隨著數(shù)字技術(shù)更深入地融入現(xiàn)代世界的各個(gè)方面，對(duì)幾乎每種半導(dǎo)體芯片的需求都在持續(xù)增長(zhǎng)。這種需求給晶圓廠帶來(lái)了提高產(chǎn)量的持續(xù)壓力，迫使制造商尋找新技術(shù)和解決方案來(lái)提高生產(chǎn)率，同時(shí)提高制造質(zhì)量。對(duì)于半導(dǎo)體行業(yè)來(lái)說(shuō)，這可能是一個(gè)復(fù)雜且成本高昂的挑戰(zhàn)。當(dāng)制造商擁有完善的、價(jià)值數(shù)十億美元的生產(chǎn)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)時(shí)，很難說(shuō)服他們投資集成新的生產(chǎn)、自動(dòng)化和數(shù)據(jù)分析工具。然而，有一些增量技術(shù)可用，例如創(chuàng)新的新型氣體輸送組件，提供了提高半導(dǎo)體效率和生產(chǎn)力的方法，

升級(jí)關(guān)鍵氣體輸送系統(tǒng)組件以提高產(chǎn)量

更新或修改已建立的芯片制造工藝的任何部分都是具有挑戰(zhàn)性的。首先，就工程和設(shè)備成本而言，它可能非常昂貴。新的系統(tǒng)集成也可能很麻煩，并對(duì)更大的運(yùn)營(yíng)造成代價(jià)高昂的干擾。這些挑戰(zhàn)通常導(dǎo)致制造商及其供應(yīng)商在流程中檢查較小的系統(tǒng)和組件，以嘗試找出提高產(chǎn)量的機(jī)會(huì)，而備受關(guān)注的一個(gè)系統(tǒng)和組件是氣體輸送系統(tǒng)和壓力調(diào)節(jié)器。

由于半導(dǎo)體制造涉及如此多的氣體輸送系統(tǒng)，控制氣流的壓力調(diào)節(jié)器已成為提高產(chǎn)量的關(guān)鍵組成部分。更新的壓力調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)提供更精確的壓力和流量控制以及改進(jìn)的循環(huán)時(shí)間，有助于制造商更嚴(yán)格地控制氣體輸送，這與更高的產(chǎn)品質(zhì)量和更高的產(chǎn)量直接相關(guān)。從更大的角度來(lái)看，這些元件級(jí)的改進(jìn)還可以幫助減少材料浪費(fèi)和設(shè)備磨損，所有這些都有助于緩解制造商正在努力解決的半導(dǎo)體短缺問(wèn)題。

氣柜設(shè)計(jì)中高純度部件的臨界值

要了解高純度壓力調(diào)節(jié)器對(duì)半導(dǎo)體制造操作及其產(chǎn)量的積極影響，請(qǐng)?jiān)跉怏w輸送系統(tǒng)的更大范圍內(nèi)考慮典型的氣柜。氣體管線開(kāi)始時(shí)是 100% 清潔且不含雜質(zhì)的，因此引入該過(guò)程的調(diào)節(jié)器也必須是 100% 清潔的。這意味著調(diào)節(jié)器供應(yīng)商必須在高純度調(diào)節(jié)器的制造過(guò)程中盡自己的一份力量，以確保安裝調(diào)節(jié)器后不會(huì)將雜質(zhì)引入過(guò)程中。例如，一些壓力控制調(diào)節(jié)器是專(zhuān)門(mén)為高純度應(yīng)用制造的，并在 ISO 4 潔凈室中組裝并真空袋包裝，以從制造到運(yùn)輸和安裝到系統(tǒng)的整個(gè)過(guò)程中保持清潔度。

然而，清潔度只是壓力調(diào)節(jié)器對(duì)產(chǎn)量影響的一部分。同樣重要的是調(diào)節(jié)器提供精確流量控制的能力。當(dāng)氣體供應(yīng)到達(dá)氣柜時(shí)，調(diào)節(jié)器負(fù)責(zé)控制分配到向潔凈室工具供給的閥組箱的氣體流量。一旦氣體到達(dá)潔凈室，流量精度對(duì)于提供高產(chǎn)品質(zhì)量、從而實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)量絕對(duì)至關(guān)重要，壓力或流量的任何波動(dòng)都會(huì)損害這種質(zhì)量。

