Сіз өзіңіздің смартфоныңыздағы немесе вагондағы кішкентай чиптер әлемге қаншалықты кішкентай чипстерді қалай шарлап жібересіз? Жауап жартылай өткізгіштің тазартқыштарында жатыр - жүзіп бақыланатын орталарда, онда шаңның бір бөлігі тіпті барлық микрочипті араластыра алады. Бұл кеңістіктер - бұл заманауи технологиялардың, барлық AI-провайдерлік құрылғылардан өмірді сақтайтын медициналық жабдықтарға барынша, барлығын қамтамасыз етеді. Бірақ оларды нақты не қажет етеді және олар қалай жұмыс істейді? Кіре берейік.
Жартылай өткізгіштерді түсіну және олардың маңыздылығы
Жартылай өткізгіштер дегеніміз не?
Жартылай өткізгіштер - бұл өте жиі кездесетін кремний - бұл электр энергиясын ішінара жүргізеді , бұл оларды электронды құрылғылардың тірекіне айналдырады. Оларды изоляторлар (резеңке) және өткізгіштер арасындағы көпір ретінде ойлаңыз (мыс сияқты). Өндірушілер таза кремнийді жұқа вафлиге айналдырады, олар интегралды схемалар (ик) немесе микрочиптер үшін негіз болады. Бұл фишкалар - бұл сіздің кофеқайнатқышыңыздан алынған барлық электронды құрылғылардың артындағы миы, ал күрескерлердің ұшқыштары.
Неліктен жартылай өткізгіштер ластануға сезімтал?
Міне, аулау: жартылай өткізгіштер керемет нәзік . Тіпті шаңның бір бөлшектері (шамамен 50 мкм мөлшерінде) чиптер жасау кезінде наноскалалық қабаттарды зақымдауы мүмкін. Мәтінмән үшін адам шашы қалыңдығы 75 микрон, сондықтан біз минусКөле қауіптері туралы айтамыз.
• Шаң мен бөлшектер : нәзік схемада қысқа тізбектер немесе ашық тізбектер тудыруы мүмкін.
• Статикалық электр : кенеттен разряд (ESD) сезімтал компоненттерді қуыра алады, чиптерді пайдасыз етеді.
• Ылғалдылық : тым көп ылғал коррозияға әкеледі; тым аз статикалық тудырады.
• Температураның ауытқуы : тіпті 1 ° C-қа да, тіпті өндіріс кезінде химиялық реакцияларды өзгертуге немесе өзгертуге болады.
Қысқаша айтқанда, кез-келген ластану ақаулы чиптерге, ысырап материалдарына және өндіріс кешеуілдеріне әкелуі мүмкін. Бұл жерде тазартқыш жұмыс істейді.
Жартылай өткізгіштің таза бөлмесі дегеніміз не?
Жартылай өткізгіш тазартқыш - ластаушы заттарды кетіруге арналған және қоршаған орта факторларын дәл бақылау үшін жасалған жабдық. Әдеттегі «Таза » бөлмесінде емес, бұл кеңістіктер сәйкес келеді төтенше стандарттарға :
Мақсаты :
Air Airborne бөлшектерін (шаң, микробтар, аэрозоль тамшыларын) азайтыңыз.
◦ қатаң температураға (20-24 ° C ± 1 ° C) және ылғалдылық (40-60% RH ± 5%).
◦ Статикалық және электромагниттік кедергілердің алдын алыңыз.
Photolithraphographographoction, Etching және əзірлеу сияқты процестер кезінде дәлдікті қамтамасыз етіңіз.
Басқаша айтқанда, бұл көпіршік, онда ауа әр түрлі молекуласы, температураның әр дәрежесі және әр статикалық заряд бақыланады және басқарылады.
Жартылай өткізгіштің тазалық бөлмелері қалай жұмыс істейді
Ауаны сүзу және сапаны бақылау
Кез-келген таза бөлмедің жүрегі - бұл оның ауа сүзу жүйесі. Мұндағы ауа таза екенін қалай сақтайды:
HEPA және ULPA сүзгілері
• HEPA (жоғары тиімділігі жоғары ауа) : 99,97% бөлшектердің 99,97% -ын ≥0,3 микронды кетіреді.
