Temiz oda: Tek bir toz tanesi bir enkoder diski için ne anlama gelir

Bir enkoder diskinin çizgileri yalnızca birkaç mikrometre ile birkaç on mikrometre genişliğindedir; birkaç mikrometrelik bir toz tanesi iğne deliği, artık krom veya kopuk çizgiye yol açabilir. Bu makale temizlik sınıflarının nasıl okunacağını, parçacıkların çizgilere göre ne kadar büyük olduğunu, parçacığın hangi proses adımında düştüğüne göre ne tür kusur bıraktığını ve temiz odanın parçacıkları nasıl kontrol ettiğini anlatıyor.

Güneş ışığı pencereden eğik girdiğinde havada süzülen pek çok parlak nokta görülür – ve bunlar yalnızca görece büyük toz taneleridir. Daha küçük parçacıklar çıplak gözle görünmez ama yüzeylere aynı şekilde konar. Çizgileri yalnızca birkaç mikrometre genişliğinde olan bir enkoder diski için birkaç mikrometrelik tek bir toz tanesi bir kusura dönüşebilir.

Şekil 1 – Kesit animasyonu: A parçacığı ışık geçiren bir yarığın üstüne düşer ve pozlamada UV ışığını keser; altındaki rezist pozlanmaz ve sonunda yarıkta bir krom lekesi kalır. B parçacığı zaten kalması gereken bir çizginin üstüne düşer ve kusur oluşturmaz

Temizlik sınıfları nasıl okunur

Temizlik, havadaki parçacıkların ağırlığına değil sayısına bakar. Sektörde hâlâ sık kullanılan “yüzlük sınıf”, “binlik sınıf” gibi adlar ABD Federal Standardı 209E’den gelir: Class N, havanın fit küpü başına ≥0,5 μm boyutunda en fazla N parçacık bulunması demektir. Bu standardın yerini ISO 14644-1 almıştır; ikisi yaklaşık olarak şöyle eşleşir:

Yaygın ad	ISO sınıfı	≥0,5 μm parçacık üst sınırı (metreküp başına)
Class 10	ISO 4	352
Class 100	ISO 5	3520
Class 1000	ISO 6	35200
Class 10000	ISO 7	352000

1 fit küp yaklaşık 0,0283 metreküptür; dolayısıyla fit küp başına 100 parçacık, metreküp başına yaklaşık 3500 parçacığa karşılık gelir ve ISO 5 sınırıyla örtüşür. Sınıf her bir kademe değiştiğinde izin verilen parçacık sayısı 10 kat değişir.

Parçacıklar ve çizgiler yan yana

Bkz. Şekil 2. Bir saç telinin çapı yaklaşık 50–100 μm’dir; yarıçapı 20 mm, 2500 çizgili bir diskte çizgi de ışık geçiren yarık da yaklaşık 25 μm genişliğindedir; yarıçapı 5 mm, 10000 çizgili bir diskte çizgi genişliği yalnızca yaklaşık 1,6 μm’dir. 5 μm’lik bir parçacık ilk diskte yarıktaki küçük bir siyah noktadır; ikincisinde ise birkaç yarığı aynı anda kapatabilir.

Şekil 2 – Temizlik sınıflarındaki sayım parçacık boyutu, parçacıklar, enkoder diski çizgi genişlikleri ve saç telinin logaritmik ölçekte karşılaştırması

Parçacığın düştüğü adım, kusurun görünüşünü belirler

Bir parçacığın hangi kusuru oluşturacağı, hangi proses adımında düştüğüne bağlıdır:

Düştüğü an	Sonuç
Krom kaplamadan önce cam üzerine	Krom atomlarını gölgeler; düştükten sonra iğne deliği kalır
Rezist kaplama sırasında alt tabaka üzerine	Rezist filminde kuyruklu yıldız biçimli iz çeker; kalınlık yerel olarak düzensizleşir
Pozlamadan önce ışık geçiren bölgedeki rezist üzerine	UV ışığını keser; yarıkta artık krom noktası kalır (Şekil 1)
Fotomaske üzerine	Her diskte aynı konumda aynı kusur çıkar
Bitmiş ürün yüzeyine	Leke ışığı keser; sinyal yerel olarak zayıflar

Şekil 1 ilginç bir ayrıntıyı da gösterir: pozitif rezistte, kromun zaten kalması gereken bölgeye düşen parçacık pozlama adımında kusur oluşturmaz; asıl tehlikeli olan ışık geçiren bölgeye düşen parçacıktır.

Parçacıklar nereden gelir

İnsan: deri döküntüsü, saç, giysi lifleri, nefesle çıkan damlacıklar – temiz odada en büyük parçacık kaynağı genellikle insandır;
Ekipman: hareketli parçaların aşınması ve sürtünmesi;
Malzeme: karton kutular, kâğıt, sıradan plastik poşetler ve kesme ile kenar taşlamadan çıkan cam tozu;
Proses malzemeleri: iyi süzülmemiş rezist, geliştirici, saf su ve gazlar.

Nasıl kontrol edilir

Hava beslemesi: Hava HEPA filtrelerden geçerek yukarıdan aşağı verilir, laminer akış oluşturur ve parçacıkları zemine doğru itip uzaklaştırır; oda pozitif basınçta tutulur, dış hava giremez.
Bölgeleme: Rezist kaplama ve pozlama gibi kritik istasyonlar yerel olarak daha yüksek sınıfta temiz bölgeler hâline getirilebilir.
Personel: Temiz oda giysisi, eldiven ve maske giyilir, hava duşundan geçilerek girilir, gereksiz dolaşım azaltılır.
Malzeme: Karton kutular temiz bölgeye girmez, eşyalar girmeden önce silinir; kesme ve kenar taşlama gibi toz üreten işlemler fotolitografi alanından ayrılır.
İzleme: Parçacık sayacıyla düzenli ölçüm yapılır ve eğilimler kaydedilir; her proses adımından sonra kusur kontrolü yapılır, anormallik görülürse kök neden izlenir.

Özet

Temizlik sınıfı, ≥0,5 μm parçacıkların sayısını ölçer. Çizgi genişliği birkaç mikrometre ile birkaç on mikrometre arasındaki disklerde birkaç mikrometrelik bir parçacık iğne deliği, artık krom veya kopuk çizgiye yol açabilir; fotomaskeye düşerse her diskte tekrarlanır. Temiz oda, filtreli hava beslemesi, bölgeleme, personel ve malzeme yönetimi ile sürekli izleme sayesinde bu tür kusurları çok düşük bir düzeyde tutar.

Çince orijinal makalenin çevirisi (0029). ENC7 – enkoder diski üreticisi (teklif) · Teknik makaleler · https://enc7.com