مرشحات غاز أشباه الموصلات

لماذا يجب استخدام مرشحات الغاز في عملية تصنيع أشباه الموصلات؟ 

تعتبر مرشحات الغاز ضرورية في عملية تصنيع أشباه الموصلات لعدة أسباب حاسمة:

1. إزالة الملوثات

يتضمن تصنيع أشباه الموصلات العديد من العمليات الحساسة حيث حتى أصغر الملوثات،

مثل جزيئات الغبار أو الرطوبة أو المخلفات الكيميائية، يمكن أن يكون لها آثار ضارة. تتم إزالة مرشحات الغاز

الجسيمات والشوائب والملوثات المحمولة جوا من الغازات المعالجة، مما يضمن بيئة نظيفة

والحفاظ على سلامة رقائق أشباه الموصلات.

2. الحفاظ على معايير النقاء الفائق

تتطلب صناعة أشباه الموصلات مستويات عالية للغاية من النقاء في الغازات المستخدمة، كما هو الحال مع الشوائب

يؤدي إلى عيوب في أجهزة أشباه الموصلات. تساعد فلاتر الغاز على تحقيق جودة غاز فائقة النقاء، مما يمنع حدوث ذلك

التلوث وضمان اتساق وموثوقية المنتجات.

3. معدات الحماية

لا يمكن للملوثات الموجودة في الغازات أن تلحق الضرر برقائق أشباه الموصلات فحسب، بل يمكنها أن تلحق الضرر أيضًا بالحساسية

المعدات المستخدمة في عملية التصنيع، مثل مفاعلات ترسيب البخار الكيميائي (CVD) و

أنظمة النقش. تحمي مرشحات الغاز هذه الآلات الباهظة الثمن من التلف، مما يقلل من مخاطرها

التوقف والإصلاحات المكلفة.

4. منع خسارة العائد

يعتبر العائد أمرًا بالغ الأهمية في تصنيع أشباه الموصلات، حيث يمكن أن تسبب العيوب خسارة كبيرة في الإنتاج.

فحتى جسيم واحد أو شوائب كيميائية يمكن أن يؤدي إلى خسارة الإنتاجية، مما يؤثر على الإنتاجية والربحية.

تضمن مرشحات الغاز أن تكون غازات المعالجة نقية، مما يقلل من التلوث ويقلل من فقدان الإنتاجية.

5. ضمان جودة المنتج

يعد الاتساق والجودة أمرًا بالغ الأهمية في تصنيع أشباه الموصلات. يمكن أن تنشأ الغازات الملوثة

التناقضات، مما يؤدي إلى أجهزة أشباه الموصلات غير موثوقة. باستخدام مرشحات الغاز، يمكن للشركات المصنعة

ضمان أن كل دفعة تلبي معايير الجودة الصارمة المطلوبة، مما يؤدي إلى جهاز أعلى

الأداء وطول العمر.

6. تقليل وقت التوقف عن العمل

يمكن أن تتسبب الملوثات الموجودة في غازات المعالجة في تعطل المعدات، مما يتطلب الصيانة أو الاستبدال.

باستخدام مرشحات الغاز، يمكن للمصنعين تقليل وقت التوقف غير المتوقع، والحفاظ على الكفاءة التشغيلية، و

إطالة عمر المعدات الهامة.

7. التوافق الكيميائي

العديد من الغازات المستخدمة في عمليات أشباه الموصلات شديدة التفاعل أو قابلة للتآكل. مرشحات الغاز هي

مصممة لتحمل هذه البيئات الكيميائية القاسية مع تصفية الشوائب بشكل فعال، مما يضمن ذلك

معالجة آمنة وفعالة.

بشكل عام، تعتبر مرشحات الغاز حيوية للحفاظ على نقاء وموثوقية وسلامة أشباه الموصلات

عملية التصنيع، مما يساعد على تحقيق منتجات أشباه الموصلات عالية الجودة وخالية من العيوب

كما أنها تحمي المعدات القيمة.

أنواع مرشحات الغاز في عملية تصنيع أشباه الموصلات

في عملية تصنيع أشباه الموصلات، يتم استخدام أنواع مختلفة من مرشحات الغاز لمعالجة مختلف

المراحل والتحديات المرتبطة بنقاء الغاز وحماية المعدات.

تشمل أنواع مرشحات الغاز شائعة الاستخدام ما يلي:

1. مرشحات الجسيمات

*غاية: لإزالة الجزيئات والغبار والملوثات الصلبة الأخرى من الغازات المعالجة.

