Որոնք են կիսահաղորդչային մաքրող սենյակներ: Ահա թե ինչ պետք է իմանաք

Երբեւէ մտածել եք, թե ինչպես են ձեր սմարթֆոնի կամ մեքենայի փոքրիկ չիպերը նավարկում աշխարհը, առանց ձախողվելու: Պատասխանը կայանում է կիսահաղորդչային մաքրող սենյակներում. Հանգիստ վերահսկվող միջավայրում, որտեղ նույնիսկ փոշու մեկ բծախնդրություն կարող էր մեկ այլ միկրոչիպով սաբոտաժ: Այս տարածքները ժամանակակից տեխնոլոգիայի չմշակված հերոսներն են, ինչը հնարավորություն է տալիս ամեն ինչի համար ամենավերջին սարքերից մինչեւ փրկարար բժշկական սարքավորումներ: Բայց ինչն է դրանք դարձնում այդքան կրիտիկական, եւ ինչպես են աշխատում: Եկեք սուզվենք:

Հասկանալով կիսահաղորդիչները եւ դրանց կարեւորությունը

Որոնք են կիսահաղորդիչներ:

Կիսահաղորդիչները նյութեր են `ամենատարածված սիլիկոն, որոնք մասամբ էլեկտրաէներգիա են վարում , դրանք դարձնելով էլեկտրոնային սարքերի ողնաշար: Մտածեք դրանց մասին, որպես կամուրջ մեկուսիչների միջեւ (նման ռետին) եւ հաղորդիչների նման (պղնձի նման): Արտադրողները մաքուր սիլիկոնը վերածում են բարակ վաֆլի, որոնք հիմք են հանդիսանում ինտեգրված սխեմաների (ICS) կամ միկրոչիպերի հիմք: Այս չիպերը ուղեղներ են յուրաքանչյուր էլեկտրոնային սարքի ետեւում, ձեր սուրճի արտադրողից մինչեւ կործանիչ ինքնաթիռներ:

Ինչու են կիսահաղորդիչները զգայուն զգայուն:

Ահա որսը. Կիսահաղորդիչները աներեւակայելի փխրուն են : Նույնիսկ փոշու մեկ մասնիկ (մոտ 50 միկրո չափս) կարող է վնասել նանոսկեյլի շերտերը չիպի արտադրության ընթացքում: Համատեքստի համար մարդու մազերը կազմում են շուրջ 75 միկրո հաստ, այնպես որ մենք խոսում ենք մինուս  սպառնալիքների մասին:

•  Փոշու եւ մասնիկներ . Նուրբ սխեմաներում կարող են առաջացնել կարճ սխեմաներ կամ բաց սխեմաներ:

•  Ստատիկ էլեկտրաէներգիա . Հանկարծակի արտանետումը (ESD) կարող է տապակել զգայուն բաղադրիչները, մատուցում է չիպսեր անօգուտ:

•  Խոնավություն . Չափազանց խոնավությունը հանգեցնում է կոռոզիայից; Չափազանց քիչ է ստեղծում ստատիկ:

•  Temperature երմաստիճանի տատանումներ . Նույնիսկ 1 ° C- ի փոփոխությունը կարող է բորբոքվել վաֆլի կամ արտադրության ընթացքում փոխել քիմիական ռեակցիաները:

Մի խոսքով, ցանկացած աղտոտում կարող է հանգեցնել թերի չիպերի, վատնված նյութերի եւ ծախսատար արտադրության հետաձգում: Հենց այստեղ է, որ մաքուր սենյակները քայլում են:

Ինչ է կիսահաղորդչային մաքուր սենյակ:

կնքված Կիսահաղորդչային մաքուր սենյակը  միջավայր է, որը նախատեսված է աղտոտող նյութերը վերացնելու եւ շրջակա միջավայրի գործոնները վերահսկելու համար: Ի տարբերություն բնորոշ 'մաքուր ' սենյակի, այս տարածությունները նախագծված են ծայրահեղ  ստանդարտների բավարարման համար.

•  Նպատակը .

