Làm sạch ướt chiếm khoảng một phần tư tất cả các bước xử lý trong một nhà máy sản xuất (fab) hiện đại, và mỗi bước trong số đó phụ thuộc vào sự di chuyển chính xác của chất lỏng qua thiết bị. Các vòng lặp tuần hoàn giữ cho hóa chất làm sạch được lọc và ở đúng nồng độ. Hệ thống nước khử ion (DI) nóng cung cấp nước rửa ở nhiệt độ mà không lãng phí năng lượng. Các mạch điều khiển nhiệt độ giữ cho các bể chứa và ống góp phun ở điểm cài đặt theo yêu cầu của công thức. Bên trong mỗi mạch này, máy bơm quyết định độ ổn định của dòng chảy, tính toàn vẹn của sự nhiễm bẩn và tuổi thọ. Một máy bơm tuần hoàn bị mất cột áp khi bộ lọc chịu tải sẽ làm thay đổi tốc độ cung cấp hóa chất vào giữa quá trình làm sạch. Một máy bơm thải ra các hạt mài mòn sẽ làm mất đi mục đích của việc làm sạch các tấm wafer ngay từ đầu. Hướng dẫn này bao gồm kỹ thuật máy bơm cho các hệ thống làm sạch ướt bán dẫn: các vị trí máy bơm bên trong thiết bị, ranh giới vật liệu giữa cấu trúc thép không gỉ và fluoropolymer, và các dữ liệu thông số kỹ thuật tạo ra sự kết hợp chính xác.
Ba Vị Trí Máy Bơm Bên Trong Một Công Cụ Làm Sạch Ướt
Tuần hoàn hóa chất thông qua bộ lọc
Các bể rửa ướt (wet benches) theo mẻ liên tục tuần hoàn các hóa chất làm sạch qua các bộ lọc siêu nhỏ (sub-micron) để giữ số lượng hạt ở mức quy định. Máy bơm điều khiển toàn bộ vòng lặp: bể chứa, vỏ bộ lọc, lò sưởi hoặc bộ trao đổi nhiệt, và quay trở lại. Vật liệu lọc chịu tải tăng dần trong suốt tuổi thọ của bể chứa, do đó điện trở mạch tăng từ ngày đầu tiên cho đến khi thay bể. Nghiên cứu về hệ thống tuần hoàn làm sạch tấm wafer xác nhận rằng các điều kiện dòng chảy thấp trong các vòng lặp này làm suy giảm hiệu suất lọc và cho phép tích tụ hạt, điều này làm cho dòng chảy ổn định dưới áp suất giảm ngày càng tăng trở thành yêu cầu thủy lực trung tâm của vị trí này.
Tuần hoàn nước DI nóng
Các bước xả tiêu thụ nước siêu tinh khiết ở nhiệt độ lên đến 95°C, và các nhà máy đang ngày càng thu hồi và tuần hoàn nước DI nóng để cắt giảm năng lượng làm nóng. Các trường hợp nhà máy được công bố cho thấy việc nâng cấp mô-đun tuần hoàn nước DI nóng tiết kiệm hàng trăm nghìn kilowatt giờ mỗi năm cho mỗi bộ công cụ. Các vòng lặp này hoạt động nóng, sạch và liên tục, với nước 18,2 MΩ·cm có tính ăn mòn hóa học đối với chất đàn hồi và mang lại khả năng bôi trơn kém cho bề mặt vòng bi. Cấu trúc máy bơm ở đây phải chịu được nước gần sôi có độ bôi trơn thấp mà không bị rò rỉ gioăng hoặc suy giảm vật liệu.
Kiểm soát nhiệt độ bể chứa và vòi phun
Hiệu suất hóa học làm sạch phụ thuộc vào nhiệt độ. SPM loại bỏ chất hữu cơ ở 120 đến 150°C. Hiệu quả loại bỏ hạt SC1 và tốc độ khắc thay đổi đáng kể khi nhiệt độ bể lệch đi vài độ. Các công cụ phun đơn wafer điều hòa hóa chất và nước xả trước khi phân phối. Mỗi điểm kiểm soát là một vòng tuần hoàn có lò sưởi hoặc bộ trao đổi, và máy bơm trong vòng lặp đó phải giữ dòng chảy không đổi trong khi nhiệt độ chất lỏng dao động trên toàn bộ phạm vi công thức.
Nước ozone hóa và điều hòa hóa học
Nước DI ozone hóa đã trở thành một chất làm sạch tiêu chuẩn để loại bỏ chất hữu cơ và phát triển oxit, được tạo ra tại điểm sử dụng và phân phối ở nồng độ được kiểm soát. Hệ thống cung cấp tuần hoàn nước DI qua bộ tiếp xúc ozone để giữ cho nồng độ không đổi so với nhu cầu thay đổi, với điều khiển vòng kín giúp việc phân phối ổn định qua các công cụ nhiều buồng. Máy bơm tuần hoàn trong các hệ thống này chạy liên tục trên nước siêu tinh khiết với ozone hòa tan, một môi trường oxy hóa làm suy giảm chất đàn hồi và các bề mặt gioăng thông thường trong vòng vài tháng. Cấu trúc bằng thép không gỉ được làm kín tĩnh với các vật liệu vòng bi tương thích với ozone giữ cho tính toàn vẹn của vòng lặp nguyên vẹn qua các khoảng thời gian bảo dưỡng mà các nhà máy thực tế áp dụng.
