Quarzteilereinigung
In einem in der Halbleiterindustrie genutzten
Vertikalofen bzw.
Horizontalofen befinden sich viele
Quarzteile, manchmal auch SiC-Teile wie Prozessrohr, Liner, Podest, Boot,
Thermoelementrohr, Injektionsrohr und verschiedene Kleinteile.
So ein Rohrofen kann für viele verschiedene Prozesse genutzt werden wie
Diffusion,
Dotierung,
Oxidation, Unterdruckabscheideprozesse LPCVD
(Nitrid,
poly-Silicium,
TEOS) oder auch spezielle Niedrigtemperaturprozesse wie
Polyimidhärtung,
Kupfertemperung,
Temperung von low-k Materialien,
SOG und
Wasserstofftemperung.
Um dauerhaft gute Prozessergebnisse erzielen zu können ist es
nötig, die Prozesskammer sehr sauber zu halten. Die Reinigung der
Quarzteile erfolgt gewöhnlich durch eine Nassreinigung. Nur in
einigen wenigen Ausnahmefällen kann auch eine in-situ Reinigung
durchgeführt werden. Ein Beispiele hierfür ist das Ausbrennen
der Quarzkammer beim Polyimidhärteprozess.
Besonders kritisch sind für die Reinigung die LPCVD Prozesse,
da bei der Abscheidung der entsprechenden Schichten auch eine Beschichtung
der Quarzwände stattfindet. Die abgeschiedene Schicht erzeugt
Partikel durch Abplatzung und ändert die Eigenschaften des
Quarzteiles. Entsprechend wichtig ist eine sorgfältige Reinigung.
Chemie der Quarzätzung
Für die Entfernung von poly-Silicium, Nitrid oder Oxidschichten werden Säuremischungen, meist bestehend aus Flusssäure HF und Salpetersäure HNO3 eingesetzt:
Siliciumoxid kann entweder mit reiner Flusssäure HF oder mit gepufferter HF geätzt werden:
SiO2 + 6HF 
H2SiF6 + 2H2O
SiO2 + 4HF + 2NH4F (NH4)2SiF6 + 2H2O
Poly-Slicium wird mit einer Mischung aus Flusssäure und Salpetersäure geätzt. HNO3 oxidiert das Silicium während HF das entstehende Oxid löst. NH4F kann zusätzlich eingesetzt werden.
18HF + 4HNO3 + 3Si 3H2SiF6 + 4NO + 8H2O
Für Nitrid wird ebenfalls eine Mischung aus HF und HNO3
benutzt. Manchmal wird Essigsäure CH3COOH zugesetzt.
Sprühreinigungsanlagen
Mit zunehmender Größe der Sliciumscheiben und damit der entsprechenden Halbleiteröfen werden die
in diesen Rohröfen genutzten Quarzteile, insbesondere das Quarzrohr und das Quarzboot sowie der Liner
immer größer. Das Design von Quarzrohrreiniger bzw. Quarzbootreiniger musste angepasst werden. Um Chemikalien
zu sparen und um die Reinigung noch effektiver zu gestalten, setzt Polyflow für die Reinigung dieser Quarzteile Sprühreiniger ein. Eine Kombination von beweglichen und festen Düsen sichert eine vollständige Reinigung und ermöglicht dennoch eine einfache Beladung des Quarzteilereinigers. Eine Badreinigung wird heute nur noch für Kleinteile eingesetzt. Die Trocknung der Quarzteile erfolgt ebenfalls in der Anlage. Verschiedene Reinigertypen sind verfügbar. Auf dieser Seite beschreiben wir nur die am häufigsten nachgefragten Anlagen - weitere Modelle sind jedoch auf Anfrage erhältlich.
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Typhoon Quarzreiniger
Die modernste Anlage ist das Typhoon Modell, das für die Reinigung von Quarzrohr und Quarzboot eines 300mm Ofens entwickelt wurde. Eine maximale Leistungsfähigkeit wird durch 4 Säuretanks sichergestellt, die simultan oder unabhängig für die beiden Prozesskammern genutzt werden können. In jeder der beiden Kammern kann eine Reinigung mit zirkulierender Säuremischung durchgeführt werden, gefolgt von einem Polierschritt und einer effektiven, vierstufigen Spülung. Mit dem Modell Typhoon können sie auch schwierige Quarzteile sicher reinigen ohne, Kreuzkontamination fürchten zu müssen.