◦ Նվազագույնի հասցնել օդային մասնիկները (փոշին, մանրէները, աերոզոլի կաթիլները):

◦ Պահպանեք խիստ ջերմաստիճանը (20-24 ° C ± 1 ° C) եւ խոնավություն (40-60% RH ± 5%):

◦ Կանխել ստատիկ եւ էլեկտրամագնիսական միջամտությունը:

◦ Ապահովել ճշգրտությունը ֆոտոլիտոգրաֆիայի, փորագրման եւ տեղակայման գործընթացների ընթացքում:

Այլ կերպ ասած, դա պղպջակ է, որտեղ օդի յուրաքանչյուր մոլեկուլ, յուրաքանչյուր ջերմաստիճանի եւ յուրաքանչյուր ստատիկ լիցքավորում է վերահսկվում եւ կառավարվում:

Ինչպես են աշխատում կիսահաղորդչային մաքրության սենյակները

Օդի զտիչ եւ որակի հսկողություն

Clean անկացած մաքուր սենյակի սիրտը նրա օդային ֆիլտրման համակարգն է: Ահա, թե ինչպես է այն պահում օդը.

HEPA եւ ULPA FILTERS

•  HEPA (բարձր արդյունավետության մասնիկների օդ) . Հեռացնում է 10.3 միկրոն մասնիկների 99.97% -ը:

•  ULPA (Ուլտրա-ցածր ներթափանցման օդ) . Գնում է մի քայլ ավելի առաջ, թակարդելով 99.9995% -ը `10.1 միկրոն: Զվարճալի փաստ . Ստանդարտ գրասենյակն ունի մոտ 35 միլիոն մասնիկ մեկ խորանարդ մետրի համար (0,5 միկրոն կամ ավելի մեծ): ISO 5 մաքուր սենյակ: Ընդամենը 3,520 մասնիկ:

Օդային հոսքի համակարգեր

•  Լամինարի հոսքը . Օդը շարժվում է զուգահեռ, միատեսակ շերտերով (փոխակրիչ գոտիի նման), նվազագույնի հասցնելով իրարանցումը եւ մասնիկների հավաքումը: Օգտագործվում է վաֆլի վարման նման կրիտիկական տարածքներում:

•  Բուռն հոսք . Օդը շրջանառվում է ավելի ազատ, հարմար է ավելի քիչ զգայուն գոտիների համար (օրինակ, փաթեթավորում):

ISO ստանդարտներ

Ստանդարտացման միջազգային կազմակերպությունը (ISO) դասակարգում է մաքրող սենյակները `հիմնվելով մասնիկների հաշվարկի վրա: Կիսահաղորդիչների համար.

•  ISO 4-6 . Օգտագործվում է կեղծիքների համար (օրինակ, ֆոտոլիտոգրաֆիա, փորագրություն):

•  ISO 7-8 . Հարմար է փորձարկման, փաթեթավորման եւ հավաքման համար:

 

ISO Class	Մասնիկներ ≤0.5 մուկ մեկ m³	Ընդհանուր օգտագործումը կիսահաղորդիչներում
ISO 4	352	Ծայրահեղ ճշգրտություն (օրինակ, EUV լիտոգրաֆիա)
ISO 5	3,520	Վաֆլի վերամշակում
ISO 6	35,200	Դեպի տեղադրում / ձգում
ISO 7	352,000	Փորձարկում

Բնապահպանական հսկողություն

Temperature երմաստիճանի կարգավորումը

Ինչու 20-24 ° C: Փոքր տատանումները կարող են առաջացնել սարքավորումների եւ վաֆլիի ջերմային ընդլայնում կամ սեղմում, հանգեցնելով Chip- ի նախշերով հավասարեցման սխալների: HVAC- ի առաջադեմ համակարգերը կայունություն պահպանելու համար օգտագործում են սառեցված ջուր կամ գլիկոլ:

Խոնավության վերահսկում

Չափազանց չոր = ստատիկ կառուցում: Չափազանց թաց = բորբոս կամ կոռոզիացիա: Մաքրող սենյակները օգտագործում են խոնավացուցիչներ / Dehumidifiers, որոնք հարվածելու են այդ 40-60% RH քաղցր տեղում, հաճախ իրական ժամանակում սենսորներով, որոնք կերակրում են տվյալների կենտրոնացված կառավարման համակարգերին:

ESD կանխարգելում

Ստատիկը մաքուր սենյակներում թիվ 1 հանրային թշնամին է: Լուծումները ներառում են.

