Quelle est la fuite de pression et la teneur en huile de l’alimentation en gaz du semi-conducteur général
Dans la fabrication de semi-conducteurs, la qualité de l’alimentation en gaz affecte directement la stabilité du processus et le rendement. Voici une analyse détaillée des paramètres clés et des critères de contrôle :
I. Critères de pression du point de rosée
Les usines de semi-conducteurs ont des exigences strictes sur le point de rosée de pression de l’air comprimé, généralement contrôlé à-40 °C à -70 °C(exigences de processus haut de gamme)-80 °C à -110 °C）。Cette norme est beaucoup plus élevée que dans un scénario industriel ordinaire pour les raisons suivantes :
- Prévention de la contamination du condensatLe point de rosée à basse température peut éviter la condensation de la vapeur d’eau dans l’air comprimé dans les tuyaux ou les équipements, empêchant ainsi la corrosion des équipements de précision tels que la lithographie et la gravure.
- Exigences de stabilité de processus: le processus semi-conducteur est extrêmement sensible à la température et à l’humidité, par exemple, le revêtement de résine photosensible nécessite une humidité de l’air ≤ 30% HR, le point de rosée trop élevé entraînera une expansion absorbant l’humidité de la résine photosensible et affectera la précision du motif.
Détection et transformation：
- Effets de pression: Le point de rosée du gaz varie avec la pression et doit être converti par la formule pour la valeur réelle. Par exemple, lorsque la pression d’échantillonnage est de 0,1 MPa, le point de rosée mesuré est de -70 °C. Si la pression d’utilisation réelle est de 0,8 MPa, le point de rosée réel peut augmenter à -55 °C.
- Sélection d’instrument: Compteur de point de rosée à capacité commun (par exemple, type SHAW), plage de débit 5 – 10L / min, étalonnage régulier pour assurer la précision.
II. Norme de teneur en huile
Les usines de semi-conducteurs ont des exigences extrêmement élevées en matière de teneur en huile pour l’air comprimé.teneur totale en huile ≤ 0,01 mg / m3(ISO 8573-1 Classe 1), certains procédés nécessitent mêmeAir comprimé sans huile de classe 0(Près de zéro point de carburant). Les raisons sont les suivantes :
- Risque de contamination des produits: l’huile peut être déposée sur la surface de la plaquette, entraînant la décoloration de la résine photosensible ou la contamination par dopage, ce qui affecte sérieusement le rendement de la puce.
- Coût de maintenance de l’appareil: la vapeur d’huile peut contaminer la pompe à vide, l’injecteur d’ions et d’autres équipements, augmentant la fréquence de maintenance et le temps d’arrêt.
Détection et contrôle：
- Surveillance en ligneUtilisez un détecteur d’huile de haute précision (tel que le contrôle d’huile 500) pour avertir en temps réel que la teneur en huile dépasse la norme.
- Purification tertiaire：
- Filtrage primaire: le cyclone élimine les gouttelettes d’huile de gros grains (efficacité > 98 %).
- Condensation secondaire: refroidissement du lyophiliseur à -40 °C, condensation de la vapeur d’huile (efficacité > 90%).
- Adsorption tertiaire: le filtre à charbon actif adsorbe les molécules d’huile résiduelles (la teneur en huile à la sortie est inférieure à 0,003 mg / m3).
III. Cas réels et différences industrielles
| Processus de lien | Exigences de point de pression | Exigences de teneur en huile | Problème typique |
|---|---|---|---|
| Chambre photolithographique | ≤ -70 °C | ≤ 0,001mg / m3 | L’humidité trop élevée provoque la déformation de la résine photosensible |
| Etch processus | ≤ -60 °C | ≤ 0,01 mg / m3 | L’huile pollue le masque, réduisant la précision de gravure |
| implantation ionique | ≤ -50 ° C | ≤ 0,01 mg / m3 | La diffusion du faisceau d’ions induite par la vapeur d’huile affecte l’uniformité du dopage |
| Test d’emballage | ≤ -40 °C | ≤ 0.1 mg / m3 | L’eau condensée provoque l’oxydation des broches |
Comparaison de l’industrie：
- Logique ChipLe point de rosée et la teneur en huile sont les plus exigeants (point de rosée ≤ -80 °C, teneur en huile ≤ 0,001 mg / m3).
- Mémoire chip: L’exigence est légèrement inférieure à celle de la puce logique (point de rosée ≤ -70 °C, teneur en huile ≤ 0,01 mg / m3).
- Puissance semi-conductriceEn raison de la maturité technique élevée, certaines usines ont été assouplies jusqu’à ce que le point de rosée soit ≤ -50 °C et que la teneur en huile soit ≤ 0,1 mg / m3.
Contrôle des coûts et optimisation
- Investissement en équipementsL’investissement initial du système de purification tertiaire est d’environ 3 – 5 millions de yuans (calculé sur la base de 10 000 m2 de bâtiment d’usine), et le coût annuel d’exploitation et de maintenance est d’environ 500 – 800 000 yuans.
- Mesures d’économie d’énergie：
- La consommation d’énergie est réduite de 15% -20% en utilisant le compresseur d’air à fréquence inverse.
- La chaleur de compression est utilisée pour le chauffage de l’usine en utilisant un dispositif de récupération de la chaleur résiduelle.
- Optimisation de surveillance：
- Déploiement de capteurs IoT pour la surveillance à distance en temps réel du point de rosée et de la teneur en huile.
- Prévoir les défaillances de l’équipement avec des algorithmes d’IA pour réduire les temps d’arrêt non planifiés.
ConclusionsLes usines de semi-conducteurs doivent sélectionner les normes d’alimentation en air correspondantes en fonction des nœuds de processus (par exemple, 28 nm, 14 nm, 7 nm) et assurer la stabilité de la qualité de l’air par des audits réguliers (recommandés tous les trimestres) et des équipements redondants (par exemple, un séchoir de secours).