Մեքենայական օդափոխման, տաքացման և սառեցման (HVAC) լուծումներ կիսահաղորդչային մաքուր սենյակների համար՝ բավարարելով շատ խիստ միջավայրի վերահսկման պահանջները

Կիսահաղորդչային մաքուր սենյակների համար ՀՎԱԿ համակարգի հիմնարար նախագծման պահանջներ

Ինչու են սովորական ՀՎԱԿ համակարգերը ձախողվում 10 նմ-ից փոքր ֆաբրիկացման միջավայրերում

Ստանդարտ առևտրային HVAC համակարգերը չեն բավարարում 10 նմ-ից փոքր չափսերի սարքավորումների արտադրության համար անհրաժեշտ ճշգրտությունը, պարունակման մակարդակը և կայունությունը: Այս չափսերի մասնիկների չափը զգալիորեն փոքր է 10 նմ-ից՝ համեմատած ստանդարտ HEPA ֆիլտրների գնահատման համար օգտագործվող 0,3 մկմ սահմանաչափի հետ, ինչը դարձնում է սովորական ֆիլտրացիան անարդյունավետ: Այս համակարգերը չեն կարողանում պահպանել լուսագրաֆիայի և գրավորման համար անհրաժեշտ ջերմային և խոնավային կայունությունը. նույնիսկ ±0,5°C կամ ±2% RH շեղումները կարող են առաջացնել վեյֆերի դեֆորմացիա, մասկի շեղում կամ ռեզիստի փքում, ինչը ուղղակիորեն վատացնում է համատեղման ճշգրտությունը և գծի լայնության վերահսկումը: Ավելին, դրանց խառնված և ոչ միատեսական օդի հոսանքները աղտոտիչները վերաշրջում են, այլ ոչ թե միաուղղային կերպով հեռացնում են գործընթացի սարքավորումներից: Արդյունքում՝ բարձրացած սխալների խտություն, մեծացած վերամշակման անհրաժեշտություն և անարդյունավետ էներգիայի օգտագործում, քանի որ շահագործողները հաճախ չափազանց մեծ սառեցման կամ ֆիլտրացիայի պահանջներ են սահմանում՝ համապատասխան հատկությունների բացակայությունը հատուցելու համար:

ISO 14644-1 ստանդարտի 1–5 դասերի համապատասխանություն. Օդի փոխանակման հաճախականության և ճնշման կասկադային տրամաբանության կարգավորում

ISO 14644-1 1–5 դասի պահանջներին համապատասխանելու համար անհրաժեշտ է համակարգային մոտեցում, որը հիմնված է օդի փոխանակման հաճախականության (ACH) վրա և խիստ կարգավորվող ճնշման սանդղաձև բաշխման վրա: 1-ին դասի մաքուր սենյակներում անհրաժեշտ է 300–600 ACH՝ զգալիորեն գերազանցելով սովորական լաբորատորիաների կամ դեղագործական ստանդարտները՝ ապահովելու ցանկացած արձակված մասնիկի գրեթե ակնթարթային նոսրացումն ու վերացումը: Կարևորագույնն այն է, որ այս բարձր ծավալով օդի հոսքը պետք է ապահովվի լամինար հոսքի ամբողջականությամբ և առանց խառնվածքի: Նույնչափ կարևոր է ստատիկ ճնշման սանդղաձև բաշխումը. ամենամաքուր գոտիները (օրինակ՝ EUV սկաներային սենյակները) պահպանվում են ամենաբարձր դրական ճնշման տակ, որը աստիճանաբար նվազում է հագնվելու սենյակներով, սարքավորումների միջանցքներով և սպասարկման գոտիներով: Այս տարբերակիչ ճնշման գրադիենտը՝ սովորաբար 10–25 Պա հարևան գոտիների միջև, կանխում է ֆիլտրացված չլինելու օդի ներթափանցումը դռների բացման կամ լուծարման ժամանակ: Ճնշման ցանկացած խախտում ակնթարթային ազդանշանի արձագանք է առաջացնում և ավտոմատ կերպով կարգավորում է փականները կամ օդափոխիչների արագությունը: Նախագիծը պետք է ինտեգրի ֆիլտրացման արդյունավետությունը (HEPA/ULPA), օդի հոսքի արագությունը և ճնշման կարգավորումը՝ առանց էներգատեխնիկական ցուցանիշների վատացման, ինչը ստուգվում է համակարգչային հեղուկային դինամիկայի (CFD) մոդելավորմամբ և IEST-RP-CC006.2 ստանդարտին համապատասխան վայրում ծուխ օգտագործելով տեսողական ստուգմամբ:

