Para verificar el rendimiento de las cabinas limpias en el campo de los semiconductores, el núcleo radica en tres dimensiones: limpieza, estabilidad de los parámetros ambientales y racionalidad del flujo de aire. Esto se consigue mediante ensayos normalizados y pruebas de adaptación a procesos reales para garantizar que cumplen los estrictos requisitos de la producción a nanoescala de semiconductores.
Detección del índice de limpieza del núcleo
Esta es la base de la verificación y debe llevarse a cabo de acuerdo con las normas internacionales (como la ISO 14644) o la normativa específica de la industria de semiconductores, centrándose en la detección del número de partículas en el aire.
Prueba de concentración de partículas: Utilice un contador de partículas láser para tomar muestras en diferentes puntos de la cabina limpia (como la zona de trabajo, la salida de aire de suministro y la salida de aire de retorno) en momentos específicos. Cuente el número de partículas con tamaños de partícula clave, como ≥0,1μm y ≥0,5μm, para determinar si cumplen el grado de limpieza objetivo (como ISO Clase 1 o Clase 2, comúnmente utilizadas en semiconductores).
Detección de contaminantes químicos: La cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS) o la cromatografía iónica se utilizan para detectar las concentraciones de COV, iones metálicos y gases ácidos/alcalinos en el aire, garantizando que estén por debajo del umbral de tolerancia de los procesos de semiconductores (normalmente por debajo del nivel ppb).
2. Verificación de la estabilidad de los parámetros medioambientales
Los procesos de los semiconductores son muy sensibles a las fluctuaciones de temperatura, humedad y presión, y requieren una supervisión a largo plazo para garantizar la estabilidad de los parámetros.
Pruebas de temperatura y humedad: Disposición uniforme de múltiples sensores de temperatura y humedad de alta precisión (con una precisión de ±0,1℃ y ± 1%RH) en la cabina limpia. Controle continuamente durante 24 a 72 horas, registre los datos y analice el rango de fluctuación para confirmar si cumple los requisitos del proceso (como temperatura 23±0,1℃, humedad 45± 2%RH).
Prueba de presión diferencial: Utilizar un manómetro diferencial para detectar la diferencia de presión entre el interior y el exterior de la cabina limpia y entre ésta y las zonas auxiliares adyacentes, asegurándose de que la cabina limpia mantiene una presión positiva (normalmente 5-10Pa) para evitar que se filtre aire contaminado del exterior. Si se trata de procesos tóxicos, es necesario verificar si la presión negativa es estable para evitar la fuga de contaminantes.
3. Organización del flujo de aire y pruebas de rendimiento del sistema de filtración
Un flujo de aire razonable es la clave para mantener la limpieza. Es necesario verificar la uniformidad de la distribución del flujo de aire y la eficacia del sistema de filtración.
Prueba de velocidad y dirección del flujo de aire: Utilice un anemómetro de bulbo caliente para medir la velocidad del flujo de aire en lugares como debajo de la salida de aire de suministro y en la zona de trabajo (normalmente requiere 0,3-0,5 m/s), y observe la trayectoria del flujo de aire mediante pruebas de humo para asegurarse de que no hay vórtices ni ángulos muertos, evitando así la acumulación de contaminantes en la zona de trabajo.
Prueba de integridad del filtro: Utilice un fotómetro de aerosol para realizar pruebas de fugas en filtros de aire de alta eficiencia (HEPA) o filtros de aire de eficiencia ultra alta (ULPA). Inyecte aerosol corriente arriba del filtro y detecte la fuga corriente abajo para asegurarse de que el filtro no está dañado y tiene un buen sellado de instalación.
4. Prueba de compatibilidad con el proceso real
Una vez cualificada la prueba de laboratorio, es necesario verificarla en combinación con los escenarios reales de producción de semiconductores para garantizar que la cabina limpia pueda cumplir los requisitos reales del proceso.
Pruebas de procesos de simulación: Coloque los mismos soportes de obleas y equipos de proceso que en la producción real en una cabina limpia para simular los procedimientos de funcionamiento de procesos clave como la fotolitografía y el grabado. Supervise los cambios de limpieza, temperatura y humedad durante el proceso para determinar si interfieren en el mismo.
Verificación del funcionamiento a largo plazo: Deje que la cabina de limpieza funcione de forma continua durante 1 a 3 meses. Durante este periodo, compruebe periódicamente indicadores como la limpieza, la resistencia del filtro y la estabilidad de la temperatura y la humedad para evaluar su fiabilidad y estabilidad durante el funcionamiento a largo plazo y evitar la degradación del rendimiento debida al envejecimiento del equipo.
