Hvernig eru PTFE skiptar notaðir til að kæla heitt, ætandi útblástursloftið frá hálfleiðara plasmaætingarverkfæri?

Inni í hálfleiðara ætingarhólfinu rífur villimaðurinn kísill með æði hvarfgjarnra halógenlofttegunda-flúor, klór, bróm. Útblástursstraumurinn frá þessu hólfi er heitur, ætandi, agna-straumur sem verður að kæla áður en hægt er að hreinsa hann almennilega. Þessi alvarlega-framlínukæling er veitt af varmaskipti sem er ekki að takast á við einfalda, staka sýru, heldur er hann baðaður í óskipulegum, blönduðum-halógenkokteil sem myndi eyða hvaða málmi sem er. Helvítis þjónusta. Efnafræðilega ónæmislausnin er PTFE skipti.

Plasma Etch útblástur: efnafræðilega árásargjarnt flæði
Hvarfgjarnar jónir og hlutlausar róteindir eru búnar til í plasma ætingartæki með því að nota fóðurlofttegundir eins og CF4, CHF3, Cl2, BCl3 og HBr í hálfleiðara plasma ætingartæki. Þessar tegundir eta kísildíoxíð, kísilnítríð eða málmlög með sterkri anisotropy. Útblástursstraumurinn frá vinnsluhólfinu inniheldur:

Óhvarfaðar halógenlofttegundir: klór (Cl 2 ), bróm (Br 2 ), flúor (F 2 ), og millihalógensambönd.

Aukaafurð halíð eru SiCl4, SiF4, BCl3, AlCl3 og önnur málmhalíð.

Aukaafurðir í föstu formi: Ó-rokgjarnar leifar, þar á meðal kísiloxíð, álflúoríð og ljósþolnar aska.

Vetnishalíð: HCl, HBr, HF framleitt í nærveru raka eða við þrif á hólfunum.

Hitastig útblástursloftsins er venjulega á milli 50 gráður og rétt undir 100 gráður eftir ferliuppskrift og staðsetningu mælingar. Straumurinn er oft hlaðinn ætandi gufum og inniheldur klístraðar, fjölliðaðar leifar sem geta stíflað hefðbundna hitaskiptayfirborða. Allir málmvarmaskiptir myndu fljótt gangast undir millikornaárás, gryfju- og streitutæringarsprungur í þessu fjöl-halógenumhverfi.

Efnafræðilega ónæmislausnin PTFE skiptarinn
Plasma etch útblásturskælikerfi PTFE skiptis er almennt hannað sem skel-og-rörvarmaskipti, þar sem heitt, ætandi útblástursloftið streymir í gegnum PTFE rör og kælivatn (veituvatn eða kælt vatn) streymir á skelhliðina. Þessi uppsetning setur efnafræðilega krefjandi strauminn inni í rörunum þar sem PTFE efnið er algjörlega óvirkt fyrir öllum halógenum, halógenuðum aukaafurðum og steinefnasýrum. Kælivatnið (ekki-ætandi) snertir ytri yfirborð PTFE-röranna og málmskeljarnar (stundum húðað með PTFE eða annarri flúorfjölliðu til að auka vernd).

PTFE slöngubúntarnir bjóða upp á fjölda lykilkosta í þessari þjónustu:

Alhliða efnaþol: PTFE hefur ekki áhrif á flúor, klór, bróm, vetnishalíð og flest flúorkolefnissambönd. Það tærir ekki, holar eða lekar málmjónunum inn í útblástursstrauminn.

Slétt, nonstick yfirborð: Lítil yfirborðsorka PTFE hindrar viðloðun klístruðra, fjölliðaðra leifa (td flúorkolefnisfjölliður eða ljósþolnar aukaafurðir). Reyndar hafa þessar leifar tilhneigingu til að flagna frekar en að safnast upp og því er skilvirkni hitaflutnings áfram mikil.