•  Հակակեզի հատակներ . Հաղորդական նյութեր (օրինակ, պղնձի ներարկված սալիկներ), որոնք արտահոսում են ստատիկ:

•  Ionizers . Emit իոնները չեզոքացնելու են մակերեւույթների եւ օդում ստատիկ գանձումները չեզոքացնելու համար:

•  ESD- անվտանգ հագուստ . Coveralls, ձեռնոցներ եւ կոշիկի ծածկոցներ, որոնք պատրաստված են ստատիկ-դիսպլանտ գործվածքից:

Աղտոտման կանխարգելման միջոցառումներ

Անձնակազմի արձանագրություններ

Մարդիկ թափում են մաշկի բջիջները, մազերը եւ յուղերը, բոլոր հնարավոր աղտոտող նյութեր: Մտնելուց առաջ անձնակազմը պետք է.

• Հագեք լիարժեք մարմնի Bunny կոստյումներ  (ստերիլ, ոչ թափահարող ծածկոցներ):

• Օգտագործեք կպչուն գորգեր `կոշիկներից բեկորները հանելու համար:

• Հետեւեք 'No-Touch ' քաղաքականությանը (օրինակ, մատների փոխարեն պինցետ օգտագործելով):

Նյութի եւ սարքավորումների մաքրություն

•  Ոչ թափահարող մակերեսներ . Պատերը եւ հատակները պատրաստված են չժանգոտվող պողպատից, էպոքսիկից կամ վինիլային նյութերից, որոնք չեն փաթիլում կամ կլանում մասնիկները:

•  Նախնական մաքրված սարքավորումներ . Բոլոր գործիքներն ու մեքենաները լվանում են ծայրահեղ մաքուր ջրով (UPW) եւ էթանոլով, նախքան մաքուր սենյակ մուտք գործելը:

Քիմիական եւ գազի բեռնաթափում

Որոշ գործընթացներ (օրինակ, պլազմային փորագրություն) օգտագործում են թունավոր գազեր, ինչպիսիք են ծծմբի Hexafluoride (SF6): Մաքրող սենյակները ունեն արտանետվող համակարգեր `գորգերը հեռացնելու եւ սարքավորումներից հեշտափնազերծումը կանխելու համար:

Կիսահաղորդչային մաքրության դասակարգումներ (ISO ստանդարտներ)

ISO 14644-1 ստանդարտը մաքուր սենյակների դասակարգման համար ոսկու ստանդարտ է: Ահա, թե ինչպես է այն քանդվում կիսահաղորդիչների համար.

•  ISO 3-5 . Վերապահված է EUV- ի (ծայրահեղ ուլտրամանուշակագույն) լիտոգրաֆիայի նման ու ծայրահեղ ճշգրտության առաջադրանքների համար, որտեղ չիպսերը փորագրված են նանոմետր մասշտաբով:

•  ISO 6-8 . Օգտագործվում է ավելի քիչ զգայուն քայլերի համար, ինչպիսիք են վաֆատորները `անհատական չիպերի մեջ կամ փաթեթավորում են դրանք:

Մինչ ISO ստանդարտները համընդհանուր են, որոշ արդյունաբերություններ ավելացնում են շերտերը.

•  Aerospace (NASA) . Արբանյակներում կամ հրթիռներով չիպերի համար նույնիսկ ավելի խիստ մասնիկների սահմաններ է պահանջում:

•  Ավտոմոբիլային (ASTM) . Կենտրոնանում է կոպիտ միջավայրում չիպերի հուսալիության վրա (օրինակ, գլխարկի տակ):

Կիսահաղորդչային մաքրության սենյակների հիմնական ծրագրեր

Միկրոչիպի արտադրություն

Ահա թե որտեղ է պատահում մոգությունը.

