Виробництво напівпровідників невблаганне в точності. Оскільки кількість транзисторів мінімізується, а кількість схем збільшується, навіть мінімальні коливання навколишнього середовища можуть призвести до дефектів, втрати продуктивності або остаточного збою надійності. Безсумнівно, найважливішим і водночас занедбаним аспектом бездефектного процесу є контроль вологості. Пікова продуктивність ґрунтується не лише на найсучаснішому обладнанні для чистих приміщень напівпровідників, але й на методах осушення напівпровідників у чистих приміщеннях, сумлінно вдосконалених з урахуванням конкретних параметрів процесу.

Роль вологості у виробництві напівпровідників

Вологість — це не просто розкіш, а важливий фактор на підприємствах з виробництва напівпровідників. Неконтрольована вологість створює такі небезпеки:

• Окислення чутливих поверхонь пластин
• Електростатичний розряд (ESD), особливо в умовах низької вологості
• Забруднення частинками через приєднання водяної пари
• Корозія, спричинена вологою на етапах пакування та випробувань

Оскільки сьогодні напівпровідникові прилади виготовляються в нанометрових масштабах, ці ризики зростають. Отже, контроль вологості напівпровідників — це не просто гарна ідея, це технічна необхідність.

Розуміння чистих приміщень з напівпровідниками

Заводи з виробництва напівпровідників, або фабрики, побудовані з надзвичайно низьким рівнем частинок у повітрі, коливаннями температури та вологістю. Чисті приміщення класифікуються за допустимою кількістю та діаметром частинок на кубічний метр відповідно до класифікації ISO або Федерального стандарту 209E.

У цьому середовищі обладнання для чистих приміщень з напівпровідниками не лише регулює потік повітря та фільтрацію, але й стабілізує температуру та вологість. Інтеграція систем чистих приміщень повинна забезпечувати гармонізацію параметрів навколишнього середовища. Це особливо актуально для таких делікатних операцій, як літографія, хімічне осадження з парової фази (CVD) та травлення.

Обладнання для чистих приміщень критичного класу напівпровідників для контролю навколишнього середовища

Сучасні фабрики використовують різноманітне високопродуктивне обладнання для контролю стану навколишнього середовища. Для контролю чистоти повітря та вологості найважливішим є таке обладнання:

• Фільтри HEPA та ULPA: Видаляють частинки з повітря розміром до 0,12 мікрона, забезпечуючи чистоту повітря та контроль вологості, забезпечуючи стабільні режими потоку повітря.
• Системи опалення, вентиляції та кондиціонування повітря для чистих приміщень: Спеціалізовані системи опалення, вентиляції та кондиціонування повітря спеціально адаптовані до окремих зон чистого приміщення.
• Системи моніторингу навколишнього середовища: постійно стежать за вологістю, температурою та вмістом частинок у повітрі, пропонуючи попередження та реєстрацію даних у режимі реального часу.
• Осушувальні установки: інтегровані в системи опалення, вентиляції та кондиціонування повітря в більшості випадків, вони є ключовими факторами для досягнення наднизьких точок роси у зонах високої чутливості.

Усе обладнання для чистої кімнати з напівпровідниками повинно бути спроектоване з урахуванням низьких потреб у обслуговуванні, сумісності та надійності, щоб забезпечити безперебійну роботу та стабільність процесу.

Передові методи осушення напівпровідникових чистих приміщень

Оптимальне регулювання вологості в чистих приміщеннях для напівпровідників є технологічним викликом, особливо коли вологість навколишнього середовища має високу або дуже низьку точку роси, що вимагає використання рослин (до -40°C або навіть -60°C). Саме тут і вступає в дію технологія осушення чистих приміщень для напівпровідників.

Використовувані методи осушення повітря:

• Адсорбційні осушувачі: вони використовують гігроскопічний матеріал для осушення повітря та ідеально підходять для застосувань з низькою відносною вологістю.
• Осушувачі повітря на основі холоду: вони охолоджують повітря для транспортування води, що оптимально відповідає загальним вимогам контролю вологості.
• Гібридні системи: осушувач та холодоагент змішуються для ефективної роботи за суворих контрольованих умов.

Системи часто будуються з можливістю зонування, де окремі зони чистого приміщення можуть мати різні рівні вологості залежно від стадії процесу та чутливості обладнання.

Переваги інтегрованого напівпровідникового контролю вологості

Інтегрований напівпровідниковий метод контролю вологості має кілька експлуатаційних переваг:

• Покращена врожайність: Постійна вологість запобігає дефектам вологи та забезпечує вищий відсоток корисної стружки.
• Зменшення часу простою: Автоматизовані системи контролю навколишнього середовища зводять до абсолютного мінімуму ручне налаштування та налагодження.
• Відповідність та сертифікація: Відповідність вимогам ISO 14644 або сертифікації GMP стає простішою завдяки відмінним системам контролю, що діють.
• Енергоефективність: Сучасні системи осушення можуть бути енергоефективними, але водночас контрольованими в певних межах.

Крім того, оскільки виробничі потужності автоматизовані та керуються штучним інтелектом, системи контролю вологості інтегруються в інші системи, такі як системи управління виробництвом (MES) та системи управління будівлями (BMS), для централізованого керування та можливості прогнозного обслуговування.

Висновок

Контроль вологості протягом усього виробництва напівпровідників є не менш важливим завданням, а головним фактором, що забезпечує якість, стабільність та прибутковість. Використовуючи передові технології чистих приміщень для напівпровідників та відповідні методи осушення в чистих приміщеннях, заводи можуть досягти точних допусків, необхідних для виробництва мікросхем наступного покоління.

Впроваджуючи інтегровані, інтелектуальні та енергозберігаючі напівпровідникові системи контролю вологості, ви отримуєте можливість задовольнити зростаючі потреби ринків, починаючи від штучного інтелекту та Інтернету речей і закінчуючи автомобільною та аерокосмічною промисловістю. У світі, де один мікрон має вирішальне значення, середовище, яке ви створюєте, ще важливіше.