A fabricación de semicondutores é implacable en canto a precisión. A medida que se minimizan os transistores e se aumentan os circuítos, mesmo niveis mínimos de variación ambiental poden provocar defectos, perda de rendemento ou fallo na fiabilidade final. Sen dúbida, o aspecto máis importante e descoidado dun proceso libre de defectos é o control da humidade. O rendemento máximo non só se basea en equipos de sala limpa de semicondutores de última xeración, senón tamén en prácticas de deshumidificación de salas limpas de semicondutores refinadas concienzudamente con parámetros de proceso específicos en foco.

O papel da humidade na fabricación de semicondutores

A humidade non é só un luxo, senón un factor importante nas instalacións de fabricación de semicondutores. A humidade non controlada presenta os seguintes perigos:

• Oxidación de superficies sensibles de obleas
• Descarga electrostática (ESD), especialmente en condicións de baixa humidade
• Contaminación por partículas por adhesión ao vapor de auga
• Corrosión causada pola humidade durante as etapas de envasado e probas

Dado que os dispositivos semicondutores se fabrican hoxe en día a escala nanométrica, estes riscos aumentan. Polo tanto, o control da humidade dos semicondutores non é simplemente unha boa idea, senón un imperativo técnico.

Comprender a sala branca de semicondutores

As fábricas de semicondutores constrúense con niveis extremadamente baixos de partículas no aire, flutuación de temperatura e humidade. As salas limpas clasifícanse en termos do número e diámetro aceptables de partículas por metro cúbico segundo a clasificación ISO ou a Norma Federal 209E.

Neste ambiente, os equipos de sala limpa de semicondutores non só regulan o fluxo de aire e a filtración, senón que tamén estabilizan a temperatura e a humidade. A integración dos sistemas de sala limpa debe garantir que os parámetros ambientais estean harmonizados. Isto é especialmente certo en operacións delicadas como a litografía, a deposición química de vapor (CVD) e o gravado.

Equipos críticos de sala branca de semicondutores para o control ambiental

As fábricas modernas empregan diversos equipos de alto rendemento para monitorizar as condicións ambientais. Na limpeza do aire e no control da humidade, os seguintes equipos son os máis importantes:

• Filtros HEPA e ULPA: eliminan partículas transportadas polo aire de ata 0,12 micras, o que permite controlar a limpeza do aire e a humidade ao garantir patróns de fluxo de aire estables.
• Sistemas de climatización para salas brancas: os sistemas especializados de calefacción, ventilación e aire acondicionado están adaptados especificamente ás áreas individuais da sala branca.
• Sistemas de vixilancia ambiental: sempre atentos á humidade, á temperatura e ás partículas no aire, ofrecendo avisos en tempo real e rexistro de datos.
• Unidades de deshumidificación: Integradas nos sistemas de climatización na maioría dos casos, son os principais impulsores para acadar puntos de orballo ultrabaixos en zonas de alta sensibilidade.

Todo o equipamento para a sala limpa de semicondutores debe estar deseñado con baixo mantemento, compatibilidade e fiabilidade para garantir o tempo de funcionamento e a estabilidade do proceso.

Técnicas avanzadas de deshumidificación de salas brancas de semicondutores

A regulación óptima da humidade nas salas limpas de semicondutores é un reto tecnolóxico, especialmente cando a humidade ambiental ten un punto de orballo alto ou moi baixo, o que require plantas (tan baixas como -40 °C ou incluso -60 °C). É aí onde entra en xogo a tecnoloxía de deshumidificación para salas limpas de semicondutores.

As técnicas de deshumidificación empregadas son:

• Deshumidificadores desecantes: empregan material higroscópico para desecar o aire e son ideais para aplicacións con baixa humidade relativa.
• Deshumidificadores baseados en refrixeración: arrefrían o aire para transportar auga, o que é óptimo para as demandas xerais de control da humidade.
• Sistemas híbridos: o desecante e a refrixeración mestúranse para un funcionamento eficaz baixo condicións de control estrito.

Os sistemas adoitan construírse con capacidade de zonificación, onde as zonas individuais da sala limpa poden ter diferentes niveis de humidade segundo a etapa do proceso e a sensibilidade do equipo.

Vantaxes do control de humidade integrado por semicondutores

Un método de control de humidade por semicondutores integrados ten varias vantaxes operativas:

• Rendemento mellorado: unha humidade constante evita defectos de humidade e proporciona unha maior proporción de lascas utilizables.
• Redución do tempo de inactividade: os sistemas automatizados de control ambiental reducen a manipulación e a depuración manual ao mínimo absoluto.
• Conformidade e certificación: A conformidade coa certificación ISO 14644 ou GMP simplifícase con excelentes sistemas de control en funcionamento.
• Eficiencia enerxética: os sistemas avanzados de deshumidificación poden ser enerxeticamente eficientes pero controlados dentro de límites axustados.

Ademais, coa automatización das fábricas e o seu funcionamento baseado na IA, os sistemas de control da humidade están a integrarse noutros sistemas, como os sistemas de execución de fabricación (MES) e os sistemas de xestión de edificios (BMS), para que sexan controlados centralmente e teñan capacidade de mantemento preditivo.

Conclusión

O control da humidade na fabricación de semicondutores non é menos que unha preocupación secundaria: é un factor intrínseco da calidade, a consistencia e a rendibilidade. Mediante a utilización de tecnoloxía avanzada para salas limpas de semicondutores e métodos axeitados de deshumidificación para salas limpas de semicondutores, as fábricas poden alcanzar as tolerancias precisas necesarias para fabricar chips de próxima xeración.

Ao adoptar sistemas de control de humidade de semicondutores integrados, intelixentes e de aforro de enerxía, vostede está nunha posición para satisfacer as crecentes demandas de mercados que van desde a IA e a IoT ata a automoción e a aeroespacial. Nun mundo onde unha micra é crucial, o ambiente que crea é aínda máis crucial.