* الاستخدام: غالبًا ما يتم تركيبها في مراحل مختلفة لحماية الرقائق وغرف المعالجة والمعدات من التلوث بالجسيمات.

*مواد: عادة ما تكون مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ الملبد، أو PTFE، أو غيرها من المواد التي تضمن المتانة والتوافق الكيميائي.

2. المرشحات الجزيئية أو الكيميائية (مرشحات Getter)

*غاية: لإزالة ملوثات جزيئية محددة، مثل الرطوبة أو الأكسجين أو المركبات العضوية، التي قد تكون موجودة في غازات المعالجة.

* الاستخدام: يستخدم عند الحاجة إلى غاز عالي النقاء، مثل أثناء عمليات الترسيب أو الحفر.

*مواد: غالبًا ما يتم تصنيعها باستخدام الفحم المنشط أو الزيوليت أو غيرها من المواد الممتزة المصممة خصيصًا لاحتجاز الشوائب الجزيئية.

3. مرشحات الغاز عالية النقاء

*غاية: لتحقيق معايير الغاز فائقة النقاء (UHP)، وهو أمر بالغ الأهمية لعمليات أشباه الموصلات حيث يمكن أن يؤثر أدنى شوائب على جودة المنتج.

* الاستخدام: تُستخدم هذه المرشحات في عمليات مثل ترسيب البخار الكيميائي (CVD) والنقش بالبلازما، حيث يمكن أن تسبب الشوائب عيوبًا خطيرة.

*مواد: مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ مع أغشية متخصصة للحفاظ على السلامة تحت الضغط العالي والظروف القاسية.

4. مرشحات الغاز السائبة

*غاية: لتنقية الغازات عند نقطة الدخول أو قبل توزيعها على خطوط التصنيع.

* الاستخدام: يتم وضعه في أعلى نظام توصيل الغاز لتصفية الغازات بكميات كبيرة قبل أن يتم توفيرها للأدوات أو المفاعلات الفردية.

*مواد: غالباً ما تتمتع هذه المرشحات بقدرة عالية على التعامل مع كميات كبيرة من الغازات.

5. مرشحات الغاز عند نقطة الاستخدام (POU).

*غاية: التأكد من خلو الغازات المسلمة لكل أداة معالجة محددة من أي ملوثات.

* الاستخدام: يتم تركيبها قبل إدخال الغازات مباشرة إلى معدات العملية، مثل غرف الحفر أو الترسيب.

*مواد: مصنوعة من مواد متوافقة مع الغازات التفاعلية المستخدمة في عمليات أشباه الموصلات، مثل المعدن الملبد أو PTFE.

6. مرشحات الغاز المضمنة

*غاية: لتوفير ترشيح مضمن للغازات التي تتحرك عبر نظام التوزيع.

* الاستخدام: يتم تركيبه داخل خطوط الغاز في النقاط الرئيسية، مما يوفر ترشيحًا مستمرًا في جميع أنحاء النظام.

*مواد: الفولاذ المقاوم للصدأ الملبد أو النيكل لضمان التوافق الكيميائي مع الغازات.

7. مرشحات الغاز المثبتة على السطح

*غاية: يتم تركيبه مباشرة على مكونات لوحة الغاز لإزالة الجسيمات والملوثات الجزيئية.

* الاستخدام: شائعة في المساحات الضيقة، توفر هذه المرشحات ترشيحًا فعالاً لنقطة الاستخدام في التطبيقات المهمة.

*مواد: فولاذ مقاوم للصدأ عالي النقاء من أجل المتانة والتوافق مع غازات تصنيع أشباه الموصلات.

8. مرشحات ميكرون الفرعية

*غاية: لتصفية الجزيئات الصغيرة للغاية، والتي غالبًا ما تكون صغيرة الحجم بحجم أقل من الميكرون، والتي لا يزال من الممكن أن تسبب عيوبًا كبيرة في عمليات أشباه الموصلات.

* الاستخدام: يستخدم في العمليات التي تتطلب أعلى مستوى من الترشيح للحفاظ على إمدادات الغاز فائقة النقاء، مثل الطباعة الحجرية الضوئية.

*مواد: مواد معدنية أو سيراميكية ملبدة عالية الكثافة يمكنها احتجاز حتى أصغر الجزيئات بشكل فعال.

9. مرشحات الكربون المنشط

*غاية: لإزالة الملوثات العضوية والغازات المتطايرة.

* الاستخدام: يستخدم في التطبيقات التي تحتاج إلى إزالة الشوائب الغازية لمنع تلوث الرقاقة أو اضطرابات التفاعل.

