Tại sao phòng sạch bán dẫn lại phân biệt giữa điều khiển hạt và AMC?

Trong thiết kế và nghiệm thu phòng sạch bán dẫn, việc kiểm soát hạt thường được ưu tiên. Dữ liệu được đo bằng máy đếm hạt phản ánh trực tiếp xem loại phòng sạch có đáp ứng tiêu chuẩn hay không. Tuy nhiên, trong thực tế vận hành, đôi khi chúng ta gặp phải tình trạng: máy đo chỉ tiêu hạt đạt tiêu chuẩn nhưng sản phẩm vẫn có khuyết tật hoặc năng suất dao động.

Sau khi điều tra, người ta thường phát hiện ra rằng vấn đề không phải ở hạt mà là ở ô nhiễm phân tử không khí (AMC). Hai loại ô nhiễm này khác nhau về hình thức, phương thức lây truyền và cơ chế lọc cũng như các phương pháp kiểm soát và phương pháp phát hiện khác nhau. Nếu chúng được quản lý cùng nhau thì rất dễ bỏ sót một trong số chúng. Để biết sự khác biệt cụ thể, vui lòng tham khảo Thảo luận về sự khác biệt giữa bộ lọc hóa học và bộ lọc HEPA .

Hai loại ô nhiễm có hình thức và tác động khác nhau

Sự khác biệt cơ bản giữa các hạt và AMC quyết định những cách ảnh hưởng khác nhau của chúng đến quá trình.

Hạt là các hạt rắn hoặc lỏng lơ lửng trong không khí, có kích thước từ vài nanomet đến hàng chục micron. Tác động của nó chủ yếu là về mặt vật lý: hình thành các khuyết tật trên bề mặt wafer, ngăn chặn sự tiếp xúc với quang khắc hoặc ảnh hưởng đến tính đồng nhất của quá trình lắng đọng màng.

AMC là chất gây ô nhiễm khí ở cấp độ phân tử, bao gồm khí axit, khí kiềm, hơi hữu cơ, chất pha tạp, v.v. Tác động của nó tinh tế hơn - nó có thể thay đổi tính chất bề mặt của vật liệu thông qua các phản ứng hóa học hoặc có thể bị hấp phụ trên bề mặt wafer để tạo thành một màng mỏng, ảnh hưởng đến các quá trình tiếp theo. Để biết các nguồn và danh mục cụ thể, vui lòng tham khảo Thảo luận về ô nhiễm AMC trong không khí đề cập đến điều gì .

Ô nhiễm hạt có thể được loại bỏ bằng cách làm sạch bề mặt, nhưng tác động của AMC có thể làm thay đổi bề mặt vật liệu. Cả hai đều có cửa sổ rủi ro và phương pháp ứng phó khác nhau trong quy trình.

Các phương pháp phát hiện không thể trộn lẫn

Các phương pháp phát hiện hạt và AMC hoàn toàn khác nhau, đó là một trong những lý do khiến chúng phải được quản lý riêng biệt.

Phát hiện hạt sử dụng máy đếm hạt để lấy mẫu không khí và đếm số lượng hạt có kích thước khác nhau. Kết quả kiểm tra là nồng độ hạt, thường tính bằng hạt/mét khối. Phương pháp phát hiện tương đối hoàn thiện và có thể đọc theo thời gian thực.

Phát hiện AMC yêu cầu lấy mẫu và phân tích khí. Các phương pháp thường được sử dụng bao gồm phân tích trong phòng thí nghiệm sau khi làm giàu ống lấy mẫu, máy phân tích khí trực tuyến, cảm biến khí cụ thể, v.v. Kết quả phát hiện là nồng độ của khí mục tiêu và đơn vị có thể là ppb hoặc μg/m³. Các phương pháp lấy mẫu, điều kiện phân tích và giới hạn phát hiện của các loại khí khác nhau là khác nhau và cần được lựa chọn dựa trên các thành phần quan tâm. Để biết phương pháp lấy mẫu cụ thể, vui lòng tham khảo xem có nên lấy mẫu không khí trước khi chọn bộ lọc hóa học hay không . Thảo luận

Máy đếm hạt không đo AMC và máy phân tích khí không phản ánh mức độ hạt. Hai bộ dữ liệu lần lượt trả lời các câu hỏi khác nhau và không thể thay thế cho nhau.

