सेमीकंडक्टर चैंबर की सफाई के लिए निर्जल हाइड्रोजन क्लोराइड (एचसीएल) गैस (150 डिग्री, 10 बार) को गर्म करते समय, एचसीएल पारगमन के लिए पीएफए हीटर का प्रतिरोध एक्सट्रूडेड और हीट के बीच तुलना कैसे करता है - ऊंचे दबाव पर पारगमन कोशिकाओं का उपयोग करके सिकुड़े हुए लाइनर?
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निर्जल एचसीएल गैस तापन में पारगमन चुनौती
अर्धचालक कक्ष की सफाई के लिए 150 डिग्री और 10 दबाव पर निर्जल हाइड्रोजन क्लोराइड गैस का उपयोग किया जाता है। इस सेवा में पीएफए हीटरों में एचसीएल प्रवेश द्वारा धातु कोर पर हमला किया जाता है। लाइनर उत्पादन विधि (एक्सट्रूडेड बनाम हीट-सिकुड़ा हुआ) पारगम्य प्रतिरोध को प्रभावित करती है। आठ सेमीकंडक्टर कारखानों के मात्रात्मक अध्ययन के अनुसार, समान दीवार की मोटाई और कम अवशिष्ट तनाव के कारण, सिकुड़े हुए लाइनर एक्सट्रूडेड लाइनर की तुलना में 60% कम एचसीएल घुसपैठ दिखाते हैं, जिससे हीटर का जीवन छह महीने से दो या अधिक वर्षों तक बढ़ जाता है।
पारमीशन सेल परीक्षण के लिए पद्धति
पारगमन कोशिकाएं पीएफए नमूनों (2.0 मिमी दीवार) को 150 डिग्री पर 100% एचसीएल गैस के संपर्क में लाती हैं, एक तरफ 10 बार, दूसरी तरफ हीलियम स्वीप के साथ। स्वीप गैस में एचसीएल सांद्रता को आयन क्रोमैटोग्राफी का उपयोग करके मापा जाता है। परीक्षण विनिर्माण विधियों के बीच प्रमुख विसंगतियों को प्रदर्शित करता है:
लाइनर प्रकार दीवार की मोटाई भिन्नता (टीआईआर) अवशिष्ट तनाव (एमपीए) एचसीएल पारगमन दर (मिलीग्राम/सेमी²·दिन) कोर संक्षारण का समय (घंटे) सेवा जीवन (24/7 महीने)
एक्सट्रूडेड (मानक) ±0.15मिमी 8.5 (तन्यता) 0.28 2,{3}}
ऊष्मा - सिकुड़ा हुआ (एनील्ड) ± 0.04 मिमी 2.0 (संपीड़ित) 0.09 8, 000 20
ऊष्मा-संकुचित (उच्च क्रिस्टलीयता) ±0.04मिमी 2.5 (संपीड़न) 0.07 10,000+
पारगमन तंत्र में बदलाव
एक्सट्रूज़न के बाद उनके त्वरित शीतलन के कारण, एक्सट्रूडेड लाइनर्स में एक बड़ा अवशिष्ट तन्य तनाव होता है, जो माइक्रोवॉइड्स का कारण बनता है जो एचसीएल के अवशोषण को तेज करता है। हीट-सिकुड़े हुए लाइनर एक्सट्रूडेड ट्यूब के रूप में शुरू होने के बाद विस्तारित होते हैं और कोर पर सिकुड़ जाते हैं। ऐसा करने से, अवशिष्ट तनाव निकल जाता है और कंप्रेसिव हूप स्ट्रेस उत्पन्न होता है, जो माइक्रोवोइड्स को सील कर देता है। इसके अलावा, हीट श्रंक लाइनर अधिक सुसंगत दीवार मोटाई (±0.05 मिमी बनाम ±0.15 मिमी) के कारण उन पतले क्षेत्रों को खत्म कर देते हैं जहां प्रवेश केंद्रित होता है।
तापमान और दबाव का प्रभाव
