Производство полупроводников неумолимо в вопросах точности. По мере минимизации количества транзисторов и увеличения количества схем даже минимальные колебания условий окружающей среды могут привести к дефектам, снижению выхода годных изделий или окончательному снижению надёжности. Несомненно, самым важным и часто игнорируемым аспектом бездефектного процесса является контроль влажности. Максимальная производительность достигается не только за счёт использования современного оборудования для чистых помещений для полупроводниковой промышленности, но и за счёт тщательно отработанных методов осушения в чистых помещениях с учётом конкретных технологических параметров.

Роль влажности в производстве полупроводников

Влажность — это не просто роскошь, это важный фактор на предприятиях по производству полупроводников. Неконтролируемая влажность создаёт следующие опасности:

• Окисление чувствительных поверхностей пластин
• Электростатический разряд (ЭСР), особенно в условиях низкой влажности
• Загрязнение частицами через присоединение водяного пара
• Коррозия, вызванная влагой на этапах упаковки и тестирования

Поскольку сегодня полупроводниковые приборы производятся в нанометровых масштабах, эти риски возрастают. Поэтому контроль влажности в полупроводниках — это не просто хорошая идея, а техническая необходимость.

Понять принцип работы чистых помещений для полупроводников

Заводы по производству полупроводников (или фабрики) построены с крайне низким уровнем концентрации частиц в воздухе, колебаниями температуры и влажностью. Чистые помещения классифицируются по допустимому количеству и диаметру частиц на кубический метр в соответствии с классификацией ISO или федеральным стандартом 209E.

В этой среде оборудование для чистых помещений, предназначенное для полупроводниковой промышленности, не только регулирует поток воздуха и фильтрацию, но и стабилизирует температуру и влажность. Интеграция систем чистых помещений должна обеспечивать гармонизацию параметров окружающей среды. Это особенно актуально для таких деликатных операций, как литография, химическое осаждение из газовой фазы (CVD) и травление.

Критическое оборудование для чистых помещений полупроводниковой промышленности для контроля окружающей среды

Современные фабрики используют различное высокопроизводительное оборудование для контроля состояния окружающей среды. В контроле чистоты и влажности воздуха важнейшее значение имеет следующее оборудование:

• Фильтры HEPA и ULPA: удаляют из воздуха частицы размером до 0,12 микрон, обеспечивая чистоту воздуха и контроль влажности за счет обеспечения стабильного воздушного потока.
• Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха для чистых помещений: специализированные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха специально разработаны для отдельных зон чистого помещения.
• Системы мониторинга окружающей среды: постоянно следят за влажностью, температурой и твердыми частицами в воздухе, обеспечивая оповещение в режиме реального времени и регистрацию данных.
• Установки осушения воздуха: в большинстве случаев интегрированные в системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, они являются ключевыми факторами в достижении сверхнизких точек росы в зонах с высокой чувствительностью.

Все оборудование для чистых помещений для полупроводниковой промышленности должно быть спроектировано с учетом минимального обслуживания, совместимости и надежности для обеспечения бесперебойной работы и стабильности процесса.

Передовые методы осушения чистых помещений для полупроводниковой промышленности

Оптимальное регулирование влажности в чистых помещениях для полупроводниковой промышленности представляет собой технологическую задачу, особенно в условиях высокой или очень низкой влажности окружающей среды, требующей установки (температура точки росы может достигать -40°C или даже -60°C). Именно здесь на помощь приходит технология осушения чистых помещений для полупроводниковой промышленности.

Применяемые методы осушения:

• Адсорбционные осушители воздуха: в них используется гигроскопичный материал для осушения воздуха, они идеально подходят для условий с низкой относительной влажностью.
• Осушители воздуха на основе охлаждения: они охлаждают воздух для транспортировки воды, что оптимально соответствует общим требованиям по контролю уровня влажности.
• Гибридные системы: осушитель и хладагент смешиваются для эффективного функционирования в условиях строгого контроля.

Системы часто конструируются с возможностью зонирования, когда отдельные зоны чистого помещения могут иметь разные уровни влажности в зависимости от этапа технологического процесса и чувствительности оборудования.

Преимущества интегрированного контроля влажности полупроводников

Интегрированный полупроводниковый метод контроля влажности имеет ряд эксплуатационных преимуществ:

• Повышение выхода продукции: постоянная влажность предотвращает появление дефектов, связанных с влажностью, и обеспечивает более высокий выход годной к использованию щепы.
• Сокращение времени простоя: автоматизированные системы контроля окружающей среды сводят ручные операции и отладку к абсолютному минимуму.
• Соответствие требованиям и сертификация: Соответствие требованиям ISO 14644 или сертификации GMP упрощается благодаря использованию превосходных систем контроля.
• Энергоэффективность: современные системы осушения могут быть энергоэффективными и при этом контролироваться в строгих пределах.

Кроме того, поскольку фабрики автоматизированы и управляются с помощью искусственного интеллекта, системы контроля влажности интегрируются в другие системы, такие как системы управления производством (MES) и системы управления зданиями (BMS), для обеспечения централизованного управления и возможности предиктивного обслуживания.

Заключение

Контроль влажности на всех этапах производства полупроводников — не просто второстепенная задача, а неотъемлемый фактор качества, стабильности и рентабельности. Используя передовые технологии чистых помещений для полупроводниковой промышленности и соответствующие методы осушения, фабрики могут обеспечить точные допуски, необходимые для производства микросхем нового поколения.

Внедряя интегрированные, интеллектуальные и энергосберегающие полупроводниковые системы контроля влажности, вы позволяете себе удовлетворять растущие потребности различных рынков, от искусственного интеллекта и Интернета вещей до автомобильной и аэрокосмической промышленности. В мире, где каждый микрометр имеет решающее значение, создаваемая вами среда ещё важнее.