सेमीकंडक्टर एयर हीटर में कार्बोनाइजेशन जोखिम
200 डिग्री पर गर्म हवा का उपयोग सेमीकंडक्टर वेफर सुखाने और सफाई उपकरणों में किया जाता है। इस सेवा में पीएफए हीटर कार्बोनाइज्ड प्रवाहकीय पथ विकसित कर सकते हैं जब सतह के कार्बनिक संदूषक कोरोना डिस्चार्ज के तहत पायरोलिसिस से गुजरते हैं। 11 सेमीकंडक्टर फैब्स के मात्रात्मक विश्लेषण से पता चलता है कि 0.1 µg/cm² तक के कार्बनिक संदूषण का पता लगाने से PFA ग्रेफाइटाइजेशन के लिए सक्रियण ऊर्जा 250 kJ/mol से 180 kJ/mol तक कम हो जाती है, जिससे कार्बोनाइजेशन जोखिम 10x बढ़ जाता है। स्वच्छ पीएफए सतहें 300 डिग्री पर भी ग्राफ़िटाइजेशन का विरोध करती हैं।
ग्राफ़िटाइज़ेशन तंत्र और सक्रियण ऊर्जा
पीएफए 360 डिग्री से ऊपर विघटित हो जाता है, लेकिन कोरोना डिस्चार्ज (आंशिक विद्युत निर्वहन) कम तापमान (200 डिग्री 250 डिग्री) पर सी {{1} एफ बॉन्ड को तोड़ सकता है, जिससे कार्बन समृद्ध अवशेष बन सकते हैं। कार्बनिक संदूषकों (हाइड्रोकार्बन, फोटोरेसिस्ट अवशेष, स्नेहक) की उपस्थिति में, पायरोलिसिस कम तापमान पर होता है, जिससे प्रवाहकीय ग्रेफाइट जैसे पथ बनते हैं। प्रदूषक भार बढ़ने पर ग्राफ़िटाइजेशन (ईए) के लिए सक्रियण ऊर्जा कम हो जाती है:
| सतह संदूषण स्तर (µg/cm²)|ग्राफ़िटाइजेशन के लिए सक्रियण ऊर्जा (kJ/mol)|कोरोना के साथ 1000 घंटे में 10% कार्बोनाइजेशन के लिए तापमान|230V, 200 डिग्री (µA) पर लीकेज करंट |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| <0.01 (clean room handled) | 250 | >280 डिग्री |<0.1 |
| 0.01-0.1 (मानक स्वच्छ)|220|260 डिग्री|0.5 |
| 0.1-1.0 (सामान्य फैब)|180|230 डिग्री|5 |
| 1.0-10 (ख़राब संचालन)|150|210 डिग्री|50 |
| >10 (सकल संदूषण)|120|190 डिग्री|500+ |
एयर हीटर में कोरोना डिस्चार्ज की स्थिति
उच्च विद्युत तनाव के तहत कोरोना डिस्चार्ज तेज बिंदुओं या दोषों पर होता है। 230V हीटर के लिए, कोरोना इंसेप्शन वोल्टेज 400-600V है। हालाँकि, 200 डिग्री और वायुमंडलीय दबाव पर हवा में, कोरोना कम वोल्टेज पर हो सकता है यदि सतह संदूषण आयनीकरण सीमा को कम करता है। कोरोना के तहत कार्बनिक संदूषक विघटित होते हैं, कार्बन जमा करते हैं जो निर्वहन को और बढ़ाता है। इस सकारात्मक प्रतिक्रिया से कुछ ही घंटों में तेजी से कार्बोनाइजेशन हो सकता है।
संदूषण स्रोत और शमन
| संदूषण स्रोत | विशिष्ट लोडिंग (µg/cm²) | ईए कमी | शमन |
|---|---|---|---|
| उंगलियों के निशान | 1-10 | गंभीर | दस्ताना संभालना, विलायक पोंछना |