Աղտոտման վերահսկում. Օդի հոսքի կառավարում, ճնշման տարբերություններ և HEPA/ULPA ֆիլտրացիա

Լամինար հոսքի արագություն, ժամում օդի փոխանակումների քանակը և միջգոտային ճնշման տարբերությունները ISO 3-րդ դասի կայունության համար

ISO 3-րդ դասի կայունությունը կախված է երեք խիստ կապված պարամետրերից՝ լամինար հոսանքի արագություն, օդի փոխանակման հաճախականություն և գոտիների միջև ճնշման տարբերություն։ Օդի մշակման համակարգը կրիտիկական աշխատանքային մակերեսների վրա ապահովում է միաուղղությամբ օդի հոսանք 0,45 մ/վ արագությամբ՝ բավարար լինելով 100 նմ-ից փոքր մասնիկների ստորին մասի վրա գտնվող վանակների միջոցով հեռացման համար՝ մինչև դրանց նստելը։ 360-ից ոչ պակաս ԱՓՀ-ի (օդի փոխանակման հաճախականություն) հետ միասին սա ապահովում է օդում լուծված աղտոտիչների նույնիսկ վայրկյանների ընթացքում նոսրացումն ու հեռացումը։ 3-րդ դասի գոտիների և հարակից 5-րդ կամ 7-րդ դասի գոտիների միջև 15 Պա-ից ոչ պակաս ճնշման տարբերությունը կանխում է անձնակազմի կամ նյութերի տեղափոխման ժամանակ խաչային աղտոտումը։ Ֆիլտրացիան համապատասխանում է ռիսկի մակարդակին. HEPA ֆիլտրները (99,97 % @ 0,3 մկմ) օգտագործվում են ընդհանուր մաքուր սենյակների օդի մատակարարման համար, իսկ ULPA ֆիլտրները (99,999 % @ 0,12 մկմ) պաշտպանում են EUV սկաներները, չափագիտական սարքավորումները և ռետիկլների պահեստավորման վայրերը։ Ճնշման սանդղաձև իջեցումը շարունակաբար ստուգվում է կրկնակի թվային մանոմետրների միջոցով և ինտեգրվում է շենքի կառավարման համակարգում (BMS), որպեսզի հնարավոր լինի իրական ժամանակում միտումների վերլուծությունը և վթարման մասին զգուշացումների ավտոմատ բարձրացումը։

Ճշգրտության վերահսկում ջերմաստիճանի և խոնավության համար՝ կրիտիկական լիտոգրաֆիայի և քերծման գործընթացների համար

EUV լիտոգրաֆիայի խիստ շրջակա միջավայրի թույլատրելի սահմանները. ±0,1°C և 40–45 % հարաբերական խոնավություն (±0,3 %)

