Сжатый воздух для полупроводниковой промышленности

Техническая записка о применении сжатого воздуха в полупроводниковой промышленности

В области производства полупроводников сжатый воздух является основной технологической средой, его чистота, стабильность и надежность напрямую связаны с производительностью продукции и эффективностью производственной линии.Во всем процессе, от производства пластин до испытаний упаковки, сжатый воздух играет незаменимую роль в обеспечении сверхточной обработки и управлении процессом наноразмерного масштаба, обеспечивая чистый источник энергии, технологическую среду и поддержку контроля окружающей среды.Ниже приводится описание его технической ценности и системных характеристик:

I. Сценарии применения основных технологий

1. Экологическое обслуживание в чистых помещениях：
   • Поддержание атмосферы с положительным давлением в чистой комнате (обычно 5 – 15 Па) путем постоянного подачи чистых сжатого воздуха, препятствуя вторжению внешних загрязнителей.
   • В чистых комнатах ISO 3 класса (класса 100) необходимо проводить полную замену воздуха 15 – 20 раз в час, при этом сжатый воздух должен составлять 30% – 40% от объема подачи воздуха.
2. Драйверы точного оборудования：
   • Предоставляет чистую мощность для пневматических манипуляторов, вакуумных всасывателей и других исполнительных механизмов, точность повторного позиционирования может достигать ± 005 мм.
   • Вокруг точных приборов, таких как литографические машины, оборудование для контроля пластин, система микроэкологии с сжатого воздуха может поддерживать местную чистоту до уровня ISO 1 (десятого уровня), значение вибрации ≤0,5 мкм.
3. Поставка специальной технологической среды：
   • При изготовлении чипов плазменное очистное оборудование с сжатым воздухом может обеспечить удаление субнаномерных загрязнителей на поверхности пластин.
   • При обработке оптических элементов аэрозоль образуется смешиванием сжатого воздуха с абразивным средством для достижения сверхгладкой обработки поверхности с поверхностной шероховатостью Ra≤0,2 нм.

Требования к качеству сжатого воздуха.

1. Нормы чистоты：
   • Требуется соответствие стандартам ISO 8573 – 1 уровня I, в частности:
     • Частицы: концентрация частиц до 0,1 мкм ≤ 1000 шт / м3
     • Содержание масла: ≤0.01 мг / м3
     • Влажность: -70°C Точка росы давления (эквивалентная температуре росы -90°C при нормальном давлении)
2. Особые технологические требования：
   • В процессе химического парового осаждения (ХПО) сжатый воздух должен быть обработан адсорбтором активированного угля для обеспечения общего содержания углеводородов ≤ 0,1 ppm.
   • В процессе ионной имплантации необходимо оборудовать дестатическое устройство для контроля степени ионизации воздуха в пределах ± 50 В.

III. Спецификация конфигурации системы

1. Система многоступенчатой очистки：
   • Установка очистки четырех ступеней предуфильтра (5 мкм), точного фильтра (0,01 мкм), химического фильтра (активированный уголь), агитерического фильтра (0,001 мкм).
   • В биофармацевтической пылевой комнате необходимо дополнительно установить фильтр для стерилизации (0001μm), эффективность стерилизации ≥ 99,9999%.
2. Интеллектуальные платформы мониторинга：
   • Мониторинг в режиме реального времени 12 параметров, таких как давление сжатого воздуха, расход, точка росы, содержание масла, частота сбора данных ≥ 1 раз / сек.
   • Устанавливается порог третий уровень тревоги, в течение 10 секунд после превышения предела запускается переключение резервного источника воздуха, а также запускается световой и звуковой тревоги и уведомление SMS.
3. Проектирование трубопроводной системы：
   • Главная газопровода изготовлена из бесшивной трубы из нержавеющей стали 316L, шероховатость внутренней стенки ≤0,4μm, сварка проходит электролизирующую полировку.
   • На конечных ответвлениях оборудованы автоматические дренажные клапаны, которые автоматически выпускают конденсацию каждые 2 часа, предотвращают размножение микроорганизмов.

IV. Стандарты эксплуатационного обслуживания

1. Требования к ежедневному патрулированию：
   • Проверять температуру выхлопного газа, давление и уровень масла воздушного компрессора каждые 2 часа, записывать кривую изменения давления газового резервуара.
   • Ежедневно проверяют разницу давления в конце фильтра, немедленно заменяют фильтровые элементы при превышении исходного значения на 50%.
2. Ежегодный проект проверки：
   • Проводится полный контроль сжатого воздуха, включая общее количество микроорганизмов, содержание эндоксинов, концентрацию ЛОС и другие показатели.
   • Проверить давление пуска предохранительного клапана, немедленно заменить при ошибке более ±3% и провести испытание на давление трубопровода.

Рекомендуется, чтобы полупроводниковые предприятия создали систему управления качеством сжатого воздуха, от выбора оборудования для источника воздуха, приемки строительства трубопроводов до повседневного эксплуатационного обслуживания, осуществлять контроль качества всего процесса.Для системы непрерывной работы, должна быть установлена интеллектуальная платформа мониторинга, чтобы реализовать мониторинг в режиме реального времени и раннее предупреждение об аномалии ключевых параметров, таких как давление, расход, чистота и т. д., чтобы обеспечить постоянную стабильность среды очищенной комнаты в пределах технологических требований.В то же время рекомендуется проводить проверку утечек трубопроводной сети ежеквартально и ежегодно поручать стороннему контрольному агентству подготовить полный отчет о качестве для обеспечения непрерывной и эффективной работы системы.