*مواد: مواد الكربون المنشط المصممة لامتصاص الجزيئات العضوية.

10.مرشحات الغاز المعدنية الملبدة

*غاية: لإزالة الجسيمات والشوائب بشكل فعال مع توفير القوة الهيكلية والمقاومة للضغط العالي.

* الاستخدام: يستخدم على نطاق واسع عبر مراحل متعددة من عملية أشباه الموصلات حيث يكون الترشيح القوي ضروريًا.

*مواد: عادة ما تكون مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ الملبد أو السبائك المعدنية الأخرى لتحمل البيئات القاسية والمواد الكيميائية.

11.مرشحات الغاز مسعور

*غاية: لمنع دخول الرطوبة أو بخار الماء إلى تيار الغاز، وهو أمر بالغ الأهمية في بعض العمليات التي تكون حساسة حتى للكميات النزرة من الرطوبة.

* الاستخدام: غالبًا ما يستخدم في عمليات مثل تجفيف الرقاقات أو حفر البلازما.

*مواد: الأغشية الكارهة للماء، مثل PTFE، لضمان بقاء الغازات خالية من التلوث بالرطوبة.

يتم اختيار هذه الأنواع المختلفة من مرشحات الغاز بعناية بناءً على خصائصها المحددة وتوافق المواد وملاءمتها للظروف الفريدة لعمليات تصنيع أشباه الموصلات. يعد المزيج الصحيح من المرشحات ضروريًا للحفاظ على أعلى مستوى من نقاء الغاز، وضمان استقرار العملية، ومنع العيوب في أجهزة أشباه الموصلات.

بعض الأسئلة الشائعة حول مرشحات غاز أشباه الموصلات

الأسئلة الشائعة 1:

ما هي مرشحات الغاز أشباه الموصلات ولماذا هي مهمة؟

تعد مرشحات غاز أشباه الموصلات مكونات مهمة في عملية تصنيع أشباه الموصلات.

وهي مصممة لإزالة الشوائب والملوثات من الغازات المعالجة، مثلالأكسجين,

النيتروجين والهيدروجين والغازات الكيميائية المختلفة.

يمكن أن تؤثر هذه الشوائب بشكل كبير على جودة وإنتاجية وموثوقية أجهزة أشباه الموصلات.

من خلال تصفية تيارات الغاز بشكل فعال، تساعد مرشحات الغاز شبه الموصلة على:

1. الحفاظ على درجة نقاء عالية:

التأكد من خلو الغازات المستخدمة في عملية التصنيع من الملوثات التي قد تؤدي إلى انخفاض أداء الجهاز.

2. منع تلف المعدات:

قم بحماية معدات أشباه الموصلات الحساسة من التلوث بالجسيمات والمواد الكيميائية، مما قد يؤدي إلى فترات توقف وإصلاحات مكلفة.

3. تحسين إنتاجية المنتج:

تقليل العيوب والأعطال الناجمة عن الشوائب المنقولة بالغاز، مما يؤدي إلى زيادة عوائد الإنتاج.

4. تعزيز موثوقية الجهاز:

تقليل التدهور طويل المدى لأجهزة أشباه الموصلات بسبب المشكلات المتعلقة بالتلوث.

الأسئلة الشائعة 2:

ما هي الأنواع الشائعة من مرشحات الغاز أشباه الموصلات؟

يتم استخدام عدة أنواع من مرشحات الغاز في صناعة أشباه الموصلات، كل منها مصمم للإزالة

أنواع محددة من الملوثات.

تشمل الأنواع الأكثر شيوعًا ما يلي:

1. مرشحات الجسيمات:

تقوم هذه المرشحات بإزالة الجزيئات الصلبة، مثل الغبار والألياف والجزيئات المعدنية، من تيارات الغاز.

وهي مصنوعة عادةً من مواد مثل المرشحات المعدنية أو السيراميك أو الأغشية.

2. المرشحات الكيميائية:

تعمل هذه المرشحات على إزالة الشوائب الكيميائية، مثل بخار الماء والهيدروكربونات والغازات المسببة للتآكل.

وهي تعتمد غالبًا على مبادئ الامتزاز أو الامتصاص، باستخدام مواد مثل الكربون المنشط،

المناخل الجزيئية، أو المواد الماصة الكيميائية.

3. المرشحات المجمعة:

تجمع هذه المرشحات بين قدرات المرشحات الجزيئية والكيميائية لإزالة كلا النوعين من

الملوثات. غالبًا ما يتم استخدامها في التطبيقات المهمة حيث يكون النقاء العالي أمرًا ضروريًا.

