V enem-megasočnem čistilnem orodju za rezine curek ultra čiste vode, ki ga poganjajo visokofrekvenčni-zvočni valovi, zdrgne površino silicijeve rezine na mikroskopski ravni. Končni grelec, ki to vodo segreje na natančno procesno temperaturo, tik preden se dotakne rezine, mora biti absolutna trdnjava čistosti. Kakršna koli kovinska kontaminacija ali izpust delcev na tej stopnji lahko naredi celotno serijo naprednih mikročipov neuporabno.
Ključna vloga temperature pri megasonskem čiščenju
Megasonično čiščenje deluje pri frekvencah v območju megahercev (običajno od 0,8 do 2 MHz), pri čemer ustvarja kavitacijo in akustično pretakanje, ki izpod-mikrometrskih delcev odstrani s površin rezin. Učinkovitost čiščenja je močno odvisna od-temperature, pri čemer se procesna tekočina-ultra čista voda-na splošno vzdržuje med 25 in 60 stopinjami. Natančen nadzor temperature izboljša učinkovitost odstranjevanja delcev brez poškodb občutljivih struktur naprave.
Voda, uporabljena v tem procesu, je izjemno čista, z upornostjo 18 megohm- centimetrov (MΩ·cm), kar predstavlja eno najčistejših industrijskih tekočin, kar jih je bilo kdaj proizvedenih. Celo sledovi ionske kontaminacije bodo povzročili padec upornosti, kar pomeni okvaro čistilne verige.
Zakaj je PTFE grelec nepogrešljiv
V praksi se ultračista voda segreva v liniji z majhnim potopnim grelnikom, ki je v celoti izdelan iz PTFE (politetrafluoroetilena) ali PFA (perfluoroalkoksi). Grelnik je zadnji vratar čistosti, preden se voda sreča s površino silicija. Zaradi več intrinzičnih lastnosti PTFE je edinstveno primeren za to vlogo:
Brez izpiranja kovinskih ionov– Za razliko od kovinskih-grelnikov (tudi tistih iz nerjavečega jekla ali titana) PTFE grelnik ne vsebuje kovinskih elementov v stiku s tokom tekočine. Kovinski ioni, kot so železov, baker, natrij ali kalcij, bi takoj zmanjšali upornost vode in, kar je še bolj kritično, se odložili na površini rezin. Takšne usedline delujejo kot "morilske napake", ki povzročajo kratke stike, zmanjšano celovitost oksida vrat ali popolno odpoved čipa. PTFE grelnik ne sprošča ionov, kar ohranja kakovost ultračiste vode do meja zaznavnosti delcev-na-bilijon.
Ultra{0}}gladka, ne-porozna površina– Nastajanje delcev je enako resna skrb. Hrapava ali porozna površina grelnika lahko ujame mikroskopske mehurčke ali odvrže delce v tok. PTFE naravno nizek koeficient trenja in lastnosti proti -sprijemanju ustvarjajo izjemno gladko, neporozno namočeno površino. To preprečuje oprijem in kasnejše sproščanje delcev ter ohranja skoraj-ničelno gostoto napak, ki je potrebna za proizvodnjo polprevodnikov pod 10 nm.
Električna izolacija– Megasonični pretvornik ustvarja močna zvočna polja, ki zahtevajo električno izolacijo od tekočine. PTFE ima visoko dielektrično trdnost, ki preprečuje kakršen koli uhajajoči tok ali električno interakcijo med grelcem in občutljivim sistemom pretvornika. S tem se izognete motnjam pri dovajanju akustične energije in zagotovite dosledno učinkovitost čiščenja.
Integracija v eno-orodja za čiščenje rezin
Celotna navlažena pot pretoka od grelnika do šobe mora biti izdelana iz -fluoropolimerov visoke čistosti (PTFE, PFA ali PVDF). Katera koli kovinska komponenta-ventil, priključek ali cev-bi ponovno povzročila prav tisto kontaminacijo, ki se ji je grelnik izognil. PTFE grelnik je običajno nameščen kot kompaktna inline enota, pogosto z vgrajenim temperaturnim senzorjem in polprevodni-kontrolno zanko, ki zagotavlja hiter odziv in natančno temperaturno stabilnost.
Opomba o postopku: splakovanje in pasiviranje po-namestitvi
Po namestitvi katerega koli novega PTFE grelnika ali pripadajočih fluoropolimernih komponent je potreben strog postopek izpiranja in pasivizacije. Čeprav PTFE ni podvržen kemični pasivizaciji v kovinskem smislu, je treba sistem izpirati z velikimi količinami ultra čiste vode-pogosto 24 do 48 ur-da odstranimo morebitni preostali proizvodni prah, sredstva za-odvajanje plesni ali sledove organskih spojin s površine polimera. Recirkulacija skozi ogrevano zanko pospeši ekstrakcijo fluoropolimernih oligomerov z nizko-molekularno-mato. Šele ko se upornost vrne na stabilnih 18 MΩ·cm in število delcev pade pod specifikacijske meje, je orodje odobreno za proizvodnjo.
Zaključek: tihi, nevidni dejavnik napredne proizvodnje čipov
PTFE grelec je tihi, nevidni in popolnoma čisti toplotni partner, ki omogoča proizvodnjo milijard-tranzistorskih čipov sodobnega sveta brez ene same usodne napake delcev. Z zagotavljanjem natančno segrete ultra čiste vode z ničelno ionsko kontaminacijo in brez izločanja delcev ta komponenta zanesljivo deluje tisoče ur, ne da bi pri tem ogrozila megasonični proces čiščenja. Izkazalo se je, da je najvišja tehnologija zgrajena na temeljih najčistejših materialov-in le malo primerov je tako prepričljivih kotPTFE grelec megasonic čiščenje polprevodnikov ultra čiste vodeuporabo v današnjih najnaprednejših tovarnah.