Sveigjanleg rörbygging - PTFE rör eru að vissu leyti sveigjanleg. Slöngurnar eru örlítið sveigjanlegar fyrir titringi, hitahringrásum eða gaspúlsum, sem hjálpa til við að losa fastar agnir sem annars gætu festst á yfirborðinu. Lóðrétt staða skiptisins eykur enn frekar agnalosun vegna þyngdaraflsins.

Engin málmjónamengun: Málmhalíðútfellingar sem gætu flýtt fyrir sliti eða valdið hættulegum úrgangi er komið í veg fyrir að berist niðurstreymishreinsibúnaði og tómarúmdælum.

PTFE kælirinn er sveigjanlegt, efnafræðilega óvirkt lunga, sem andar að sér heitum, eitruðum og slípandi andardrætti plasmaætunnar og andar frá sér köldum, hreinum straumi sem hægt er að meðhöndla á öruggan hátt með skúringarkerfinu.

Hönnunareiginleikar fyrir áreiðanlega notkun
Agnalosun í lóðréttri stöðu
Flestir PTFE skiptar til að kæla plasma ets útblástur eru lóðréttir með heita gasið sem kemur inn annað hvort að ofan eða neðan. Skeljar-og-rörabyggingin er lóðrétt sem gerir þyngdarafl kleift að hjálpa til við að fjarlægja fastar agnir. Agnir sem eru settar á innra yfirborð PTFE-röranna hafa tilhneigingu til að falla niður, sérstaklega þegar um er að ræða gasflæði með hléum eða meðan á viðhaldslotum stendur, þar sem skipt er skolað með köfnunarefni. Forðast er lárétt hönnun þar sem agnir gætu sest að í lægsta punkti röranna og að lokum hindrað gegnumgang gass og því dregið úr kælingu.

Gashliðarskipulag
Venjulega fer ætandi útblástursloftið í gegnum rörhliðina og kælivatnið í gegnum skelhliðina. Þetta er val sem við tökum:

Hreinsun á slönguhliðinni: Hægt er að þrífa PTFE slöngur með vélrænum hætti (td með því að grípa eða skola) eða efnafræðilega (td með reglubundinni endurrás á þynntri sýru) án þess að útsetja skelefnið fyrir fjandsamlegum efnum.

Þrýstilokun: PTFE rörin innihalda ekki þrýsting á sama hátt og málmrör. Skeljan (oft ryðfríu stáli fóðruð með flúorfjölliðu) heldur hins vegar þrýstingi kælivatnsins, sem er venjulega milt (3–5 bör). Útblástursloftið getur verið nálægt andrúmslofti eða örlítið undirþrýstingi (lofttæmi frá dælunni niðurstreymis).

Lítið fótspor
Hálfleiðurum er takmarkað pláss. PTFE skiptarar í þessum tilgangi eru smíðaðir með háum rörþéttleika (rör með litlum þvermál, venjulega 4-10 mm ID) til að hámarka hitaflutningssvæðið með lágmarksrúmmáli. Stundum eru PTFE slöngur notaðar til að auka gas-varmaflutningsstuðulinn, sem er náttúrulega lélegur vegna lítillar varmaleiðni PTFE og gasfasaflæðisins.

Öryggisathugasemd: Innilokun og lekapróf
Útblástur frá ætingarverkfærum í plasma er mjög hættulegur og er venjulega pyrophoric þegar ákveðin málmhýdríð (td sílan) eru til staðar í hreinsunarferlum. Allir PTFE skiptar sem notaðir eru í þessari þjónustu verða því að uppfylla strangar öryggiskröfur:

Aukalokun: Skipti skal staðsettur í loftræstum lekavörnum. Ef svo ólíklega vill til að PTFE rör bilun vegna vélræns slits eða ofhita gæti ætandi gasið sloppið út í kælivatnslykkjuna eða umhverfið. Mælt er með aukaskel, tvöföldum-veggjabyggingum og millivefseftirliti. Fyrir minna nauðsynlegar uppsetningar er lekaskynjari (td halógengasskynjari) settur upp í útblásturshettunni sem umlykur skiptibúnaðinn.

