半ガイド工場の圧縮空気清浄度

半導体製造では、圧縮空気の清浄度は直接チップ生産の良品率と製品の信頼性を決定し、その核心的な要求は以下の方面にまとめることができ、水潤滑コンプレッサーの技術的特徴を結合して説明する

一、清浄度の核心要求

1. 粒子状物質の制御
   半導体プロセスはミクロンオーダーまたはサブミクロンオーダーの粒子に極めて敏感である。 例えば、3ナノプロセスでは、0.01ミクロンのほこり粒子がトランジスタを短絡させる。 そのため、圧縮空気中に粒子状物質の濃度を厳しく制限する必要があり、通常、1立方メートルあたりの空気中の0.1ミクロン以下の粒子数は10、000個を超えないことが要求される (一部の高精度プロセスはさらに低いことが要求される)。

2. オイル汚染なし
   油分はウエハ表面に吸着し、チップの電気的性能、さらには腐食設備に影響する。 半導体業界は圧縮空気に全く油がないことを要求し、総含油量は極めて低いレベル (通常は0.01 mg/立方メートル未満) に抑えなければならず、一部のプロセスはさらに「ゼロ油」基準を満たすことを要求している。

3. 低水分含有量
   水分は設備の錆び、レジストの性能が低下したり、材料が酸化したりする可能性がある。 圧縮空気の露点温度は通常-40 ℃ 以下に抑えなければならず、一部の場面では-70 ℃ 以下に抑えて、水分量が極めて低いことを確保しなければならない。

二、水潤滑コンプレッサーの技術適合性

1. オイルフリー圧縮の中核的なメリット
   水潤滑エアコンプレッサは、従来の潤滑油の代わりに純水で、圧縮室内に動的な水膜を形成し、オイルフリー潤滑を実現する。 この技術は源から油汚染リスクを避け、圧縮空気の清浄度は半導体業界の「ゼロ油」に対する厳しい要求を満たすことができる。

2. 粒子状物質制御の補助作用
   水潤滑システムの閉鎖循環設計は機械摩擦による粒子状物質を減少させ、同時に水膜は一部の不純物を吸着し、圧縮空気中の粒子濃度をさらに低下させる。 多段ろ過システム (精密ろ過器、活性炭ろ過器など) に合わせて、粒子状物質濃度が半導体プロセス基準を満たすことを確保できる。

3. 水分管理のソリューション
   水潤滑コンプレッサーから排出される圧縮空気は微量の水蒸気を含み、深乾燥システム (例えば吸着式乾燥機) で露点温度を-40 ℃ 以下に下げる必要があります。半導体業界の低水分含有量に対する要求を満たす。

三、技術の比較と選択の提案

1. 有油コンプレッサーとの比較
   従来のオイルコンプレッサーは、オイル分離器を追加しても、半導体業界の含油量に対する要求(0.01 mg/立方メートル以下) を安定的に達成することが難しい。 水潤滑コンプレッサーは物理隔離 (水膜) によって無油圧縮を実現し、根本的に油汚染問題を解決した。

2. 乾式オイルフリーエアコンプレッサとの比較
   乾式オイルレス圧縮機は特殊なコーティングや材料でオイルレス圧縮を実現したが、コーティング寿命が限られているため、定期的に工場に戻って修復する必要がある。 水潤滑コンプレッサーは水を潤滑媒体とし、運転温度が低い (40-60 ℃) 、メンテナンスが簡単で、冬の凍結防止需要はシステム設計で解決できる (例えば電気熱保温)。

3. 提案を選択する

   • 水分量に対する許容度が低いシーン: 水潤滑エアコンプレッサを優先的に選択し、深さ乾燥システムに合わせて、コストと性能のバランスを取ることができる。
   • 凍結防止条件が高いシーン: 現場環境を評価する必要があり、冬の温度が低すぎる場合は、凍結防止設計を備えた水潤滑モデルまたは乾式無油コンプレッサーを選択できます。
   • 長期的なコスト考慮: 水潤滑コンプレッサーのメンテナンスが簡単 (油分、オイルフィルターを交換する必要がない) で、長期的なランニングコストがより低い。

四、システムのセットと輸送の重要なポイント

1. 多段ろ過と乾燥
   水潤滑エアコンプレッサは精密フィルタ (0.01ミクロンオーダー) と吸着式乾燥機を組み合わせて、圧縮空気の粒子状物質、油分と水分含有量が基準を満たすことを確保する必要がある。

2. リアルタイムの監視とアラーム
   露点センサ、油蒸気検出器などの設備を設置し、圧縮空気の品質パラメータをリアルタイムでフィードバックし、異常状況を自動的に警報し、プロセス汚染を避ける。

3. 配管材質と取り付け
   電解研磨ステンレス鋼管 (表面粗さ ≦ 0.4ミクロン) を使用して、溶接接続は漏れリスクを減らし、圧縮空気が輸送中に二次汚染を受けないようにする。