¿Qué es un Sistema de Limpieza?
Un sistema de limpieza es un dispositivo que utiliza propiedades químicas y físicas para eliminar sustancias no deseadas de la superficie de un material.
Se utiliza en el proceso de fabricación de equipos de precisión, semiconductores, pantallas, etc. Si el sistemas de limpieza no se utiliza correctamente, pueden producirse con frecuencia productos defectuosos y rendimientos elevados.
Los métodos de limpieza varían desde la limpieza por ultrasonidos, la limpieza por pulverización, la limpieza con cepillos, la limpieza en seco y la limpieza con disolventes. En el caso de la fabricación de semiconductores, hay más de 500 procesos de fabricación, de los cuales se dice que los procesos de limpieza representan entre el 30% y el 40%.
Usos de los Equipos de Limpieza
Algunos ejemplos de usos específicos de los equipos de limpieza son los siguientes
- Limpieza de obleas de silicio en el proceso de semiconductores
- Limpieza de la suciedad adherida a la malla de los filtros metálicos
- Eliminación del polvo metálico adherido a las superficies metálicas después del corte
Un sistema de limpieza se selecciona teniendo en cuenta el tipo de contaminación, el tamaño del objetivo de limpieza, el tiempo de limpieza y la precisión de la limpieza. También son importantes el método de limpieza, el agente limpiador utilizado y el método de secado.
Principios de los Equipos de Limpieza
En los procesos de semiconductores, la función de la limpieza es eliminar la contaminación de las obleas. Los contaminantes incluyen pequeños residuos invisibles llamados partículas, materia orgánica contenida en la suciedad y la caspa humanas, aceite y grasa como el sudor, y contaminación de los metales utilizados en la fábrica.
El sistemas de limpieza elimina estos contaminantes con disolventes o agua pura. Tras la limpieza, el secado es esencial. Es lo que se conoce como secado de entrada/secado de salida, y las obleas siempre se secan antes de retirarlas del equipo.
Los sistemas de limpieza típicos incluyen ultrasonidos, pulverización, cepillado, limpieza en seco y con disolventes.
1. Sistemas de Limpieza por Ultrasonido
Los equipos de limpieza por ultrasonidos limpian colocando el objeto a limpiar en una solución química y haciendo vibrar el interior del objeto con ondas ultrasónicas. La magnitud y la frecuencia de la vibración se seleccionan en función del objeto que se va a limpiar.
2. Sistemas de Limpieza por Pulverización
Los equipos de limpieza por pulverización son un método de limpieza de objetos mediante la pulverización de gas o líquido desde una boquilla. También existen equipos de limpieza manuales que pueden utilizarse para limpiar objetos grandes.
3. Sistemas de Limpieza con Cepillo
Los equipos de limpieza por cepillado utilizan cepillos para eliminar la suciedad, que luego se lava con una solución o un lavado por pulverización. Como los cepillos se utilizan como método físico de limpieza, pueden limpiar contaminantes difíciles de eliminar.
4. Equipos de Limpieza en Seco
Los equipos de limpieza en seco irradian luz UV (ultravioleta) sobre el objeto a limpiar, generando ozono y oxígeno activo, que reaccionan con el oxígeno activo para eliminar la contaminación. Se utilizan principalmente en la fabricación de semiconductores y pantallas.
5. Equipos de Limpieza con Disolventes
Los equipos de limpieza con disolventes disuelven y eliminan los contaminantes utilizando el poder disolvente de los disolventes. Pueden utilizarse disolventes extremadamente peligrosos, por lo que hay que tener cuidado.
Estructura de los Equipos de Limpieza
La estructura básica de un sistemas de limpieza consta de un sistema de transporte, un depósito de tratamiento, un depósito de agua pura y una etapa de secado. El sistema de transporte es un dispositivo para cargar y descargar objetos, y los objetos se limpian en el tanque de tratamiento. El tanque de agua pura se utiliza para lavar los productos químicos adheridos al objeto, mientras que la etapa de secado se utiliza para secar el objeto.
Por regla general, sólo se puede limpiar un tipo de contaminación con un tipo de líquido de tratamiento; se necesitan varios tanques de tratamiento y tanques de agua pura si se van a limpiar varios tipos de contaminación. En el proceso de fabricación de semiconductores, los equipos de tipo discontinuo se utilizan para procesar múltiples obleas a la vez, mientras que los equipos de oblea única se utilizan para procesar obleas de una en una.
En el tipo por lotes, las obleas se colocan juntas en una caja denominada soporte, y cada soporte se coloca en una capa de procesamiento para su limpieza. El tipo de oblea única realiza la limpieza por pulverización mientras gira las obleas una a una.
Más Información sobre los Equipos de Limpieza
Agentes de Limpieza utilizados en los Equipos de Limpieza
La limpieza de semiconductores implica el uso de varias soluciones de procesamiento. Los contaminantes que pueden eliminarse con cada solución de tratamiento difieren. Cada tratamiento va seguido de un aclarado con agua pura.
- SPM
Mezcla de ácido sulfúrico y peróxido de hidrógeno para eliminar la materia orgánica. - APM
Mezcla de amoniaco y peróxido de hidrógeno para eliminar partículas y materia orgánica. Además, se añaden ultrasonidos para aumentar la eliminación de partículas. - DHF
Mezcla de ácido fluorhídrico y agua pura para eliminar metales y películas de óxido. Como el ácido fluorhídrico es un ácido fuerte y disuelve el silicio, se diluye con agua pura y sólo se trata la superficie de la oblea. - HPM
Mezcla de ácido clorhídrico y peróxido de hidrógeno que elimina cualquier resto de metal y óxido y crea una capa pasivada en la superficie para evitar la redeposición de contaminantes.
Por último, las obleas se enjuagan con agua pura y se someten a un proceso de secado.