CHEMISCHER FILTER

Das Problem der Korrosion und Geruchsbelästigung im industriellen Umfeld vieler Fabriken. Es wird nicht durch einen einzigen Faktor verursacht und kann nicht durch eine einzige Lösung gelöst werden.

Der SEMl-Standard F21-95 bietet eine Methode zur Klassifizierung mikroelektronischer Reinräume im Hinblick auf die Airbore Molecular Contamination (AMC)-Werte. Dies gilt für Gasphasenverunreinigungen und entspricht der Bundesnorm 209E für Partikelverunreinigungen. Der SEM-Standard F21-95 klassifiziert einen Reinraum basierend auf der Kategorie der Gasphasenverunreinigungen und dem zulässigen Konzentrationsniveau für jede Kategorie.

Die vier Kategorien von Gasphasenverunreinigungen:

1. Säuren (Kategorie A):

Korrosive Gase, die chemisch als Säuren reagieren (Elektronenakzeptor)

2. Basen (Kategorie B): Ätzende Substanzen, die chemisch als Basen reagieren (ein Elektronendonor)

3.Kondensierbare Stoffe (Kategorie C): Verunreinigungen, deren Siedepunkt typischerweise über Raumtemperatur liegt und die auf der Waferoberfläche kondensieren können.

4.Dotierstoffe (Kategorie D):

Verunreinigungen, die die elektrischen Eigenschaften von Halbleitermaterial verändern.

Die Klassifizierung SEMl F21-95 wird durch den Buchstaben „M“ gekennzeichnet, gefolgt von der Kategoriebezeichnung und der zulässigen Schadstoffkonzentration in Teilen pro Billion (ppt). Als Beispiel wird eine Klassifizierung von MA-10 so interpretiert, dass sie eine maximal zulässige Konzentration von 10 ppt aller sauren Gase in der Raumluft aufweist.

Klassifizierung luftgetragener molekularer Schadstoffe

Materialkategorie	1 Ppt	10 Punkte	100 Ppt	1.000 Punkte	10.000 Punkte
Säuren	MA-1	MA-10	MA-100	MA-1000	MA-10.000
Basen	MB-1	MB-10	MB-100	MB-1000	MB-10.000
Kondensatoren	MC-1	MC-10	MC-100	MC-1000	MC-10.000
Dotierstoffe	MD-1	MD-10	MD-100	MD-1000	MD-10.000

'SEMlF21-95:Klassifizierung der Konzentration luftgetragener molekularer Schadstoffe in sauberen Umgebungen'.1 ppb=1.000 ppt und 1 ppm=1.000.000 ppt.

Die zulässige AMC-Konzentration (luftgetragene molekulare Schadstoffe) hängt von der Klasse des Reinraums, dem verwendeten Prozess und der verwendeten Ausrüstung ab.

Voraussichtliche AMC-Grenzwerte für den 0,25-um-Prozess

Prozessschritt	MAX. Sitzzeit	MA(ppt)	MB (ppt)	MC (ppt)	MD (ppt)
Vor-Gate-Oxidation	4 Std	13.000	13.000	1.000	0.1
Salizidierung	1 Std	180	13.000	35.000	1.000
Kontaktbildung	24 Std	5	13.000	2.000	100.000
DUV-Fotorithagraphie	2 Std	10.000	1.000	100.000	10.000

Typische Verunreinigungen und Konzentrationen im Reinraum

Kategorie	Verunreinigungen	Konzentrationrangr,ppt                   Niedrig Hoch
Säuren	Salzsäure	20.000	400.000
	Flusssäure	40.000	250.000
	Salpetersäure	20.000	250.000
	Schwefelsäure	10.000	300.000
	Phosphorsäure	10.000	400.000
	Essigsäure	10.000	250.000
	Stickstoffdioxid	30.000	300.000
	Schwefeldioxid	10.000	150.000
Basen	Ammoniak	10.000	200.000
	NMP	20.000	300.000
Kondensatoren	Aceton	20.000	500.000
	Toluol	10.000	250.000
Dotierstoffe	Borsäure	ND	200.000
	Phosphor	ND	5.000
	Arsin	ND	50.000

Vier Haupttechniken zur Kontrolle von Geruchs- und Gasverunreinigungen: Maskierung, Verbrennung, Belüftung und Entfernung. Medienpellets werden zur Kontrolle von Gasverunreinigungen durch Adsorption und Oxidation verwendet. Chemische Filter können molekulare Verunreinigungen durch Adsorptions- und Absorptionsprinzipien entfernen.

Zur Luftreinigung durch Beseitigung von Partikeln, gasförmigen und dampfförmigen Verbindungen. Partikelfilter haben keine wirksame Wirkung bei unerwünschten Gasen und Dämpfen.

Wenn gasförmige oder flüssige Moleküle die Oberfläche eines Adsorptionsmittels erreichen und dort ohne chemische Reaktion verbleiben, spricht man von physikalischer Adsorption oder Physisorption.

Der Kohlenstoff kann mit anderen Chemikalien imprägniert werden, um bestimmte Gase mit geringer Adsorptionskapazität durch unbehandelten Kohlenstoff zu verbessern. Diese Chemikalien reagieren mit den Gasen, um die Schadstoffkonzentration zu verringern.

Eine andere Möglichkeit, bestimmte Gase zu entfernen, besteht darin, sie einzufangen und mit ihnen zu reagieren. Dieser Vorgang wird Chemisorption genannt.

Es stehen viele Adsorptionsmaterialien zur Verfügung, von denen jedes eine besondere Affinität zu bestimmten Dämpfen aufweist.

Die Oberfläche vergrößert sich, wenn die Abmessungen des Kohlenstoffs kleiner werden. Die Partikelgröße kann sehr klein sein, auch wenn es sich nur um Kohlenstoffstaub handelt. Dies führt auch zu Problemen beim Entweichen von Dampf in die Luft oder zu einer dichten Packung, die zu einem hohen Druckabfall führt. Die optimale Größe muss durch Experimente ermittelt werden.

In molekularen Schadstoffsystemen hängt die anfängliche Effizienz der Schadstoffentfernung nicht von Gewicht, Kohlenstoffpartikelgröße und Kohlenstoffaktivität ab. Die Gesamtoberfläche und die Oberflächenchemie sind zwei wichtige Parameter zur Bestimmung der anfänglichen Effizienz.

Wenn die Luftverschmutzung sehr feucht ist (z. B. an einem regnerischen Tag), kann die Feuchtigkeit konkurrenzfähig zu kontaminierten Gasen für die Kohlenstoffkapazität adsorbiert werden. Wenn die Reaktion jedoch misorbiert wird, kann Feuchtigkeit die Reaktion schnell verstärken.

Die Temperatur kann sich auch auf die Adsorptionsrate auswirken, wenn die Temperatur steigt. Es ist schwieriger, die Verunreinigungen an den Kohlenstoff zu ziehen.