Cơ chế lọc khác nhau

Kiểm soát các hạt và AMC yêu cầu các thiết bị lọc khác nhau.

Kiểm soát hạt dựa vào bộ lọc HEPA hoặc ULPA. Chúng chặn các hạt thông qua môi trường sợi hoặc màng, với hiệu quả lọc được phân loại theo kích thước hạt và tiêu chuẩn. Thiết kế hệ thống tập trung vào thể tích không khí, vận tốc bề mặt, độ kín và phát hiện rò rỉ. Có thể tham khảo Mô tả bộ lọc hiệu quả cao HEPA .

Kiểm soát AMC dựa vào các bộ lọc hóa học. Chúng loại bỏ các chất ô nhiễm dạng khí thông qua môi trường hấp phụ hoặc phản ứng. Việc lựa chọn nên tập trung vào loại khí mục tiêu, nồng độ, điều kiện nhiệt độ, độ ẩm và công suất trung bình. Nguyên tắc cụ thể vui lòng tham khảo Thảo luận về lý do tại sao nên chọn bộ lọc hóa học theo loại khí mục tiêu .

Việc tăng xếp hạng HEPA không nâng cao khả năng xử lý của AMC. Tương tự như vậy, việc thêm phần lọc hóa học không làm giảm yêu cầu kiểm soát hạt. Hai loại bộ lọc đảm nhận các nhiệm vụ khác nhau trong hệ thống và cần được cấu hình và chấp nhận riêng biệt.

Xử lý các đối tượng nhạy cảm là khác nhau

Các khu vực quy trình khác nhau có độ nhạy khác nhau đối với các hạt và AMC, đồng thời trọng tâm kiểm soát cũng khác nhau.

Khu vực quang khắc rất nhạy cảm với các khí kiềm (chẳng hạn như amoniac) và một lượng nhỏ các thành phần kiềm có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của chất quang dẫn. Đồng thời, cũng có những yêu cầu khắt khe đối với hạt. Sơ đồ điều khiển cần xem xét cả lọc hạt và lọc hóa học đối với khí kiềm. Để biết chi tiết, vui lòng tham khảo Thảo luận về cách chọn bộ lọc hóa học cho ô nhiễm khí amin .

Các khu vực lắng đọng màng mỏng và ăn mòn có thể nhạy cảm với khí axit, hơi hữu cơ hoặc chất pha tạp. Các bước quy trình khác nhau yêu cầu các mục tiêu kiểm soát AMC khác nhau.

Các khu vực vận chuyển và lưu trữ wafer có thể là mối quan tâm lớn hơn đối với các hạt, nhưng nhu cầu lọc hóa học cục bộ cũng cần được đánh giá nếu nguồn AMC có mặt ở khu vực xung quanh. Các ứng dụng phía thiết bị như Cuộc thảo luận về lý do tại sao EFU cần hỗ trợ các bộ lọc hóa học có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo.

Vì vậy, không thể thiết lập cùng một tiêu chuẩn kiểm soát cho toàn bộ phòng sạch. Các mục tiêu kiểm soát hạt và AMC cần được xác định riêng biệt theo khu vực xử lý.

Các phương tiện kiểm soát cần phải có sự phối hợp

Kiểm soát AMC không thể giải quyết bằng một biện pháp duy nhất và cần có sự hợp tác của nhiều phương tiện.

Kiểm soát nguồn. Chọn vật liệu có lượng khí thải thấp, cải tiến quy trình và tăng cường khí thải cục bộ để giảm lượng AMC phát sinh từ nguồn. Điều này thường tiết kiệm hơn so với xử lý thiết bị đầu cuối.

Xử lý không khí trong lành. AMC đầu vào bên ngoài cần được xử lý trong phần không khí trong lành. MAU được trang bị bộ phận lọc hóa chất để giảm tải vào khu vực sạch. Để biết chi tiết, vui lòng tham khảo Thảo luận về lý do tại sao MAU cần cấu hình phần lọc hóa học .

