Lösung von Herausforderungen bei der Halbleiterfertigung mit isolierten Schläuchen

Lösung von Herausforderungen bei der Halbleiterherstellung mit isolierten Schläuchen

Doug Nordstrom, Senior Product Manager, Schlauchprodukte und Yoon Jiang, Regional Market Manager, Semiconductor

In der Welt der Halbleiterchip-Produktion sind Präzision und Sauberkeit sich überschneidende Prioritäten. Die Temperaturen innerhalb der Kammer müssen auf einem optimalen Niveau gehalten werden, um die Prozessstabilität zu gewährleisten. Dies kann aufgrund der extremen Hitze, die erforderlich ist, um einen angemessenen Fluss von Prozessgasen aufrechtzuerhalten, eine Herausforderung darstellen. Gleichzeitig muss die Kammer vollständig frei von möglichen Verunreinigungen gehalten werden, um den Chipdurchsatz während des heiklen Herstellungsprozesses zu maximieren.

Da umfangreiches Engineering und Design in die Schaffung und Aufrechterhaltung einer idealen Fertigungsumgebung einfließen, kann leicht übersehen werden, wie wichtig es ist, einige der „grundlegenderen“ Komponenten auszuwählen, die den Chip-Produktionsprozess unterstützen. Stellen Sie sich einen einfachen Industrieschlauch vor, der in unzähligen Anwendungen in der ganzen Welt der Fertigung eingesetzt wird. Im Halbleiterherstellungsprozess spielen Schläuche eine wichtige Rolle, da sie häufig verwendet werden, um leistungsstarken Kühlern dabei zu helfen, die für Produktionsprozesse erforderliche Umgebung zu regulieren.

Wie bei allem anderen im Halbleiterprozess gibt es einige besondere Überlegungen, die bei der Auswahl der richtigen Schläuche getroffen werden sollten, um eine optimale Produktionsumgebung aufrechtzuerhalten. Die Auswahl des geeigneten Isolationsgrades für Schläuche ist beispielsweise entscheidend, um nicht nur die Temperaturen während der Chipherstellung zu regulieren, sondern auch unnötige Risiken und Kosten in Ihrem Betrieb zu vermeiden.

Hier sind einige Faktoren, die Sie bei der Bewertung isolierter Schlauchlösungen berücksichtigen sollten, um Ihre Kosten und Ergebnisse zu optimieren:

Aufrechterhalten einer optimalen Kontrolle der Flüssigkeitstemperatur. Die Temperaturstabilität in der Abscheidungskammer ist entscheidend für eine effiziente Halbleiterproduktion. Diese Temperaturen werden oft durch leistungsstarke Kühler reguliert, die Kühlmittel verwenden, die durch einen oder mehrere Schläuche hinein- und hinausgepumpt werden – und wenn sie nicht richtig isoliert sind, können Kühlmittelschläuche ein Bereich sein, in dem diese Stabilität beeinträchtigt werden kann.

Die Flüssigkeitstemperaturen steigen natürlicherweise während des Transports vom Kühler zur Verarbeitungsumgebung. Wenn ein Schlauch nicht mit der richtigen Isolierung ausgestattet ist, sind die Temperaturen in der Kammer möglicherweise nicht optimal, wenn der Kühler diesen Temperaturanstieg in den Kühlmittelleitungen nicht kompensiert.

Während allgemeine Industrieanwendungen einfach Wasser als Kühlmittel verwenden, verwenden Halbleiteranwendungen häufig ein Kühlmittel wie Glykol, das Temperaturen von bis zu -40 °C erreichen kann. Dies ist ein energieintensiver Prozess, der die Temperatur des Kühlmittels effektiver hält als B. einem standardmäßigen Industrieschlauch, kann eine isolierte Lösung eine weitaus bessere Temperaturkontrolle für Leitungen ermöglichen, die Flüssigkeiten bei diesen superkalten Temperaturen transportieren. Es liegt im besten Interesse eines Halbleiterherstellers, die richtigen Temperaturen so effizient wie möglich aufrechtzuerhalten, um sowohl qualitativ hochwertige Ergebnisse aus dem Chipherstellungsprozess aufrechtzuerhalten als auch die Energiekosten zu minimieren.

Bekämpfung von Kondensation. Unzureichend isolierte Schläuche können an heißen Tagen wie ein Glas Eiswasser wirken; Wenn die Oberflächentemperatur des Schlauchs unter dem Taupunkt der Umgebung liegt, bildet sich an der Außenseite des Schlauchs Kondenswasser. Kondenswasser kann auch entstehen, wenn zwei Kälteschläuche zu dicht aneinander verlegt werden und dadurch die Oberflächen des jeweils anderen kälter werden, als wenn sie isoliert wären.

