Како се ПТФЕ измењивачи користе за хлађење врућих, корозивних издувних гасова из полупроводничког алата за плазма нагризање?

Унутар полупроводничке коморе за нагризање, дивља плазма раздире силицијум уз помоћ реактивних халогених гасова-флуора, хлора, брома. Издувни млаз из ове коморе је врућ, каустичан, млаз честица-који се мора охладити пре него што се може правилно очистити. Ово озбиљно хлађење на предњој линији-обезбеђује измењивач топлоте који не ради са једноставном, једном киселином, већ је окупан у хаотичном, мешаном-халогеном коктелу који би потрошио било који метал. Паклена услуга. Хемијски имуни раствор је ПТФЕ измењивач.

Плазма Етцх Екхауст: хемијски агресиван проток
Реактивни јони и неутрални радикали се стварају у алату за јеткање плазмом коришћењем напојних гасова као што су ЦФ4, ЦХФ3, Цл2, БЦл3 и ХБр у полупроводничком алату за јеткање плазмом. Ове врсте нагризају слојеве силицијум диоксида, силицијум нитрида или метала са јаком анизотропијом. Издувни ток из процесне коморе садржи:

Нереаговани халогени гасови: хлор (Цл 2 ), бром (Бр 2 ), флуор (Ф 2 ) и интерхалогена једињења.

Нуспроизводни халогениди су СиЦл₄, СиФ₄, БЦл₃, АлЦл₃ и други метални халогениди.

Чврсти нуспроизводи честица: неиспарљиви остаци, укључујући силицијум оксиде, алуминијум флуорид и фотоотпорни пепео.

Халогениди водоника: ХЦл, ХБр, ХФ произведени у присуству влаге или током операција чишћења коморе.

Температура издувних гасова је обично између 50 степени и нешто испод 100 степени у зависности од рецептуре процеса и места мерења. Поток је често оптерећен каустичним испарењима и садржи лепљиве, полимеризоване остатке који могу зачепити традиционалне површине за размену топлоте. Сваки метални измењивач топлоте би брзо прошао кроз интергрануларни напад, удубљење и корозионо пуцање под напоном у овом више-халогеном окружењу.

Хемијски имуно решење ПТФЕ измењивач
Систем за хлађење издувних гасова из ПТФЕ измењивача плазме је обично дизајниран као измењивач топлоте са омотачем{0}}и-са врелим, корозивним издувним гасом који тече кроз ПТФЕ цеви и расхладном водом (вода из постројења или расхлађена вода) која тече на страни кућишта. Ова конфигурација поставља хемијски захтеван ток унутар цеви где је ПТФЕ материјал потпуно инертан према свим халогенима, халогенизованим нуспроизводима и минералним киселинама. Вода за хлађење (не-корозивна) додирује спољне површине ПТФЕ цеви и металне шкољке (понекад обложене ПТФЕ-ом или другим флуорополимером за додатну заштиту).

ПТФЕ снопови цеви нуде бројне кључне предности у овој услузи:

Универзална хемијска отпорност: ПТФЕ није под утицајем флуора, хлора, брома, водоник халогенида и већине једињења флуороугљеника. Не кородира, не избацује и не испира металне јоне у издувни ток.

Глатка површина која се не лепи: ниска површинска енергија ПТФЕ-а инхибира пријањање лепљивих, полимеризованих остатака (нпр. флуороугљеникових полимера или нуспроизвода фоторезиста). У ствари, ови остаци имају тенденцију да се љуште, а не да се накупљају и стога ефикасност преноса топлоте остаје висока.

Флексибилна конструкција цеви – ПТФЕ цеви су у одређеној мери флексибилне. Цеви су благо флексибилне на вибрације, кружење топлоте или пулсирање гаса, помажући да се одбаце све чврсте честице које би иначе могле да се заглаве на површини. Вертикални положај измењивача додатно повећава ослобађање честица гравитацијом.

Без контаминације металним јонима: наслаге металних халида које могу убрзати хабање или изазвати опасан отпад су спречене да доспеју до низводних скрубера и вакуум пумпи.

ПТФЕ хладњак је флексибилна, хемијски инертна плућа, која удише врели, отровни и абразивни дах плазма нагризања и издише хладан, чист млаз којим се може безбедно руковати низводним системом за чишћење.

Дизајнерске карактеристике за поуздан рад
Избацивање честица у вертикалном положају
Већина ПТФЕ измењивача за хлађење издувних гасова је окомито са врућим гасом који улази или на врху или на дну. Конструкција шкољке-и-конструкције је вертикална, омогућавајући гравитацији да помогне у уклањању чврстих честица. Честице таложене на унутрашњој површини ПТФЕ цеви имају тенденцију пада, посебно у случају повременог протока гаса или током циклуса одржавања, у којима се измењивач испира азотом. Хоризонтални дизајни се избегавају јер се честице могу таложити у доњој тачки цеви и на крају ометати пролаз гаса и стога смањити учинак хлађења.

Гасни бочни аранжман
Обично корозивни издувни гасови пролазе кроз страну цеви, а расхладна вода кроз страну кућишта. Ово је избор који правимо:

Чишћење стране цеви: ПТФЕ цеви се могу очистити механички (нпр. пражњењем или испирањем) или хемијски (нпр. периодичном рециркулацијом разблажене киселине) без излагања материјала омотача непријатељским агенсима.