الأسئلة الشائعة 3:

كيف يتم اختيار وتصميم مرشحات غاز أشباه الموصلات؟

يتضمن اختيار وتصميم مرشحات الغاز شبه الموصلة عدة عوامل، بما في ذلك:

* متطلبات نقاء الغاز:

يحدد مستوى النقاء المطلوب لتيار الغاز المحدد كفاءة وسعة ترشيح المرشح.

* معدل التدفق والضغط:

يؤثر حجم الغاز المراد تصفيته وضغط التشغيل على حجم الفلتر ومادته وتكوينه.

* نوع المادة الملوثة وتركيزها:

تحدد الأنواع المحددة من الملوثات الموجودة في تيار الغاز اختيار وسائط الترشيح وحجم المسام.

*درجة الحرارة والرطوبة:

يمكن أن تؤثر ظروف التشغيل على أداء الفلتر وعمره.

*التكلفة والصيانة:

يجب أن تؤخذ في الاعتبار التكلفة الأولية للمرشح ومتطلبات الصيانة المستمرة له.

من خلال دراسة هذه العوامل بعناية، يمكن للمهندسين اختيار وتصميم مرشحات الغاز التي تلبي المواصفات

احتياجات عملية تصنيع أشباه الموصلات.

كم مرة يجب استبدال مرشحات الغاز في صناعة أشباه الموصلات؟

يعتمد تكرار استبدال مرشحات الغاز في صناعة أشباه الموصلات على عدة عوامل، بما في ذلك نوع المرشح

العملية ومستوى الملوثات ونوع الفلتر المحدد المستخدم. عادة، يتم استبدال مرشحات الغاز بشكل منتظم

جدول الصيانة لمنع أي خطر التلوث،في كثير من الأحيان كل 6 إلى 12 شهرا، حسب ظروف الاستخدام

والتوصيات من الشركة المصنعة للمرشح.

ومع ذلك، يمكن أن تختلف جداول الاستبدال بشكل كبير بناءً على بيئة التشغيل. على سبيل المثال:

* العمليات عالية التلوث:

قد يلزم استبدال المرشحات بشكل متكرر إذا تعرضت لمستويات عالية من

التلوث الجزيئي أو الجزيئي.

* التطبيقات الحرجة:

في العمليات التي تتطلب درجة نقاء عالية جدًا (مثل الطباعة الحجرية الضوئية)، غالبًا ما يتم استبدال المرشحات

بشكل استباقي لضمان عدم المساس بجودة الغاز.

تعد مراقبة الضغط التفاضلي عبر الفلتر طريقة شائعة لتحديد متى يجب استبدال الفلتر.

ومع تراكم الملوثات، يزداد انخفاض الضغط عبر الفلتر، مما يشير إلى انخفاض الكفاءة.

ومن الضروري استبدال المرشحات قبل أن تنخفض كفاءتها، حيث أن أي خلل في نقاء الغاز يمكن أن يسبب عيوبًا كبيرة،

تقليل العائد، وحتى يؤدي إلى تلف المعدات.

ما هي المواد التي تصنع منها مرشحات الغاز لتطبيقات أشباه الموصلات؟

يتم تصنيع مرشحات الغاز المستخدمة في تطبيقات أشباه الموصلات من مواد يمكنها الحفاظ على أعلى معايير النقاء

وتحمل البيئات القاسية الموجودة في التصنيع. تشمل المواد الشائعة ما يلي:

*الفولاذ المقاوم للصدأ (316 لتر): المادة الأكثر استخدامًا نظرًا لمقاومتها الكيميائية وقوتها الميكانيكية و

القدرة على التصنيع بأحجام مسام دقيقة باستخدام تقنية التلبيد. انها مناسبة لتصفية كل من رد الفعل

والغازات الخاملة.

*PTFE (بولي تترافلوروإيثيلين): PTFE هي مادة خاملة كيميائيًا تستخدم لتصفية شديدة التفاعل أو التآكل

الغازات. يتميز بتوافق كيميائي ممتاز وخصائص كارهة للماء، مما يجعله مثاليًا للحساسية للرطوبة

العمليات.

* النيكل والهاستيلوي:

تُستخدم هذه المواد في التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية أو في العمليات التي تتضمن مواد كيميائية عدوانية

حيث قد يتحلل الفولاذ المقاوم للصدأ.

*سيراميك:

تُستخدم المرشحات الخزفية في التطبيقات التي تتطلب مقاومة درجات الحرارة القصوى، أو في التطبيقات التي تقل عن الميكرون

ترشيح الجزيئات.

