En el campo de los semiconductores, las FFU (Fan Filter Unit) son esenciales para mantener la limpieza del entorno central de producción. Al impulsar el flujo de aire con un ventilador incorporado a través de filtros HEPA o ULPA, las FFU eliminan partículas, polvo y microorganismos, creando un "espacio limpio local" estable para la fabricación. Debido a los estrictos requisitos de limpieza (por ejemplo, las líneas de obleas de 12 pulgadas a menudo requieren salas blancas de clase 1-10), las FFU se utilizan en toda la producción de chips, desde la fabricación de obleas hasta el embalaje y las pruebas. Los escenarios y valores específicos son los siguientes:
Para comprender el valor de aplicación de la FFU, es importante examinar cómo apoya las diferentes etapas de todo el proceso de fabricación de semiconductores.
Las distintas etapas de la fabricación de semiconductores tienen requisitos variables de limpieza, estabilidad del flujo de aire y temperatura y humedad. La FFU, mediante un despliegue flexible y la adaptación de parámetros, cumple los estrictos requisitos de cada etapa. Sus principales escenarios de aplicación incluyen:

1. Fabricación de obleas frontales: Área de control de la contaminación del núcleo
La fabricación frontal es la etapa con mayores requisitos de limpieza en el proceso de semiconductores (requiere de Clase 1 a Clase 10). Durante los procesos de fotolitografía, grabado, deposición de películas finas (PVD/CVD), implantación de iones y limpieza de obleas, incluso las partículas extremadamente pequeñas (como las inferiores a 0,1μm) o las impurezas metálicas pueden causar defectos en los chips (como el desplazamiento del patrón litográfico y la contaminación de la capa de película fina). La aplicación de FFU se centra en la "mejora de la limpieza local alrededor del equipo" :
Área de litografía: Los equipos de litografía (como las máquinas de litografía ASML) son el núcleo de la fabricación de obleas, y su sistema óptico y la etapa de oblea son extremadamente sensibles a las partículas. La FFU suele instalarse directamente sobre la máquina de fotolitografía en forma de "campana de flujo laminar", formando un "flujo de aire limpio unidireccional" vertical descendente, que arrastra a la fuerza las partículas alrededor del equipo, evitando que se adhieran a la superficie de la oblea o a las lentes ópticas, y garantizando la precisión de la fotolitografía (por ejemplo, el error de anchura de línea de los procesos de 7 nm/5 nm debe controlarse a nivel nanométrico).
Zona de grabado/deposición de películas finas: Durante el funcionamiento de las máquinas de grabado y los equipos de PVD/CVD, puede generarse polvo de proceso (como residuos de grabado). La FFU debe estar conectada con el sistema de escape del equipo para equilibrar la presión local mediante un flujo de aire limpio estable, evitar que el polvo del proceso se extienda a la superficie de la oblea y, al mismo tiempo, evitar que contaminantes externos entren en la cavidad del equipo.
Zona de limpieza: Después de limpiar la oblea, su superficie queda en un "estado desprotegido" y es propensa a la contaminación secundaria por partículas o contaminantes orgánicos del aire. La FFU se despliega sobre la pista de transferencia a la salida de la máquina de limpieza, formando una "barrera de flujo de aire limpio" para garantizar que las obleas permanezcan limpias durante la transferencia de la limpieza al siguiente proceso.
2. Envasado y pruebas en el back-end: Equilibrio entre limpieza y eficacia
Los procesos del back-end (como el adelgazamiento de obleas, el corte en cubos, la unión, el embalaje y las pruebas finales) tienen unos requisitos de limpieza ligeramente inferiores a los del front-end (normalmente de clase 100 a clase 1000), pero necesitan equilibrar la limpieza y la eficiencia de la producción. La aplicación de las FFU se centra principalmente en la "división de la limpieza por áreas" :
Zona de trazado/unión: El polvo de silicio se genera cuando se corta la oblea en virutas desnudas, y es necesario evitar que las partículas afecten a la precisión de la unión durante la unión (como la unión de alambre de oro, la unión de pines de cobre). La FFU se instala en los bancos de trabajo de la máquina de corte en dados y la máquina de unión en forma de "unidad de limpieza local" para filtrar el polvo y los contaminantes de forma direccional, sin afectar al funcionamiento automatizado del equipo (como el brazo mecánico que recoge y coloca las virutas).