• Ulpa (Ультра-төмен ену ауасы) : Әрі қарай қадамға шығады, бөлшектердің 99,9995% -ы ≥0.1 микрон. Көңілді факт : Стандартты кеңсе текше метрге шамамен 35 миллион бөлшектер бар (0,5 микрон немесе одан үлкен). ISO 5 Таза бөлме? Барлығы 3,520 бөлшектер.
Ауа ағындарының жүйелері
• Ламинар ағымы : параллель, біркелкі, біркелкі қабаттар (конвейер белдеуі сияқты), турбуленттік белдеу сияқты), турбуленттік және бөлшектердің құрылымын азайту. Вафли сияқты сыни жерлерде қолданылады.
• Турбулентті ағын : ауа еркін, аз сезімтал аймақтарға жарамды (мысалы, орам).
ISO стандарттары
Халықаралық стандарттау ұйымы (ISO) бөлшектердің санына негізделген тазартқыштарды жіктейді. Жартылай өткізгіштер үшін:
• ISO 4-6 : дайындау үшін қолданылады (мысалы, фотолитография, игеру).
• ISO 7-8 : тестілеуге, буып-түюге және құрастыруға жарамды.
ISO класы |
Бөлшектер ≤0.5 мкм Сағатына |
Жартылай өткізгіштерде жалпы қолдану |
ИСО 4 |
352 |
Экстремалды дәлдік (мысалы, EUV литографиясы) |
ISO 5 |
3520 |
Вафлиді өңдеу |
ISO 6 |
35,200 |
Депозиция / ұру |
ИСО 7 |
352 000 |
Сынау |
Экологиялық бақылау
Температураны реттеу
Неліктен 20-24 ° C? Кішкентай тербелістер чип үлгілеріндегі туралау қателеріне апаратын жабдықтар мен вафлидің жиырылуын тудыруы мүмкін. Жетілдірілген HVAC жүйелері тұрақтылықты сақтау үшін салқындатылған суды немесе гликольді пайдаланады.
Ылғалдылықты бақылау
Тым құрғақ = статикалық тұрғыдан. Тым ылғалды = қалып немесе коррозия. Тазартқыш бөлмелері ылғалдандырғыштарды / дегумидті пайдаланады, бұл 40-60% Rh тәтті дақтарды, көбінесе нақты уақыттағы сенсорлармен орталықтандырылған басқару жүйелеріне деректерді береді.
ESD алдын-алу
Статикалық - бұл таза бөлме №1 тазалық бөлмелерінде. Шешімдерге мыналар кіреді:
• Стательге қарсы еден : жердегі статикалық ағызатын өткізгіш материалдар (мысалы, мыс құйылған плиткалар).
• Ионизаторлар : иондар беттерде және ауада статикалық зарядтарды бейтараптандыру үшін.
• ESD - қауіпсіз киім : статикалық диссипат матадан жасалған жабдықтар, қолғаптар және аяқ киім қақпағы.
Ластанудың алдын-алу шаралары
Кадрлық хаттамалар
Адамдар тері жасушаларын, шаштарын және майларды - барлық ықтимал ластаушы заттарды төгіп тастады. Кіргенге дейін қызметкерлер:
• Толық денеге арналған бунни костюмдерін киіңіз (зарарсыздандырылған, төгетін үйлер).
• Қатты төсеніштерді аяқ киімнен кетіру үшін қолданыңыз.
• «Жоқ, сенсор » саясатын орындаңыз (мысалы, саусақтардың орнына пинцет көмегімен).
Материалдық-техникалық тазалық
• Толтырмайтын беттер : Қабырғалар мен едендер тот баспайтын болаттан, эпоксидтен немесе бөлшектерді сіңірмейтін немесе сіңірмейтін винилден жасалған.
