Air comprimé pour l’industrie des semi-conducteurs

Notes techniques sur les applications d’air comprimé dans l’industrie des semi-conducteurs

Dans le domaine de la fabrication de semi-conducteurs, l’air comprimé en tant que milieu de processus de base, sa propreté, sa stabilité et sa fiabilité sont directement liées au rendement et à l’efficacité de la ligne de production. L’air comprimé joue un rôle irremplaçable dans la garantie du traitement ultra-précision et la réalisation du contrôle du processus à l’échelle nanométrique en fournissant une source d’énergie propre, un milieu de processus et un contrôle environnemental dans l’ensemble du processus de fabrication de plaquettes aux essais d’emballage. La valeur technique et les spécifications du système sont expliquées comme suit :

I. Scénario d’application du processus principal

1. Maintien de l’environnement de la salle blanche：
   • En fournissant en permanence de l’air comprimé propre, l’environnement de pression positive (généralement 5 – 15 Pa) de la salle blanche est maintenu pour bloquer l’intrusion des polluants externes.
   • Dans la salle blanche de classe ISO 3 (classe 100), 15 – 20 échanges d’air complets doivent être effectués chaque heure, et l’air comprimé doit représenter 30% – 40% de l’alimentation en air.
2. Device de précision Drive：
   • Fournir une puissance propre pour les mécanismes d’actionnement tels que le manipulateur pneumatique, le mandrin à vide et d’autres, et la précision de positionnement répété peut atteindre ± 0,005 mm.
   • Environnant des appareils de précision tels que la lithographie et l’équipement d’inspection de plaquettes, le système de micro-environnement entraîné par air comprimé peut maintenir la propreté locale jusqu’à la classe ISO 1 (dixième classe) et la valeur de vibration ≤ 0,5 μ m.
3. Médias de processus spéciaux：
   • Dans la fabrication de puces, l’équipement de nettoyage au plasma entraîné par l’air comprimé peut éliminer les contaminants sub-nanométriques sur la surface de la plaquette.
   • Dans le traitement de l’élément optique, l’aérosol est formé en mélangeant l’air comprimé avec un abrasif pour réaliser le traitement de surface ultra-lisse, et la rugosité de surface Ra est inférieure à 0,2 nm.

Exigences de qualité de l’air comprimé

1. Norme de propreté：
   • La norme ISO 8573 – 1 doit être respectée, notamment :
     • Particules : concentration de particules inférieure à 0,1 μ m ≤ 1000 / m3
     • Contenu en huile : ≤ 0.01 mg / m3
     • Humidité : -70 °C point de rosée sous pression (équivalent à -90 °C point de rosée sous pression atmosphérique)
2. Exigences spéciales de processus：
   • Dans le processus de dépôt chimique en phase vapeur (CVD), l’air comprimé doit être traité par un adsorbeur de charbon actif pour s’assurer que la teneur totale en hydrocarbures est ≤ 0,1 ppm.
   • Dans le processus d’implantation ionique, un dispositif d’élimination de l’électricité statique doit être configuré pour contrôler l’ionisation de l’air à ± 50V.

Spécifications de configuration du système

1. Système de purification à plusieurs étages：
   • Un dispositif de purification à quatre étages comprenant un préfiltre (5 μ m), un filtre de précision (0,01 μ m), un filtre chimique (charbon actif) et un filtre de stérilisation (0,001 μ m) est configuré.
   • Dans la salle sans poussière biopharmaceutique, un filtre de stérilisation (0,001 μ m) doit être ajouté, et l’efficacité de stérilisation est supérieure à 99,9999%.
2. Plate-forme de surveillance intelligente：
   • Surveillance en temps réel de 12 paramètres tels que la pression de l’air comprimé, le débit, le point de rosée, la teneur en huile et d’autres, la fréquence d’acquisition de données est supérieure à 1 fois / seconde.
   • Définir le seuil d’alarme à trois niveaux, démarrer la commutation de l’alimentation en air de secours dans les 10 secondes après le dépassement de la limite, et déclencher l’alarme sonore et optique et la notification SMS.
3. Conception du système de pipeline：
   • Le tuyau d’alimentation en gaz principal est un tuyau sans soudure en acier inoxydable 316L, la rugosité de la paroi intérieure est ≤ 0,4 μ m, et le soudage est traité par polissage électrolytique.
   • Le tuyau de branche terminal est équipé d’une vanne de vidange automatique pour évacuer automatiquement l’eau condensée toutes les 2 heures afin d’éviter la multiplication des micro-organismes.

IV. Normes d’exploitation et de maintenance

1. Exigences de patrouille quotidienne：
   • Vérifiez la température d’échappement, la pression et le niveau d’huile du compresseur d’air toutes les 2 heures et enregistrez la courbe de changement de pression du réservoir de stockage.
   • Vérifiez quotidiennement la différence de pression du filtre d’extrémité et remplacez immédiatement la cartouche si elle dépasse 50% de la valeur initiale.
2. Éléments de test annuels：
   • L’air comprimé a été détecté avec des indices complets, y compris le nombre total de micro-organismes, la teneur en endotoxines et la concentration en COV.
   • Vérifiez la pression de déclenchement de la soupape de décharge, remplacez immédiatement si l’erreur est supérieure à ± 3 %, et effectuez un essai de pression de résistance du pipeline.

Il est suggéré que les entreprises de semi-conducteurs établissent un système de gestion de la qualité de l’air comprimé, de la sélection de l’équipement d’alimentation en air, de l’acceptation de la construction de pipelines à l’exploitation et à la maintenance quotidiennes, et mettent en œuvre le contrôle de la qualité de l’ensemble du processus Pour le système de fonctionnement continu, une plate-forme de surveillance intelligente doit être configurée pour réaliser la surveillance en temps réel et l’alerte précoce des paramètres clés tels que la pression, le débit et la pureté, afin d’assurer la stabilité continue de l’environnement de la salle blanche dans la plage requise par le processus. Dans le même temps, il est recommandé d’effectuer une détection de fuite du réseau de pipelines tous les trimestres et de confier un organisme d’essai tiers pour émettre un rapport de qualité complet chaque année afin d’assurer le fonctionnement continu et efficace du système.