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在半導體凈化車間中，溫度控制至關重要。以下是一些常見的溫度控制方法： 首先，合理設計空調系統是關鍵。集成電路潔凈車間的溫度控制依靠空調系統實現，在設計潔凈車間時，需根據車間面積和高度確定空調的冷卻量和送風量，以保證溫度均勻分布。例如，室外空調箱 MAU 向回風輸送潔凈度、溫度和濕度恒定的新風，與循環回風混合后，進入潔凈室頂棚頂部，通過風機過濾單元 FFU，然后進入潔凈室生產區，基本滿足潔凈室溫度要求。 其次，采用不同的加熱方式。如在空調系統的冷熱盤管中，熱盤管分多種加熱方式，有通蒸汽加熱的，也有通熱水加熱的，還有直接使用電熱片的等等。當采用蒸氣或熱水進行加熱時，一般采用控制蒸氣或熱水的調節閥開度實現溫度控制；當采用電加熱時，通過晶閘管電力控制器，控制其加熱電功率實現溫度控制。同時，在北方地區，由于冬季室外溫度低，會配備新風加熱盤管，南方地區則一般不存在這部分配置。 此外，半導體工藝設備也有溫度控制方法。例如，檢測半導體工藝設備工藝腔室內加熱器的實際溫度，確定實際溫度所屬的溫度區間，溫度區間至少包括快速升溫區、溫度精調區和溫度失控區，根據實際溫度所屬的溫度區間對應的加熱策略，控制加熱器進行加熱。具體而言，基于溫度波動區間、目標溫度以及預設安全余量，確定快速升溫區、溫度精調區和溫度失控區。在溫度精調區，獲取實際溫度與目標溫度之間的第一溫度偏差值，以及上一次檢測的實際溫度與目標溫度之間的第二溫度偏差值，確定實際溫度的偏差值變化率，基于第一偏差值、偏差值變化率以及預設的修正量確定規則，確定目標參數修正量，對加熱器的控制參數進行修正并控制加熱器進行加熱。 同時，在半導體生產過程中，如 Levitech 公司在晶圓制造的反應器中，用氣體使晶圓在兩個被加熱到適當工藝溫度的石墨圓盤之間懸停，必要溫度使用 Kanthal?加熱元件才能達到 1200 攝氏度。晶圓由一個特殊的加熱控制系統控制，JUMO TYA 201 在每個溫度階段控制 Kanthal?加熱元件所需的電流和電壓從而確保準確的溫度變化。 在溫度控制過程中，還需考慮溫濕度的相互影響。如在 MAU 的溫濕度處理過程中，為解決除濕問題，通常采用濕度優先的方法，用冷水閥除濕使溫度下降，再用熱水閥再加熱，使溫度和濕度能達到要求值。但這種方法可能會導致能源浪費，因此要優化空調設備的控制，選擇合適的溫濕度設定值，提高整個潔凈室溫濕度控制的穩定性，同時也能實現節能。 ### 半導體凈化車間空調系統如何設計 半導體凈化車間的空調系統設計至關重要，直接關系到溫度控制的效果。空氣凈化系統設計方面，需采用高效過濾器對空氣進行過濾以保證車間潔凈度，同時設置合理的送風和排風系統確?？諝庋h效果?？照{設備選擇上，制冷機組應選高效、低噪音設備；空調機組要具有除塵、除菌功能；加濕器需有智能控制功能以保證濕度穩定?？刂葡到y設計要涵蓋溫度、濕度、壓力、空氣質量等方面的檢測和控制，實現自動調節和遠程監控。為降低噪音影響，可采用低噪音設備、設置消音器、合理布局風口等措施。節能環保方面，可選擇能效比高的設備，采用能源回收技術，利用自然能源輔助供應等。維護保養設計要考慮設備的維護空間、操作方便性、可維修性和可替換性等因素?？傊?，一個完善的空調系統設計能為半導體凈化車間的溫度控制提供堅實基礎。 ### 半導體凈化車間有哪些加熱方式 在半導體凈化車間中，有多種加熱方式。比如在晶圓制造過程中，RTA（快速熱退火）系統能在大約 10s 的極短時間內將晶圓溫度由室溫提高到 1100℃。RTP（快速熱加工）工藝能精確控制晶圓的溫度和晶圓內的溫度均勻性，當溫度大約為 1100℃時，能在約 10s 內恢復單晶結構且只引起少量的摻雜物擴散。此外，合金化熱處理也是一種加熱工藝，利用熱能使不同原子結合成化學鍵形成金屬合金，如自對準金屬硅化物工藝中形成鈦金屬硅化合物和鈷硅化物的過程就涉及到兩次退火加熱。