir mazāki par 10 nm.

Elektriskā izolācija - Megasonic devējs rada augstas intensitātes akustiskos laukus, kas ir elektriski jāizolē no šķidruma. PTFE nodrošina augstu dielektrisko izturību, apturot jebkādu noplūdes strāvu vai elektriskus traucējumus starp sildītāju un jutīgo devēja sistēmu. Tas novērš akustiskās enerģijas pārraides traucējumus un garantē vienmērīgu tīrīšanas veiktspēju.

Integrācija atsevišķu vafeļu tīrīšanas instrumentos
Mitrinātajam plūsmas kanālam no sildītāja uz sprauslu jābūt veidotam no augstas tīrības pakāpes fluorpolimēra (PTFE, PFA vai PVDF). Jebkura metāla daļa – vārsts, veidgabals vai caurule – atkal radītu piesārņojumu, no kura sildītājs bija paredzēts izvairīties. PTFE sildītājs bieži tiek piegādāts kā maza iebūvēta vienība, bieži ar integrētu temperatūras sensoru un cietvielu vadības cilpu, kas nodrošina ātru reakciju un precīzu temperatūras stabilitāti.

Procesa piezīme: pasivēšana un skalošana pēc{0}}instalēšanas
Pēc uzstādīšanas jebkurš jauns PTFE sildītājs vai saistītās fluorpolimēra daļas ir rūpīgi jātīra un jāpakļauj pasivēšanai. Lai gan PTFE metāliskā nozīmē ķīmiski nepasivējas, sistēma ir jāizskalo ar milzīgu daudzumu īpaši tīra ūdens, bieži 24 līdz 48 stundas, lai no polimēra virsmas noņemtu ražošanas putekļu pārpalikumus, pelējuma -atbrīvošanās līdzekļus vai organisko komponentu pēdas. Fluorpolimēru oligomēru ar zemu -molekulāro- svaru ekstrakciju paātrina recirkulācija apsildāmā cilpā. Rīks netiek atbrīvots ražošanai, kamēr pretestība nav atgriezusies pie 18 MΩ·cm un daļiņu skaits ir zem specifikācijas robežām.

Secinājums: neredzams, kluss uzlabotas mikroshēmu ražošanas veicinātājs
Miljards pašreizējās pasaules tranzistoru mikroshēmu nevarētu uzbūvēt bez vienas nāvējošas daļiņu kļūdas, ja nebūtu kluss, nenosakāms un pilnīgi tīrs termiskais partneris, ko sauc par PTFE sildītāju. Šis komponents nodrošina arī uzticamu precīzi uzkarsēta īpaši tīra ūdens avotu, kurā nav jonu piesārņojuma un daļiņu izdalīšanās, ļaujot tam darboties tūkstošiem stundu, neietekmējot megasonic tīrīšanas procesu. Izrādās, ka vismodernākās tehnoloģijas pamatā ir visspilgtākie materiāli, un daži gadījumi ir pārliecinošāki nekā PTFE sildītāja megasonic tīrīšanas pusvadītāju īpaši tīra ūdens izmantošana mūsdienu modernākajās ražotnēs.