Sản xuất bán dẫn là một trong những lĩnh vực đòi hỏi sự kiểm soát chính xác và tỉ mỉ đến từng chi tiết, và môi trường để sản xuất vật liệu này cũng cần đảm bảo độ sạch cao. Phòng sạch sản xuất bán dẫn là một trong những khu vực dùng để sản xuất, thí nghiệm,… với chất bán dẫn phù hợp nhất hiện tại. Tuy vậy, vẫn có những yếu tố gây rủi ro lớn đến phòng sạch bán dẫn, hãy tìm hiểu các giảm thiểu những nguyên nhân này trong phòng sạch.

Yếu tố độ ẩm trong phòng sạch bán dẫn

Yếu tố đầu tiên có thể gây nguy hiểm là độ ẩm trong phòng sạch bán dẫn. Mặc dù có vẻ bình thường với môi trường sinh hoạt thông thường, tuy nhiên với chất bán dẫn, nó có thể gây ra nhiều hỏng hóc thậm chí ảnh hưởng tới chất lượng sau cùng.

Đối với các sản phẩm bán dẫn, độ nhạy cảm rất cao nên cần phải kiểm soát độ ẩm tương đối (RH) ở mức 35-65%, trong đó nhiệt độ luôn giữ ở mức 21 độ C (70 độ F) hoặc thấp hơn. Tuy có mức kiểm soát nhưng việc dao động độ ẩm mạnh trong mức kiểm soát cũng có thể gây ra sự ảnh hưởng nhất định khiến dung môi bay hơi, trương nở bề mặt, ăn mòn,… vì vậy độ ẩm luôn phải giữ có một mức cố định và ít thay đổi.

Để có thể kiểm soát và duy trì độ ẩm trong mức tiêu chuẩn, phòng sạch bán dẫn cần phải lắp đặt hệ thống HVAC (hệ thống lọc không khí trước khi đưa vào trong phòng sạch).

Kiểm soát tĩnh điện trong phòng sạch bán dẫn

Tĩnh điện sinh ra trong phòng sạch bán dẫn có thể gây ra hỏng hóc cho vật liệu và các tấm silicon. Khi xảy ra hiện tượng tĩnh điện, các hạt bụi mịn có thể bị kéo vào và dính chặt vào bề mặt sản phẩm, gây ra hỏng hóc ở cuối quy trình. Ngoài ảnh hưởng lên sản phẩm, phóng tĩnh điện

Tĩnh điện ở cấp độ vi mô là nguyên nhân hàng đầu gây ra khuyết tật cho các tấm silicon và chất bán dẫn. Nó làm hỏng vật liệu bằng cách kéo và dính các hạt bụi mịn vào bề mặt sản phẩm, điều này có thể gây ra hiện tượng từ chối hoặc hỏng hóc sản phẩm. Ngoài ảnh hưởng trực tiếp đến vật liệu và sản phẩm, hiện tượng phóng tĩnh điện còn có thể làm nguy hại đến sự an toàn của nhân viên phòng sạch. Khi giải phóng đột ngột điện tích, có thể gây ra điện giật, đặc biệt nguy hiểm khi đang thao tác các công việc nguy hiểm.

Để ngăn chặn ESD trong phòng sạch bán dẫn, người ta thường sử dụng các vật liệu chống tĩnh điện hoặc giải pháp dẫn điện ra khỏi phòng sạch như nối đất.

Đọc thêm: Các phương pháp chống tĩnh điện trong phòng sạch.

Con người cũng là rủi ro lớn trong phòng sạch bán dẫn

Con người là một nguồn ô nhiễm lớn trong phòng sạch nói chung và đặc biệt nguy hiểm trong phòng sạch bán dẫn. Không chỉ gây ra các hạt bụi từ chính cơ thể như rụng tóc, tế bào chết rơi ra,… mà việc di chuyển, thao tác của con người cũng gây ra hiện tượng tĩnh điện, hoặc lan tỏa sự ô nhiễm rộng ra trong khu vực.

Chính vì những nguy cơ đó, phòng sạch bán dẫn tận dụng rất nhiều tự động hóa bằng robot để thực hiện các quy trình sản xuất, thí nghiệm. Nếu cần có bàn tay của con người, họ sẽ phải mặc các loại quần áo chuyên dụng, găng tay, thiết bị bảo vệ, vừa bảo vệ họ khỏi các loại hóa chất, tích điện vừa ngăn ngừa họ trở thành nguồn ô nhiễm.

Để tạo ra được một môi trường sạch tiêu chuẩn, phòng sạch bán dẫn cần lắp đặt các bộ lọc HEPA hoặc kể cả là cao cấp hơn như ULPA để xử lý các loại hạt kích thước nhỏ hơn nhiều.

Đọc thêm: Các nguồn gây ô nhiễm trong phòng sạch.