•  Վաֆլի արտադրություն . Մաքուր սիլիկոնը հալվում է, քաշվում է ձագերի մեջ եւ կտրտած Wafers- ի մեջ `բոլորը ISO 5 մաքուր սենյակներում:

•  Ֆոտոլիտոգրաֆիա . Լույսը օգտագործվում է վաֆլի վրա միացման ձեւերը տպելու համար: Նույնիսկ մեկ փոշու մասնիկը կարող է ձեւավորել օրինաչափությունը, ուստի դա տեղի է ունենում ISO 4-5 միջավայրում:

•  Etching եւ տեղադրում . Գազեր եւ պլազմա փորագրություն կամ շերտեր են կառուցում վահանակի վրա: Այս գործընթացները առաջացնում են արտադրանքներ, ուստի արտանետվող համակարգերը կրիտիկական են:

Սպառողական էլեկտրոնիկա

Ձեր սմարթֆոնի պրոցեսորը, նոութբուքի SSD- ը եւ SmartWatch- ի ցուցիչը բոլորը սկսվում են մաքուր սենյակներում: Օրինակ.

•  TSMC- ի 5NM չիպերը . Օգտագործվում է iPhones- ում, սրանք պահանջում են ISO 4 մաքուր սենյակներ `տրանզիստորի փոքր չափերը (վիրուսով փոքր):

Ավտոմեքենաների եւ օդատիեզերք

•  Ինքնավար վարող մեքենաներ . Լիդարի տվիչները եւ AI չիպսերը մաքրելու կարիք ունեն, որպեսզի փոշին խանգարի ճշգրիտ օպտիկա:

•  Տիեզերանավ . Արբանյակների չիպերը պետք է դիմակայեն ճառագայթահարման եւ ծայրահեղ ջերմաստիճաններին, ուստի մաքուր սենյակի արտադրությունը չի ապահովում թաքնված թերություններ:

Բժշկական եւ բիոտեխնիկա

•  Իմպլանտային սարքեր . Խաղաղարարների եւ ինսուլինի պոմպերը օգտագործում են մաքուր սենյակներում պատրաստված միկրոչիպեր, կենսաբանական աղտոտումը կանխելու համար:

•  Ախտորոշիչ գործիքներ . PCR մեքենաներ եւ լաբորատոր-օֆֆի սարքեր ապավինում են ճշգրիտ արդյունքների անթերի չիպսերին:

Կիսահաղորդչային մաքրող սենյակների ձեւավորում եւ կառուցում

Նախագծման հիմնական հատկություններ

Մոդուլային ընդդեմ Hardwall Clean սենյակներ

•  Մոդուլային . Տեղում տեղադրված հավաքովի վահանակներ, որոնք իդեալական են արագ տեղադրման կամ վերափոխումների համար: Օրինակ. Նախատիպի համար կարող է գործառույթ օգտագործել մոդուլային մաքուր սենյակ:

•  Hardwall . Մշտապես ներկառուցված հաստատություն, բետոնով կամ չոր ջրով: Օգտագործվում են հսկաների կողմից, ինչպիսիք են Intel- ը լայնածավալ արտադրության համար:

Ստատիկ-դիսպերի նյութ

•  Հատակներ . Հակառակ վինիլ կամ էպոքսիդ պղնձի ցանցով:

•  Պատեր . Անոդացված ալյումինե կամ չժանգոտվող պողպատ, հարթ մասնիկների հավաքման կանխարգելման համար:

•  Workbenches . Պատրաստված է ESD անվտանգ լամինատից կամ չժանգոտվող պողպատից, ներկառուցված հիմքերով:

Ռոբոտային ավտոմատացում

Մարդկային շփումը նվազեցնելու համար օգտագործեք բազմաթիվ մաքրող սենյակներ.

•  AMHS (ավտոմատացված նյութերի բեռնաթափման համակարգեր) . Ռոբոտական զենք, որոնք տեղափոխում են վաֆներ գործիքների միջեւ:

•  Համագործակցական ռոբոտներ (COBOT) . Աջակցեք հավաքման առաջադրանքներին `մաքուր սենյակային ստանդարտներին հավատարիմ մնալիս:

Ենթամաշկային նկատառումներ

Մաքուր սենյակի տակ ընկած է ենթա-ֆաբով -ա թաքնված շերտը, որտեղ կոմունալ ծառայություններ են կառավարվում.