Lọc tuần hoàn. AMC được thải ra trong nhà có thể được lọc qua không khí hồi lưu hoặc tuần hoàn FFU. Vui lòng tham khảo điều kiện áp dụng cụ thể Thảo luận về những gì ô nhiễm cục bộ có thể được xử lý bằng FFU cộng với bộ lọc hóa học .

Bảo vệ phía thiết bị. Các thiết bị nhạy cảm có thể yêu cầu lọc hóa học cục bộ độc lập, xử lý chất thải bên trong thiết bị hoặc đầu vào bên ngoài.

Kiểm soát hạt cũng cần được duy trì đồng thời. Không thể giảm hiệu quả, khả năng bịt kín và phát hiện rò rỉ của thiết bị đầu cuối HEPA hoặc ULPA bằng cách bổ sung thêm bộ điều khiển AMC. Hai loại biện pháp kiểm soát này cần phải được thiết kế đồng thời thay vì thay thế lẫn nhau.

Ví dụ về đánh giá dự án

Dữ liệu máy đếm hạt của một nhà máy bán dẫn nào đó cho thấy độ sạch đạt tiêu chuẩn, nhưng các khuyết tật chưa xác định đã xuất hiện trên bề mặt của tấm bán dẫn trong một quy trình nhất định.

Khắc phục sự cố hệ thống hạt không tìm thấy vấn đề gì. Thử nghiệm sâu hơn về các thành phần không khí cho thấy một lượng nhỏ hơi hữu cơ và khí kiềm, nguồn của chúng có liên quan đến thiết bị và vật liệu xử lý. Các thành phần AMC này lắng đọng hoặc phản ứng trên bề mặt wafer, gây ra lỗi.

Hướng điều chỉnh: Thêm phần lọc hóa học cho khí hữu cơ và khí kiềm ở phần không khí hồi lưu của phòng sạch, đồng thời tăng cường xử lý AMC ở phần không khí trong lành. Hệ thống lọc hạt không thay đổi và tiếp tục được duy trì theo tiêu chuẩn ban đầu. Sau khi điều chỉnh, tỷ lệ lỗi giảm xuống và chỉ số hạt không bị ảnh hưởng.

Trường hợp này cho thấy hạt đủ tiêu chuẩn không có nghĩa là AMC đạt tiêu chuẩn. Cả hai đều cần được phát hiện và kiểm soát riêng biệt. liên quan đến Khi lựa chọn dòng sản phẩm bộ lọc hóa học , nên cung cấp các đối tượng nhạy cảm về quy trình và dữ liệu thử nghiệm cho nhà cung cấp để xác minh.

Những điểm chính để lựa chọn và kiểm tra chấp nhận

Giới thiệu về gói làm sạch chất bán dẫn của Aili Industrial

Đối với việc kiểm soát hạt và kiểm soát AMC trong phòng sạch bán dẫn, hai loại yêu cầu này cần được xác nhận riêng biệt trong giai đoạn lập kế hoạch, sau đó được kiểm tra thống nhất ở cấp hệ thống.

Aili Industrial có khả năng sản xuất độc lập về bộ lọc, động cơ, quạt, hệ thống điều khiển và gia công kim loại tấm, đồng thời có thể cung cấp dòng sản phẩm bộ lọc HEPA/ULPA và bộ lọc hóa học. Đối với các dự án liên quan đến cả kiểm soát hạt và AMC, khu vực quy trình, đối tượng nhạy cảm, dữ liệu phát hiện và điều kiện hệ thống có thể được kết hợp để hỗ trợ kiểm tra cấu hình phần bộ lọc và phân công lao động. Khi bộ lọc được kết hợp với MAU, FFU, EFU và các thiết bị khác, các phương pháp điện trở, giao diện và bảo trì có thể được xác nhận thống nhất.

Sản phẩm liên quan:Dòng sản phẩm lọc hóa chất、Bộ lọc hiệu quả cao HEPA、Hộp lọc hóa chất MAU . Khi tìm hiểu, danh sách các mục tiêu kiểm soát hạt và mục tiêu AMC sẽ được cung cấp để giúp xác nhận giải pháp kết hợp phù hợp. Cấu hình cụ thể phải tuân theo các tài liệu kỹ thuật và kết quả thử nghiệm được dự án xác nhận.