Ranh Giới Vật Liệu: Thép Không Gỉ và Fluoropolymer
Hóa chất làm sạch ướt quá hung hăng đối với một dòng vật liệu máy bơm duy nhất, và thông số kỹ thuật trung thực bắt đầu từ ranh giới giữa chúng:
| Mạch | Chất lỏng | Cấu trúc máy bơm |
|---|---|---|
| Tiếp xúc trực tiếp với HF và axit mạnh | HF loãng, SPM đậm đặc, SC2 | Yêu cầu cấu trúc tiếp xúc chất lỏng bằng Fluoropolymer (PTFE/PFA) |
| Nước DI nóng và các vòng lặp xả | Nước siêu tinh khiết lên đến 95°C | Dẫn động từ bằng thép không gỉ, làm kín tĩnh |
| Các mạch điều khiển nhiệt độ | Nước-glycol, chất lỏng truyền nhiệt, nước được điều hòa nhiệt | Dẫn động từ bằng thép không gỉ, chịu nhiệt độ rộng |
| Hệ thống làm sạch siêu âm và chính xác | Dung dịch tẩy rửa, nước xả, hóa chất nhẹ | Dẫn động từ bằng thép không gỉ, vỏ bọc OEM nhỏ gọn |
Máy bơm fluoropolymer sở hữu các vị trí tiếp xúc trực tiếp với axit. Máy bơm dẫn động từ bằng thép không gỉ phục vụ mọi thứ xung quanh chúng: nhà máy nước nóng, các vòng lặp điều khiển nhiệt độ và các hệ thống làm sạch phụ trợ, nơi phơi nhiễm ăn mòn ở mức trung bình và yêu cầu độ sạch vẫn ở mức tuyệt đối. Việc chỉ định máy bơm thép không gỉ tiếp xúc với HF là một sai lầm kinh điển; việc chỉ định máy bơm fluoropolymer vào dịch vụ nước nóng lãng phí ngân sách và từ bỏ khả năng chịu áp suất mà vòng lặp cần. Phạm vi máy bơm hóa chất bao gồm các cấu trúc chống ăn mòn cho các vị trí hóa chất vừa phải.
Kỹ thuật cho Vòng Lặp Tuần Hoàn và Nhiệt Độ
Cột áp ổn định khi bộ lọc chịu tải
Một vòng lặp tuần hoàn có kích thước dựa trên áp suất giảm của bộ lọc sạch sẽ bị thiếu dòng chảy trong vòng vài ngày nếu đường cong máy bơm giảm mạnh khi lực cản tăng lên. Thủy lực xoáy (Vortex) giải quyết trực tiếp vấn đề này: sê-ri MDS phát triển cột áp từ 20 đến 100 m ở lưu lượng 0,5 đến 8 m³/h trên một đường cong ổn định, giữ cho lưu lượng tuần hoàn gần như không đổi khi chênh lệch áp suất bộ lọc tăng lên. Sự ổn định đó giữ cho việc lọc đạt hiệu quả trong suốt tuổi thọ của bể chứa và kéo dài khoảng thời gian giữa các lần thay bộ lọc.
Không đóng góp ô nhiễm
Mỗi thành phần bị mài mòn bên trong máy bơm là một nguồn cấp hạt cho vòng lặp. Cấu trúc dẫn động từ loại bỏ hoàn toàn phớt trục động và các mảnh vụn mài mòn của nó, thay thế nó bằng một ống lót cách ly tĩnh được đánh giá và thử nghiệm rò rỉ helium như một ranh giới áp suất đầy đủ. Bề mặt thấm ướt bằng thép không gỉ với độ bóng bề mặt được kiểm soát không rơi ra bất cứ thứ gì vào nước 18,2 MΩ·cm. Đối với các vị trí sạch nhất, kiến trúc này là kỳ vọng cơ bản, được trình bày chi tiết hơn trong trang các giải pháp máy bơm chống rò rỉ.
Biên độ nhiệt độ cao cho nước nóng và nhiệm vụ nhiệt
Nước DI nóng ở 95°C ở nhiệt độ đủ gần với mức sôi để giới hạn biên độ NPSH và nhiệt độ phớt quyết định độ tin cậy. Máy bơm được đánh giá vượt xa điểm nhiệm vụ loại bỏ cả hai ràng buộc khỏi cuộc thảo luận thiết kế. Nền tảng dẫn động từ xoáy của Aulank bao phủ các chất lỏng từ -196°C đến +400°C, đặt nước siêu tinh khiết 95°C và các vòng điều hòa nhiệt trên 200°C vào trong cùng một dòng sản phẩm với biên độ dự phòng. Cấu hình nhiệt độ cao được ghi nhận trong sê-ri MDH.