EUV լիտոգրաֆիան սեմիպրովենտորների արտադրության մեջ դնում է ամենախիստ շրջակա միջավայրի թույլատրելի սահմանները: Ջերմային անկայունությունը ±0,1°C-ից բարձր առաջացնում է նանոմետրային մասշտաբի ընդլայնում կամ սեղմում օպտիկական բաղադրիչներում և սիլիցիումե վաֆերներում՝ վատացնելով համատեղման ճշգրտությունը >1 նմ-ով յուրաքանչյուր 0,1°C շեղման դեպքում: Միաժամանակ խոնավության շեղումները 40–45 % հարաբերական խոնավությունից (±0,3 %) առաջացնում են ֆոկուսի շեղում՝ մնացորդային գազերի բեկման ցուցիչների փոփոխության և օբյեկտիվների տաքացման ազդեցության շնորհիվ: Այս զգայունությունները նշանակում են, որ օդի կլիմայավարման համակարգերը պետք է ապահովեն ոչ միայն սահմանված արժեքների ճշգրտությունը, այլև անցումային կայունություն ՝ ջերմաստիճանի կարգավորվող գործիքային խցերում ±0,02°C ճշգրտությամբ ջերմային բեռնվածության արագ փոփոխությունների ժամանակ՝ ԵՎՈՒ (EUV) աղբյուրների կամ պլազմային էտչերների կողմից առաջացված։ Այս սահմանային արժեքներին չհամապատասխանելը հանգեցնում է չափելի վերջնական արդյունքի նվազման՝ IMEC-ի և TSMC-ի հետազոտությունները ցույց են տալիս, որ սպեցիֆիկացիայից յուրաքանչյուր 0,05°C շեղումը կրիտիկական չափսի տատանումների մոտավորապես 0,8 %-ով աճի հետ է կապված։

Զարգացած օդանցում-տաքացում-սառեցում (HVAC) համակարգերի ռազմավարություններ՝ երկու փուլային խոնավության հեռացում, սառեցվող ճառագայթներ և PID կառավարվող կրկնակի տաքացում

Ժամանակակից մաքուր սենյակների HVAC համակարգերը ներառում են ԵՎՈՒ (EUV)-ի մակարդակի կառավարում հասնելու համար երեք հիմնարար ռազմավարություններ.

• Երկու փուլային խոնավության հեռացում միավորում է նյութափոխանակման անիվները (խոնավության խորը հեռացման համար) ցածր ջերմաստիճանի սառեցվող ջրի սնուցման միջոցով աշխատող սարքերի հետ (ճշգրիտ հարաբերական խոնավության ճշգրտման համար), ինչը հնարավորություն է տալիս հասնել ±0,3 % հարաբերական խոնավության կայունության՝ անկախ շրջակա միջավայրի խոնավության տատանումներից կամ գործընթացի բեռնվածության հանկարծակի փոփոխություններից
• Սառեցվող ճառագայթների կոնվեկցիոն համակարգեր անջատում են տեսանելի սառեցումը օդի բաշխումից՝ տրամադրելով տեղական ջերմային կառավարում (±0,1°C), առանց խաթարելու կրիտիկական գոտիներում լամինար օդի հոսքի արագությունը կամ համասեռությունը
• PID կառավարվող կրկնակի տաքացման սարքեր իրական ժամանակում ստացված ջերմաստիճանի հետադարձ կապի միջոցով, որը ստացվում է վեյֆերի մակարդակում մետրոլոգիական սարքերից, դինամիկորեն հաշվարկում է անցողիկ ջերմության արտանետումները (օրինակ՝ EUV պլազմային աղբյուրներից), ապահովելով ±0.05°C անցողիկ պատասխան

Այս ստրատեգիաների համատեղ կիրառումը բավարարում է ինչպես ASHRAE ստանդարտ 110-ը (4-րդ դասի խոնավության կառավարում), այնպես էլ IEST-RP-CC024.2-ը (նանոֆաբրիկացիայի համար ջերմային կայունություն), միաժամանակ նվազեցնելով սարքավորումների էներգատարողությունը մինչև 35% համեմատած հին՝ մշտական ծավալով և մեկ սառեցման փողով համակարգերի հետ

Հուսալիություն և կրկնակիություն միսիայի կրիտիկական նշանակություն ունեցող օդի մշակման համակարգերում