Lekaprófunarerfiðleikar: Lekaprófa verður skiptiskipti fyrir uppsetningu og með áætlaðu millibili (td árlega eða samkvæmt öryggisreglum). Prófið mun venjulega samanstanda af:

Þrýstu rörhliðina með köfnunarefni í prófunarþrýsting (þ.e. . 1.1 x rekstrarþrýstingur).

Til að leita að loftbólum er hægt að sökkva slöngubúntinu í kaf (eða nota sápulausn), eða nota massarófsmælir með helíumlekaprófi til að greina hánæmni.

Eftir uppsetningu skaltu prófa skelhliðina á sama hátt.

Rekjanleiki efnis: Allir PTFE hlutar (rör, slönguplötur, þéttingar) verða vottuð hreint PTFE án hvers kyns fylliefni eða endurmalað. Hvaða óhreinindi sem er gæti verið upphafspunktur bilunar þegar hvarfgjarnt halógen er til staðar.

Rekstrarvöktun: Oft er athugað pH eða leiðni kælivatnsúttaksins. Ef sýrustigið lækkar skyndilega, eða leiðni hækkar, bendir það til þess að PTFE rörveggurinn hafi verið rofinn og súr útblástur lekur inn í kælilykkjuna. Þegar það uppgötvast er tólið sjálfkrafa læst til að stöðva aðgerðir og hreinsa útblásturslínuna.

Niðurstraumsávinningur Vernda tómarúmdælur og skrúbba
PTFE skiptarinn er lykill, traustur og áreiðanlegur íhlutur sem verndar niðurstreymis lofttæmisdæluna og umhverfið. Hitað útblástursloft sem fer inn í hreinsibúnað getur leitt til: Ef engin kæling er til staðar

Hitaskemmdir á innri skrúbbum Margir blautir hreinsarar eru með pólýprópýlen eða PVC íhluti sem mýkjast við 60 gráður C og yfir.

Minni skilvirkni við hreinsun: Halógenlofttegundir eru leysanlegri í köldu vatni. Kæling útblástursins niður í 30–40 gráður eykur virkni HCl, Cl2 og HF.

Dælubilun: Þurru lofttæmisdælurnar sem notaðar eru í hálfleiðarabúnaðinum (td skrúfudælur, klódælur) hafa þétt innra rými. Umhverfið inni í dælunni er oft heitt og hvarfgjarnar lofttegundir geta tært og myndað útfellingar sem geta í kjölfarið gripið eða mengað dæluolíuna.

PTFE skiptarinn kælir útblásturinn niður í öruggt hitastig (50 gráður almennt) sem gerir niðurstreymishreinsibúnaðinum og lofttæmisdælunni kleift að vinna innan hönnunartakmarkana, lágmarkar viðhald og kemur í veg fyrir ótímabæra niður í miðbæ.

Ályktanir: Efnafræðilega ónæmur, nauðsynlegur vinnuhestur
PTFE-varmaskiptirinn er nauðsynlegur, efnafræðilega ónæmur vinnuhestur til að stjórna hörðu, fjöl-halógenútblæstri frá plasmaætingartæki. Það er einn af efnafræðilega erfiðustu straumunum í allri hálfleiðaraframleiðsluaðstöðunni. Það kælir heitar, ætandi lofttegundir sem eru fylltar með föstu ögnum og klístruðum leifum og þolir árás frá flúor, klór, bróm og afleiður þeirra. Lóðrétt hönnun, PTFE rör smíði og ströng leka-prófunarferli tryggja áreiðanlega og örugga notkun. Efnafræðilega óvirku efnin verja fullkomnustu flísaframleiðsluna - framleiðir örgjörva, minniskubba og rafmagnstæki. PTFE skiptarinn er ekki bara hluti, heldur mikilvæg öryggi og umhverfisvernd, sem gerir plasmaætingu kleift að gerast án þess að skerða hreinleika, öryggi og framleiðni verksins.