• Алдын ала тазартылған жабдық : Барлық құралдар мен машиналар тазалық бөлмеге кірер алдында ультра таза сумен (UPW) және этанолмен жуылады.
Химиялық және газды өңдеу
Кейбір процестер (мысалы, плазмалық майлау) күкірт гексафториді сияқты улы газдарды (SF6) пайдаланады. Тазартқыш бөлмелерде түтінді кетіруге және жабдықтардан шығуға жол бермеу үшін арнайы шығарылған жүйелер бар.
Жартылай өткізгіштің жартылай өткізгіштігі бөлшектері (ISO стандарттары)
ISO 14644-1 стандарты - бұл бөлмені жіктеуге арналған алтын стандарт. Міне, ол жартылай өткізгіштер үшін қалай бұзылады:
• ISO 3-5 : EUV (экстремалды ультракүлет) литография сияқты ультра дәл тапсырмаларға арналған, онда чиптер нанометр шкаласында орналастырылған.
• ISO 6-8 : жеке чиптерге немесе оларды қаптастырғыштарға жатпайтын сезімтал қадамдар үшін пайдаланылады.
ИСО стандарттары әмбебап болғанымен, кейбір салалар қабаттарды қосады:
• аэроғарыш (NASA) : спутниктердегі немесе зымырандардағы чиптер үшін бөлшектердің қаттылығы шектеулерін талап етеді.
• Автомобиль (ASTM) : ауыр ортадағы чиптер үшін сенімділікке назар аударады (мысалы, сорғыш астында).
Жартылай өткізгіштің тазартқыштарының негізгі қосымшалары
Микрочипке арналған мата
Сиқырдың мәні бар:
• Вафли өндірісі : таза кремний еріген, құймаларға тартылып, вафлиге кіріп, барлық тазалық бөлмелерінде кесілген.
• Фотолитография : жарық вафлиге арналған тізбек сызбаларына қолданылады. Тіпті бір шаң бөлшектер өрнекті сындыруы мүмкін, сондықтан бұл ISO 4-5 ортасында болады.
• Кесектер мен плазмалар : газдар және плазмалар вафлиге салыңыз. Бұл процестер жанама өнімдерді жасайды, сондықтан шығарылатын жүйелер өте маңызды.
Тұтынушы электроника
Смартфонның процессоры, ноутбуктың SSD және SmartWatch сенсоры барлық тазалық бөлмелерінде басталады. Мысалы:
• TSMC-тің 5NM фишкалары : iPhone-да қолданылады, оларда, бұл Tiny Transistor өлшемдерін өңдеуге арналған ISO 4 тазартқыштарын қажет етеді (вирусқа қарағанда кішірек!).
Автомобиль және аэроғарыш
• Өздігінен келе жатқан автомобильдер : LIDAR сенсорлары және AI чиптері шаң бөлмелері, шаңның дәл оптикаға кедергі келтірмеу үшін қажет.
• Ғарыш кемесі : Спутниктерге арналған чиптер радиация мен экстремалды температураға төтеп беруі керек, сондықтан тазалық жасау жасырын ақаулар болмауы керек.
Медициналық және биотехнология
• Игеруге болатын құрылғылар : кардиостимуляторлар және инсулин сорғылары биологиялық ластанудың алдын алу үшін тазартқышта жасалған микрочиптерді қолданады.
• Диагностикалық құралдар : ПТР машиналары және зертханалық-а-чиптік құрылғылар дәл нәтижелерге арналған мінсіз чиптерге сүйенеді.
Жартылай өткізгіштің тазартқыштарын жобалау және салу
Маңызды дизайн ерекшеліктері
Модульге қарсы vs. Hardwall Тазартқыштар
• Модульдік : алдын-ала орнатылған панельдер, сайтта орнатылған, жылдам орнату немесе қайта құру үшін өте ыңғайлы. Мысал: Стартап прототиптеу үшін модульдік тазалау бөлмесін пайдалануы мүмкін.
• Hardwall : бетон немесе құрғақ немесе драйвер қосылған қондырғыға біржола салынған. Үлкен өндіріс үшін интель сияқты алыптар қолданады.
