Pengilangan semikonduktor tidak boleh memaafkan dalam ketepatan. Apabila transistor diminimumkan dan litar dipertingkatkan, walaupun tahap minimum variasi persekitaran boleh mengakibatkan kecacatan, kehilangan hasil, atau kegagalan kebolehpercayaan akhir. Tidak dinafikan, aspek yang paling penting dan diabaikan dalam proses tanpa kecacatan ialah kawalan kelembapan. Prestasi puncak bukan sahaja diasaskan pada peralatan bilik bersih semikonduktor terkini, tetapi pada amalan penyahlembapan bilik bersih semikonduktor yang diperhalusi dengan teliti dengan parameter proses khusus yang difokuskan.

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 lampiran wap air
• Kakisan yang disebabkan oleh kelembapan semasa peringkat pembungkusan dan ujian

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

Fahami Semiconductor Cleanroom

Kilang pembuatan semikonduktor, atau fab, dibina dengan paras zarah bawaan udara yang sangat rendah, turun naik suhu dan kelembapan. Bilik bersih dikelaskan dari segi bilangan dan diameter zarah yang boleh diterima bagi setiap meter padu mengikut klasifikasi ISO atau Federal Standard 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 bahawa parameter alam sekitar diselaraskan. Ini adalah benar terutamanya dalam operasi halus seperti litografi, pemendapan wap kimia (CVD) dan etsa.

Peralatan Bilik Bersih Semikonduktor Kritikal untuk Kawalan Alam Sekitar

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

• Penapis HEPA dan ULPA: Keluarkan 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 secara khusus untuk kawasan individu bilik bersih.
• Sistem Pemantauan Alam Sekitar: Sentiasa berwaspada terhadap kelembapan, suhu dan zarah bawaan udara, menawarkan amaran masa nyata dan pengelogan data.
• Unit Penyahlembapan: Disepadukan ke dalam sistem HVAC dalam kebanyakan keadaan, ini adalah pemacu utama ke arah pencapaian titik embun ultra rendah dalam zon kepekaan tinggi.

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

Teknik Penyahlembapan Bilik Bersih Semikonduktor Lanjutan

Kawal selia kelembapan optimum dalam bilik bersih semikonduktor merupakan cabaran teknologi, terutamanya apabila persekitaran kelembapan ambien adalah takat embun yang tinggi atau sangat rendah, yang memerlukan tumbuhan (serendah -40°C atau bahkan -60°C). Di situlah teknologi penyahlembapan bilik bersih semikonduktor melangkah masuk.

Teknik penyahlembapan yang digunakan ialah:

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

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

Kelebihan Kawalan Kelembapan Semikonduktor Bersepadu

Kaedah kawalan kelembapan semikonduktor bersepadu mempunyai beberapa kelebihan operasi:

• Hasil Lebih Baik: Kelembapan yang konsisten menghalang kecacatan lembapan dan memberikan nisbah cip boleh guna yang lebih tinggi.
• Masa Henti yang Dikurangkan: Sistem kawalan persekitaran automatik mengurangkan pengubahsuaian manual dan nyahpepijat ke tahap minimum mutlak.
• Pematuhan dan Pensijilan: Pematuhan dengan pensijilan ISO 14644 atau GMP menjadi lebih mudah dengan sistem kawalan yang cemerlang dalam operasi.
• Kecekapan Tenaga: Sistem penyahlembapan lanjutan boleh menjadi cekap tenaga namun dikawal dalam had yang ketat.

Selain itu, dengan fab diautomatikkan 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 tidak kurang daripada kebimbangan sekunder—ia adalah pemboleh intrinsik kualiti, konsistensi dan keuntungan. Menggunakan teknologi bilik bersih semikonduktor termaju dan kaedah penyahlembapan bilik bersih semikonduktor yang sesuai, fab boleh mencapai had terima yang tepat yang diperlukan untuk mengeluarkan cip generasi akan datang.

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