Կիսահաղորդչային մաքուր սենյակներում օդի մշակման համակարգի աշխատանքի ընդհատումը՝ նույնիսկ 90 վայրկյանից պակաս ժամանակով, կարող է վնասել ամբողջ վաֆերների մեկ շարքը կամ առաջացնել ծախսատար խցի վերահաստատման անհրաժեշտություն: Այդ պատճառով կրկնակիությունը նախագծված է յուրաքանչյուր կրիտիկական հանգույցում. N+1 սառեցման սարքեր, օդափոխիչներ և պոմպեր, երկու անկախ օդի մշակման միավորներ (AHU), որոնք ծառայում են միմյանց հետ համատեղվող գոտիներին, ինչպես նաև ԲԱՀ կառավարիչների և կրիտիկական փականների համար ամբողջովին ապակցված պահեստային սնուցում: Ընդհանուր արդյունաբերական կրկնակիությունից տարբերվելով՝ մաքուր սենյակների նախագծման պահանջները սահմանում են սխալներին դիմացկուն անցում իրականացվել է ավտոմատացված փոխանցում՝ 100 մս-ի ընթացքում, առանց ջերմաստիճանում (±0,05°C), խոնավության մեջ (±0,2 % RH) կամ ճնշման տարբերության մեջ (±2 Պա) հայտնաբերելի շեղման: Շարունակական առողջապահական մոնիտորինգը՝ ներառյալ սայլակների թարթումը, շարժիչի հորմոնիկ հոսանքը, սառեցման սարքի ջերմաստիճանային տարբերությունը (delta-T) և ֆիլտրի ճնշման անկումը, հնարավորություն է տալիս կատարել կանխատեսվող սպասարկում: Այս բազմաշերտ հուսալիության համակարգը, որը համապատասխանում է SEMI S2 և ISO 13374 ստանդարտներին, ապահովում է 99,999 %-ից ավելի աշխատաժամանակ, ապահովելով միլիոնավոր դոլարի արժեք ունեցող գործընթացային սարքավորումների անվտանգությունը և պաշտպանելով արտադրանքի որակի ամբողջականությունը 24/7 շահագործման ընթացքում:

Frequently Asked Questions - Հաճ📐

Ինչու՞ ստանդարտ HVAC համակարգերը չեն կարող ապահովել 10 նմ-ից փոքր չափսերով սարքավորումների արտադրության միջավայրը:

Առևտրային HVAC համակարգերը չեն ունենում այդպիսի զգայուն միջավայրերի համար անհրաժեշտ ֆիլտրացման ճշգրտությունը, ջերմային կառավարումը և օդի հոսքի կառավարումը, ինչը հանգեցնում է աղտոտման և անկայունության:

Ինչ նշանակություն ունի լամինար օդի հոսքը մաքուր սենյակներում:

Լամինար օդի հոսանքը վերացնում է խառնվածությունը, ապահովելով աղտոտիչների հեռացումը՝ այլ ուղղությամբ չվերաշրջելով, ինչը կարևոր է սուբնանոմետրային ճշգրտությունը պահպանելու համար:

Ինչպե՞ս են կարգավորվում ջերմաստիճանն ու խոնավությունը կրիտիկական գործընթացներում:

Զարգացած համակարգերը օգտագործում են երկու փուլի խոնավության հեռացման, սառեցված ճառագայթային կոնվեկցիա և PID-կարգավորվող վերատաքացում՝ ապահովելու շատ ճշգրիտ սահմանափակումներ՝ ±0.1°C և ±0.3% հարաբերական խոնավություն:

Ի՞նչ դեր է խաղում կրկնօրինակումը մաքուր սենյակների HVAC նախագծման մեջ:

Կրկնօրինակումը ապահովում է անընդհատ գործառնավարումը ավարիայի դեպքում՝ N+1 սառեցուցիչների և պահեստային AHU-ների նման բաղադրիչների միջոցով պահպանելով կրիտիկական պայմանները: