Cần có một cơ sở chế tạo chất bán dẫn để thay thế lò sưởi ngâm PTFE bị hỏng trong buồng ướt nhỏ gọn. Không gian có sẵn là một khe rộng 150 mm dọc theo thành bể, sâu 400 mm, có lỗ mở mặt bích 100 mm. Công suất yêu cầu là 2,5 kW. Các máy sưởi danh mục tiêu chuẩn quá rộng, quá dài hoặc mật độ watt quá cao so với không gian. Cơ sở cần một lò sưởi tùy chỉnh vừa với khe cắm và hoạt động ở mật độ watt an toàn.
Việc chỉ định bộ gia nhiệt ngâm PTFE cho buồng ướt nhỏ gọn đòi hỏi một cách tiếp cận khác so với chỉ định cho bể mạ lớn. Các hạn chế về không gian chặt chẽ hơn, tính chất hóa học thường mạnh mẽ hơn và yêu cầu về độ đồng đều về nhiệt độ cũng khắt khe hơn. Thông số kỹ thuật phải cân bằng giữa mật độ watt, diện tích bề mặt và sự phù hợp về mặt vật lý trong một phạm vi rất nhỏ.
Phân tích hạn chế không gian
Bước đầu tiên là lập bản đồ không gian có sẵn một cách chính xác. Trong buồng ướt, không gian gia nhiệt thường được xác định bởi thành bể ở một bên, đường dẫn wafer ở bên kia và đáy bể bên dưới. Thể tích sẵn có có thể có hình dạng không đều mà máy sưởi tiêu chuẩn không thể lấp đầy.
Các kích thước chính là chiều rộng tối đa, chiều sâu tối đa, chiều cao tối đa và khoảng cách đến các bộ phận chuyển động. Việc mở mặt bích xác định đường kính tối đa của lò sưởi có thể được lắp vào. Độ sâu ngâm xác định chiều dài gia nhiệt có thể sử dụng.
| Kích thước | Ràng buộc điển hình | Tác động đến thiết kế lò sưởi |
|---|---|---|
| Chiều rộng có sẵn | 100–200 mm | Giới hạn chiều rộng lò sưởi |
| Độ sâu có sẵn | 300–500 mm | Giới hạn chiều dài nóng |
| Mở mặt bích | 80–150mm | Hạn chế chèn máy sưởi |
| Độ sâu ngâm | 200–400 mm | Giới hạn chiều dài nóng |
| Thông quan cho người vận chuyển | 50–100 mm | Hạn chế nhô ra |
Hạn chế về không gian trong buồng ướt nhỏ gọn
Tính mật độ Watt và diện tích bề mặt
Công suất 2,5 kW ở mật độ watt an toàn là 1,0 W/cm2 cần diện tích bề mặt vỏ bọc là 2.500 cm2. Trong một buồng-không gian hạn chế, việc đạt được diện tích bề mặt đó đòi hỏi phải có cấu hình hình chữ L-hoặc hình chữ U- nhỏ gọn.
Bộ gia nhiệt hình chữ L{0}}có tiết diện dọc 250 mm và tiết diện ngang 350 mm cung cấp chiều dài gia nhiệt 600 mm. Với đường kính vỏ bọc 50 mm, cung cấp diện tích bề mặt khoảng 942 cm²-chưa bằng một nửa yêu cầu. Cần có cấu hình nhiều-với các lượt bổ sung.
| Cấu hình máy sưởi | chiều dài nóng | Diện tích bề mặt ở mức 32 mm | Diện tích bề mặt ở mức 50 mm | Phù hợp với khe 150 mm |
|---|---|---|---|---|
| Thẳng, 250 mm | 250mm | 250 cm2 | 393 cm2 | Có, nhưng không đủ diện tích |
| hình chữ L{0}}, 250 + 350 mm | 600mm | 600 cm2 | 942 cm2 | Đúng |
| Hình chữ U{0}}, 250 + 200 + 250 mm | 700mm | 700 cm2 | 1.100 cm2 | Đúng |
| Nhiều{0}}thẻ, 4 × 250 mm | 1.000 mm | 1.000 cm2 | 1.571 cm2 | Đúng |
| Nhiều{0}}vòng, 7 × 250 mm | 1.750 mm | 1.750 cm2 | 2.749 cm2 | Vừa vặn |
Cấu hình bộ gia nhiệt cho công suất 2,5 kW ở mức 1,0 W/cm2 trong buồng nhỏ gọn
Lắp máy sưởi vào khe
Máy sưởi phải vừa với lỗ mặt bích và vào khe có sẵn. Lò sưởi có chiều rộng 350 mm sẽ không vừa với lỗ mặt bích 100 mm. Giải pháp là định hướng lò sưởi theo chiều dọc sao cho chiều rộng của nó thẳng hàng với độ sâu của khe và độ dày của nó thẳng hàng với lỗ mở mặt bích.
Có thể lắp một-bộ gia nhiệt nhiều đường có chiều dài gia nhiệt 250 mm, chiều rộng 350 mm và đường kính bó 50 mm qua lỗ mặt bích 100 mm nếu đường kính bó 50 mm thẳng hàng với lỗ. Khi ở trong bể, lò sưởi sẽ được xoay vào vị trí.
Tính đồng nhất của dòng chảy và nhiệt độ trong không gian chật hẹp
Trong một buồng nhỏ gọn, dòng chảy xung quanh lò sưởi thường bị hạn chế bởi thành bể gần đó và chất mang bán dẫn. Dòng chảy có thể không đồng đều, với tốc độ cao ở một bên và tốc độ thấp ở bên kia. Điều này có thể tạo ra các điểm nóng ở phía vận tốc-thấp.
Một vách ngăn đục lỗ hoặc một thanh dẫn hướng dòng chảy có thể phân phối dòng chảy đồng đều hơn xung quanh lò sưởi. Vách ngăn phải được thiết kế để vừa với không gian có sẵn và hướng dòng chảy qua các khoảng trống giữa các đường đi.
Vật liệu và kết cấu cho dịch vụ bán dẫn
Các công cụ bán dẫn thường yêu cầu vật liệu có độ tinh khiết cao. Vỏ bọc PTFE phải là polyme nguyên chất, không chứa chất độn với khả năng chiết xuất thấp. Mặt bích phải là thép không gỉ lót PTFE hoặc PTFE{3}} nguyên khối. Vỏ thiết bị đầu cuối phải được bịt kín và thông hơi để ngăn ngừa ô nhiễm.
Máy sưởi phải được làm sạch và thụ động trước khi lắp đặt. Bất kỳ loại dầu hoặc hạt còn sót lại nào trong quá trình sản xuất đều có thể làm nhiễm bẩn bể xử lý.
Khi máy sưởi tiêu chuẩn không thể vừa với buồng
Máy sưởi tiêu chuẩn hiếm khi phù hợp với buồng ướt nhỏ gọn. Không gian có sẵn quá nhỏ, hình dạng quá bất thường và yêu cầu về độ tinh khiết quá nghiêm ngặt. Cấu hình bộ gia nhiệt nhúng PTFE tùy chỉnh có thiết kế nhiều-đường chuyền, kích thước nhỏ gọn và vỏ bọc đầu cuối kín giúp giải quyết nguyên nhân gốc rễ của hạn chế về không gian. Quá trình đặc tả yêu cầu kích thước không gian có sẵn, độ mở mặt bích, độ sâu ngâm, hóa chất trong bể, công suất yêu cầu và các yêu cầu về độ tinh khiết. Đối với các cơ sở có buồng nhỏ gọn, phương pháp tiếp cận-dành riêng cho ứng dụng này cung cấp diện tích bề mặt cần thiết trong không gian có sẵn.