•  Ուլտրա մաքուր ջուր (UPW) . Օգտագործվում է վաֆլերը մաքրելու համար, UPW- ն այնքան մաքուր է, դա գրեթե անվճար է իոններից եւ օրգանական նյութերից:

•  Գազի բաշխում . Բարձր մաքրության գազեր (օրինակ, ազոտ, արգոն) խողովակաշարով խողովակաձեւ են, մինչդեռ արտանետվող գազերը զտվում կամ քերվում են:

•  HVAC համակարգեր . HEPA / ULPA- ով մեծ օդային բեռնատարներ ցիկլով օդը մաքրազերծեք մաքուր սենյակի միջով, հաճախ փոխելով այն 10-15 անգամ րոպեում:

Այստեղ անվտանգությունը ոչ բանակցելի է.

•  Հրդեհի ճնշում . INERT գազի համակարգերը (ինչպես FM200) `սարքավորումների ջրի վնասներից խուսափելու համար:

•  Արտակարգ իրավիճակների անջատումներ . Գազի եւ ուժի համար արտահոսքի կամ հրդեհների դեպքում:

Կիսահաղորդչային մաքրության գործառնությունների մարտահրավերները

Ուլտրա-ցածր մասնիկների հաշվարկների պահպանում

Նույնիսկ զտիչներով մասնիկները կարող են գողանալ սարքավորումների կամ պահպանման միջոցով: Մասնիկների հաշվիչներով եւ մանրէաբանական նմուշներով կանոնավոր մոնիտորինգը անհրաժեշտ է:

Էներգիայի սպառումը եւ ծախսերի արդյունավետությունը

Մաքրող սենյակները էներգետիկ խոզեր են.

• HVAC Systems- ը կազմում է FEM- ի էներգիայի օգտագործման 40% -ը:

• LED լուսավորության եւ փոփոխական արագության երկրպագուները կարող են կրճատել ծախսերը, բայց առաջատար ներդրումները բարձր են:

Համապատասխանություն զարգացող չափանիշներին

Երբ չիպսերը փոքրանում են (մենք այժմ գտնվում ենք 3NM- ում եւ դրանից դուրս), խստացրեք մաքուր սենյականոց պահանջները: Օրինակ, EUV վիմագրությունը պահանջում է ISO 3 պայմաններ -10x մաքրող, քան ավանդական ISO 5:

Վտանգավոր նյութերի բեռնաթափում

Հիդրոֆլորաթթվի (HF) եւ սիլան գազի նման քիմիական նյութեր պահանջում են խիստ անվտանգության արձանագրություններ, ներառյալ.

• Օդափոխվող պահեստային պահարաններ:

• Անձնական պաշտպանիչ սարքավորումներ (PPE) ստանդարտ bunny կոստյումներ:

Կիսահաղորդչային մաքրող սենյակների ապագան

AI եւ IOT ինտեգրում

•  Smart Monitoring . Սենսորները իրական ժամանակում հետեւում են մասնիկների հաշվարկներին, ջերմաստիճանը եւ սարքավորումների կարգավիճակը: AI Algorithms- ը կանխատեսում է պահպանման կարիքները (օրինակ, ֆիլտրը փոխարինելով նախքան դրա խցանները):

•  Ավտոմատացված ճշգրտումներ . Եթե խոնավության բծերը, iot- ի միացված փականները ավտոմատ կերպով կարգավորում են ջրի հոսքը խոնավացուցիչներով:

Ընդլայնված զտիչ

•  Նանոտեխնոլոգիայի զտիչներ . Մշակվում է նույնիսկ ավելի փոքր մասնիկների ծուղակ (0,1 մասից ցածր):

•  Ինքնամաքրման մակերեսներ . Ծածկույթներ, որոնք փխրում են փոշին կամ կոտրում են օրգանական աղտոտիչները ֆոտոկատալի միջոցով:

Ավտոմատացում եւ ռոբոտներ

•  Լիովին անօդաչու մաքրող սենյակներ . Samsung- ի նման ընկերությունները փորձարկում են Fabs- ը, որտեղ ռոբոտները բռնում են արտադրության 100% -ը, վերացնելով մարդու աղտոտման ռիսկերը:

•  3D տպագրություն . Օգտագործվում է հարմար հարմարանքներ կամ օդափոխիչներ հարթ, մասնիկների ազատ մակերեւույթներով:

Կառավարության գործողությունների ազդեցությունը

•  ԱՄՆ չիպերի եւ գիտության ակտ (2022) . Բաշխում է $ 52B ներքին կիսահաղորդչային արտադրության համար, նոր մաքրազերծումների վարելու պահանջարկ:

•  Եվրոպական չիպսերի մասին օրենք . Նպատակ ունի խթանել ԵՄ չիպի արտադրությունը մինչեւ 2030 թվականը մինչեւ 2030 թվականը պահանջում է հարյուրավոր նոր մաքրող սենյակներ:

ՀՏՀ կիսահաղորդչային մաքրող սենյակների մասին

Ինչու են մաքրազերծված սենյակները կիսահաղորդչային արտադրության համար:

Նույնիսկ մեկ մասնիկը կարող է կարճ միացնել չիպի տրանզիստորներ, ինչը հանգեցնում է ապրանքի ձախողումներին: Մաքրող սենյակներն ապահովում են, որ միայն վերահսկվող աղտոտող նյութեր (առկայության դեպքում): արտադրության ընթացքում գոյություն ունեն

Որն է տարբերությունը ISO դասի 5-ի եւ ISO դասի 8 մաքուր սենյակների միջեւ:

•  ISO 5. Թույլ է տալիս 3,520 մասնիկ (0,5 մմ կամ փոքր) մեկ մ. Օգտագործվում է ֆոտոլիտոգրաֆիայի նման քննադատական քայլերի համար:

•  ISO 8. Թույլ է տալիս 352,000 մասնիկ մեկ M³: Հարմար է փաթեթավորման կամ որակի վերահսկման համար:

Ինչպես են մաքուր սենյակները կանխում ստատիկ վնասը:

Հակակեզի հատակների, իոնատորների եւ ESD- անվտանգ նյութերի համադրությամբ: Նույնիսկ աթոռներն ու դարակները նախագծված են ստատիկը ցրելու համար:

Որքան է արժի կիսահաղորդչային մաքուր սենյակը:

•  Մոդուլային (ISO 8) . 50,000-200,000 փոքր սենյակի համար (100-500 ք.մ.):

•  Hardwall (ISO 5) . 1 մ -10 մ + մեծամաշի համար `կախված չափից, ֆիլտրերից եւ ավտոմատացումից:

Կարող են գոյություն ունեցող հնարավորությունները արդիականացվել կիսահաղորդչային կարգի մաքրող սենյակների վրա:

Այո, բայց դա դժվար է: Վերաֆինանսավորումը պահանջում է կնքման բացեր, տեղադրելով HVAC նոր համակարգեր, եւ ոչ թափահարող այլընտրանքներով նյութեր փոխարինելը: Մոդուլային մաքրող սենյակները հաճախ ամենադյուրին թարմացման ուղին են:

Ձեզ անհրաժեշտ է կիսահաղորդչային մաքուր սենյակի լուծում:

Անկախ նրանից, թե դուք մասշտաբի արտադրությունը եք, թե նոր չիպի ձեւավորում գործարկեք, մաքուր սենյակների փորձագետների հետ համագործակցությունն ապահովում է ձեր հաստատությունը բավարարում է ամենաբարձր չափանիշներին: Մոդուլային կարգավորիչներից մինչեւ լիարժեք գործվածքներ, ճիշտ դիզայնը կարող է խնայել ծախսերը, բարելավել եկամտաբերությունը եւ ապագա ապագան:

Ուսումնասիրեք մաքսային մաքրման լուծումները այսօր `  ձեր կիսահաղորդչային նախագծերի ճշգրտությունը բացելու համար:

Այս հոդվածը ունի արդյունաբերության ինտեգրված միտումներ, տեխնիկական ստանդարտներ եւ իրական աշխարհի ծրագրեր `կիսահաղորդչային մաքրող սենյակների համապարփակ ուղեցույց ապահովելու համար: Առաջնահերթություն տալով պարզությունն ու արդիականությունը, այն նպատակ ունի ծառայել որպես արտադրողների, ճարտարագետների եւ տեխնոլոգիական ոգեւորությունների վստահելի ռեսուրս: