Pembuatan semikonduktor tidak dapat dimaafkan dari segi ketepatan. Apabila transistor diminimumkan dan litar ditingkatkan, walaupun tahap variasi persekitaran yang minimum boleh mengakibatkan kecacatan, kehilangan hasil, atau kegagalan kebolehpercayaan akhir. Tidak dinafikan, aspek yang paling penting dan diabaikan dalam proses bebas kecacatan ialah kawalan kelembapan. Prestasi puncak bukan sahaja diasaskan pada peralatan bilik bersih semikonduktor yang canggih, tetapi juga pada amalan penyahlembapan bilik bersih semikonduktor yang diperhalusi dengan teliti dengan parameter proses tertentu dalam fokus.

Peranan Kelembapan dalam Pembuatan Semikonduktor

Kelembapan bukan sekadar kemewahan—ia merupakan faktor penting dalam kemudahan pembuatan semikonduktor. Kelembapan yang tidak terkawal menimbulkan bahaya berikut:

• Pengoksidaan permukaan wafer sensitif
• Nyahcas elektrostatik (ESD), terutamanya dalam keadaan kelembapan rendah
• Pencemaran zarah melalui pelekatan wap air
• Kakisan yang disebabkan oleh kelembapan semasa peringkat pembungkusan dan pengujian

Memandangkan peranti semikonduktor dihasilkan pada skala nanometer hari ini, risiko ini meningkat. Jadi, kawalan kelembapan semikonduktor bukan sekadar idea yang baik—ia adalah satu kewajipan teknikal.

Fahami Bilik Bersih Semikonduktor

Kilang pembuatan semikonduktor, atau fabrikasi, dibina dengan tahap zarah bawaan udara, turun naik suhu dan kelembapan yang sangat rendah. Bilik bersih dikelaskan dari segi bilangan dan diameter zarah setiap meter padu yang boleh diterima mengikut klasifikasi ISO atau Piawaian Persekutuan 209E.

Dalam persekitaran ini, peralatan bilik bersih semikonduktor bukan sahaja mengawal aliran udara dan penapisan tetapi juga menstabilkan suhu dan kelembapan. Penyepaduan sistem bilik bersih mesti memastikan parameter persekitaran diselaraskan. Ini terutamanya benar dalam operasi halus seperti litografi, pemendapan wap kimia (CVD) dan pengetsaan.

Peralatan Bilik Bersih Semikonduktor Kritikal untuk Kawalan Alam Sekitar

Fabrikasi moden menggunakan pelbagai peralatan berprestasi tinggi untuk memantau keadaan persekitaran. Dalam kawalan kebersihan udara dan kelembapan, peralatan berikut adalah yang paling penting:

• Penapis HEPA dan ULPA: Menyingkirkan zarah bawaan udara sekecil 0.12 mikron, menangani kebersihan udara dan kawalan kelembapan dengan memastikan corak aliran udara yang stabil.
• Sistem HVAC Bilik Bersih: Sistem pemanasan, pengudaraan dan penyaman udara khusus disesuaikan khusus untuk kawasan individu bilik bersih.
• Sistem Pemantauan Alam Sekitar: Sentiasa berwaspada terhadap kelembapan, suhu dan zarah bawaan udara, menawarkan amaran masa nyata dan pembalakan data.
• Unit Penyahlembapan: Disepadukan ke dalam sistem HVAC dalam kebanyakan keadaan, unit ini merupakan pemacu utama ke arah pencapaian takat embun ultra rendah di zon sensitiviti tinggi.

Semua peralatan untuk bilik bersih semikonduktor mesti direka bentuk dengan penyelenggaraan, keserasian dan kebolehpercayaan yang rendah untuk memastikan masa operasi dan kestabilan proses.

Teknik Penyahlembapan Bilik Bersih Semikonduktor Termaju

Pengawalan kelembapan optimum dalam bilik bersih semikonduktor merupakan satu cabaran teknologi, terutamanya apabila persekitaran kelembapan ambien adalah tinggi atau takat embun yang sangat rendah, yang memerlukan loji (serendah -40°C atau -60°C). Di sinilah teknologi penyahlembapan bilik bersih semikonduktor memainkan peranan.

Teknik penyahlembapan yang digunakan adalah:

• Penyahlembap Bahan Pengering: Ini menggunakan bahan higroskopik untuk mengeringkan udara dan sesuai untuk aplikasi RH rendah.
• Penyahlembap Berasaskan Penyejukan: Ia menyejukkan udara untuk mengangkut air, optimum untuk tahap umum keperluan kawalan kelembapan.
• Sistem Hibrid: Bahan pengering dan penyejukan dicampur untuk fungsi yang berkesan di bawah keadaan kawalan yang ketat.

Sistem ini sering dibina dengan keupayaan pengezonan, di mana zon individu bilik bersih mungkin mempunyai tahap kelembapan yang berbeza mengikut peringkat proses dan kepekaan peralatan.

Kelebihan Kawalan Kelembapan Semikonduktor Bersepadu

Kaedah kawalan kelembapan semikonduktor bersepadu mempunyai beberapa kelebihan operasi:

• Hasil yang Dipertingkatkan: Kelembapan yang konsisten menghalang kecacatan kelembapan dan memberikan nisbah cip yang boleh digunakan yang lebih tinggi.
• Mengurangkan Masa Henti: Sistem kawalan persekitaran automatik mengurangkan pengubahan dan penyahpepijatan manual kepada tahap minimum.
• Pematuhan dan Pensijilan: Pematuhan dengan pensijilan ISO 14644 atau GMP menjadi lebih mudah dengan sistem kawalan yang cemerlang beroperasi.
• Kecekapan Tenaga: Sistem penyahlembapan lanjutan boleh menjadi cekap tenaga namun dikawal sehingga dalam had yang ketat.

Di samping itu, dengan fabrikasi yang diautomasikan dan dipacu AI, sistem kawalan kelembapan sedang disepadukan ke dalam sistem lain, seperti sistem pelaksanaan pembuatan (MES) dan sistem pengurusan bangunan (BMS), untuk dikawal secara berpusat dan berkemampuan penyelenggaraan ramalan.

Kesimpulan

Kawalan kelembapan sepanjang pembuatan semikonduktor bukanlah perkara kedua yang perlu diberi perhatian—ia merupakan pendorong intrinsik kualiti, konsistensi dan keuntungan. Dengan menggunakan teknologi bilik bersih semikonduktor termaju dan kaedah penyahlembapan bilik bersih semikonduktor yang sesuai, fabrikasi boleh mencapai toleransi tepat yang diperlukan untuk mengeluarkan cip generasi akan datang.

Dengan menerima pakai sistem kawalan kelembapan semikonduktor bersepadu, pintar dan penjimatan kuasa, anda meletakkan diri anda dalam kedudukan untuk memenuhi permintaan pasaran yang semakin berkembang daripada AI dan IoT kepada automotif dan aeroangkasa. Dalam dunia di mana satu mikron adalah penting, persekitaran yang anda cipta adalah lebih penting lagi.