Wat zijn de toepassingen van PTFE-warmtewisselaars bij het reinigen van halfgeleiderwafels (RCA Clean)?

Bij de conventionele reinigingsreeks voor wafels, RCA clean, worden oplossingen SC1 en SC2 bij hoge temperaturen gebruikt om metallische verontreinigingen en deeltjes te verwijderen. De warmtewisselaars die deze badtemperaturen regelen, mogen geen extra metaalverontreiniging introduceren, anders wordt de hele reinigingsoperatie beïnvloed.

RCA-reinigingsprocedure
Het RCA-schoonmaakproces is een cruciale fase in de productie van halfgeleiderwafels, waarbij twee reinigingsoplossingen betrokken zijn: SC1 (ammoniumhydroxide, waterstofperoxide en water) en SC2 (zoutzuur, waterstofperoxide en water). Beide oplossingen functioneren bij 70-80 graden en hebben verschillende rollen bij het verwijderen van verontreinigingen:

SC1-oplossing: Een oxiderende oplossing, voornamelijk gebruikt voor de verwijdering van organische verontreinigende stoffen en deeltjes. De omgeving met hoge temperaturen garandeert een efficiënte reiniging, waarbij organische resten en deeltjes worden afgebroken die zich op het wafeloppervlak kunnen hechten.

SC2-oplossing: Deze oplossing wordt gebruikt om metaalionen van het wafeloppervlak te verwijderen. Het mengsel van zoutzuur en waterstofperoxide zorgt voor de chemische reactiviteit die nodig is om de metaalverontreinigingen op te lossen en van de wafel te verwijderen, waardoor een schoon oppervlak overblijft voor de daaropvolgende verwerkingsstappen.

Zowel SC1- als SC2-oplossingen zijn zeer corrosief en oxiderend. Daarom moeten de systemen robuust genoeg zijn om deze omgevingen te doorstaan ​​en niet vervuild raken door de warmtewisselaars die ze warm houden.

RCA-reiniging met behulp van PTFE-warmtewisselaars
Vanwege de zeer corrosieve aard van SC1- en SC2-oplossingen moeten warmtewisselaars die in deze toepassing worden gebruikt, gemaakt zijn van fluorpolymeren zoals PTFE of PFA, die een uitzonderlijke chemische weerstand bieden. Deze wisselaars worden gebruikt om de temperatuur van de oplossingen te regelen, ze binnen het vereiste bedrijfsbereik te houden en de integriteit van het reinigingsproces te behouden.

Externe recirculatielussen: PTFE- of PFA-warmtewisselaars worden gebruikt binnen de externe recirculatielussen om de SC1- en SC2-oplossingen indien nodig te verwarmen of te koelen. Deze gesloten-lustechniek garandeert stabiele oplossingstemperaturen zonder de introductie van metaalionen in de oplossing door het verwarmings-/koelingsproces.

Inerte eigenschappen: PTFE- en PFA-warmtewisselaars zijn volledig inert, waardoor er geen ionen in de oplossing terechtkomen, zelfs niet bij de detectielimieten van delen per biljoen van de productieomgeving van halfgeleiders. Dit is belangrijk om de integriteit van het wafelreinigingsproces te garanderen, waarbij metaalverontreiniging een aanzienlijk opbrengstverlies van het apparaat kan veroorzaken.

In geavanceerde halfgeleiderfabrieken waar het verontreinigingsbudget wordt gemeten in atomen per vierkante centimeter, zijn ionen-vrije oplossingen voor warmteoverdracht een noodzaak. Alleen op fluorpolymeer gebaseerde wisselaars kunnen deze strenge normen halen en ervoor zorgen dat de RCA-schoonmaakprocedure wordt uitgevoerd zonder nieuwe onzuiverheden aan het wafeloppervlak toe te voegen.

Materiaalkwaliteit
Bij de bouw van warmtewisselaars voor gebruik in halfgeleidertoepassingen mag alleen PTFE of PFA met een hoge zuiverheidsgraad worden gebruikt. Deze materialen voldoen aan de hoogste eisen op het gebied van chemische bestendigheid en zuiverheid. Er komen geen deeltjes of ionen vrij in de reinigingsbaden. Dergelijke niet-fluorpolymeren van halfgeleiderkwaliteit kunnen onzuiverheden of verontreinigende stoffen bevatten die het reinigingsproces negatief kunnen beïnvloeden.

Conclusie
PTFE/PFA-warmtewisselaars zijn essentieel voor het RCA-schone proces om een ​​stabiele temperatuurregeling van SC1- en SC2-oplossingen te garanderen, vrij van metaalverontreiniging. Deze wisselaars dragen onmiddellijk bij aan de verbetering van de opbrengst van de apparaten en van de kwaliteit van de productieresultaten door de zuiverheid van het waferoppervlak te garanderen. Terwijl de halfgeleiderindustrie zich blijft ontwikkelen in de richting van meer geavanceerde technologieën, blijft de behoefte aan materialen met de hoogste zuiverheid in alle stadia van de productie, inclusief het reinigen van wafers, een fundamentele noodzaak voor succes.