@Air Compressor
2025-05-29
半導体産業用圧縮空気
半導体産業向け圧縮空気アプリケーションのテクニカルノート
半導体製造の分野では、圧縮空気はコアプロセス媒体であり、その清浄度、安定性、信頼性は製品歩留まりと生産ラインの効率に直結しています。圧縮空気は、ウエハ製造からパッケージング試験までの全プロセスにおいて、クリーンな電源、プロセス媒体、環境制御サポートを提供することで、超精密加工の確保とナノスケールプロセス制御の実現にかけがえのない役割を果たしています。その技術的価値とシステム仕様を以下のように説明する。
一、コアプロセス応用シナリオ
- クリーンルーム環境の保全：
- クリーンな圧縮空気を供給し続けることにより、クリーンルームの正圧環境（通常5-15Pa）を維持し、外部汚染物質の侵入を遮断します。
- ISOクラス3（クラス100）のクリーンルームでは、1時間あたり15-20回の完全な空気交換が必要で、圧縮空気は供給される空気量の30 ~ 40%を占める必要があります。
- 精密機器の駆動：
- 空気圧マニピュレータ、真空サクションカップなどのアクチュエータにクリーンな電力を提供し、繰り返し位置決め精度は± 0.0 0 5 mmに達します。
- リソグラフィ装置やウエハ検査装置などの精密機器周辺では、圧縮空気駆動の微小環境システムにより、ISOクラス1（クラス10）、振動値≤0.5μmの局所清浄度を維持することができます。
- 特殊プロセス媒体の供給：
- チップ製造において、圧縮空気駆動のプラズマ洗浄装置は、ウエハ表面のサブナノスケール汚染物質の除去を実現することができます。
- 光学素子加工では、圧縮空気により研磨剤を混合してエアロゾルを形成し、表面粗さRa ≦ 0.2nmの超平滑な表面加工を実現している。
2.圧縮空気品質要件
- 清潔度基準：
- ISO 85 7 3 -1レベル1規格を満たす必要があります。
- 粒子状物：0.1μm以下の粒子≤1000个/m 3
- 油含有量：≤ 0.01 mg/m3
- 湿度：-70 ° C露点（常圧下で-90 ° C露点に相当）
- ISO 85 7 3 -1レベル1規格を満たす必要があります。
- 特別なプロセス要件：
- 化学気相成長（CVD）プロセスでは、圧縮空気を活性炭吸着器で処理し、全炭化水素含有量≤0.1ppmを確保する必要があります。
- イオン注入工程では、静電気除去装置を配置し、空気の電離度を± 50V以内に制御する必要があります。
三、システム配置
- 多段階浄化システム：
- プレフィルター（5μm），精密フィルター（0.0 1 μm），ケミカルフィルター（活性炭），除菌フィルター（0.0 01 μm）の4級浄化装置を設置した。
- バイオ医薬品クリーンルームでは、滅菌効率が99.9999%以上の除菌フィルター（0.0 01 μm）を追加する必要があります。
- インテリジェント監視プラットフォーム：
- 圧縮空気圧、流量、露点、油含有量など12のパラメータをリアルタイムで監視し、データ収集頻度は1回/秒以上です。
- 三級アラーム閾値を設定し、オーバーラン後10秒以内に予備ガス源の切り替えを開始し、音響光学アラーム及びショートメッセージ通知をトリガする。
- 配管システム設計：
- 主供給管は316Lステンレス鋼管を採用し、内壁粗さ≤0.4μm、溶接部は電解研磨処理を行った。
- ターミナルブランチには自動排水バルブが装備され、2時間ごとに凝縮水を自動的に排出し、微生物の繁殖を防ぎます。
四、保守
- 毎日の検査要件：
- 空気圧縮機の排気温度、圧力、オイルレベルを2時間ごとに確認し、タンク圧力の変化曲線を記録します。
- エンドフィルターの圧力差を毎日検出し、初期値の50%を超えた場合は直ちにフィルターを交換します。
- 年次試験プログラム：
- 微生物の総数、エンドトキシン含有量、VOC濃度などの指標を含む圧縮空気の完全な試験を実施します。
- 安全弁のジャンプ圧力を確認し、誤差が± 3%を超えるとすぐに交換し、パイプライン圧力試験を行います。
半導体企業は、圧縮空気品質管理システムを確立し、ガス源機器の選定、パイプライン建設の受け入れから日々の運転保守まで、プロセス全体の品質管理を実施することを推奨します。連続運転システムでは、インテリジェント監視プラットフォームを構成して、圧力、流量、純度などの主要パラメータのリアルタイム監視と異常警報を実現し、クリーンルーム環境がプロセス要件内で安定し続けることを保証する必要があります。また、四半期ごとにパイプネットワーク漏れ試験を実施し、毎年第三者試験機関に完全な品質報告書を委託してシステムの継続的な効率的な運用を確保することを推奨します。