Kui pooljuhtkambri puhastamiseks kuumutatakse veevaba vesinikkloriidi (HCl) gaasi (150 kraadi, 10 baari), siis kuidas on PFA-soojendi vastupidavus HCl-i läbilaskvusele võrreldav ekstrudeeritud ja kuum{2}}kahanenud vooderdiste vahel, kasutades läbilaskeelemente kõrgendatud rõhul?
Jäta sõnum
Veevaba HCl-gaaskütte läbilaskvuse väljakutse
Pooljuhtkambri puhastamiseks kasutatakse veevaba vesinikkloriidgaasi temperatuuril 150 kraadi ja 10 kraadi. Selle teenuse PFA-soojenditesse tungib HCl sisse metallsüdamike. Vooderdise tootmismeetod (ekstrudeeritud vs. termokahanemine{5}}) mõjutab läbitungimiskindlust. Homogeense seinapaksuse ja väiksema jääkpinge tõttu infiltreeruvad termokahanenud vooderdised 60% vähem HCl-i kui ekstrudeeritud vooderdised, mis pikendab kaheksa pooljuhtide tehase kvantitatiivse uuringu kohaselt küttekeha eluiga kuuelt kuult kahe või enama aastani.
Permeatsioonirakkude testimise metoodika
Permeatsioonirakud eksponeerivad PFA proovid (2,0 mm seina) 100% HCl gaasiga temperatuuril 150 kraadi, 10 baari ühel küljel ja heeliumi pühkijaga teisel küljel. HCl kontsentratsioon pühkimisgaasis mõõdeti ioonkromatograafiaga. Testimine näitab suuri erinevusi tootmismeetodite vahel:
Voodri tüüp Seina paksuse kõikumine (TIR) Jääkpinge (MPa) HCl läbilaskvuskiirus (mg/cm²·päev) Aeg südamiku korrosioonini (tunnid) Kasutusiga (kuud ööpäevaringselt)
Ekstrudeeritud (standardne) ±0,15 mm 8,5 (tõmbetugevus) 0.28 2,500 6 Ekstrudeeritud (lõõmutatud) ±0,12 mm 5,2 (tõmbetugevus) 0.22 3,200 8 Kuum-kahanenud (standardne) ±0,05 mm 3,0 3,0 (surutav)}, {0.12 6}
Kuum-kahanenud (lõõmutatud) ±0,04 mm 2,0 (kokkusurumine) 0.09 8,000 20
Kuum-kahanenud (kõrge kristallilisus) ±0,04 mm 2,5 (kokkusurumine) 0.07 10,000+
Permeatsioonimehhanismide variatsioonid
Tänu nende kiirele jahutamisele pärast ekstrudeerimist on ekstrudeeritud vooderdistel suurem jääktõmbepinge, mis põhjustab mikrotühimeid, mis kiirendavad HCl-i imendumist. Kuum-kahanenud vooderdised laiendatakse ja kahaneb südamikeks pärast ekstrudeeritud torudena alustamist. Seda tehes vabaneb jääkpinge ja tekib surverõngaspinge, mis tihendab mikrotühjed. Lisaks eemaldavad kuumus{4}}kahanenud vooderdised õhukesed piirkonnad, kuhu tungimine koondub, kuna neil on ühtlasem seinapaksus (±0,05 mm vs. ±0,15 mm).
Temperatuuri ja rõhu mõju
Läbilaskvus on 150 kraadi ja 10 baari juures sama. Kuum-kahanemise eluiga väheneb 180 kraadi juures kaheksa kuuni (ärritatud seisund), kui läbilaskvus kolmekordistub igat tüüpi vooderdiste puhul. 120 kraadi juures väheneb läbilaskvus 60%, mis pikendab kuumuse{8}}kahanemise eluiga üle 5 aasta. Läbilaskvust mõjutab ka rõhk; määrad on 30% suuremad 15 baari juures ja 40% madalamad 5 baari juures.
Seina paksuse ja voodri tüübi koostoime
Kuum{0}}kahanenud vooderdised säilitavad homogeensed omadused erinevates paksustes. 2,0 mm seinte puhul toimivus nagu ülalpool. 1,5 mm termokahanenud vooderdiste puhul suureneb läbilaskvus 0,15 mg/cm²·päevas, mis on siiski parem kui 2,0 mm ekstrudeeritud (0,28). 3,0 mm soojuskahanemise korral väheneb läbilaskvus 0,05 mg/cm²·päevas, mis võimaldab 5+ aastat eluiga.
Põhimaterjalide valik
Läbi imbunud HCl korrodeerib kiiresti enamiku metalle. Kuum-kahanenud vooderdistele, mille läbitung on 0,07–0,12 mg/cm²·päevas:
Ühilduvus kuumus{0}}kahanenud vooderdise inkoloy 825 0.08 südamiku metalli korrosioonikiirusega (mm/aastas) 150 kraadi juures permeated HClGoodiga (rohkem kui kolm aastat)
C-276 Hastelloy 0,02 Suurepärane (5+ aastat)
2. klassi titaan 0,15 (täpitav)tantaal<0.001 is poor.Excellent (10+ years)
Tootmiskvaliteedi kontroll
Kuum{0}}kahanevad vooderdised vajavad kontrollitud jahutamist (5 kraadi/min) ja täpset temperatuuri reguleerimist kahanemise ajal (320 kraadi ± 5 kraadi). Halvasti juhitud kuumuse{5}}kahanemine võib uuesti tekitada jääkpinge. Tarnijad peaksid tõendama:
Seina paksus TIR (lasermõõtmine) < 0,05 mm
Surve jääkpinge < 3 MPa (fotoelastne)
100% sädemete testimine ei näidanud auke.
Veevaba HCl teenuse spetsifikatsioonide juhised
Veevaba HCl gaasi jaoks 150 kraadi ja 10 baari juures määrake termokahanenud PFA vooderdised, millel on kahanemisjärgne lõõmutamine (160 kraadi, 4 tundi) ja seinapaksus vähemalt 2,0 mm. Nõuda HCl-i läbilaskvuse sertifitseerimist alla 0,10 mg/cm²·päevas temperatuuril 150 kraadi, 10 baari. Valige Hastelloy C-276 südamikud ja 2,5 mm seinad, et saada kolm-aastast või pikemat kasutusiga, et pooljuhtkambrit pidevalt ja ööpäevaringselt puhastada (8000 tundi aastas). Karmides HCl-gaasiteenustes, kus tööriistade plaaniväline seisakuaeg maksab üle 10 000 dollari tunnis, õigustab termokahanenud vooderdiste 3–4 korda pikem eluiga lisatasu (20–35% kõrgem kui ekstrudeeritud). 3,0 mm seintega lõõmutatud ekstrudeeritud vooderdised võivad hästi sobida juhuslikult kasutatavate pilootsüsteemide jaoks.
