خطر کربن شدن در گرمکن های هوای نیمه هادی
هوای گرم شده در دمای 200 درجه در ابزار خشک کردن و تمیز کردن ویفر نیمه هادی استفاده می شود. بخاریهای PFA در این سرویس میتوانند مسیرهای رسانای کربنیزه را هنگامی که آلایندههای آلی سطحی تحت تخلیه تاج تحت پیرولیز قرار میگیرند، ایجاد کنند. تجزیه و تحلیل کمی از 11 کارخانه نیمه هادی نشان می دهد که آلودگی آلی کم 0.1 میکروگرم بر سانتی متر مربع انرژی فعال سازی برای گرافیتی شدن PFA را از 250 کیلوژول بر مول به 180 کیلوژول بر مول کاهش می دهد و خطر کربن شدن را 10 برابر افزایش می دهد. سطوح تمیز PFA در برابر گرافیت شدن حتی در 300 درجه مقاومت می کنند.
مکانیزم گرافیت سازی و انرژی فعال سازی
PFA در دمای بالای 360 درجه تجزیه می شود، اما تخلیه تاج (تخلیه الکتریکی جزئی) می تواند پیوندهای C-F را در دماهای پایین تر (200-250 درجه) بشکند و بقایای کربن-غنی ایجاد کند. در حضور آلایندههای آلی (هیدروکربنها، باقیماندههای مقاوم به نور، روانکنندهها)، پیرولیز در دماهای پایینتر رخ میدهد و مسیرهای گرافیتمانند رسانا را تشکیل میدهد. انرژی فعال سازی برای گرافیت سازی (Ea) با افزایش بار آلودگی کاهش می یابد:
| سطح آلودگی سطحی (µg/cm²)|انرژی فعال سازی برای گرافیت سازی (kJ/mol)|دما برای کربن سازی 10% در 1000 ساعت با کرونا|جریان نشتی در 230 ولت، 200 درجه (µA) |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| <0.01 (clean room handled) | 250 | >280 درجه |<0.1 |
| 0.01-0.1 (تمیز استاندارد)|220|260 درجه|0.5 |
| 0.1-1.0 (فاب معمولی)|180|230 درجه|5 |
| 1.0-10 (هلینگ ضعیف)|150|210 درجه|50 |
| >10 (آلودگی شدید)|120|190 درجه|500+ |
شرایط تخلیه کرونا در بخاری ها
تخلیه کرونا در نقاط تیز یا عیوب تحت فشار الکتریکی زیاد اتفاق می افتد. برای بخاری های 230 ولت، ولتاژ شروع کرونا 400-600 ولت است. با این حال، در هوای 200 درجه و فشار اتمسفر، اگر آلودگی سطح آستانه یونیزاسیون را کاهش دهد، کرونا در ولتاژهای پایینتر رخ میدهد. آلاینده های آلی در زیر کرونا تجزیه می شوند و کربن رسوب می کنند که ترشح را بیشتر می کند. این بازخورد مثبت می تواند منجر به کربن شدن سریع در چند ساعت شود.
منابع آلودگی و کاهش
| منبع آلودگی | بارگیری معمولی (µg/cm²) | Ea Reduction | کاهش |
|---|---|---|---|
| اثر انگشت | 1-10 | شدید | دستکش، دستمال حلال |
| بخار مقاوم در برابر نور | 0.1-1 | متوسط | اگزوز محلی، قرارگیری بخاری در بالادست ویفرها |
| بخار روغن پمپ کنید | 0.1-0.5 | متوسط | پمپهای خلاء{0} بدون روغن، فیلترها |
| بقایای بسته بندی | 0.05-0.2 | خفیف | بسته بندی اتاق را تمیز کنید،-قبل از استفاده بپزید |
| هیدروکربن های موجود در هوا | 0.01-0.05 | حداقل | فیلتراسیون HEPA/ULPA، فیلترهای کربن فعال |
ضخامت دیوار و انتشار کربنیزاسیون
هنگامی که کربنیزاسیون شروع می شود، مسیر رسانا ممکن است از طریق دیواره PFA منتشر شود. دیوارهای ضخیمتر فاصله بیشتری را برای رشد مسیر کربن قبل از رسیدن به هسته فلزی فراهم میکنند:
| ضخامت دیوار | زمان از شروع تا عبور از-مسیر کربن دیوار در 200 درجه با آلودگی 1 میکروگرم بر سانتیمتر مربع | ضریب ایمنی در مقابل{0}} میلی متر |
|---|---|---|
| 1.5 میلی متر | 100 ساعت | 1.0x |
| 2.0 میلی متر | 250 ساعت | 2.5x |
| 2.5 میلی متر | 500 ساعت | 5.0x |
| 3.0 میلی متر | 900 ساعت | 9.0x |
تمیز کردن و غیرفعال سازی سطح
تمیز کردن با حلال (ایزوپروپانول، استون) آلاینده های آلی را حذف می کند اما ممکن است بقایایی باقی بماند. تمیز کردن پلاسما (اکسیژن، 100 وات، 5 دقیقه) تمام مواد آلی را اکسید می کند،<0.01 µg/cm² residual carbon. UV-ozone cleaning is also effective for PFA. For critical semiconductor dryers, specify plasma-cleaned PFA heaters with certification of surface contamination below 0.02 µg/cm² by contact angle measurement (high contact angle indicates cleanliness).
راهنمای مشخصات برای گرم کن های هوای نیمه هادی
برای هوای گرم شده در دمای 200 درجه در خشک کن های نیمه هادی، بخاری های PFA را با تمیز کردن پلاسما قبل از ارسال و بسته بندی در کیسه های{1} اتاق تمیز مشخص کنید. نیاز به گواهی آلودگی سطحی زیر 0.02 میکروگرم بر سانتیمتر مربع با استخراج با حلال و GC{4}}MS. برای ضخامت دیوار، حداقل 2.5 میلی متر را مشخص کنید تا با وجود بهترین روش های تمیز کردن، مقاومت در برابر انتشار ایجاد شود. برای بخاری هایی که در معرض بخارات مقاوم به نور هستند، اگزوز محلی را اضافه کنید و بخاری ها را در بالادست مناطق پردازش ویفر قرار دهید. هنگام درخواست قیمت، بیان کنید که بخاری ها برای سرویس هوای خشک تمیز با کنترل ارگانیک هستند. حق بیمه برای تمیز کردن پلاسما و بستهبندی اتاق تمیز (10-15% بیش از استاندارد) با حذف جریان نشتی مرتبط با کربنسازی که میتواند به تجهیزات اندازهشناسی نیمهرسانای حساس آسیب برساند، توجیه میشود. برای سیستمهای موجود با خطاهای زمینی غیرقابل توضیح، تجزیه و تحلیل ارگانیک سطح را روی بخاریهای حذف شده انجام دهید تا منبع آلودگی را شناسایی کنید.
