Við framleiðslu örflaga er kísilskífa sökkt í flúorsýrubað til að fjarlægja fórnaroxíðlög og undirbúa yfirborðið fyrir síðari útfellingar- eða mynsturskref. Sérhver snefil af málmi sem leysist upp úr hitara inn í þetta efnafræðilega umhverfi getur verið felld inn í kísilgrindur, breytt rafhegðun og dregið úr afkastagetu tækisins. Dýfahitarinn verður því að virka sem efnafræðilega óvirkur varmagjafi frekar en að stuðla að mengun.
Innan hálfleiðara blautvinnslukerfa er sambandið milli hreinleika efnis og efnaþols mikilvægt. Þess vegna eru PTFE dýfingarhitarar orðnir staðalbúnaður í flúorsýruvinnslubúnaði.
Hlutverk flúorsýru í kísilskífuvinnslu
Vatnsflúrsýra (HF) er mikið notað í hálfleiðaraframleiðslu vegna einstakrar hæfni hennar til að leysa upp kísildíoxíð á meðan frumefniskísill er tiltölulega óáreittur við stýrðar aðstæður.
HF etsböð eru almennt notuð fyrir:
Fjarlæging innfæddra oxíðs
For-hreinsun fyrir þunnt-filmuútfellingu
Yfirborðsmeðferð fyrir dreifingarferli
Buffert oxíð æting
MEMS framleiðsluskref
Endurheimtuaðgerðir fyrir oblátur
Dæmigerður styrkur flúorsýru er á bilinu 1% til 49%, allt eftir ætingarsniði og ferli efnafræði. Rekstrarhitastigi er almennt haldið frá stofuhita upp í um það bil 50 gráður til að tryggja stöðugan ætingarhraða og stýrða hvarfhvörf.
Þrátt fyrir að rekstrarhitastigið sé tiltölulega í meðallagi er efnafræðileg árásargirni HF mikil. Flúorsýra ræðst á gler, leysir upp mörg málmoxíð og skolar jónir úr flestum málmblöndur.
Við þessar aðstæður verða hefðbundnir málmdýfingarhitarar óviðunandi fyrir há-hreinleika hálfleiðaraforrit.
Af hverju PTFE er notað í HF etsböð
PTFE er eitt af fáum verkfræðilegum efnum sem sýna fullkomna viðnám gegn flúorsýru í nánast öllum styrkjum og rekstrarhitastigum sem koma fram í oblátavinnslu.
Flúoruð sameindabygging PTFE skapar óvenjulega efnafræðilega tregðu. Vegna þess að kolefnis-flúortengi er mjög stöðugt, getur flúorsýra ekki ráðist á marktækan hátt eða brotið niður fjölliðuyfirborðið við venjulegar vinnsluaðstæður.
Þetta efnaónæmi gerirPTFE hitari flúorsýru sílikon oblátur etssamsetning sérstaklega mikilvæg í hálfleiðaraframleiðslu.
Metal-ókeypis hitun fyrir ofur-mikinn hreinleika
Í ofnplötu verður hitarinn að vera ósýnilegt hitageymir, ekki uppspretta mengunar. Jafnvel snefilmagn af uppleystu nikkeli, krómi, járni eða kopar getur skaðað afköst tækisins á nanómetra-skala rúmfræði.
PTFE hitari útilokar þessa áhættu vegna þess að bleyta slíðuryfirborðið inniheldur ekkert óvarið málmefni. Vinnslulausnin snertir aðeins flúorfjölliða hindrunina og kemur í veg fyrir að málmjónir losni í baðið.
Þessi eiginleiki gefur nokkra kosti:
Minni jónamengun
Bættur yfirborðshreinleiki skúffunnar
Minni gallaþéttleiki
Betri endurtekningarhæfni ferla
Aukin samkvæmni í afköstum hálfleiðara
Eftir því sem samþættar hringrásir halda áfram að færast í átt að smærri rúmfræði og þrengri vikmörkum verða kröfur um mengunareftirlit enn meira krefjandi. Efnafræðilega óvirk hegðun PTFE styður því bæði ferlistöðugleika og áreiðanleika tækisins.
Hitastig og vinnslustöðugleiki
Þrátt fyrir að flúorsýruböð virki almennt undir 50 gráður, verða hitaefni að þola hærra staðbundið slíðurhitastig meðan á stöðugri notkun stendur.
PTFE er metið fyrir samfellda þjónustu allt að um það bil 110 gráður, sem veitir umtalsverða varmaöryggismörk yfir venjulegu HF baðhitastigi.
Þessi framlegð hjálpar til við að viðhalda -efnisheildleika til langs tíma á sama tíma og hún styður stöðuga hitastýringu í stöðugt starfandi blautum bekkjum og endurrásarkerfum.
