FILTRO QUÍMICO
O problema da corrosão e contaminação por odores no ambiente industrial em muitas fábricas. não é causado por um único fator e não pode ser resolvido por uma única solução.
O padrão SEMl F21-95 fornece um método de classificação de salas limpas microeletrônicas com relação aos níveis de Contaminação Molecular no Ar (AMC). Isto é para contaminantes em fase gasosa, análogo ao padrão federal 209E para contaminação por partículas. O padrão SEM F21-95 classifica uma sala limpa com base na categoria do contaminante em fase gasosa e no nível de concentração permitido para cada categoria.
As quatro categorias de contaminantes em fase gasosa:
1.Ácidos (categoria A):
Gases corrosivos que reagem quimicamente como ácidos (um eletroaceceptor)
2.Bases (categoria B): Qasses corrosivos que reagem quimicamente como bases (um doador de elétrons)
3.Condensáveis (categoria C):Contaminantes cujo ponto de ebulição está normalmente acima da temperatura ambiente e são capazes de condensar na superfície do wafer.
4.Dopantes (categoria D):
Contaminantes que modificam as propriedades elétricas de materiais semicondutores.
A classificação SEMl F21-95 é identificada pela letra 'M', seguida pelo designador de categoria e, em seguida, pela concentração permitida de contaminante em parte por trilhão (ppt). No exemplo seguinte, uma classificação de MA-10 é interpretada como tendo uma concentração máxima permitida de 10 ppt de todos os gases ácidos no ar ambiente.
Classificação de contaminantes moleculares transportados pelo ar
| Categoria de materiais |
1 ppt |
10 ppt |
100 ppt |
1.000 ppt |
10.000 ppt |
| Ácidos |
MA-1 |
MA-10 |
MA-100 |
MA-1000 |
MA-10.000 |
| Bases |
MB-1 |
MB-10 |
MB-100 |
MB-1000 |
MB-10.000 |
| Condensáveis |
MC-1 |
MC-10 |
MC-100 |
MC-1000 |
MC-10.000 |
| Dopantes |
MD-1 |
MD-10 |
MD-100 |
MD-1000 |
MD-10.000 |
'SEMLF21-95:Classificação dos níveis de contaminantes moleculares transportados pelo ar em ambientes limpos'.1 ppb=1.000 ppt e 1ppm=1.000.000 ppt.
A concentração permitida de AMC (contaminantes moleculares transportados pelo ar) depende da classe da sala limpa, do processo utilizado e do equipamento utilizado.
Limites de AMC projetados para o processo de 0,25 um
| Etapa do processo |
Tempo máximo sentado |
MA(ppt) |
MB (ppt) |
MC (ppt) |
DM (ppt) |
| Pré-oxidação |
4 horas |
13.000 |
13.000 |
1.000 |
0.1 |
| Salicidação |
1 hora |
180 |
13.000 |
35.000 |
1.000 |
| Formação de Contato |
24 horas |
5 |
13.000 |
2.000 |
100.000 |
| Fotoritografia DUV |
2 horas |
10.000 |
1.000 |
100.000 |
10.000 |
Contaminantes e concentrações típicas em salas limpas
| Categoria |
Contaminantes |
Concentraçãorangr,ppt Baixo Alto |
Ácidos |
Ácido clorídrico |
20.000 |
400.000 |
| Ácido Fluorídrico |
40.000 |
250.000 |
| Ácido nítrico |
20.000 |
250.000 |
| Ácido sulfúrico |
10.000 |
300.000 |
| Ácido fosfórico |
10.000 |
400.000 |
| Ácido acético |
10.000 |
250.000 |
| Dióxido de nitrogênio |
30.000 |
300.000 |
| Dióxido de enxofre |
10.000 |
150.000 |
Bases |
Amônia |
10.000 |
200.000 |
| NMP |
20.000 |
300.000 |
Condensáveis |
Acetona |
20.000 |
500.000 |
| Tolueno |
10.000 |
250.000 |
Dopantes |
Ácido bórico |
DE |
200.000 |
| Fósforo |
DE |
5.000 |
| Arsina |
DE |
50.000 |
Quatro técnicas principais para controlar contaminantes de odores e gases: mascaramento, combustão, ventilação e remoção. Pelotas de mídia são usadas para controlar contaminantes de gases por adsorção e oxidação.
Para purificar o ar eliminando material particulado, filtros de compostos gasosos e vaporosos não têm eficácia contra gases e vapores indesejáveis.
Quando moléculas gasosas ou líquidas atingem a superfície de um adsorvente e permanecem sem qualquer reação química, o fenômeno é denominado adsorção física ou fisissorção.
O carbono pode ser impregnado com outros produtos químicos para melhorar certos gases de baixa capacidade de absorção pelo carbono não tratado. Esses produtos químicos reagem com os gases para reduzir a concentração de contaminantes.
Outra maneira de excluir gases específicos é capturá-los e reagir com eles. Esse processo é chamado de quimissorção.
Muitos materiais adsortivos estão disponíveis; cada um deles com afinidade especial para determinados vapores.
A área de superfície aumentou quando as dimensões do carbono estão ficando menores. O tamanho da partícula pode ser muito pequeno, mesmo que se transforme apenas em pó de carbono. O tamanho ideal deve ser determinado por experimentação.
No sistema de contaminantes moleculares, a eficiência inicial da remoção de contaminantes não depende do peso, do tamanho das partículas de carbono e da atividade do carbono. A área de superfície total e a química da superfície são dois parâmetros importantes para determinar a eficiência inicial.
Se a poluição do ar for muito úmida (como em um dia chuvoso), a umidade pode ser adsorvida de forma competitiva com gases contaminados direcionados para a capacidade de carbono. No entanto, se a reação for quimicamente absorvida, a umidade pode aumentar a reação rapidamente.
A temperatura também pode afetar a taxa de adsorção quando a temperatura está aumentando. É mais difícil atrair os contaminantes para o carbono.