Embalaje/zona de prueba final: Durante el proceso de empaquetado (como el empaquetado en plástico o la formación de pines), es necesario evitar que las impurezas de la resina o las partículas ambientales entren en el cuerpo del paquete, lo que podría provocar cortocircuitos o fallos de rendimiento del chip. En la fase final de las pruebas (como las pruebas de rendimiento eléctrico), es necesario evitar que las partículas afecten al contacto entre la sonda de prueba y las patillas del chip. En esta zona, la FFU suele combinarse con una cabina limpia para formar un "espacio limpio modular" que puede montarse rápidamente, lo que reduce el coste total de construcción de la sala limpia.
Además de en las zonas de producción principales, las FFU se instalan en varios espacios auxiliares, lo que amplía aún más su utilidad en las fábricas de semiconductores.
Zona de almacenamiento de obleas/máscaras: Las obleas (especialmente las obleas desnudas sin procesar) y las máscaras (las "plantillas de patrones" utilizadas en fotolitografía) deben mantenerse alejadas de la exposición prolongada a entornos contaminados durante su almacenamiento. Las obleas se colocan en armarios o salas de almacenamiento para mantener un nivel de limpieza de clase 10 que evite la adhesión de partículas y los consiguientes defectos de proceso.
Área de mantenimiento de equipos: El mantenimiento de equipos semiconductores (como máquinas de fotolitografía y máquinas de grabado) debe realizarse en un entorno limpio (para evitar la introducción de contaminantes durante el mantenimiento). El "espacio temporal de mantenimiento limpio" creado por FFU puede cumplir este requisito, eliminando la necesidad de trasladar el equipo a la zona limpia central y mejorando la eficacia del mantenimiento.
Ii. Requisitos técnicos básicos de las FFU en el campo de los semiconductores
La particularidad de la fabricación de semiconductores impone a las FFU unos requisitos de rendimiento que superan con creces los de los escenarios industriales ordinarios. Los principales indicadores técnicos son

Indicadores técnicos	Normas de requisitos (escenarios de semiconductores)	Significado central
Eficacia de filtración	Se requieren filtros ULPA (con una eficacia de filtración de ≥99,999% para partículas de 0,1μm) y, en algunos escenarios de gama alta, ULPA Clase 150 (≥99,9995%).	Asegúrese de eliminar las "partículas submicrónicas" más críticas en el proceso de fabricación de semiconductores para evitar defectos en los chips.
Estabilidad del flujo de aire	La fluctuación de la velocidad del aire de salida es ≤±0,1m/s, y la uniformidad del flujo de aire es ≥90% (flujo laminar vertical).	Un flujo de aire estable puede evitar el "reflujo" o los "vórtices" de partículas e impedir que los contaminantes se depositen en la superficie de la oblea.
Baja vibración/bajo ruido	Vibración de funcionamiento ≤0,5μm (amplitud), ruido ≤55dB (ponderado A).	Los equipos de semiconductores (como las máquinas de fotolitografía) son extremadamente sensibles a las vibraciones (éstas pueden hacer que se desplace el patrón fotolitográfico), y un bajo nivel de ruido puede garantizar la comodidad de los operarios.
Resistencia a la corrosión química	La carcasa y los componentes internos deben ser resistentes a los gases químicos utilizados en los procesos de semiconductores, como el flúor, el cloro y el amoníaco.	Para evitar que los componentes de la FFU se corroan por los gases químicos, lo que podría provocar el desprendimiento de partículas o el fallo del equipo y contaminar el entorno de producción.
Supervisión y vinculación inteligentes	Admite la supervisión en tiempo real de la velocidad del viento, la vida útil del filtro, la temperatura y la humedad, y puede conectarse con el sistema MES de la fábrica para lograr la alerta temprana de fallos y el ajuste automático.	La producción de semiconductores requiere un funcionamiento continuo durante 24 horas. La conexión inteligente puede reducir la intervención manual y evitar las paradas de producción causadas por fallos de las FFU.