Проблемът с замърсяването на фоторезиста
Полупроводниково съоръжение работи с нагревателни плочи от PTFE във вана за отстраняване на фоторезист при 75 градуса. След 8 седмици кафяв полимерен филм покрива повърхността на плочата. Филмът е омрежен остатък от фоторезист, който е запечен върху PTFE. Намалява преноса на топлина и се отлепва, замърсявайки вафлите. Плочите изискват агресивно почистване на всеки 4-6 седмици. Различна повърхностна обработка може значително да удължи този интервал.
Органичното замърсяване в препаратите за отстраняване на фоторезист е химически различно от минералния котлен камък. Замърсяващият материал е полимерен-той се свързва с PTFE повърхността както чрез химични, така и чрез физични механизми.
Механизмът на замърсяване
Остатъците от фоторезист съдържат полимери, които се кръстосват-при повишени температури. Повърхността на PTFE осигурява места за нуклеация за кръстосано -свързване. След като се образува първоначалният слой, той действа като лепилна основа за допълнително замърсяване. Процесът се ускорява, тъй като замърсяващият слой става по-дебел и задържа топлината. Стандартната PTFE повърхност (както е -формована) има микроскопични неравности, които насърчават образуването на замърсяване.
| Повърхностна обработка | Интервал на почистване | Намаляване на замърсяването спрямо стандарт | Разходна премия |
|---|---|---|---|
| Както-отлято (стандартно) | 4-6 седмици | Базово ниво | Базово ниво |
| Химически модифициран PTFE | 8-12 седмици | 60-80% | +15-25% |
| PFA покритие (тънко) | 10-16 седмици | 120-160% | +30-40% |
| PFA покритие (дебело, 2-3 mil) | 14-20 седмици | 180-220% | +45-55% |
| Много{0}}слойна бариера | 18-26 седмици | 280-380% | +60-75% |
Защо PFA покритието работи
PFA има по-гладка повърхност и по-ниска повърхностна енергия от PTFE. По-гладка повърхност осигурява по-малко места за нуклеация на полимера. По-ниската повърхностна енергия затруднява намокрянето и залепването на остатъците. Комбинацията значително забавя започването на замърсяването. При паралелен--тест стандартните PTFE плочи показаха видимо замърсяване на 4 седмици, докато PFA-покритите плочи останаха чисти на 12 седмици. Интервалът на почистване е удължен от 6 седмици на 16 седмици.
Химически модифициран PTFE
Химическата модификация променя химическия състав на повърхността на самия PTFE. Третирането въвежда функционални групи, които устояват на адхезията на полимера. Модификацията е постоянна-тя не се износва и не се разтваря. Химически модифицираните PTFE плочи показват 60-80% по-малко замърсяване от стандартния PTFE при услугата за отстраняване на фоторезист.
Уравнението-разход-полза
PFA-покритите плочи струват 30-50% повече от стандартните PTFE плочи. Периодът на изплащане е кратък. Съоръжение с 12 чинии, почистващи на всеки 6 седмици, харчи приблизително 8000 долара годишно за труд за почистване и химикали. PFA-покрити плочи (почистване на всеки 16 седмици) намаляват това до $3000 годишно - спестяване на $5000. Допълнителната цена на плочата обикновено е $1000-2000, което дава период на изплащане от 3-6 месеца.
Препоръки за изпълнение
За нови инсталации силно се препоръчват плочи с покритие-PFA. Покритието добавя 30-50% към цената на плочата, но удължава интервалите на почистване с 2-3 пъти. За съществуващи плочи, показващи замърсяване на 4-6 седмици, подмяната с плочи с покритие от PFA-обикновено е рентабилна-в рамките на първата година. Данните за честотата на почистване от съоръжението потвърждават, че плочите с покритие от PFA имат средно 14-16 седмици между почистванията, в сравнение с 4-6 седмици за стандартния PTFE. Удължените интервали намаляват времето за престой при почистване със 70%, елиминират абразивното почистване, което уврежда стандартните PTFE повърхности, и практически елиминират риска от замърсяване с остатъци от фоторезист във ваната за отстраняване. За съоръжения, където стриперът за фоторезист е тясно място в производството, опцията за многослойна бариера осигурява най-дългите интервали, но може да е прекалено много за стандартни приложения, където са достатъчни 16-седмични интервали. Опцията за химическа модификация предлага решение от среден клас за съоръжения, които искат подобрена устойчивост без пълните разходи за покритие. Независимо от избора, преминаването от стандартния PTFE в услугата за отстраняване на фоторезист осигурява измерими печалби в производителността чрез намалена честота на почистване и удължен експлоатационен живот на пластините.
