تحليل شامل لمراقبة الضغط في مصانع أشباه الموصلات

مع تزايد الإنجازات في مجال الذكاء الاصطناعي، أصبح تطوير صناعة أشباه الموصلات ساحة معركة محورية للتنافس التكنولوجي العالمي. وبينما أصبحت عملية الـ 2 نانومتر هي خط النهاية لسباق الصناعة، فإن "حرب الدقة" في غرف أشباه الموصلات النظيفة قد بدأت بالفعل - يجب التحكم في عدد الجسيمات لكل متر مكعب من الهواء إلى أرقام فردية، ويمكن أن يؤدي تقلب الضغط بمقدار 0.1 باسكال فقط إلى إلغاء دفعة كاملة من الرقائق. اليوم، نستكشف كيف تعمقت إندريس+هاوزر في موضوع "مراقبة الضغط" للمساعدة في حماية أهداف الدقة لمصانع أشباه الموصلات.

في مصنع أشباه الموصلات، يمكن أن يصل الاستخدام للمشروع الواحد لأجهزة قياس الضغط إلى ما بين 3000 و 12000 وحدة، تغطي جميع السيناريوهات بما في ذلك الغرف النظيفة، ومعالجة المياه النقية ومياه الصرف الصحي، وتوزيع الغاز.

يعد الحفاظ على تدرج ضغط تفاضلي دقيق يتراوح بين 5-10 باسكال عبر مناطق الغرف النظيفة المختلفة هو المفتاح لمنع التلوث المتبادل. يتميز جهاز قياس الضغط التفاضلي Endress+Hauser Deltabar PMD75B بدقة قياسية تبلغ 0.05% (0.035% لدقة الدرجة البلاتينية). يمكن تعديله عبر البلوتوث إلى نطاق قياس من -50 إلى 50 باسكال لمراقبة الضغط التفاضلي الدقيق عالي الدقة، مما يضمن تلبية متطلبات النظافة للغرف النظيفة.

تظهر تقارير المعايرة أن خطأ القياس الفعلي أقل من 0.014 باسكال.

في أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) للغرف النظيفة، يتراوح الضغط في مجاري العادم عادةً من -3000 إلى -1500 باسكال، وتشكل الطبيعة المسببة للتآكل لغازات النفايات الحمضية والقلوية تحديًا كبيرًا. يمكن لجهاز Endress+Hauser Deltabar PMD55B، المزود بمستشعرات ذات أغشية من سبائك C276 أو أغشية سيراميكية PMC51B، مقاومة التآكل بسهولة. في تطبيق غاز العادم في مصنع أشباه موصلات في شنغهاي، حقق بنجاح إخراج بيانات مستقر بتفاوت ±10 باسكال وإنذار تلقائي عند تجاوز الضغط 50 باسكال، مما حل تمامًا مشكلة معدل تدفق المروحة غير المتحكم فيه.

تتطلب أنظمة المياه فائقة النقاء "خلوًا من التلوث" وأجزاء مبللة غير معدنية. يعتمد جهاز Endress+Hauser Cerebra PMC51B على غشاء سيراميكي عالي النقاء بنسبة 99.9% بتصميم جاف وخالي من الزيوت، مما يتجنب التسرب بشكل أساسي. يوفر مواد مبللة اختيارية غير معدنية، خاصة PVDF (بولي فينيليدين فلورايد)، لتلبية متطلبات التوافق الكيميائي في عمليات المياه فائقة النقاء لأشباه الموصلات. في الوقت نفسه، يتميز الغشاء السيراميكي بوظيفة مراقبة ذاتية: في حالة تلف الغشاء أو تسرب الوسط، يوفر نظام المراقبة الذاتية تغذية راجعة سريعة للأعطال لضمان تشغيل النظام دون انقطاع.

غالبًا ما تحتوي مياه الصرف الصحي في صناعة أشباه الموصلات على فلوريد الهيدروجين شديد التآكل، مما يشكل تحديات قصوى للمواد المبللة. يمكن لجهاز Endress+Hauser Cerebra PMP51B، مع طلاء خاص، معالجة مشاكل التآكل بشكل خاص. لقد نجح تطبيقه في مشروع مياه صرف صحي تحتوي على الفلور في مصنع أشباه موصلات في تشجيانغ في حل نقطة الألم المتمثلة في انتفاخ الغشاء أو تمزقه الذي يعاني منه أجهزة قياس الضغط المماثلة في البيئات المسببة للتآكل.

تتطلب عمليات مثل الحفر وترسيب الأغشية الرقيقة بيئة فراغ عالية. يعتمد جهاز قياس الضغط السيراميكي Endress+Hauser Cerebra PMC51B على مبدأ القياس السعوي، وهو مقاوم للفراغ العالي مع حد أدنى للضغط المطلق القابل للقياس يبلغ 0.1 باسكال، وهو قادر على توفير دعم بيانات دقيق لعملية التصنيع بدقة 2 نانومتر.

تفرض الغازات المتخصصة عالية النقاء بنقاء يزيد عن 99.999% متطلبات صارمة على المستشعرات. يلبي جهاز Endress+Hauser Cerebra PMP51B، المقترن بموصلات VCR وتشطيب EP (التلميع الكهربائي)، احتياجات مراقبة الضغط لتوزيع الغازات عالية النقاء في خزانات الغازات المتخصصة. يفي نظام مانع التسرب الغشائي المرن الخاص به بأغشية خاصة بالمتطلبات الصارمة للمواد الكيميائية المسببة للتآكل المختلفة، مما يتيح مراقبة الضغط لخزانات تخزين المواد الكيميائية.

من ولادة شريحة واحدة إلى ترقية صناعة أشباه الموصلات بأكملها، كانت دقة وموثوقية أجهزة قياس الضغط دائمًا "الحجر الأساسي غير المرئي" خلف الكواليس. بينما نسعى جاهدين لاستكشاف الحدود اللامحدودة لتكنولوجيا الرقائق، فإن "حراس الضغط" هؤلاء الذين يعملون بصمت هم القوة الحيوية التي تحمي مسارنا. من التحكم في الضغط التفاضلي الدقيق في الغرف النظيفة إلى مراقبة السلامة في معالجة غازات النفايات، ومن ضمان خلو المياه فائقة النقاء من التلوث إلى التسليم الدقيق للغازات المتخصصة، تقف أجهزة قياس الضغط من Endress+Hauser دائمًا في "خط المواجهة الدقيق" للتصنيع الذكي لأشباه الموصلات، مما يرافق قياس الضغط ويوفر حلولًا ذكية احترافية وآمنة وفعالة.