Статикалық-диссипативті материалдар
• Еден : Мыстың торы бар винил немесе эпоксид.
• Қабырғалар : анодталған алюминий немесе тот баспайтын болат, бөлшектердің жиналуын болдырмау үшін тегіс.
• Жұмыс алаңдары : ESD-қауіпсіз ламинат немесе тот баспайтын болаттан жасалған, жерге қосу белдіктері бар.
Роботты автоматика
Адамның байланысын азайту үшін, көптеген тазартқыштарды пайдаланады:
• AMHS (материалдарды басқарудың автоматтандырылған жүйелері) : зұлымдарды құралдар арасында тасымалдайтын роботты қолдар.
• Бірлескен роботтар (коботтар) : тазалыққа арналған стандарттарға сай отырғызу тапсырмаларын орындауға көмектесу.
Ішектерге арналған пікірлер
Тазартқыштың астында қосалқы фаба -А-ның жасырын қабаты орналасқан, онда коммуналдық қызметтер басқарылады:
• Ультра таза су (UPW) : Вафлиді тазалау үшін қолданылады, UPW соншалықты таза, бұл иондар мен органикалық заттардан тұрады.
• Газ тарату : жоғары тазалық газдары (мысалы, азот, аргон) шығады, ал шығатын газдар сүзгіленген немесе сүртілгенде.
• HVAC жүйелері : HEPA / ULPA бар ірі әуе өңдеушілері таза бөлме арқылы велосипедпен сүзеді, көбінесе оны минутына 10-15 рет өзгертеді.
Қауіпсіздік келісілмейді:
Өрт сөндіру : инертті газ жүйелері (сияқты FM200 сияқты), судың зақымдалуын болдырмас үшін.
• Төтенше жағдайлар өшірулі : ағып кету немесе өрт кезінде газ бен құдіреті үшін.
Жартылай өткізгіштегі сынақ жұмыстарындағы қиындықтар
Ультра төмен бөлшектердің санын сақтау
Сүзгілерде де, бөлшектер жабдық немесе техникалық қызмет көрсету арқылы үзілуі мүмкін. Бөлшектер есептегіштері мен микробтық сынамалармен тұрақты мониторинг қажет.
Энергияны тұтыну және шығындар тиімділігі
Тазартқыштар - бұл энергетикалық шошқалар:
• HVAC жүйелерінің шоты FAB энергиясын пайдаланудың 40% құрайды.
• ЖШД жарықтандыру және ауыспалы жылдамдық жанкүйерлері шығындарды азайта алады, бірақ алдын-ала инвестициялар жоғары.
Энергетикалық стандарттарға сәйкестік
Чиптер кішірейген сайын (біз қазір 3нм және одан тыс жерлерде), тазартқыштың талаптары тартыңыз. Мысалы, EUV литографиясы ISO 3 SHAFTES-ті дәстүрлі ISO 5-тен 10x тазартады.
Қауіпті материалдарды өңдеу
Гидроторлы қышқыл сияқты химиялық заттар (HF) және Silane газы қатаң қауіпсіздік протоколдарын қажет етеді, соның ішінде:
• желдетілетін шкафтар.
• Стандартты бунни костюмдерінен тыс жеке қорғаныс құралдары (ЖҚҚ).
Жартылай өткізгіштің болашағы
Ай және IOT интеграциясы
• Smart Monitoration : Датчиктер Нақты уақытта бөлшектердің санын, температураны және жабдық күйін қадағалайды. AI алгоритмдері техникалық қызмет көрсету қажеттіліктерін болжайды (мысалы, сүзгіні бітелуге дейін ауыстыру).
• Автоматтандырылған түзетулер : егер ылғалдылық тиіп кетсе, IOT-қосылған клапандар ылғалдандырғыштардағы су ағынын автоматты түрде реттейді.
Жетілдірілген сүзу
• Нанотехнологиялық сүзгілер : тіпті кішігірім бөлшектерді ұстауға (0,1 микроннан төмен) тұзаққа түседі.