Stöðugar hitaflutningseiginleikar
PTFE dýfahitarar eru venjulega hannaðir með íhaldssömum yfirborðswattaþéttleika til að lágmarka ofhitnun slíðunnar og varðveita lífslíkur flúorfjölliða.
Án-eiginleikar PTFE stuðla einnig að stöðugum rekstri. Kísilleifar eða aukaafurðir úr vinnslu sem geta fallið út í ætingarlotum eiga í erfiðleikum með að festast mjög við yfirborð flúorfjölliða.
Þar af leiðandi:
Skilvirkni varmaflutnings helst stöðugri með tímanum
Tíðni hreinsunar gæti minnkað
Staðbundnir heitir reitir eru í lágmarki
Líftími hitari er bættur
Þessir eiginleikar eru sérstaklega dýrmætir í sjálfvirkum hálfleiðaraframleiðslulínum þar sem samræmi ferli er nauðsynlegt.
Hönnunarsjónarmið fyrir HF hitakerfi
Nokkrir verkfræðilegir þættir eru venjulega teknir til greina þegar dýfingarhitarar eru tilgreindir fyrir flúorsýrukerfi.
Fullkomlega innbyggð bygging
Hitaeiningin er venjulega að fullu hjúpuð í PTFE slöngum eða mótuðum flúorfjölliða samsetningum til að einangra alla leiðandi íhluti frá vinnsluvökvanum.
Low Watt Density Design
Lægri yfirborðswattaþéttleiki dregur úr hitastigi slíðunnar og lágmarkar -varmaálag á flúorfjölliðuefnið til lengri tíma.
Samhæfni við hreina herbergi
PTFE hitarar eru almennt samþættir í -samhæft endurrásar- og síunarkerfi fyrir hreinherbergi sem eru hönnuð fyrir mjög-mikil-hreinleika efnameðferðar.
Fyrirferðarlítil rúmfræði
Ofnvinnslutankar þurfa oft þéttar hitarasamstæður sem passa inn í þröng efnageyma en viðhalda samræmdri hitadreifingu.
Kerfisarkitektúrinn sem myndast styður bæði nákvæma hitastýringu og stranga mengunareftirlitsstaðla.
Öryggisathugasemd
Flúorsýra er meðal hættulegustu efna sem notuð eru í iðnaðarvinnslu. Alvarleg efnabruna, altæk eituráhrif og seinkuð vefjaskemmdir geta komið fram jafnvel við tiltölulega litla útsetningu.
Af þessum sökum eru HF hitakerfi venjulega hönnuð með mörgum verndarlögum, þar á meðal:
Auka innilokunarmannvirki
Stöðugt lekaeftirlit
Efna-ónæm loftræstikerfi
Sjálfvirkar lokunarstýringar
Regluleg skoðun og-lekaathugun
Strangar fyrirbyggjandi viðhaldsáætlanir
Efnissamhæfi í öllu hringrásarkerfinu er nauðsynlegt vegna þess að jafnvel minniháttar niðurbrot getur skapað alvarlega öryggis- og mengunarhættu.
Mikilvægi mengunareftirlits í oblátaframleiðslu
Nútímaframleiðsla hálfleiðara starfar á frumeinda- og sameinda nákvæmni. Smásæ mengun sem kemur inn við blautvinnslu getur haft áhrif á raforkuheilleika, hegðun smára eða viðloðun þunnrar-filmu.
Hreinleikakröfur háþróaðrar skúffuframleiðslu ná því út fyrir efnin sjálf til allra bleyta yfirborðs inni í vinnslubúnaðinum.
ThePTFE hitari flúorsýru sílikon oblátur etsumsókn sýnir hvernig efnisvísindi hafa bein áhrif á afköst og áreiðanleika hálfleiðara.
Með því að vera efnafræðilega óvirkur inni í einni af árásargjarnustu ferli efnafræði iðnaðarins, hjálpa PTFE hitari við að varðveita óspillt ástand kísilyfirborðsins í gegnum mikilvægar ætingaraðgerðir.
Niðurstaða
PTFE dýfingarhitarar hafa orðið gulls ígildi fyrir flúorsýru etsböð sem notuð eru í hálfleiðaraskífuvinnslu. Fullkomið viðnám þeirra gegn HF, málm-lausu blautu yfirborði, non-eiginleikar og stöðugur hitauppstreymi gerir þá einstaklega hentuga fyrir ofur-mikið- efnaumhverfi.
Í framleiðslu á kísilskúffu eru mengunarvarnir óaðskiljanlegar frá velgengni ferlisins. PTFE hitarar styðja við það markmið með því að verja atómhreinleika yfirborðs yfirborðsins á sama tíma og veita áreiðanlega hitastýringu við mjög ætandi aðstæður.
Forritið endurspeglar að lokum grundvallarverkfræðireglu: fullkomnasta framleiðslutæknin er oft háð því að einfaldasta efnisstefnan sé möguleg-velji efni sem neitar að bregðast við.
