Prozessbehälter (Bubbler) zur Verdampfung von Vorläufersubstanzen
Bubbler werden für den sicheren und präzisen Umgang mit hochreinen Chemikalien in der Mikroelektronik eingesetzt. Sie ermöglichen die kontrollierte Verdampfung flüssiger Chemikalien und deren zuverlässigen Transport in den Prozess und tragen so zu stabilen und reproduzierbaren Fertigungsbedingungen bei. Je nach Anwendung können sie auch zur Lagerung von Chemikalien oder als Zwischenbehälter innerhalb eines Chemikalienzufuhrsystems verwendet werden.
Um den strengen Reinheitsanforderungen der Halbleiterindustrie gerecht zu werden, werden Bubbler aus hochwertigen Materialien gefertigt und zeichnen sich durch ein auf Totraumoptimierung ausgelegtes Design aus. Dies minimiert das Kontaminationsrisiko und gewährleistet gleichzeitig eine sichere und zuverlässige Dampfzufuhr. Mit ihrer hohen Prozesssicherheit und ihrer langlebigen Konstruktion sind Bubbler ein wesentlicher Bestandteil moderner Verdampfungssysteme für hochreine Vorläufersubstanzen.
SEMPA-Bubbler-Portfolio
SEMPA bietet ein umfassendes Portfolio an Bubblern für den sicheren und zuverlässigen Umgang mit hochreinen Chemikalien in mikroelektronischen Anwendungen. Standardgrößen von 150 ml bis 3.950 ml sind für eine breite Palette von Prozesschemikalien erhältlich und können mit Heizmänteln und Nachheizlösungen kombiniert werden. Je nach Anwendung kann SEMPA auch die Integration und Installation dieser Heizlösungen in Chemieversorgungssystemen unterstützen, beispielsweise als Alternative zu Wasserbädern und mit maßgeschneiderten Ständer- oder Höhenverstellkonzepten. Für ausgewählte Anwendungen sind unter Umständen auch ATEX-konforme Heizmantellösungen erhältlich. Die Heizkonzepte lassen sich nicht nur für den Behälterkörper konfigurieren, sondern bei Bedarf auch zur Wärmeversorgung der Dampf- und Tauchrohr-/Ventilbereiche. Neben Standardgrößen fertigt SEMPA in Abstimmung mit dem Kunden und entsprechend der spezifischen Prozessanforderungen und der Systemkonfiguration maßgeschneiderte Bubbler mit Fassungsvermögen über 3.950 ml. Mit seinem umfassendem Know-how in der Reinstmedientechnologie bietet SEMPA Lösungen, die den hohen Ansprüchen an Reinheit und Prozesssicherheit entsprechen. |
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Funktionsprinzip
Ein Bubbler besteht aus einem Behälterkörper aus Edelstahl mit Boden und Deckel und ist für die Aufnahme eines flüssigen oder festen Vorläufers ausgelegt. Für Anwendungen mit hochreinen Chemikalien werden die mit der Flüssigkeit in Berührung kommenden Innenflächen elektropoliert, um eine sehr geringe Oberflächenrauheit zu erzielen. Diese glatte Oberfläche minimiert die Anhaftung und Rückhaltung von Vorläuferrückständen, Partikeln, Kondensaten und Reaktionsprodukten, wodurch die Reinigungsfähigkeit verbessert und Kontaminationen, Partikelfreisetzungen sowie Memory-Effekte reduziert werden. Außerdem sorgt sie für ein gleichmäßigeres Benetzungs- und Abflussverhalten, was zu einer reproduzierbaren und zuverlässigen Vorläuferabgabe beiträgt.
Ein hochreines Trägergas, wie beispielsweise Stickstoff oder Argon, wird über ein Tauchrohr, das bis zum Boden des Behälters reicht, eingeleitet und mit dem Vorläufermedium in Kontakt gebracht. Während das Gas den Vorläufer durchströmt, reichert es sich mit Vorläuferdampf an und transportiert diesen in einer definierten Konzentration zum nachgeschalteten Prozess, beispielsweise einem CVD- oder MOVPE-System. Die Konzentration des zugeführten Vorläufers wird in erster Linie durch die Vorläufertemperatur, den Systemdruck und die Durchflussrate des Trägergases bestimmt.
Höchste Reinheit für anspruchsvolle Prozesse
Selbst kleinste Verunreinigungen können die Ausbeute in der Halbleiterfertigung erheblich beeinträchtigen. Aus diesem Grund sind Bubbler speziell für Anwendungen mit ultrahoher Reinheit (UHP) konzipiert. Elektropolierte Innenflächen, hochwertige Werkstoffe wie Edelstahl 316L, präzise Orbitalschweißnähte und eine Konstruktion mit geringem Totvolumen minimieren die Partikelbildung und die Ansammlung von Rückständen. Gleichzeitig gewährleisten die durch Helium-Dichtheitsprüfungen nachgewiesene Dichtheit und optimierte Strömungswege maximale Prozesssicherheit und ermöglichen eine nahezu vollständige Ausnutzung des Vorläufers.
Maßgeschneiderte Lösungen
Bubbler lassen sich mit Ventilen verschiedener Hersteller, einer Auswahl an Füllstandssensoren mit Drei- oder Fünf-Punkt-Auswertung sowie einem optionalen Heizmantel an die Kundenanforderungen anpassen. Diese Optionen ermöglichen es, die Bubbler-Konfiguration an die Anforderungen von Fertigungsprozessen in der Halbleiter-, LED- und Photonikindustrie anzupassen und gewährleisten gleichzeitig den zuverlässigen Umgang mit hochreinen Prozessmedien.
Technische Daten
| Kapazität | 150 ml bis < 3.950 ml Die Behältergeometrie ist auf eine maximale Precursorenausnutzung und eine effiziente Dampferzeugung optimiert. |
| Materialien | TCC-Rohr mit elektropolierter Innenfläche (Ra = 0,6 µm) Die elektropolierte Innenfläche bietet eine ultrareine, mit der Flüssigkeit in Kontakt kommende Oberfläche mit geringer Rauheit, was eine gute chemische Verträglichkeit, Reinigungsfähigkeit und zuverlässige Prozessleistung gewährleistet. |
| Ventile | Standardventile für Betriebstemperaturen bis zu 60 °C Kompatibel mit hochwertigen Membranventilen führender Hersteller. Konfigurierbar mit manueller oder pneumatischer Betätigung sowie optionalen Crossover- und Spülfunktionen für einen sicheren Betrieb und eine einfache Wartung. |
| Verbindungen | ¼” VCR |
| Kompatible Precursoren | Geeignet für eine breite Palette hochreiner flüssiger Precursoren, die in der Halbleiterfertigung zum Einsatz kommen, darunter metallorganische Verbindungen und Spezialchemikalien für ALD, CVD, MOCVD, EPI und andere Abscheidungsverfahren. Zu den typischen Prozessmedien zählen TMA, TEOS, TDMAT, TEMAH, HCDS sowie zahlreiche weitere kundenspezifische Precursoren. |
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