Cartuchos filtrantes plisados y filtros cápsula en la fabricación electrónica

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Por qué la limpieza de los líquidos afecta al rendimiento

En la producción de semiconductores, sensores, pantallas, instrumentos ópticos y equipos de precisión, una partícula inofensiva en una línea de utilidad puede ser catastrófica en una superficie patrónada. Sólidos depositados pueden conectar conductores, bloquear un microcanal, rayar un wafer, dispersar la luz o crear un punto débil en una capa. El objetivo práctico, por lo tanto, no es simplemente hacer que una líquido parezca claro. Es prevenir que la población específica de partículas en ese líquido llegue al producto o a una herramienta sensible.

Los cartuchos plisados proporcionan una gran superficie en un alojamiento compacto y se utilizan comúnmente para servicio continuo o en lotes. Un filtro cápsula combina el elemento de filtrado y el alojamiento en una asamblea cerrada y descartable, lo cual es útil en el punto de uso, en pequeños lotes, durante muestreo y donde la limpieza de cambio importa. Ni formato elimina todos los contaminantes disueltos.

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Agua ultrapura y corrientes de enjuague de precisión

La agua ultrapura puede llevar coloides de sílice, partículas de corrosión de hierro, fragmentos de polímeros, finos de resina de intercambio iónico, finos de carbono, escamas de tuberías y fragmentos biológicos. Los procesos avanzados de semiconductores también monitorean precursoras de partículas: especies disueltas o coloidales que pueden formar partículas cuando el agua seca en una lámina. SEMI nota que orgánicos de alto peso molecular y especies silícicas pueden comportarse así, mientras que los contadores ópticos convencionales tienen dificultades en las dimensiones más pequeñas.[1] Por eso la filtración final en el punto de uso se combina con la purificación y el monitoreo de partículas de agua de arriba hacia abajo en lugar de tratarse como una cura independiente.

Un problema común en la producción es el 'filtro limpio, inicio sucio'. Un filtro puede alcanzar su objetivo de retención pero liberar residuos de fabricación o requerir un largo enjuague antes de que los conteos de partículas se estabilicen. La limpieza inicial, el volumen de enjuague y los bajos extraíbles son, por lo tanto, tan importantes como el tamaño de poro nominal.

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Químicos húmedos, fotorresistencias y recubrimientos ópticos

Ácidos, bases, disolventes, desarrolladores, resistencias fotoresistente y líquidos de revestimiento óptico pueden contener residuos de empaque, partículas de tambores o contenedores, sales precipitadas, capas polimerizadas, microgelos, fibras y fragmentos de elastómeros. En químicos fotoquímicos, gérmenes y resinas parcialmente polimerizadas pueden crear manchas de revestimiento, agujeros o defectos de patrón. En ácidos y disolventes agresivos, la compatibilidad es un desafío central: una membrana, capa de soporte, sellado o carcasa inadecuados pueden expandirse, desprenderse, liberar o perder la retención.[2] Deben seleccionarse medios hidrofílicos o hidrofóbicos, construcciones de polímeros fluorados y materiales de sellado a partir de datos químicos y de temperatura reales.

Los filtros deben estar en serie. Un prefiltro protector captura fibras y fragmentos de gel más grandes; una membrana más fina en el punto de uso maneja el rango crítico de partículas. Instalar solo un filtro final ultrafinamente en un fluido con alto contenido de gel a menudo causa un rápido aumento de la presión, una vida de servicio corta y un flujo inestable.

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Lodos CMP: eliminar defectos sin alterar el proceso

La pasta de planarización química mecánica contiene intencionalmente partículas abrasivas funcionales de sílice, cerio o alúmina. La fracción no deseada es diferente: aglomerados oversized, fragmentos de pasta secos, fibras extranjeras, residuos del tanque y gérmenes duros. Los aglomerados por encima de la distribución de partículas intencionada pueden generar microrasguces, mientras que una filtración demasiado apretada o adsorbente puede despojar el abrasivo útil o alterar la química de la pasta.[3] La tarea de filtración es selectiva: reducir el conteo de partículas grandes mientras se preserva la concentración de la pasta de trabajo y el comportamiento de pulido.

Esta corriente también castiga el diseño del sistema ineficiente. Zonas de bajo caudal permiten el sedimentamiento; la fuerza de cizallamiento de los bombas puede crear o romper aglomerados; la recirculación carga repetidamente el mismo filtro. La prueba debe comparar la presión diferencial, el conteo de partículas grandes y el rendimiento de pulido a lo largo de un tiempo de recirculación realista.

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Fluidos de refrigeración, corte y montaje

Los bucles de enfriamiento de precisión y los fluidos limpiadores acuosos recogen óxido de hierro, óxido de cobre, cristales de escala de calcio carbonato, restos de corte, fragmentos de sellado y restos de biofilm. Estas partículas pueden obstruir canales estrechos, ensuciar exchangers de calor, rayar las sellas de los bombas o redepositarse en los componentes. Los cartuchos plisados a menudo se usan como protección de flujo lateral o de flujo completo. Los filtros cápsula pequeños pueden proteger una línea de dosificación, un analizador o el punto final de enjuague. La dureza disuelta, la contaminación iónica y el crecimiento viable aún requieren un control químico, un tratamiento con iones, una irradiación ultravioleta o otros procesos apropiados; la filtración de partículas sola no las resuelve.

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Principio de selección: definir el defecto antes del grado de filtración

Una especificación defensable comienza con microscopía, conteo de partículas o análisis de falla: ¿De qué está hecho la partícula? ¿Dónde se genera? ¿Qué tamaño causa el defecto? ¿Es el líquido acuoso, basado en solvente, ácido o abrasivo? Las respuestas determinan si un filtro de profundidad de prefiltrado, un cartucho de membrana plisado o una cápsula cerrada son apropiados. Incluso la guía SEMI para UPW sub-15-nm utiliza desafíos de sílice coloidal y considera tanto la retención como la contribución inicial de partículas del filtro.[4] Eso ilustra la regla más grande: una etiqueta de tamaño de poro no es una reclamación de rendimiento completa.

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Conclusión

La filtración efectiva en la fabricación de electrónicos es una cadena de control de contaminación. En agua ultrapura, gestiona coloides, restos de resina y residuos de corrosión; en fotocemiacíos, se dirige a partículas y gomas; en CMP, elimina agregados oversized sin dañar la suspensión; y en los fluidos de equipo, protege las pasos estrechos del depósito y los residuos por fricción. El mejor cartucho filtrante plisado o filtro cápsula es el que se validó contra la fluidos reales, defectos reales y ciclo de operación real—no simplemente el menor clasificación micrómica disponible.