認(rèn)識(shí)到調(diào)節(jié)器的關(guān)鍵作用及其影響產(chǎn)量的潛力，艾默生等行業(yè)領(lǐng)先的供應(yīng)商將其工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)集中在推進(jìn)調(diào)節(jié)器技術(shù)上，以更精確地控制流量。因此，現(xiàn)在可以使用配備傳感器的新型壓力調(diào)節(jié)器，使制造商能夠自動(dòng)捕獲、分析和響應(yīng)調(diào)節(jié)器數(shù)據(jù)，而無(wú)需操作員干預(yù)。此外，壓力調(diào)節(jié)器內(nèi)部設(shè)計(jì)的進(jìn)步，例如體積的減小和隔膜的修改，通過(guò)減少轉(zhuǎn)換期間凈化調(diào)節(jié)器所需的時(shí)間來(lái)改善循環(huán)時(shí)間。

數(shù)字壓力調(diào)節(jié)器提升精度和控制能力

繼續(xù)以氣柜為例，氣體輸送領(lǐng)域的常見(jiàn)情況是工作人員通過(guò)讀取柜內(nèi)的壓力表并手動(dòng)記錄讀數(shù)來(lái)檢查壓力。這種傳統(tǒng)方法在制造過(guò)程中至少引入了三個(gè)出錯(cuò)機(jī)會(huì)。首先，記錄壓力數(shù)據(jù)時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)人為錯(cuò)誤。其次，操作員記錄數(shù)據(jù)和響應(yīng)數(shù)據(jù)采取行動(dòng)之間存在固有的延遲。最后，它要求操作員靠近氣柜讀取壓力表，并且在某些情況下操作員必須打開(kāi)氣柜進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)。每個(gè)步驟都會(huì)給流程增加不必要的風(fēng)險(xiǎn)，這可以通過(guò)集成現(xiàn)代壓力調(diào)節(jié)器技術(shù)來(lái)解決。

例如，當(dāng)手動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)時(shí)，壓力隨時(shí)間的微小變化可能會(huì)被忽視，而微小的波動(dòng)通常不會(huì)被識(shí)別和糾正，直到它們對(duì)芯片質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響并降低產(chǎn)量。相比之下，數(shù)字化壓力調(diào)節(jié)器可以響應(yīng)微小的壓力偏差并自動(dòng)進(jìn)行修正，無(wú)需操作員干預(yù)。這消除了與傳統(tǒng)故障排除和手動(dòng)控制相關(guān)的時(shí)間延遲，并防止不合規(guī)格的情況持續(xù)到影響質(zhì)量和產(chǎn)量的程度。以這種方式將自動(dòng)化應(yīng)用于壓力調(diào)節(jié)器還可以減少或消除操作員與氣柜接觸的需要，從而最大限度地降低操作員的安全風(fēng)險(xiǎn)。

壓力調(diào)節(jié)器等組件的增量數(shù)字化以及隨后的大型氣體輸送系統(tǒng)的數(shù)字化可以為未來(lái)的過(guò)程改進(jìn)和安全性帶來(lái)各種新的機(jī)會(huì)。除了真正優(yōu)化產(chǎn)量之外，制造商還能夠立即識(shí)別并糾正加工問(wèn)題的根本原因，通過(guò)使操作員遠(yuǎn)離危險(xiǎn)氣體和設(shè)備來(lái)使流程本質(zhì)上更安全，并通過(guò)更好的預(yù)防性維護(hù)來(lái)延長(zhǎng)設(shè)備壽命。未來(lái)的半導(dǎo)體制造還將允許設(shè)施管理人員使用根據(jù)實(shí)時(shí)性能數(shù)據(jù)提供的預(yù)測(cè)維護(hù)工具來(lái)計(jì)劃停機(jī)時(shí)間。

壓力調(diào)節(jié)器機(jī)械特性的進(jìn)步

雖然壓力調(diào)節(jié)器的數(shù)字化是高精度氣體輸送的重要組成部分（如氣柜示例所示），但調(diào)節(jié)器的機(jī)械特性還存在其他同樣重要的創(chuàng)新，這些創(chuàng)新也有助于控制污染。

例如，新的調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)包括無(wú)彈簧和無(wú)螺紋型號(hào)，具有較小的內(nèi)部容積和較少的介質(zhì)接觸點(diǎn)，以最大限度地減少顆粒積累和污染。調(diào)節(jié)器還可能采用束縛隔膜設(shè)計(jì)，在出口發(fā)生內(nèi)部泄漏時(shí)形成可靠的密封。新型金屬對(duì)金屬隔膜與閥體密封件改善了調(diào)節(jié)器閥體內(nèi)的泄漏完整性。這些更新的機(jī)械功能使壓力調(diào)節(jié)器能夠在多種類(lèi)型的超高純氣體輸送系統(tǒng)中提供更安全、更可靠的性能和污染控制，包括散裝特種氣體系統(tǒng)、氣柜、閥歧管箱和其他工具連接和壓力控制系統(tǒng)。標(biāo)準(zhǔn)化的零件號(hào)還使分銷(xiāo)商和最終用戶更容易選擇。

選擇零部件供應(yīng)商的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)于需要更換氣體輸送系統(tǒng)中出現(xiàn)故障的壓力調(diào)節(jié)器或希望將調(diào)節(jié)器更新為這些新設(shè)計(jì)的制造商來(lái)說(shuō)，與擁有半導(dǎo)體制造專(zhuān)業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的知識(shí)豐富的供應(yīng)商合作對(duì)于成功至關(guān)重要。

首先，找到一家擁有ISO等級(jí)潔凈室的供應(yīng)商，以確保您購(gòu)買(mǎi)的調(diào)節(jié)器是在超潔凈環(huán)境中采用超潔凈制造工藝制造的。此外，請(qǐng)確保您的供應(yīng)商可以隨時(shí)供應(yīng)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)并在性能和可靠性方面享有盛譽(yù)的產(chǎn)品。這將加快維修和更換零件的速度，這對(duì)于避免長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)至關(guān)重要。

其次，來(lái)自供應(yīng)商的本地支持被證明是非常寶貴的，因?yàn)樗构?yīng)商能夠熟悉制造操作，并且使制造商能夠熟悉供應(yīng)商的產(chǎn)品系列。制造商與供應(yīng)商關(guān)系的這一方面對(duì)雙方都有利，使他們能夠和諧工作，快速解決短期問(wèn)題，并專(zhuān)注于長(zhǎng)期流程改進(jìn)目標(biāo)。讓供應(yīng)商參與制造挑戰(zhàn)和目標(biāo)還可以帶來(lái)控制技術(shù)的進(jìn)步，這對(duì)制造商以及整個(gè)行業(yè)都有好處。

最后，對(duì)供應(yīng)鏈中斷和原材料短缺的關(guān)注也應(yīng)該在選擇供應(yīng)商時(shí)發(fā)揮作用。那些了解原材料資源和供應(yīng)動(dòng)態(tài)并主動(dòng)為中斷做好準(zhǔn)備和計(jì)劃的人可以提供更高水平的供應(yīng)安全。 

每個(gè)組件都很重要

壓力調(diào)節(jié)器的創(chuàng)新只是眾多組件如何實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化以滿足當(dāng)今制造商數(shù)字化需求的一個(gè)例子。通過(guò)將整個(gè)制造過(guò)程完全數(shù)字化，壓力調(diào)節(jié)器等組件變得“更智能”、更精確、反應(yīng)更靈敏，制造商顯著提高了實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制過(guò)程的能力。他們可以在問(wèn)題減慢生產(chǎn)或影響質(zhì)量之前更快地做出響應(yīng)——這是半導(dǎo)體制造商維持產(chǎn)量并滿足前所未有的需求的關(guān)鍵需求。

隨著各行業(yè)繼續(xù)投資于數(shù)字化轉(zhuǎn)型，經(jīng)過(guò)改進(jìn)的數(shù)字壓力調(diào)節(jié)器的微小變化可以帶來(lái)巨大的改進(jìn)，從而創(chuàng)造推動(dòng)制造業(yè)向前發(fā)展的動(dòng)力。這種方法是一種更易于管理的方式，可以從新的組件級(jí)技術(shù)提供的質(zhì)量、安全性和產(chǎn)量方面獲益。