تولید نیمه‌هادی از نظر دقت بی‌رحم است. با کوچک شدن ترانزیستورها و افزایش مدارها، حتی کمترین میزان تغییرات محیطی می‌تواند منجر به نقص، کاهش بازده یا از بین رفتن قابلیت اطمینان نهایی شود. بدون شک، مهمترین و نادیده گرفته شده‌ترین جنبه یک فرآیند بدون نقص، کنترل رطوبت است. عملکرد اوج نه تنها بر تجهیزات پیشرفته اتاق تمیز نیمه‌هادی، بلکه بر شیوه‌های رطوبت‌زدایی اتاق تمیز نیمه‌هادی که با دقت و با تمرکز بر پارامترهای خاص فرآیند اصلاح شده‌اند، استوار است.

نقش رطوبت در تولید نیمه‌هادی‌ها

رطوبت فقط یک کالای لوکس نیست - بلکه یک عامل مهم در تأسیسات تولید نیمه‌هادی است. رطوبت کنترل نشده خطرات زیر را به همراه دارد:

• اکسیداسیون سطوح حساس ویفر
• تخلیه الکترواستاتیک (ESD)، به ویژه در شرایط رطوبت کم
• آلودگی ذرات از طریق اتصال بخار آب
• خوردگی ناشی از رطوبت در مراحل بسته‌بندی و آزمایش

از آنجایی که دستگاه‌های نیمه‌هادی امروزه در مقیاس نانومتری تولید می‌شوند، این خطرات افزایش یافته‌اند. بنابراین، کنترل رطوبت نیمه‌هادی صرفاً یک ایده خوب نیست - بلکه یک ضرورت فنی است.

اتاق تمیز نیمه هادی را درک کنید

کارخانه‌های تولید نیمه‌هادی یا فاب‌ها (fab) با سطوح بسیار پایین ذرات معلق در هوا، نوسانات دما و رطوبت ساخته می‌شوند. اتاق‌های تمیز بر اساس تعداد و قطر قابل قبول ذرات در هر متر مکعب طبق طبقه‌بندی ISO یا استاندارد فدرال 209E طبقه‌بندی می‌شوند.

در این محیط، تجهیزات اتاق تمیز نیمه‌هادی نه تنها جریان هوا و فیلتراسیون را تنظیم می‌کنند، بلکه دما و رطوبت را نیز تثبیت می‌کنند. ادغام سیستم‌های اتاق تمیز باید تضمین کند که پارامترهای محیطی هماهنگ هستند. این امر به ویژه در عملیات ظریفی مانند لیتوگرافی، رسوب بخار شیمیایی (CVD) و حکاکی صادق است.

تجهیزات اتاق تمیز نیمه هادی بحرانی برای کنترل محیط زیست

کارخانه‌های مدرن از تجهیزات متنوعی با کارایی بالا برای نظارت بر شرایط محیطی استفاده می‌کنند. در تمیزی هوا و کنترل رطوبت، تجهیزات زیر از اهمیت بالایی برخوردارند:

• فیلترهای HEPA و ULPA: ذرات معلق در هوا به کوچکی ۰.۱۲ میکرون را حذف می‌کنند و با تضمین الگوهای جریان هوای پایدار، به پاکیزگی هوا و کنترل رطوبت کمک می‌کنند.
• سیستم‌های تهویه مطبوع اتاق تمیز: سیستم‌های گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع تخصصی به طور خاص برای مناطق خاص اتاق تمیز طراحی شده‌اند.
• سیستم‌های نظارت بر محیط زیست: همیشه مراقب رطوبت، دما و ذرات معلق در هوا هستند و هشدارهای لحظه‌ای و ثبت داده‌ها را ارائه می‌دهند.
• واحدهای رطوبت‌زدایی: این واحدها که در بیشتر موارد در سیستم‌های تهویه مطبوع ادغام می‌شوند، محرک‌های کلیدی برای دستیابی به نقاط شبنم بسیار پایین در مناطق با حساسیت بالا هستند.

تمام تجهیزات اتاق تمیز نیمه‌هادی باید با حداقل نیاز به نگهداری، سازگاری و قابلیت اطمینان طراحی شوند تا زمان آماده به کار و پایداری فرآیند تضمین شود.