在半導體生產過程中，Levitech 公司與久茂合作，晶圓制造的反應器由兩個石墨圓盤組成，用氣體使晶圓在兩個圓盤之間懸?；ゲ唤佑|，通過 Kanthal?加熱元件加熱到 1200 攝氏度，久茂的晶閘管功率控制器 JUMO TYA 201 在每個溫度階段控制 Kanthal?加熱元件所需的電流和電壓，確保準確的溫度變化。 ### 半導體工藝設備如何控制溫度 半導體工藝設備控制溫度的方法有多種。一種是閉環控制，采用溫度傳感器實時監測晶圓溫度，并將溫度信號反饋給控制系統?？刂葡到y根據設定溫度與實際溫度的偏差，調整加熱器的功率或其他相關參數，實現對溫度的準確控制。另一種是開環控制，不使用溫度傳感器，而是根據加熱器的功率和其他已知參數計算出晶圓的加熱溫度，這種方法簡單但精度相對較低。還有智能控制，結合人工智能和機器學習技術，對晶圓加熱過程中的溫度變化進行實時預測和調整，能夠實現更加準確和智能的溫度控制。此外，在半導體工藝設備中，還可以根據實際溫度所屬的溫度區間確定對應的加熱策略。例如，確定實際溫度所屬的快速升溫區、溫度精調區和溫度失控區，根據不同區間的加熱策略控制加熱器進行加熱。在溫度精調區，可以獲取實際溫度與目標溫度之間的第一溫度偏差值以及上一次檢測的實際溫度與目標溫度之間的第二溫度偏差值，基于此確定實際溫度的偏差值變化率，再根據預設的修正量確定規則確定目標參數修正量，對加熱器的控制參數進行修正并控制加熱器加熱。 ### 晶圓制造反應器如何控制溫度 晶圓制造反應器通常采用特殊的加熱控制系統來控制溫度。例如，Levitech 公司的晶圓制造反應器由兩個石墨圓盤組成，用氣體使晶圓在兩個圓盤之間懸?；ゲ唤佑|，必要溫度使用 Kanthal?加熱元件才能達到 1200 攝氏度。久茂的晶閘管功率控制器 JUMO TYA 201 在每個溫度階段控制 Kanthal?加熱元件所需的電流和電壓，從而確保準確的溫度變化。該系統使晶圓每次都在相同的溫度下生產。另外，在半導體晶圓的溫度控制方法中，對被樹脂片或者粘合帶覆蓋的半導體晶圓進行冷卻時，在降溫階段，根據所進行的工藝種類的不同，將溫度降低到高低不同的溫度區間并穩定；并且，根據不同工藝種類對氧含量要求的不同，將通入晶圓承載區域的冷卻用的氣體流量控制在高低不同的范圍，同時開啟風機，調節風速，使承載區域形成穩定的層流氣流，用于進行吹掃和冷卻晶圓。維持上述步驟中通入的吹送冷卻用的氣體流量和風機風速，在承載區域對晶圓繼續進行冷卻 5 - 10min。在冷卻時間到達且經檢測晶圓的冷卻狀態滿足取片條件時，開始取片。 ### 半導體凈化車間如何考慮溫濕度相互影響 半導體凈化車間中溫濕度相互影響較大。潔凈室內溫度的影響主要從產品精度、合格率以及污染角度考慮，越精密、集成度高的電子加工對溫度的敏感性越大。濕度太高會使物體表面的灰塵難以清除，相對濕度低于 30%時，又由于靜電力的作用使粒子容易吸附于物體表面，靜電會使半導體器件發生擊穿。在空氣處理過程中，溫度和相對濕度是兩個不同方向的控制量，單純靠加熱或冷卻過程不能使溫濕度同時向相同趨勢變化。冷卻去濕過程是濕空氣經冷卻達到飽和后繼續制冷的過程，能降低絕對濕度起到去濕作用。半導體潔凈室對溫濕度的控制范圍通常為溫度 22±2℃，濕度 45±5%RH。為達到目標溫濕度控制點，根據絕對濕度線和目標溫度線劃分的四個控制區進行不同的溫濕度控制分區處理。例如在 Zone1 的范圍內，先降溫去濕，再加熱；在 Zone2 的范圍內，先降溫，再加濕；在 Zone3 的范圍內，先加熱，再加濕；在 Zone4 的范圍內，先降溫去濕，再加熱。 綜上所述，半導體凈化車間的溫度控制方法多樣，需要綜合考慮空調系統設計、加熱方式、工藝設備溫度控制、晶圓制造反應器溫度控制以及溫濕度相互影響等因素，以實現精確的溫度控制，保證半導體生產的質量和效率。