Заштита под притиском: ПТФЕ цеви не садрже притисак на исти начин као металне цеви. Међутим, омотач (често од нерђајућег челика обложен флуорополимером) држи притисак расхладне воде, који је обично благ (3-5 бара). Издувни гасови могу бити близу атмосферског или благо негативног притиска (вакуум из низводне пумпе).

Смалл Фоотпринт
Полупроводничке фабрике су ограничене на простор. ПТФЕ измењивачи за ову сврху су направљени са високом густином цеви (цеви малог пречника, обично 4-10 мм ИД) да би се максимизирала површина преноса топлоте уз минималну запремину. Понекад се користе ребрасте ПТФЕ цеви за повећање коефицијента преноса топлоте на страни гаса{4}}, који је природно лош због ниске топлотне проводљивости ПТФЕ и протока гасне фазе.

Безбедносна напомена: Тест задржавања и цурења
Издувни гасови алата за јеткање плазмом су веома опасни и обично пирофорни када су одређени метални хидриди (нпр. силан) присутни у процесима чишћења коморе. Стога сваки ПТФЕ измењивач који се користи у овој служби мора да испуни строге безбедносне захтеве:

Секундарни контејнер: Измјењивач треба да се налази у вентилираном кавезу за задржавање цурења. У мало вероватном случају квара ПТФЕ цеви услед механичког хабања или прекомерне температуре, корозивни гас би могао да побегне у круг расхладне воде или у околину. Секундарна шкољка, конструкција са двоструким-зидовима и међупросторни надзор су веома препоручљиви. За мање битне инсталације сензор за детекцију цурења (нпр. детектор халогеног гаса) је инсталиран у издувној хауби која обухвата измењивач.

Строгост испитивања цурења: Измјењивач мора бити тестиран на цурење прије инсталације и у заказаним интервалима (нпр. годишње или у складу са сигурносном политиком фабрике). Тест ће се обично састојати од:

Подесите притисак на страни цеви са азотом до пробног притиска (тј. . 1.1 к радни притисак).

За тражење мехурића сноп цеви се може потопити (или се може користити раствор сапуна), или се тест цурења хелијума масеног спектрометра може користити за детекцију високе осетљивости.

Након инсталације, тестирајте страну шкољке на исти начин.

Следљивост материјала: Сви ПТФЕ делови (цеви, цевни листови, заптивке) ће бити сертификовани као девичански ПТФЕ без било каквог пуњења или поновног млевења. Било која нечистоћа може бити почетна тачка квара када је присутан реактивни халоген.

Радни надзор: пХ или проводљивост излазне воде за хлађење се често проверава. Ако пХ нагло падне или проводљивост порасте, то указује да је зид ПТФЕ цеви пробијен и да кисели издувни гасови пропуштају у расхладну петљу. Када се детектује, алат се аутоматски блокира да заустави рад и очисти издувни вод.

Предности низводне заштите за вакуум пумпе и чистаче
ПТФЕ измењивач је кључна, чврста и поуздана компонента која штити доњу вакуум пумпу и животну средину. Загрејани издувни гас који улази у чистач може довести до: Ако није обезбеђено хлађење

Термичко оштећење унутрашњих делова перача Многи влажни перачи имају компоненте од полипропилена или ПВЦ-а које ће омекшати на 60 степени Ц и више.

Мања ефикасност чишћења: Халогени гасови су растворљивији у хладној води. Хлађење издувних гасова на 30–40 степени повећава ефикасност уклањања ХЦл, Цл2 и ХФ.

Квар пумпе: Суве вакуум пумпе које се користе у фабрикама полупроводника (нпр. вијчане пумпе, канџасте пумпе) имају мале унутрашње зазоре. Окружење унутар пумпе је често вруће и реактивни гасови могу кородирати и стварати наслаге које могу накнадно заплести или контаминирати уље пумпе.

ПТФЕ измењивач хлади издувне гасове на безбедну температуру (50 степени генерално) омогућавајући низводном чистачу и вакуум пумпи да раде у оквиру својих ограничења дизајна, минимизирајући одржавање и спречавајући непланиране застоје.

Закључци: Хемијски имуни, есенцијални радни коњ
ПТФЕ размењивач топлоте је суштински, хемијски отпоран радни коњ за контролу оштрог, више-халогеног издувног гаса из инструмента за нагризање плазме. То је један од хемијски најтежих токова у целом погону за производњу полупроводника. Хлади вруће, корозивне гасове испуњене чврстим честицама и лепљивим остацима и отпоран је на нападе флуора, хлора, брома и њихових деривата. Вертикални дизајн, конструкција ПТФЕ цеви и строги процеси{4}}испитивања цурења обезбеђују поуздан и безбедан рад. Хемијски најинертнији материјали штите најнапреднију производњу чипова – процесоре за генерисање, меморијске чипове и уређаје за напајање. ПТФЕ измењивач није само компонента, већ кључна безбедност и заштита животне средине, омогућавајући плазма нагризање без угрожавања чистоће, безбедности и продуктивности фабрике.