Tính Lặp Lại Đến Từ Lưu Lượng và Nhiệt Độ Cùng Nhau
Công thức làm sạch giả định rằng hóa chất được cung cấp không đổi. Bộ xử lý phun đong nước ozone hóa ở lưu lượng cố định để giữ cho nồng độ ozone hòa tan ổn định; các hệ thống bể phụ thuộc vào tốc độ thay mới để giữ cho nhiệt độ và nồng độ đồng đều từ thành này sang thành kia. Sự thay đổi dòng chảy chuyển đổi trực tiếp thành sự thay đổi quá trình: việc cung cấp thiếu làm kéo dài thời gian tiếp xúc hiệu quả trên mỗi wafer, việc cung cấp thừa gây lãng phí hóa chất và làm thay đổi sự cân bằng nhiệt. Việc ghép nối một máy bơm đường cong ổn định với phép đo lưu lượng vòng kín giúp loại bỏ máy bơm với tư cách là nguồn gây sai lệch công thức, và để lại bộ điều khiển nhiệt độ làm việc trên cơ sở thủy lực không đổi. Kỹ thuật tuần hoàn tương tự áp dụng cho các vòng lặp kiểm soát nhiệt độ được đề cập trong hướng dẫn lựa chọn máy bơm chất làm mát bán dẫn.
Bản Đồ Ứng Dụng Trong Các Thiết Bị Xử Lý Ướt
- Bể rửa ướt theo mẻ: máy bơm tuần hoàn cho bể hóa chất được lọc và các vòng lặp điều khiển nhiệt độ bồn xả.
- Công cụ làm sạch wafer đơn: các vòng lặp điều hòa cho hóa chất và nước xả trước ống góp phân phối.
- Hệ thống nước DI nóng: vòng lặp tuần hoàn và phục hồi phục vụ các trạm xả ở nhiệt độ lên đến 95°C.
- Thiết bị làm sạch siêu âm: tuần hoàn bồn chứa và kiểm soát nhiệt độ trên các hệ thống làm sạch chính xác, một nhiệm vụ tiêu chuẩn cho nền tảng nhỏ gọn MDS.
- Làm sạch mặt nạ và reticle: tuần hoàn với hạt thấp cho việc chuẩn bị bề mặt quang học.
- Hệ thống lọc khí và tiện ích: tuần hoàn nước được điều hòa nhiệt độ hỗ trợ hệ thống môi trường công cụ.
Quy Trình Thông Số Kỹ Thuật Cho Người Chế Tạo Thiết Bị
Các vị trí máy bơm quá trình ướt có chi phí nhỏ nhưng mang lại hậu quả lớn. Một gói thông số kỹ thuật hoàn chỉnh sẽ loại bỏ việc phỏng đoán khi chọn cấu hình:
- Nhận dạng chất lỏng và nồng độ cho từng vòng lặp, với toàn bộ phạm vi nhiệt độ bao gồm cả trạng thái tăng tốc và không tải.
- Áp suất giảm khi sạch và khi kết thúc tuổi thọ: độ chênh lệch bộ lọc khi thay thế, bộ trao đổi, ống, và phụ kiện ở lưu lượng thiết kế.
- Lưu lượng yêu cầu và dải biến đổi lưu lượng có thể chấp nhận được trong suốt vòng đời của bộ lọc.
- Chất lượng nước nếu có thể áp dụng: điện trở suất, nhiệt độ, và bất kỳ thành phần khí hòa tan nào như nước DI ozone hóa.
- Tài liệu về ô nhiễm: các yêu cầu kiểm tra rò rỉ helium, giấy chứng nhận vật liệu thấm ướt, và thông số kỹ thuật đánh bóng bề mặt.
- Kích thước tổng thể, định hướng cổng, và tích hợp điều khiển bên trong khung công cụ.
Aulank Pump sản xuất các máy bơm dẫn động từ xoáy bằng thép không gỉ cho nhiệm vụ hỗ trợ quá trình ướt của chất bán dẫn: tuần hoàn nước DI nóng, các vòng lặp điều khiển nhiệt độ, và các hệ thống làm sạch chính xác, với rào cản ngăn rò rỉ tĩnh và xếp hạng chất lỏng từ −196°C đến +400°C. Gửi cho chúng tôi sơ đồ vòng lặp và danh sách chất lỏng của bạn, đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi sẽ trả lại một máy bơm phù hợp với xác nhận về kích thước và vật liệu. Hãy liên hệ với chúng tôi để xem xét dự án bể rửa ướt, hệ thống làm sạch hoặc nâng cấp tiện ích của bạn.