HEPA/ULPA không xử lý cùng nhóm ô nhiễm với AMC

HEPA và ULPA làm việc với hạt. Cơ chế giữ hạt dựa trên sự tương tác giữa hạt với sợi lọc trong dòng khí. Khí và hơi hóa chất ở cấp phân tử đòi hỏi cơ chế xử lý khác.

Airborne Molecular Contamination – AMC bao gồm các chất hóa học tồn tại trong không khí dưới dạng khí hoặc hơi. Trong fab bán dẫn, các nhóm thường được quan tâm gồm acid, base, chất hữu cơ và dopant. ASHRAE xác định AMC là nhóm nhiễm quan trọng đối với yield, photoresist và mask trong sản xuất semiconductor.

Lọc phân tử sử dụng vật liệu hấp phụ hoặc phản ứng hóa học với chất mục tiêu. Than hoạt tính, media tẩm hóa chất và nhựa trao đổi ion được lựa chọn theo loại AMC thay vì theo cấp hiệu suất hạt.

Cấp sạch ISO chưa nói hết rủi ro hóa học

Phòng sạch đạt giới hạn hạt thấp vẫn chưa phản ánh độ sạch hóa học của không khí. ISO 14644-8:2022 dành riêng cho đánh giá air cleanliness by chemical concentration và chỉ áp dụng khi chất hóa học trong không khí tạo rủi ro cho sản phẩm hoặc quá trình.

Điều này đặc biệt rõ trong sản xuất bán dẫn, quang học chính xác, reticle, wafer và các công đoạn sử dụng bề mặt nhạy với hóa chất. AMC phòng sạch điện tử lúc này trở thành thông số kiểm soát riêng, không suy ra trực tiếp từ ISO Class hay loại HEPA/ULPA đang lắp.

Với khu vực lắp ráp điện tử ít nhạy với nhiễm phân tử, bổ sung chemical filter chưa chắc mang lại giá trị tương xứng. Yêu cầu lọc xuất phát từ nguy cơ của sản phẩm và công đoạn, không xuất phát từ cấp sạch hạt.

Nguồn AMC quyết định vị trí xử lý

AMC đi vào phòng từ hai hướng chính: khí ngoài trời và phát sinh nội bộ.

Khí tươi mang theo chất ô nhiễm môi trường hoặc khí thải công nghệ bị hút trở lại thường được xử lý tại make-up air system. ASHRAE ghi nhận lọc AMC trong MAU đã trở thành cấu hình phổ biến tại wafer fab do ô nhiễm ngoài trời và hiện tượng re-entrainment của khí thải.

Nguồn nội bộ xuất hiện từ dung môi, hóa chất, vật liệu outgassing hoặc thiết bị sản xuất. Trường hợp này phù hợp với lọc trên đường tuần hoàn hoặc ngay gần vùng nhạy cảm.

Các hệ bảo vệ reticle, wafer stocker, mini-environment và process tool thường đưa AMC filter sát điểm sử dụng. AAF hiện cung cấp dạng panel chemical filter lắp upstream của HEPA/ULPA trong FFU cho chính nhóm ứng dụng semiconductor và microelectronics.

Tích hợp AMC vào FFU làm thay đổi trở lực

Lọc AMC kết hợp FFU làm đường khí xuất hiện thêm lớp media. Trở lực tổng tăng theo cấu tạo chemical filter, độ dày lớp hấp phụ và lưu lượng đi qua.

Quạt đang vận hành với HEPA/ULPA sẽ gặp điểm làm việc mới sau khi bổ sung lọc phân tử. Giữ nguyên tốc độ quạt trong khi trở lực tăng thường kéo lưu lượng xuống thấp hơn trên fan curve.

Vấn đề vì thế không dừng ở kích thước chemical filter có lắp vừa housing hay không. Khả năng tạo áp của quạt, trở lực HEPA/ULPA và trở lực AMC filter phải được đặt trong cùng phép kiểm tra.

Ở hệ retrofit, việc chèn thêm lọc phân tử vào FFU hiện hữu mà bỏ qua fan curve dễ làm giảm lưu lượng cấp xuống vùng sạch. Với nguồn AMC trên phạm vi toàn nhà máy, xử lý ở MAU hoặc đường tuần hoàn thường hợp lý hơn việc bổ sung chemical filter cho toàn bộ FFU.

Theo dõi AMC filter khác theo dõi HEPA

HEPA tích bụi làm chênh áp tăng dần, nên differential pressure thường được sử dụng để theo dõi tình trạng tải bụi.

Chemical filter suy giảm theo dung lượng hấp phụ hoặc khả năng phản ứng của media. Trạng thái breakthrough xuất hiện khi media không còn giữ chất mục tiêu ở mức yêu cầu, trong khi chênh áp chưa chắc thay đổi theo cùng mức.

Chu kỳ thay lọc phân tử AMC vì thế gắn với chất ô nhiễm mục tiêu, nồng độ đầu vào, tải hóa chất và đặc tính media. Với quy trình nhạy, dữ liệu AMC tại khu vực sản xuất hoặc đánh giá tuổi thọ media cho giá trị trực tiếp hơn việc chỉ quan sát chênh áp.

Giải pháp Fan Filter Unit tại VCR

VCR cung cấp FFUVCR575 và FFUVCR1175 cho phòng sạch điện tử, bán dẫn, clean booth và khu vực sạch cục bộ. Dòng FFU hỗ trợ cấu hình HEPA/ULPA, điều chỉnh tốc độ quạt và nhiều lựa chọn vật liệu thân máy theo yêu cầu dự án.

Với yêu cầu AMC, phương án được xem xét từ nguồn ô nhiễm, vị trí bảo vệ và trở lực phát sinh trước khi quyết định đặt lọc phân tử tại MAU, đường tuần hoàn hay gần FFU. Khi chemical filter nằm trên đường khí FFU, VCR đối chiếu trở lực tổng với lưu lượng và khả năng tạo áp của quạt để giữ cấu hình vận hành phù hợp cho vùng sạch.

Kết luận

Lọc AMC kết hợp FFU phù hợp với khu vực điện tử có rủi ro từ acid, base, VOC hoặc các chất ô nhiễm dạng khí mà HEPA/ULPA không xử lý. Vị trí lọc phụ thuộc nguồn phát sinh AMC. Cấu hình tích hợp gần FFU phải được kiểm tra cùng trở lực và fan curve để tránh làm sai lệch lưu lượng thiết kế.

FAQs

Phòng sạch dùng ULPA đã đủ để kiểm soát AMC chưa?

Chưa. ULPA xử lý hạt, trong khi AMC filter xử lý khí và hơi hóa chất.

AMC filter đặt ở MAU hay gần FFU?

Nguồn từ khí ngoài trời phù hợp với xử lý tại MAU. Nguồn phát sinh nội bộ hoặc khu vực công nghệ nhạy phù hợp với lọc gần đường tuần hoàn, mini-environment hoặc FFU.

Bổ sung AMC filter vào FFU hiện hữu có làm giảm lưu lượng không?

Trở lực tăng sẽ dịch chuyển điểm làm việc của quạt. Mức thay đổi lưu lượng phụ thuộc fan curve và tổng trở lực sau retrofit.

Chênh áp có xác định chính xác thời điểm thay AMC filter không?

Không. Tuổi thọ media phụ thuộc tải hóa chất và dung lượng hấp phụ; đánh giá breakthrough hoặc dữ liệu AMC phản ánh trực tiếp trạng thái xử lý hóa học.