Wie in vielen industriellen Anwendungen kann Kondensation für einen Halbleiterhersteller ein Problem darstellen. Wenn Schläuche durch enge Bereiche wie einen Unterboden geführt werden, kann unentdecktes Tropfen von Kondenswasser benachbarte empfindliche Geräte wie Elektronik gefährden, Schäden verursachen und möglicherweise zu Prozessausfallzeiten führen. In nicht geschlossenen, stark frequentierten Bereichen können auch Rohre oder Schläuche mit Kondenstropfen eine Rutschgefahr darstellen.

Darüber hinaus können kleine Flüssigkeitspfützen, die in der Nähe einer industriellen Anwendung gefunden werden, eine Untersuchung der Ursache erforderlich machen, was zu unnötigen Ausfallzeiten und Ressourcenzuweisungen führen kann. Die Auswahl von Schläuchen mit den richtigen Isoliereigenschaften kann dazu beitragen, Kondensation und damit verbundene Probleme wie diese zu vermeiden.

Worauf Sie bei isolierten Schläuchen achten sollten. Bei der Auswahl eines isolierten Schlauchs für Kühlanwendungen ist es wichtig, ein Material zu wählen, das speziell für kalte Temperaturen entwickelt wurde. Während einige isolierte Optionen sowohl für den Einsatz in Heiß- als auch Kaltflüssigkeitstransferanwendungen vermarktet werden können, ist die Tatsache, dass verschiedene Arten von Isolierungen je nach Prozess, in dem sie verwendet werden, unterschiedlich funktionieren. Beispielsweise hat sich gezeigt, dass ein Schlauch mit einer flexiblen Polyolefin-Wärmeschrumpfhülle bei Kälteanwendungen besser funktioniert als isolierte Schläuche mit Gewebehüllen, die besser für Hochtemperatur-Flüssigkeitsanwendungen geeignet sind. Suchen Sie nach Schlauchlieferanten, die verstehen, welche Materialtypen für die Anwendung am besten geeignet sind und warum, und wählen Sie dann nur isolierte Schläuche, die für die Leistung in Ihrer Endanwendungsumgebung optimiert sind.

Wichtig ist auch, dass der Schlauch unabhängig vom verwendeten Isoliermaterial flexibel genug bleibt, um eine optimale Verlegung und Installation zu ermöglichen. Der minimale Biegeradius eines Schlauchs sollte sich beispielsweise nicht mit der Isolierung ändern, noch sollte diese Biegefähigkeit seine isolierenden Eigenschaften beeinträchtigen. Suchen Sie nach Optionen, die die Zieltemperatur der zu transportierenden Flüssigkeit richtig halten, dies flexibel tun und auch nicht zu sperrig sind, wie z. B. ein Schlauch mit Aerogel-Isolierungsmaterial mit geringer Wärmeleitfähigkeit.

Schließlich ist ein isolierter Schlauch, der eine Anwendung wirklich effizient macht, einer, der nur so viel Isolierung verwendet, wie erforderlich ist. Anstelle eines einheitlichen Ansatzes kann ein guter Schlauchlieferant verschiedene Schichtoptionen anbieten, die die Temperaturanforderungen Ihrer Anwendung kosteneffizient erfüllen können. Im besten Fall fragen sie die Parameter Ihrer Anwendung ab und verwenden eine Gleichung, um genau zu bestimmen, wie viel Isolierung für Ihre spezifischen Schlauchanforderungen richtig ist.

Eine intelligente, kostengünstige Lösung. Halbleiterhersteller, die ihre Kosten senken möchten, sollten erwägen, über die teuren Fertigungswerkzeuge im Zentrum ihrer Prozesse hinauszugehen, um weniger offensichtliche, aber äußerst kosteneffektive Möglichkeiten zur Verbesserung ihrer gesamten Anlage zu finden. Es könnte sich als lohnende Aufgabe erweisen, ihre Schlauchpalette für Flüssigkeitstransferanwendungen bei niedrigen Temperaturen und die Auswahl geeigneter Optionen für die Schlauchisolierung zu evaluieren.

Wenn Sie sich nicht sicher sind, wo Sie anfangen sollen, kann Swagelok helfen. Unser Ziel ist es, mit unseren Kunden zusammenzuarbeiten, um diese Anforderungen zu erfüllen, sei es, dass wir eine Vielzahl von isolierten Schlauchoptionen anbieten, die auf Ihre Anforderungen zugeschnitten werden können, oder vor Ort kommen, um Sie über die besten Möglichkeiten zu beraten, um Ihren Betrieb wirklich effizient zu machen. Wenden Sie sich an Ihr lokales autorisiertes Vertriebs- und Servicezentrum, um Ihre Anforderungen zu besprechen, und gemeinsam finden wir eine Lösung, die für Sie geeignet ist.