Pusvadītāju ražošanā precizitāte ir nepiedodoša. Samazinot tranzistoru skaitu un palielinot shēmu skaitu, pat minimālās vides svārstības var izraisīt defektus, ražas zudumus vai galīgu uzticamības zudumu. Neapšaubāmi, vissvarīgākais un novārtā atstātais aspekts procesā bez defektiem ir mitruma kontrole. Maksimāla veiktspēja nav balstīta tikai uz modernu pusvadītāju tīrtelpu aprīkojumu, bet arī uz pusvadītāju tīrtelpu mitruma atdalīšanas praksi, kas ir rūpīgi pilnveidota, koncentrējoties uz konkrētiem procesa parametriem.

Mitruma loma pusvadītāju ražošanā

Mitrums nav tikai greznība — tas ir svarīgs faktors pusvadītāju ražošanas iekārtās. Nekontrolēts mitrums rada šādus apdraudējumus:

• Jutīgu vafeļu virsmu oksidēšana
• Elektrostatiskā izlāde (ESD), īpaši zema mitruma apstākļos
• Daļiņu piesārņojums, piestiprinoties ūdens tvaikiem
• Korozija, ko izraisa mitrums iepakošanas un testēšanas posmos

Tā kā pusvadītāju ierīces mūsdienās tiek ražotas nanometru mērogā, šie riski ir palielinājušies. Tāpēc pusvadītāju mitruma kontrole nav tikai laba ideja — tā ir tehniska nepieciešamība.

Izprotiet pusvadītāju tīrtelpu

Pusvadītāju ražošanas rūpnīcas jeb fab tiek būvētas ar ārkārtīgi zemu gaisā esošo daļiņu līmeni, temperatūras svārstībām un mitrumu. Tīrtelpas tiek klasificētas pēc pieņemamā daļiņu skaita un diametra kubikmetrā saskaņā ar ISO vai federālā standarta 209E klasifikāciju.

Šādā vidē pusvadītāju tīrtelpu aprīkojums ne tikai regulē gaisa plūsmu un filtrāciju, bet arī stabilizē temperatūru un mitrumu. Tīrtelpu sistēmu integrācijai ir jānodrošina vides parametru saskaņošana. Tas jo īpaši attiecas uz delikātām darbībām, piemēram, litogrāfiju, ķīmisko tvaiku uzklāšanu (CVD) un kodināšanu.

Kritisko pusvadītāju tīrtelpu aprīkojums vides kontrolei

Mūsdienu rūpnīcas izmanto dažādas augstas veiktspējas iekārtas, lai uzraudzītu vides apstākļus. Gaisa tīrības un mitruma kontrolē vissvarīgākās ir šādas iekārtas:

• HEPA un ULPA filtri: Noņem gaisā esošās daļiņas, kuru izmērs ir pat 0,12 mikroni, tādējādi nodrošinot stabilu gaisa plūsmas plūsmu un nodrošinot gaisa tīrību un mitruma kontroli.
• Tīrtelpas HVAC sistēmas: Specializētas apkures, ventilācijas un gaisa kondicionēšanas sistēmas ir īpaši pielāgotas atsevišķām tīrtelpas zonām.
• Vides monitoringa sistēmas: Vienmēr uzrauga mitrumu, temperatūru un gaisā esošās daļiņas, piedāvājot brīdinājumus reāllaikā un datu reģistrēšanu.
• Gaisa sausināšanas iekārtas: vairumā gadījumu tās ir integrētas HVAC sistēmās, un tās ir galvenie virzītājspēki īpaši zemu rasas punktu sasniegšanai augstas jutības zonās.

Visam pusvadītāju tīrtelpas aprīkojumam jābūt projektētam ar zemu apkopes nepieciešamību, saderību un uzticamību, lai nodrošinātu darbības laiku un procesa stabilitāti.

Uzlabotas pusvadītāju tīrtelpu mitruma atdalīšanas metodes

Optimāla mitruma regulēšana pusvadītāju tīrtelpās ir tehnoloģisks izaicinājums, īpaši, ja apkārtējā mitruma vide ir augsta vai ļoti zema rasas punkta temperatūra, kam nepieciešami augi (pat -40°C vai pat -60°C). Tieši šeit noder pusvadītāju tīrtelpu mitruma atdalīšanas tehnoloģija.

Izmantotās mitruma samazināšanas metodes ir šādas:

• Žāvējošie mitruma savācēji: Tie izmanto higroskopisku materiālu gaisa žāvēšanai un ir ideāli piemēroti lietojumiem ar zemu relatīvo mitrumu.
• Ar saldēšanu saistīti mitruma atdalītāji: tie atdzesē gaisu, lai transportētu ūdeni, kas ir optimāli vispārējām mitruma kontroles prasībām.
• Hibrīda sistēmas: Žāvētājs un dzesēšanas līdzeklis tiek sajaukti efektīvai darbībai stingros kontroles apstākļos.

Sistēmas bieži tiek konstruētas ar zonēšanas iespēju, kur atsevišķām tīrtelpas zonām var būt atšķirīgs mitruma līmenis atkarībā no procesa posma un iekārtu jutības.

Integrētas pusvadītāju mitruma kontroles priekšrocības

Integrētai pusvadītāju mitruma kontroles metodei ir vairākas darbības priekšrocības:

• Uzlabota raža: Pastāvīgs mitrums novērš mitruma defektus un nodrošina lielāku izmantojamo skaidu attiecību.
• Samazināts dīkstāves laiks: Automatizētas vides kontroles sistēmas samazina manuālu pielāgošanu un kļūdu novēršanu līdz absolūtam minimumam.
• Atbilstība un sertifikācija: Atbilstība ISO 14644 vai GMP sertifikācijai kļūst vienkāršāka, ja darbojas izcilas vadības sistēmas.
• Energoefektivitāte: Uzlabotas mitruma atdalīšanas sistēmas var būt energoefektīvas, tomēr tās var kontrolēt stingrās robežās.

Turklāt, tā kā ražotnes ir automatizētas un tām ir mākslīgais intelekts, mitruma kontroles sistēmas tiek integrētas citās sistēmās, piemēram, ražošanas izpildes sistēmās (MES) un ēku pārvaldības sistēmās (BMS), lai tās varētu centralizēti kontrolēt un veikt paredzamo apkopi.

Secinājums

Mitruma kontrole visā pusvadītāju ražošanas procesā ir ne mazāk svarīga — tā ir būtisks kvalitātes, konsekvences un rentabilitātes veicinātājs. Izmantojot progresīvu pusvadītāju tīrtelpu tehnoloģiju un atbilstošas ​​pusvadītāju tīrtelpu mitruma atdalīšanas metodes, rūpnīcas var sasniegt precīzas pielaides, kas nepieciešamas nākamās paaudzes mikroshēmu ražošanai.

Izmantojot integrētas, inteliģentas un enerģiju taupošas pusvadītāju mitruma kontroles sistēmas, jūs nostājaties pozīcijā, lai apmierinātu augošās tirgus prasības, sākot no mākslīgā intelekta un lietu interneta līdz pat autobūves un kosmosa nozarei. Pasaulē, kur viens mikrons ir izšķirošs, jūsu radītā vide ir vēl svarīgāka.