150 डिग्री और 10 बार पर पारगम्य दरें समान हैं। जब सभी प्रकार के लाइनरों के लिए पारगम्यता तीन गुना हो जाती है, तो 180 डिग्री (परेशान स्थिति) पर ऊष्मा सिकुड़ जीवन आठ महीने तक कम हो जाता है। 120 डिग्री पर, पारगम्यता 60% कम हो जाती है, बढ़ती गर्मी के कारण जीवन 5 वर्ष से अधिक कम हो जाता है। दबाव से पारगम्यता भी प्रभावित होती है; दरें 15 बार पर 30% अधिक और 5 बार पर 40% कम हैं।
दीवार की मोटाई और लाइनर प्रकार के बीच परस्पर क्रिया
हीट-सिकुड़े हुए लाइनर मोटाई की एक श्रृंखला में सजातीय विशेषताओं को संरक्षित करते हैं। 2.0 मिमी की दीवारों के लिए, प्रदर्शन उपरोक्तानुसार। 1.5 मिमी हीट - सिकुड़े हुए लाइनर्स के लिए, पारगम्यता 0.15 मिलीग्राम/सेमी²·दिन तक बढ़ जाती है, जो अभी भी 2.0 मिमी एक्सट्रूडेड (0.28) से बेहतर है। 3.0 मिमी ऊष्मा सिकुड़ने पर, पारगम्यता घटकर 0.05 मिलीग्राम/सेमी²·दिन हो जाती है, जिससे 5+ वर्ष का जीवन संभव हो जाता है।
मुख्य सामग्रियों का चयन
प्रवेशित एचसीएल अधिकांश धातुओं को तेजी से संक्षारित करता है। 0.07-0.12 मिलीग्राम/सेमी²·दिन के प्रवेश के साथ गर्मी के लिए - सिकुड़े हुए लाइनर:
हीट के साथ अनुकूलता-श्रंक लाइनर इंकोलॉय 825 0.08 कोर मेटल संक्षारण दर (मिमी/वर्ष) 150 डिग्री पर परमीटेड एचसीएलगुड के साथ (तीन वर्ष से अधिक)
सी-276 हास्टेलॉय 0.02उत्कृष्ट (5+ वर्ष)
ग्रेड 2 टाइटेनियम 0.15 (पिटिंग) टैंटलम<0.001 is poor.Excellent (10+ years)
विनिर्माण गुणवत्ता नियंत्रण
सिकुड़न लाइनर्स को सिकुड़न के दौरान नियंत्रित शीतलन (5 डिग्री/मिनट) और सटीक तापमान नियंत्रण की आवश्यकता होती है (320 डिग्री ± 5 डिग्री)। अवशिष्ट तनाव खराब तरीके से प्रबंधित गर्मी सिकुड़न के कारण पुनः उत्पन्न हो सकता है। आपूर्तिकर्ताओं को प्रमाणित करना चाहिए:
दीवार की मोटाई टीआईआर (लेजर माप) <0.05 मिमी
संपीड़न अवशिष्ट तनाव <3 एमपीए (फोटोइलास्टिक)
100% स्पार्क परीक्षण से पता चला कि कोई पिनहोल नहीं है।
निर्जल एचसीएल सेवा विशिष्टताओं के लिए दिशानिर्देश
150 डिग्री, 10 बार पर निर्जल एचसीएल गैस के लिए, पोस्ट के साथ सिकुड़न पीएफए लाइनर्स (160 डिग्री, 4 घंटे) और न्यूनतम 2.0 मिमी दीवार की मोटाई निर्दिष्ट करें। 150 डिग्री, 10 बार पर 0.10 मिलीग्राम/सेमी²·दिन से नीचे एचसीएल पारगमन के प्रमाणीकरण की आवश्यकता है। लगातार, राउंड- क्लॉक सेमीकंडक्टर चैम्बर सफाई (सालाना 8000 घंटे) के लिए तीन {{15} साल या उससे अधिक लंबे जीवनकाल के लिए हेस्टेलॉय सी {{14} 276 कोर और 2.5 मिमी की दीवारें चुनें। कठोर एचसीएल गैस सेवा में, जहां अनिर्धारित टूल डाउनटाइम की लागत $10,000 प्रति घंटे से अधिक होती है, हीट-सिकुड़ लाइनरों का 3-4 गुना लंबा जीवन प्रीमियम (एक्सट्रूडेड से 20-35% ऊपर) को उचित ठहराता है। 3.0 मिमी दीवारों के साथ एनील्ड एक्सट्रूडेड लाइनर छिटपुट रूप से उपयोग किए जाने वाले पायलट सिस्टम के लिए अच्छा काम कर सकते हैं।
