Yarı iletken üretiminde doğruluk son derece hassastır. Transistör sayısı azaltılıp devre sayısı artırıldıkça, en ufak çevresel değişim bile kusurlara, verim kaybına veya nihai güvenilirlik arızasına yol açabilir. Şüphesiz ki, kusursuz bir sürecin en önemli ve ihmal edilen yönü nem kontrolüdür. En yüksek performans, yalnızca en son teknolojiye sahip yarı iletken temiz oda ekipmanlarına değil, aynı zamanda belirli işlem parametrelerine odaklanılarak özenle geliştirilmiş yarı iletken temiz oda nem alma uygulamalarına da dayanmaktadır.

Yarı İletken Üretiminde Nem Oranının Rolü

Nem sadece bir lüks değil, yarı iletken üretim tesislerinde önemli bir faktördür. Kontrolsüz nem aşağıdaki tehlikeleri doğurur:

• Hassas gofret yüzeylerinin oksidasyonu
• Elektrostatik deşarj (ESD), özellikle düşük nem koşullarında
• Su buharı yapışması yoluyla partikül kirlenmesi
• Paketleme ve test aşamalarında nemden kaynaklanan korozyon

Günümüzde yarı iletken cihazlar nanometre ölçeğinde üretildiğinden, bu riskler artmaktadır. Bu nedenle, yarı iletkenlerde nem kontrolü sadece iyi bir fikir değil, teknik bir zorunluluktur.

Yarı İletken Temiz Odasını Anlamak

Yarı iletken üretim fabrikaları (fabrikalar), havada bulunan partikül seviyelerinin, sıcaklık dalgalanmalarının ve nem oranlarının son derece düşük olduğu tesisler olarak inşa edilir. Temiz odalar, ISO veya Federal Standart 209E sınıflandırmasına göre metreküp başına kabul edilebilir partikül sayısı ve çapı açısından sınıflandırılır.

Bu ortamda, yarı iletken temiz oda ekipmanları sadece hava akışını ve filtrasyonu düzenlemekle kalmaz, aynı zamanda sıcaklık ve nemi de stabilize eder. Temiz oda sistemlerinin entegrasyonu, çevresel parametrelerin uyumlu olmasını sağlamalıdır. Bu durum, özellikle litografi, kimyasal buhar biriktirme (CVD) ve aşındırma gibi hassas işlemlerde geçerlidir.

Çevresel Kontrol için Kritik Yarı İletken Temiz Oda Ekipmanları

Modern üretim tesislerinde çevresel koşulları izlemek için yüksek performanslı çeşitli ekipmanlar kullanılmaktadır. Hava temizliği ve nem kontrolünde en önemli ekipmanlar şunlardır:

• HEPA ve ULPA filtreleri: 0,12 mikron kadar küçük havada bulunan partikülleri gidererek, istikrarlı hava akışı düzenleri sağlayarak hava temizliğini ve nem kontrolünü sağlar.
• Temiz Oda Isıtma, Havalandırma ve Klima Sistemleri: Temiz odanın her bir alanı için özel olarak tasarlanmış, özel ısıtma, havalandırma ve iklimlendirme sistemleri.
• Çevre İzleme Sistemleri: Nem, sıcaklık ve havadaki partikülleri sürekli olarak izler, gerçek zamanlı uyarı ve veri kaydı sunar.
• Nem alma üniteleri: Çoğu durumda HVAC sistemlerine entegre edilen bu üniteler, yüksek hassasiyetli bölgelerde ultra düşük çiğlenme noktalarına ulaşmanın en önemli unsurlarıdır.

Yarı iletken temiz odası için gerekli tüm ekipmanlar, kesintisiz çalışma ve proses istikrarını sağlamak için düşük bakım gereksinimi, uyumluluk ve güvenilirlik özellikleri göz önünde bulundurularak tasarlanmalıdır.

Gelişmiş Yarı İletken Temiz Oda Nem Alma Teknikleri

Yarı iletken temiz odalarında optimum nem düzenlemesi, özellikle ortam neminin yüksek veya çiğlenme noktasının çok düşük olduğu durumlarda (eksi 40°C hatta eksi 60°C'ye kadar) teknolojik bir zorluktur. İşte bu noktada yarı iletken temiz oda nem alma teknolojisi devreye giriyor.

Kullanılan nem alma teknikleri şunlardır:

• Nem alma cihazları: Bunlar, havayı kurutmak için higroskopik malzeme kullanır ve düşük bağıl nem (RH) uygulamaları için idealdir.
• Soğutmalı Nem Alma Cihazları: Suyu uzaklaştırmak için havayı soğuturlar ve genel nem kontrolü ihtiyaçları için idealdirler.
• Hibrit Sistemler: Nem alma ve soğutma, sıkı kontrol koşulları altında etkili çalışma için bir araya getirilmiştir.

Bu sistemler genellikle, temiz odanın ayrı bölgelerinin işlem aşamasına ve ekipman hassasiyetine göre farklı nem seviyelerine sahip olabileceği bölgeleme özelliğiyle tasarlanır.

Entegre Yarı İletken Nem Kontrolünün Avantajları

Entegre yarı iletken nem kontrol yönteminin çeşitli işletme avantajları vardır:

• Verimde Artış: Sabit nem seviyesi, nem kaynaklı kusurları önler ve daha yüksek oranda kullanılabilir çip sağlar.
• Arıza Süresinde Azalma: Otomatikleştirilmiş çevre kontrol sistemleri, manuel müdahale ve hata ayıklama işlemlerini mutlak minimuma indirir.
• Uyumluluk ve Sertifikasyon: Mükemmel kontrol sistemlerinin işletilmesiyle ISO 14644 veya GMP sertifikasyonuna uygunluk daha kolay hale gelir.
• Enerji Verimliliği: Gelişmiş nem alma sistemleri, enerji verimli olmanın yanı sıra sıkı sınırlar içinde kontrol edilebilir.

Ayrıca, üretim tesislerinin otomasyonu ve yapay zekâ desteğiyle birlikte, nem kontrol sistemleri, merkezi olarak kontrol edilebilmeleri ve öngörücü bakım yapabilmeleri için üretim yürütme sistemleri (MES) ve bina yönetim sistemleri (BMS) gibi diğer sistemlere entegre edilmektedir.

Çözüm

Yarı iletken üretiminde nem kontrolü, ikincil bir endişe olmaktan öte, kalite, tutarlılık ve karlılığın temel bir unsurudur. Gelişmiş yarı iletken temiz oda teknolojisi ve uygun yarı iletken temiz oda nem alma yöntemleri kullanılarak, üretim tesisleri yeni nesil çiplerin üretimi için gereken hassas toleranslara ulaşabilir.

Entegre, akıllı ve enerji tasarruflu yarı iletken nem kontrol sistemlerini benimseyerek, yapay zeka ve Nesnelerin İnterneti'nden otomotiv ve havacılığa kadar uzanan pazarların artan taleplerini karşılayacak bir konumda olursunuz. Bir mikronun bile hayati önem taşıdığı bir dünyada, yarattığınız ortam daha da önemlidir.