En halvledartillverkningsanläggning behövdes för att ersätta en trasig PTFE-doppvärmare i ett kompakt våtbänksverktyg. Det tillgängliga utrymmet var en 150 mm bred slits längs tankväggen, 400 mm djup, med en 100 mm flänsöppning. Den erforderliga effekten var 2,5 kW. Standardkatalogvärmarna var antingen för breda, för långa eller för höga i wattdensitet för utrymmet. Anläggningen behövde en anpassad värmare som passade spåret och fungerade med en säker wattdensitet.
Att specificera en PTFE doppvärmare för ett-begränsat halvledarverktyg kräver ett annat tillvägagångssätt än att specificera för en stor pläteringstank. Utrymmesbegränsningarna är snävare, kemin är ofta mer aggressiv och kraven på temperaturlikformighet är mer krävande. Specifikationen måste balansera wattdensitet, ytarea och fysisk passform inom ett mycket litet hölje.
Analysen av rymdbegränsningar
Det första steget är att kartlägga det tillgängliga utrymmet exakt. I ett halvledarverktyg definieras värmeutrymmet ofta av tankväggen på ena sidan, waferbärarbanan på en annan och tankens botten nedanför. Den tillgängliga volymen kan ha en oregelbunden form som en standardvärmare inte kan fylla.
Nyckelmåtten är maximal bredd, maximalt djup, maximal höjd och avståndet till rörliga delar. Flänsöppningen definierar den maximala diametern på värmaren som kan sättas in. Nedsänkningsdjupet definierar den användbara uppvärmda längden.
| Dimensionera | Typisk begränsning | Inverkan på värmarens design |
|---|---|---|
| Tillgänglig bredd | 100–200 mm | Begränsar värmarens bredd |
| Tillgängligt djup | 300–500 mm | Begränsar uppvärmd längd |
| Flänsöppning | 80–150 mm | Begränsar värmarens insättning |
| Nedsänkningsdjup | 200–400 mm | Begränsar uppvärmd längd |
| Tillstånd till transportör | 50–100 mm | Begränsar utsprånget |
Utrymmesbegränsningar i halvledarverktyg för våtbänk
Wattdensitet och ytareaberäkning
En effekt på 2,5 kW vid en säker wattdensitet på 1,0 W/cm² kräver 2 500 cm² mantelyta. I ett verktyg med-begränsat utrymme krävs en kompakt konfiguration med flera-pass för att uppnå den ytan.
Vid en manteldiameter på 50 mm kräver 2 500 cm² 1 592 mm uppvärmd längd. I en 400 mm djup tank med 300 mm användbar nedsänkning, motsvarar det sex passager på 265 mm vardera. Multi{10}}passpaketet ryms inom ett fotavtryck på cirka 300 × 250 mm.
| Skidans diameter | Yta per 100 mm | Uppvärmd längd för 2 500 cm² | Passerar vid 300 mm | Fotavtryck |
|---|---|---|---|---|
| 32 mm | 100 cm² | 2 500 mm | 9 | 300 × 250 mm |
| 40 mm | 126 cm² | 1 984 mm | 7 | 300 × 220 mm |
| 50 mm | 157 cm² | 1 592 mm | 6 | 300 × 200 mm |
| 63 mm | 198 cm² | 1 263 cm² | 5 | 300 × 180 mm |
Fler-passkonfigurationer för 2,5 kW drift vid 1,0 W/cm²
Passa in multi-Pass-paketet i kortplatsen
Multi-passpaketet måste passa genom flänsöppningen och in i det tillgängliga spåret. En bunt med en bredd på 200 mm kommer inte att passa genom en 100 mm flänsöppning. Lösningen är att orientera passagerna vertikalt så att bunten är smal i ena riktningen och bred i den andra, och att föra in den genom flänsen i den smala orienteringen.
En bunt med sex passager med en diameter på 50 mm med ett avstånd på 30 mm från varandra har en bredd på cirka 6 × 50 + 5 × 30=450 mm i ena riktningen och 50 mm i den andra. Om flänsöppningen är 100 mm kan bunten sättas in med 50 mm-måttet i linje med öppningen och sedan roteras på plats.
| Bundle Configuration | Bredd (pass) | Djup (passdiameter) | Passar 100 mm fläns | Passar 150 mm slits |
|---|---|---|---|---|
| 4 pass, 50 mm, 30 mm avstånd | 290 mm | 50 mm | Ja (roterat) | Ja |
| 5 pass, 50 mm, 30 mm avstånd | 370 mm | 50 mm | Ja (roterat) | Ja |
| 6 pass, 50 mm, 30 mm avstånd | 450 mm | 50 mm | Ja (roterat) | Marginell |
| 6 pass, 40 mm, 25 mm avstånd | 365 mm | 40 mm | Ja (roterat) | Ja |
Buntkonfigurationer och passa genom flänsöppningar
Flödes- och temperaturlikformighet i trånga utrymmen
I ett verktyg med -begränsat utrymme begränsas ofta flödet runt värmaren av den närliggande tankväggen och waferbäraren. Flödet kan vara ojämnt, med hög hastighet på ena sidan och låg hastighet på den andra. Detta kan skapa hot spots på sidan med låg-hastighet.
En perforerad baffel eller en flödesledare kan fördela flödet jämnare runt bunten. Baffeln bör utformas för att passa inom det tillgängliga utrymmet och för att rikta flöde genom springorna mellan passagerna. En liten eduktor kan också användas för att öka lokal hastighet.
Material och konstruktion för halvledarservice
Halvledarverktyg kräver ofta hög-rena material. PTFE-manteln ska vara ny, ofylld polymer med låga extraherbara ämnen. Flänsen ska vara av massivt PTFE eller PTFE-fodrat rostfritt stål. Terminalhöljet bör förslutas och ventileras för att förhindra kontaminering.
Värmaren bör rengöras och passiveras före installation. Eventuella kvarvarande tillverkningsoljor eller partiklar kan kontaminera processbadet.
När en standardvärmare inte kan passa verktyget
En standardvärmare passar sällan ett-utrymmesbegränsat halvledarverktyg. Det tillgängliga utrymmet är för litet, formen är för oregelbunden och renhetskraven är för stränga. En anpassad PTFE elpatronskonfiguration med ett kompakt multi-passpaket, en solid PTFE-fläns och ett förseglat terminalhölje är designat för det specifika verktyget. Specifikationsprocessen kräver tillgängliga utrymmesdimensioner, flänsöppningen, nedsänkningsdjupet, badets kemi, den erforderliga effekten och renhetskraven.