يعتمد اختيار المادة على نوع الغاز، ووجود الأنواع التفاعلية، ودرجة الحرارة، و

معلمات العملية الأخرى. يجب أن تكون المواد غير تفاعلية لضمان عدم إدخال أي شوائب

أو جزيئات في العملية، وبالتالي الحفاظ على مستويات نقاء الغاز المطلوبة لتصنيع أشباه الموصلات.

ما هو دور مرشحات نقطة الاستخدام (POU) في تصنيع أشباه الموصلات؟

تعتبر مرشحات نقطة الاستخدام (POU) ضرورية في تصنيع أشباه الموصلات، لأنها تضمن تنقية الغازات مباشرة قبل

إدخال أدوات العملية. توفر هذه المرشحات حماية نهائية ضد الملوثات التي قد تكون دخلت تيار الغاز

أثناء التخزين أو النقل أو التوزيع، وبالتالي تعزيز استقرار العملية وجودة المنتج.

الفوائد الرئيسية لمرشحات POU:

* يتم وضعه بالقرب من المعدات الهامة (مثل غرف الحفر أو الترسيب) لمنع التلوث من الوصول إلى الرقاقة.

* قم بإزالة الشوائب الجزيئية والجسيمية التي يمكن أن ينتجها نظام معالجة الغاز أو التعرض البيئي.

*تأكد من توصيل أعلى جودة ممكنة للغاز إلى أداة المعالجة، مما يؤدي إلى حماية المعدات وتحسين جودة الأجهزة المصنعة.

* تقليل تقلبات العملية، وزيادة الإنتاجية، وتقليل مستويات العيوب.

*لا غنى عنه في بيئات أشباه الموصلات المتقدمة حيث يمكن للشوائب البسيطة أن تؤثر بشكل كبير على الإنتاجية وموثوقية المنتج.

كيف تمنع مرشحات الغاز توقف المعدات في عمليات أشباه الموصلات؟

تعمل مرشحات الغاز على منع توقف المعدات عن العمل في عمليات أشباه الموصلات من خلال ضمان خلو غازات العملية باستمرار

الملوثات التي يمكن أن تسبب ضررا لمعدات التصنيع. تصنيع أشباه الموصلات ينطوي على استخدام عالية

المعدات الحساسة، بما في ذلك غرف الترسيب، وآلات الحفر بالبلازما، وأنظمة الطباعة الحجرية الضوئية.

إذا دخلت الملوثات مثل الغبار أو الرطوبة أو الشوائب التفاعلية إلى هذه الآلات، فإنها يمكن أن تسبب مجموعة من المشاكل،

من انسداد الصمامات والفوهات إلى إتلاف أسطح الرقائق أو الأجزاء الداخلية للمفاعل.

باستخدام مرشحات الغاز عالية الجودة، تمنع الشركات المصنعة إدخال هذه الملوثات، مما يقلل من احتمالية حدوثها

الصيانة غير المخطط لها وأعطال المعدات. وهذا يساعد في الحفاظ على جداول إنتاج مستقرة، والتقليل إلى أدنى حد

فترات التوقف المكلفة، وتجنب النفقات الكبيرة المرتبطة بالإصلاحات أو الاستبدالات.

بالإضافة إلى ذلك، تساعد المرشحات التي يتم صيانتها جيدًا على إطالة عمر المكونات الرئيسية، مثل وحدات التحكم في التدفق، والصمامات، والمفاعلات،

وبالتالي تعزيز الكفاءة الشاملة والربحية لعملية التصنيع.

لذا، بعد التحقق من بعض التفاصيل حول مرشحات الغاز شبه الموصلة، إذا كان لا يزال لديك بعض الأسئلة الأخرى.

هل أنت على استعداد لتحسين عملية تصنيع أشباه الموصلات لديك من خلال حلول ترشيح الغاز عالية الجودة؟

اتصل بـ HENGKO اليوم للحصول على إرشادات الخبراء والحلول المخصصة لتلبية احتياجاتك.

بعد التحقق من بعض المعلومات التفصيلية حول مرشح غاز أشباه الموصلات، إذا كان لديك المزيد من الأسئلة؟

هل أنت على استعداد لتحسين عملية تصنيع أشباه الموصلات لديك من خلال حلول ترشيح الغاز عالية الجودة؟

اتصل بـ HENGKO اليوم للحصول على إرشادات الخبراء والحلول المخصصة لتلبية احتياجاتك.

راسلنا عبر البريد الإلكتروني علىka@hengko.comلمزيد من المعلومات.

فريقنا هنا لمساعدتك على تحسين كفاءة الإنتاج وجودة المنتج.