• Өзін-өзі тазартатын беттер : шаңды кетіретін немесе органикалық ластаушы заттарды фотокатализ арқылы бұзатын жабындар.
Автоматтандыру және робототехника
• Толығымен басқарылмайтын тазартқыштары : Samsung сияқты компаниялар роботтар өндірістің 100% өндіріп, адам ластану қаупін алып тастайтын табаларды сынап жатыр.
• 3D басып шығару : тегіс, бөлшектерсіз беттері бар жеке құрылғыларды немесе саңылауларды жасау үшін қолданылады.
Үкімет актілерінің әсері
• АҚШ чиптері мен ғылыми актісі (2022) : отандық жартылай өткізгіштер өндірісі, жаңа тазартқыштарға деген сұраныс бойынша 52В доллар бөледі.
• Еуропалық чиптер : ЕО чипін өндіруді 2030 жылға дейін әлемдік өндірістің 20% -ға дейін арттыруға бағытталған, олар жүздеген жаңа тазартқыштарды қажет етеді.
Жиынтық сұрақтар Жартылай өткізгіштер туралы
Неліктен жартылай өткізгіш өндіріске арналған таза бөлме қажет?
Тіпті бір бөлшектерде тіпті өнімнің ауысуы, өнімнің ақауларына әкеледі. Тазартқыштар бақыланатын ластаушы заттардың (бар-жоғы) екендігіне көз жеткізіңіз. өндіріс кезінде тек
ISO CLASS 5 және ISO CLASS 8 сендіргіштерінің айырмашылығы неде?
• ISO 5 : 3520 бөлшектерге (0,5 мкм немесе одан кіші) әр м³. Фотолитография сияқты сыни қадамдар үшін қолданылады.
• ISO 8 : 352 000 бөлшектерге бір м³. Қаптама немесе сапаны бақылау үшін қолайлы.
Тазартқыштар қалай статикалық зақымданудың алдын алады?
Антистатикалық едендер, иондаушылар және ESD-қауіпсіз материалдардың комбинасы арқылы. Тіпті орындықтар мен сөрелер тіпті статистиканы таратуға арналған.
Жартылай өткізгіштің таза бөлмесі қанша тұрады?
• Модульдік (ISO 8) : кішкене бөлмеге 50 000-200,000 (100-500 ш.м.).
• Hardwall (ISO 5) : мөлшеріне, сүзгілерге және автоматикаға байланысты 1 м-10М + 1 м-10М +.
Қолданыстағы қондырғылар жартылай өткізгіштік тазартқыштарға жаңартылуы мүмкін бе?
Ия, бірақ бұл қиын. Қайта жіберу олқылықтарды герметизациялауды, жаңа HVAC жүйелерін орнатып, материалдарды төгетін баламалармен алмастырады. Модульдік тазартқыштар көбінесе оңай жаңарту жолы.
Жартылай өткізгіштің жартылай өткізгіштігі қажет пе?
Сіз өндірісті масштабтайсыз ба, жоқ па, жаңа чип дизайнын бастайсыз ба, жаңа чип дизайнын бастаңыз ба, сіздің тазалық мамандарымен серіктестік сіздің мекемеңыздың ең жоғары стандарттарға сәйкес келеді деп санайды. Модульдік қондырғылардан толық масштабталған фабаларға дейін, дұрыс дизайн шығындарды үнемдеуге, кірістілікке және сіздің операцияларыңызды болашақта сақтай алады.
Бүгінгі таңда тазалық шешімдерін зерттеңіз Бүгінгі күннің дәлелі сіздің жартылай өткізгіш жобаларыңызға сұранысыңызды ашыңыз.
Бұл мақалада жартылай өткізгіштің тазартқыштарына кешенді нұсқаулық беру үшін интеграцияланған салалық, техникалық стандарттар және нақты қосымшалар бар. Айқындық пен өзектілікке басымдық бере отырып, ол өндірушілерге, инженерлер мен технологиялық энтузиастар үшін сенімді ресурс ретінде қызмет етуге бағытталған.
