กล่อง FOUP ทำหน้าที่เป็นระบบปิดเพื่อการจัดเก็บและขนย้ายแผ่นเวเฟอร์ระหว่างแต่ละขั้นตอนในกระบวนการผลิต การไล่อากาศด้วยก๊าซ N₂ จะช่วยรักษาสภาวะบรรยากาศปกป้องภายในกล่อง FOUP พร้อมทั้งลดการสัมผัสกับออกซิเจนในอากาศและการปนเปื้อนของอนุภาคฝุ่นละออง

ความท้าทายไม่ได้อยู่ที่การลดอัตราการไหลของไนโตรเจนเพียงอย่างเดียว แต่ต้องปรับอัตราการไหลให้สอดคล้องกับความต้องการของกระบวนการไล่ก๊าซอย่างลงตัว โดยไม่เกิดการสูญเสียหรือใช้ก๊าซสิ้นเปลืองโดยไม่จำเป็น

การควบคุมอัตราการไหลและแรงดันของไนโตรเจนอย่างแม่นยำจึงเป็นสิ่งสำคัญ เพื่อให้มั่นใจว่าการจ่ายก๊าซสามารถตอบสนองต่อสภาวะกระบวนการที่เปลี่ยนแปลงได้อย่างเชื่อถือได้

แผ่นงอเพียโซอิเล็กทริกเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าให้เป็นการเคลื่อนไหวทางกลที่มีความแม่นยำสูง หลักการนี้ช่วยให้สามารถควบคุมแรงดันหรืออัตราการไหลได้อย่างต่อเนื่องและเที่ยงตรง โดยใช้พลังงานไฟฟ้าต่ำเป็นพิเศษ

วาล์วปรับแรงดันแบบสัดส่วนรุ่น VEAD และ อุปกรณ์ควบคุมอัตราการไหลแบบมวลรุ่น VEFC ใช้หลักการนี้ในการควบคุมก๊าซเฉื่อย เช่น ไนโตรเจน อุปกรณ์เหล่านี้ตอบโจทย์กระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ที่ละเอียดอ่อนได้อย่างลงตัว จากจุดเด่นด้านการควบคุมที่แม่นยำ การตอบสนองที่รวดเร็ว และการก่อให้เกิดอนุภาคฝุ่นต่ำ

การจ่ายก๊าซด้วยอัตราการไหลที่คงที่หรือสูงเกินไปมักจะทำให้มีการจ่ายก๊าซไนโตรเจนมากกว่าความต้องการที่แท้จริง ระบบควบคุมด้วยเทคโนโลยีเพียโซช่วยปรับอัตราการไหลของก๊าซ N₂ ให้ตรงกับความต้องการจริงในกระบวนการได้อย่างแม่นยำกว่า

จากการคำนวณตัวอย่างของ Festo การปรับควบคุมอัตราการไหลอย่างเหมาะสมสามารถลดอัตราการไล่ก๊าซลงจาก 20 เหลือ 5 SLPM ต่อกล่อง FOUP ซึ่งเทียบเท่ากับการลดปริมาณก๊าซลงได้สูงสุดถึง 75% ทั้งนี้ ปริมาณที่ประหยัดได้จริงจะขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของกระบวนการและสภาวะการทำงานของแต่ละระบบ

ระบบควบคุมแรงดันหรืออัตราการไหลด้วยเทคโนโลยีเพียโซมีประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อการใช้งานของคุณต้องการ:

• การควบคุมไนโตรเจนอย่างแม่นยำ เพื่อรักษาสภาวะบรรยากาศปกป้องเฉพาะที่กำหนด
• การปรับอัตราการไหลหรือแรงดันแบบไดนามิกให้สอดคล้องกับความต้องการของกระบวนการที่เปลี่ยนแปลงไป
• อัตราการปล่อยอนุภาคฝุ่นต่ำเป็นพิเศษ เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมการผลิตที่ละเอียดอ่อน
• การใช้กำลังไฟฟ้าต่ำ เพื่อการควบคุมก๊าซอย่างมีประสิทธิภาพ

การไล่ก๊าซในกล่อง FOUP เป็นเพียงส่วนหนึ่งของสภาพแวดล้อมการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ในภาพรวม ความต้องการด้านระบบอัตโนมัติที่เกี่ยวข้องจะขึ้นอยู่กับเครื่องจักรและพื้นที่ของกระบวนการผลิตนั้นๆ

สำหรับการใช้งานในส่วนการเคลือบผิว การกัดชิ้นงาน การฝังไอออน และเครื่องจักรประมวลผลเวเฟอร์ที่เกี่ยวข้อง สามารถเข้าไปศึกษาเพิ่มเติมได้ที่กระบวนการสุญญากาศสูงในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์

สำหรับการไล่ก๊าซในกล่อง FOUP และงานไล่ก๊าซ N₂ อื่นๆ ในสภาพแวดล้อมกระบวนการที่แรงดันบรรยากาศปกติ สามารถเข้าไปศึกษาเพิ่มเติมได้ที่กระบวนการแรงดันบรรยากาศในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์