تکنیک‌های پیشرفته رطوبت‌زدایی اتاق تمیز نیمه‌هادی

تنظیم بهینه رطوبت در اتاق‌های تمیز نیمه‌هادی یک چالش تکنولوژیکی است، به خصوص زمانی که رطوبت محیط نقطه شبنم بالا یا بسیار پایین باشد و نیاز به گیاهان (تا دمای -40 درجه سانتیگراد یا حتی -60 درجه سانتیگراد) باشد. اینجاست که فناوری رطوبت‌زدایی اتاق تمیز نیمه‌هادی وارد عمل می‌شود.

تکنیک‌های رطوبت‌زدایی مورد استفاده عبارتند از:

• رطوبت‌گیرهای خشک‌کننده: این دستگاه‌ها از مواد جاذب رطوبت برای خشک کردن هوا استفاده می‌کنند و برای کاربردهای با رطوبت نسبی پایین ایده‌آل هستند.
• رطوبت‌گیرهای مبتنی بر تبرید: آنها هوا را برای انتقال آب خنک می‌کنند، که برای سطوح عمومی نیاز به کنترل رطوبت بهینه است.
• سیستم‌های ترکیبی: ماده خشک‌کننده و تبرید برای عملکرد مؤثر تحت شرایط کنترل‌شده دقیق با هم ترکیب می‌شوند.

این سیستم‌ها اغلب با قابلیت منطقه‌بندی ساخته می‌شوند، که در آن مناطق مختلف اتاق تمیز ممکن است بسته به مرحله فرآیند و حساسیت تجهیزات، سطوح رطوبت متفاوتی داشته باشند.

مزایای کنترل رطوبت نیمه‌هادی یکپارچه

یک روش کنترل رطوبت نیمه‌هادی یکپارچه چندین مزیت عملیاتی دارد:

• بهبود بازده: رطوبت پایدار از ایجاد نقص رطوبت جلوگیری می‌کند و نسبت بالاتری از تراشه‌های قابل استفاده را فراهم می‌کند.
• کاهش زمان از کارافتادگی: سیستم‌های کنترل خودکار محیطی، دستکاری و اشکال‌زدایی دستی را به حداقل مطلق کاهش می‌دهند.
• انطباق و صدور گواهینامه: انطباق با ISO 14644 یا گواهینامه GMP با سیستم‌های کنترل عالی در حال اجرا، ساده‌تر می‌شود.
• بهره‌وری انرژی: سیستم‌های رطوبت‌زدایی پیشرفته می‌توانند از نظر انرژی کارآمد باشند و در عین حال در محدوده‌های دقیقی کنترل شوند.

علاوه بر این، با خودکار شدن و هدایت کارخانه‌های تولید مبتنی بر هوش مصنوعی، سیستم‌های کنترل رطوبت در سیستم‌های دیگر، مانند سیستم‌های اجرای تولید (MES) و سیستم‌های مدیریت ساختمان (BMS)، ادغام می‌شوند تا به صورت مرکزی کنترل شوند و قابلیت پیش‌بینی و نگهداری داشته باشند.

نتیجه‌گیری

کنترل رطوبت در طول تولید نیمه‌هادی‌ها چیزی کمتر از یک نگرانی ثانویه نیست - این یک عامل ذاتی برای کیفیت، ثبات و سودآوری است. با استفاده از فناوری پیشرفته اتاق تمیز نیمه‌هادی و روش‌های مناسب رطوبت‌زدایی اتاق تمیز نیمه‌هادی، کارخانه‌های تولیدی می‌توانند به تلورانس‌های دقیق مورد نیاز برای تولید تراشه‌های نسل بعدی دست یابند.

با پذیرش سیستم‌های کنترل رطوبت نیمه‌هادی یکپارچه، هوشمند و کم‌مصرف، خود را در موقعیتی قرار می‌دهید که بتوانید نیازهای رو به رشد بازارها را از هوش مصنوعی و اینترنت اشیا گرفته تا خودرو و هوافضا برآورده کنید. در جهانی که یک میکرون بسیار مهم است، محیطی که شما ایجاد می‌کنید حتی از آن هم مهم‌تر است.