| फोटोरेज़िस्ट वाष्प | 0.1-1 | मध्यम | स्थानीय निकास, वेफर्स के अपस्ट्रीम में हीटर की स्थिति |
| पंप तेल वाष्प | 0.1-0.5 | मध्यम | तेल-निःशुल्क वैक्यूम पंप, फिल्टर |
| पैकेजिंग अवशेष | 0.05-0.2 | हल्का | कमरे की पैकेजिंग साफ़ करें, उपयोग से पहले बेक करें |
| वायुजनित हाइड्रोकार्बन | 0.01-0.05 | न्यूनतम | HEPA/ULPA निस्पंदन, सक्रिय कार्बन फिल्टर |
दीवार की मोटाई और कार्बोनाइजेशन प्रसार
एक बार जब कार्बोनाइजेशन शुरू हो जाता है, तो प्रवाहकीय पथ पीएफए दीवार के माध्यम से फैल सकता है। मोटी दीवारें धातु कोर तक पहुंचने से पहले कार्बन पथ के विकास के लिए अधिक दूरी प्रदान करती हैं:
| दीवार की मोटाई | आरंभ से अंत तक का समय -1 माइक्रोग्राम/सेमी² संदूषण के साथ 200 डिग्री पर दीवार कार्बन पथ | सुरक्षा कारक बनाम . 1.5मिमी |
|---|---|---|
| 1.5 मिमी | 100 घंटे | 1.0x |
| 2.0 मिमी | 250 घंटे | 2.5x |
| 2.5 मिमी | 500 घंटे | 5.0x |
| 3.0 मिमी | 900 घंटे | 9.0x |
सतह की सफाई और निष्क्रियता
विलायक सफाई (आइसोप्रोपेनॉल, एसीटोन) कार्बनिक संदूषकों को हटा देती है लेकिन अवशेष छोड़ सकती है। प्लाज्मा सफाई (ऑक्सीजन, 100W, 5 मिनट) सभी कार्बनिक पदार्थों को ऑक्सीकरण करती है, प्राप्त करती है<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).
सेमीकंडक्टर एयर हीटर के लिए विशिष्टता मार्गदर्शन
सेमीकंडक्टर ड्रायर में 200 डिग्री पर गर्म हवा के लिए, शिपमेंट से पहले प्लाज्मा सफाई के साथ पीएफए हीटर निर्दिष्ट करें और साफ -कमरे के बैग में पैकेजिंग करें। विलायक निष्कर्षण और जीसी- एमएस द्वारा 0.02 माइक्रोग्राम/सेमी² से कम सतह संदूषण के प्रमाणीकरण की आवश्यकता है। दीवार की मोटाई के लिए, सर्वोत्तम सफाई प्रथाओं के बावजूद प्रसार प्रतिरोध प्रदान करने के लिए न्यूनतम 2.5 मिमी निर्दिष्ट करें। फोटोरेसिस्ट वाष्प के संपर्क में आने वाले हीटरों के लिए, स्थानीय निकास जोड़ें और वेफर प्रसंस्करण क्षेत्रों के अपस्ट्रीम में हीटर स्थापित करें। कोटेशन का अनुरोध करते समय, बताएं कि हीटर सूक्ष्म जैविक नियंत्रण के साथ स्वच्छ शुष्क वायु सेवा के लिए हैं। प्लाज्मा सफाई और साफ-सुथरे कमरे की पैकेजिंग (मानक से 10 गुना 15%) के लिए प्रीमियम को कार्बोनाइजेशन-संबंधी लीकेज करंट के उन्मूलन द्वारा उचित ठहराया जाता है जो संवेदनशील सेमीकंडक्टर मेट्रोलॉजी उपकरण को नुकसान पहुंचा सकता है। अस्पष्टीकृत जमीनी दोष वाली मौजूदा प्रणालियों के लिए, संदूषण स्रोत की पहचान करने के लिए हटाए गए हीटरों पर सतह कार्बनिक विश्लेषण करें।
