مقدمة
في صناعة تصنيع أشباه الموصلات، يؤثر التحكم في بيئة غرفة النظافة بشكل مباشر على عائد المنتج وأداء الرقائق. يمكن أن تؤدي تلوث الجسيمات الصغيرة، أو التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)، أو تقلبات درجة الحرارة والرطوبة إلى عيوب في الرقاقة أو فشل في العمليات. لذلك، فإن التحكم في الجسيمات بمعايير عالية وإدارة الشحنات الكهروستاتيكية هما محور تصميم غرفة النظافة لأشباه الموصلات.
1. أهمية التحكم في الجسيمات
معالجة رقائق أشباه الموصلات حساسة للغاية؛ حتى الجسيمات الهوائية الصغيرة يمكن أن تسبب عيوبًا في السطح.
تحدد معايير ISO 14644 عدد الجسيمات المسموح بها لفئات النظافة المختلفة، مثل ISO 5 أو ISO 4.
أنظمة دوران الهواء، فلاتر HEPA/ULPA، وتصميمات تدفق الهواء الموزعة هي تدابير رئيسية للحفاظ على النظافة.
تحكم الجسيمات لا يؤثر فقط على جودة المنتج ولكن يؤثر أيضًا على عمر المعدات وتكاليف الصيانة.
2. إدارة التفريغ الكهربائي الساكن (ESD)
يمكن أن يتسبب ESD في تلف الأجهزة شبه الموصلة، خاصة في عمليات المقياس الميكروني والنانو.
تدابير السيطرة تشمل:
أرضيات مضادة للكهرباء الساكنة وحصائر موصلة
محطات العمل والأدوات المضادة للكهرباء الساكنة
الحفاظ على الرطوبة النسبية (عادةً 40–60% RH)
الأفراد الذين يرتدون ملابس مضادة للكهرباء الساكنة وأحزمة المعصم
دمج إدارة ESD في تخطيط المعدات ومسارات تدفق الهواء يقلل بشكل كبير من خطر تلف الرقائق.
3. تنظيم وتوزيع تدفق الهواء
تدفق الهواء الطبقي، سرعة الرياح الموحدة، واتجاه التحكم يقلل من ترسيب الجسيمات على الرقائق.
استراتيجيات التصميم الشائعة:
أنظمة التدفق للأسفل أو التدفق للأعلى
المناطق الحرجة ذات مستويات النظافة الأعلى
غرف الهواء وغرف المرور
4. المراقبة والتحقق
يضمن العد المنتظم للجسيمات، ومراقبة جهد ESD، وتسجيل درجة الحرارة/الرطوبة تشغيل غرفة نظيفة مستقرة على المدى الطويل.
يمكن أن توفر أنظمة المراقبة الآلية تنبيهات في الوقت الحقيقي وتسهيل الصيانة.
استنتاج
تصميم غرف النظافة في أشباه الموصلات لا يتعلق فقط بنقاء الهواء؛ بل يشمل أيضًا الكهرباء الساكنة، والرطوبة، ودرجة الحرارة، وإدارة الأفراد. التحكم العلمي في الجسيمات، وإدارة الكهرباء الساكنة الفعالة، والمراقبة القوية تضمن إنتاجًا مستقرًا، وزيادة في العائد، وإطالة عمر المعدات.