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OmniClean Reiniger für Quarzteile
OmniClean ist der Reiniger von Polyflow, der am universellsten einssetzbar ist. Diese vielseitige Anlage erlaubt die gleichzeitige Reinigung eines kompletten Satzes von Quarzteilen eines Vertikalofens oder Horizontalofens. Die rechte Prozesskammer ist für die Aufnahme von allen Arten von Quarzrohren vorgesehen. Egal ob das Quarzrohr am Ende geschlossen oder offen ist oder einen Flansch trägt - alle Versionen können befestigt und gereinigt werden. Die patentierten Turbo-Düsen lassen sich vertikal verschieben und ermöglichen so eine vollständige Reinigung bei gleichzeitig einfacher Beladbarkeit. Am Boden befinden sich zusätzliche, fest installierte und aufwärts gerichtete Düsen. Die linke Prozesskammer nimmt in einer speziellen, Vogelkäfighalterung genannten Vorrichtung Podest, Beladearm, Quarzwafer sowie das Quarzboot auf.
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Double-Double Quarzrohrreiniger, Quarzbootreiniger
Poly-Flow's klassischer Quarzrohrreiniger ist das Modell Double/Double.
Es ist die kostengünstigste, vollautomatische Quarzteilreinigungsanlage für Quarzteile aus 4"- und 6"-Öfen.
Dennoch ist die Leistungsfähigkeit und Haltbarkeit der Anlage nicht schlechter. Es wurde auch nicht an der
Sicherheit gespart. Die Reinigung der Quarzteile erfolgt in zwei Kammern hinter einer gemeinsamen, gesicherten
Türe. Eine Kammer ist für das Quarzrohr vorgesehen, während die andere Quarzboot und Kleinteile aufnimmt.
Die Anlage kann jedoch wahlweise auch in beiden Kammern für die Aufnahme von Quarzrohren oder speziellen
Quarzteile vorgesehen werden oder Ihren besonderen Wünschen angepasst werden.
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Quarzreiniger für Epitaxieanlagen
Für die Reinigung von Quarzteilen aus Epitaxieanlagen stehen besondere
Reinigungsanlagen von Polyflow zur Verfügung. Quarzhauben bis zu einem Durchmesser von 900mm und 1200mm Höhe können in dieser Anlage gesäubert werden. Die Quarzglocke selbst wird dabei in einem Sprühreinigungsverfahren gesäubert während Thermoelelementrohre, Türen und andere Kleinteile in einem Bad geätzt werden.
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Prozesssteuerung
Eine moderne Steuerung mit berührungsempfindlicher Bildschirmoberfläche macht die
Bedienung der Anlage sehr einfach. Die Prozesse, die gefahren werden sollen können frei zusammengestellt
werden. Dabei können Chemikalien aus allen Tanks angewählt werden. Zirkulation der Säuren ist vorgesehen.
In jedem Rezept kann die Mischung der Säuren für den jeweiligen Prozess festgelegt werden um Verunreinigungen
komplett entfernen zu können, gefolgt von einem Polierschritt. Informationen über Bedienung und Wartung
stehen papierlos als Dokument auf dem Steuerungsrechner zur Verfügung und können über den Touch Screen
aufgerufen werden. Alle Prozessschritte werden beständig durch unsere MS-basierte PC-Software dargestellt
und aufgezeichnet.
Die Quarzteile werden in entsprechenden Halterungen der Kammern befestigt. Der Bediener der Anlage gibt
der Anlage ein Rezept vor, dass die nötigen Chemikalien automatisch mischt und vom jeweiligen Tank an die
gewünschte Prozesskammer liefert. Rohre und Liner werden mit konzentrierten Säuren von außen und innen
abgesprüht. Teile die auf Karousselhalterungen montiert sind werden ebenfalls durch Sprühreinigung
gesäubert und gespült. Injektoren werden im Durchflussverfahren gereinigt. Zwischen Ätzung mit zirkulierter Säure und Spülung findet noch eine Reinigung mit frischer Chemikalie über entsprechende Leitungen und Düsen statt.
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- Visuelle Logiksteuerung
- Intuitives, graphisches Benutzerinterface
- Symbole und graphische Darstellungen
- Pentium IV
- Windows Operating System
- Prozess und Sicherheitsfunktionen
- papierlose Handbücher
- Funktionsdarstellungen
- Fehlerverzeichnis
- Eingabe / Ausgabe
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Materialien
Alle wesentlichen Bauteile der Anlagen bestehen aus Polypropylen- und PVC-Teilen. Feuerfestes Material
CPVC und PVDF kann wahlweise gegen Aufpreis eingesetzt werden.
* Wir vertreten Polyflow zusammen mit MDC Schweiz. Wir sind verantwortlich für Deutschland, Österreich und Nordeuropa.
| Crystec Technology Trading GmbH diskutiert mit Ihnen gerne weitere Details. |
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