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使用干冰清洗机清洗所面临问题--1……  

对于任何干冰清洗机清洗过程,成功的干冰清洁需要注意与经济性,湿气凝结,二氧化碳纯度,静电荷等有关的几个参数。通过在测试程序中解决这些问题,缩放台式清洁变得相对简单。

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- 经济 - 

二氧化碳成本取决于三种选择,喷嘴设计(孔口尺寸或扁平喷嘴),液体或气体进料和二氧化碳纯度。关于喷嘴设计和选择,可清洁1/4英寸点的典型圆形喷嘴每分钟消耗1/2至2立方英尺的CO 2,而1英寸扁平喷嘴每分钟消耗约1立方英尺的CO 2。关于选择液态或气态CO2进料,对于焊接级别到“SFC”(超临界流体色谱)级别,气缸中60磅CO2的现有成本范围从50美元到250美元不等。回顾选择气体或液体进料气缸的不同,气体进料气缸具有60磅(525立方英尺)的可用产品,而液体进料气缸具有40磅(350立方英尺)的可用产品。采用每分钟1立方英尺的二氧化碳消耗率,液体进料气瓶的成本范围为每立方英尺每分钟0.17美元至0.71美元,而气体进料气瓶的成本范围为每立方英尺每分钟0.11至0.48美元。因此,如果零件需要一分钟清洁并假设每分钟使用1立方英尺,则与二氧化碳相关的成本范围为0.11美元至0.71美元。在大多数情况下,每个部件的清洁时间为5秒,允许每分钟清洁12个部件,每个部件的成本为0.01美元到0.06美元。对于大批量操作,可以以显着降低的成本获得大量二氧化碳。

例如,考虑用205毫米扁平喷嘴清洁200毫米晶圆,消耗量为每分钟8立方英尺。 使用高纯度气体进料,每分钟操作的成本为每分钟3.84美元(如果是液体进料,则为5.68美元)。 使用5秒的估计清洁时间,每分钟操作将清洁总共12个晶片,每个晶片的成本为0.32美元。 再举一个例子,考虑使用2英寸扁平喷嘴和液体进料对2“方形板进行非关键性清洁。 二氧化碳消耗量为每分钟2立方英尺,清洁时间为2秒,每个部件的清洁成本低于0.01美元。 可以为不同的应用生成类似的数量和成本,通过使用批量购买的CO 2实现显着的成本降低。

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 - 设备成本 - 


清洁设备的成本从基本套件低于1500.00美元到图24所示自动化单元约50,000美元。假设上面的晶片示例,该设备的运行时间为200天。 每天8小时的设备成本低于每片晶圆0.05美元。 该数字表示与自动系统的连续操作相关的成本。 对于不完全自动化的系统,只要使用率足够,成本就会降低,并且任何清洁操作的成本仍然很低。 用于初始实验室测试和开发的套件通常定价为非资本项目。

- 重新污染问题 - 

气体纯度。 必须先调查清洁过程中再次污染的风险,然后才能实施任何过程。 

该方法首先分析清洁硅片(控制 - CTL)的表面化学,CO2雪清洁该区域,然后分析清洁后的表面化学。除SFC-2外的所有样品均为具有薄天然氧化物的硅晶片;样品SFC-2具有较厚的热氧化物。至少进行7次运行,表面化学结果(由XPS测定)列于表8和9中。除了表中列为“液体”的气瓶外,气瓶均为气体进料。二氧化碳源与“气体”进料焊接圆筒相同 - 圆筒放置在其侧面。三种SFC等级的表面化学变化表明表面碳浓度降低,而其他二氧化碳等级的碳浓度升高。这些结果意味着SFC等级可用于清洁“清洁”样品,而其他等级可能不适用于清洁“干净”样品。然而,导致表面碳氢化合物浓度增加的四个等级仍将去除表面上的可见碳污染和颗粒。应注意,显微照片11,12和14中所示的样品用焊接气体清洁。请注意,这些“质量较差”的二氧化碳等级仍然可以消除严重污染,并且样品在高达1000倍的放大率下显得清洁。通过定义初始碳浓度与清洁后碳浓度的比率,可以获得数据的进一步比较。该比值小于1意味着烃去除,而该比值大于1意味着污染清洁表面。我们看到,SFC等级的比率,清洁效果值小于1,而且大于其他等级。因此,对于关键的清洁应用,建议使用SFC等级。液体馈送焊接源导致比气体馈送焊接源更大的污染。这表明用液体进料圆筒进行清洁可导致表面比气体进料圆筒更大的再污染。由于液态CO2是如此优异的溶剂,因此预期气缸中的碳氢化合物污染物会集中在液体中。然后,给定量的液体中的污染量将大于相同量的气体中的污染量。因此,在类似的清洁速率下,液体进料清洁流将包含更大的污染并且可能潜在地沉积更多数量的烃污染物。

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 -过滤 - 

对于关键的清洁应用,必须过滤二氧化碳。圆筒,软管和所有设备都有颗粒,流动的气体或液体将这些颗粒从喷嘴输送到样品上。通常,清洁过程会去除这些颗粒,但有些风险会留下来。此外,这些通过的颗粒可能是磨蚀性的。在为关键清洁应用选择二氧化碳时,必须在适当的位置安装在线过滤器。通过半导体工业中的方法建立的最佳选择是使用点使用过滤。这意味着将过滤器放在喷嘴前面。这样,所有引入的微粒污染都将被消除。过滤气态CO2源比使用液体源更容易,因为它比液体更容易过滤气体。因此,对于关键的清洁应用,建议过滤气态CO2源。

并非所有供应商都在其系统上放置过滤器,也不将过滤器放在适当的位置。 对于许多清洁应用而言,这不是问题,但是在许多情况下,不正确的过滤器选择会对清洁过程产生负面影响。 正确的过滤器放置意味着必须将过滤器放置在喷嘴之前,以去除可从气缸,软管,开/关阀门或喷枪进入的所有颗粒。


 
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