無塵車間的建造,除考慮實用性及可靠性外, 強調(diào)靈活性以適應(yīng)集成電路 更新?lián)Q代快的要求, 使原有無塵車間能方便的迅速的按生產(chǎn)要求進行調(diào)正及改造。

集成電路潔凈車間

       已有研究提出對硅片的自然氧化及硅片表面吸附的分子需要進行控制, 硅片的加工需在高純氮或高真空的潔凈區(qū)內(nèi),硅片的傳送亦需在高純氮的潔凈環(huán)境內(nèi), 即集成電路微加工需在封閉系統(tǒng)內(nèi)進行。

       集成電路無塵車間是為了滿足半導(dǎo)體制造工藝需求的潔凈室，該無塵車間對環(huán)境潔凈度、溫濕度、振動、ESD、AMC控制等都有一定的要求。相對于其他工業(yè)潔凈室，集成電路制造無塵車間有面積大、潔凈等級高、溫濕度控制精度高等特點。

       根據(jù)潔凈室車間空氣循環(huán)特點可以將潔凈室分為三種類型：循環(huán)空調(diào)機配合高效送風(fēng)口系統(tǒng)、循環(huán)風(fēng)機配合濕式密封系統(tǒng)和FFU循環(huán)系統(tǒng)。

       1. 小規(guī)模低等級要求的潔凈室車間設(shè)計中被廣泛應(yīng)用，對于大面積高等級的潔凈車間則存在運行成本過高、占用空間過大等缺點。

       2. 設(shè)計可以滿足集成電路制造無塵車間大面積高等級的要求，但運行成本較高，并且潔凈室風(fēng)速、風(fēng)量調(diào)節(jié)困難，系統(tǒng)升級改造困難，因此操作靈活性很低。

       3. FFU循環(huán)系統(tǒng)不僅節(jié)省運行空間、潔凈度安全性高、運行成本低，而且操作靈活性很高，可以在不影響生產(chǎn)的情況下隨時進行系統(tǒng)升級和調(diào)整，這些都能很好地滿足半導(dǎo)體制造的需求，因此在半導(dǎo)體制造業(yè)FFU循環(huán)系統(tǒng)逐漸成為最主要的凈化設(shè)計方案。

根據(jù)已有的研究, 生產(chǎn)集成電路的潔凈區(qū)內(nèi)懸浮粒子的來源情況如下:

      ≥0.5μm的粒子主要來自無塵車間內(nèi)工作人員、潔凈服、轉(zhuǎn)動機械、無塵車間用品及物體表面的振動等;

      0.1一0.5μm的粒子主要是由室外空氣中的粒子穿過過濾器而漏人無塵車間的;

      ＜0.1μm的粒子(超細粒子) 主要由燃燒或蒸發(fā)后的物質(zhì)均相聚集或冷凝引起的, 因此, 無塵車間內(nèi)工藝設(shè)備的加熱元件、線路版上的元件、受熱軸承、電機、火焰及熱的光都是其來源。而超高效過濾器對這種粒子幾乎可以全部過濾掉。

       根據(jù)已有報導(dǎo), 有關(guān)集成電路亞微米加工在l級( F S 一2 09 D ) 無塵車間內(nèi)( 即潔凈度為≥0.5μm的粒子不多于7 個/ft3）, 相應(yīng)于≥0.1μm的粒子不多于35 個/ft3,測得硅片上的污染粒子來源及比例情況如下:

1. 操作人員(穿潔凈工作服) 引起的, 如片盒傳送及操作、走動的交叉污染等占30% ;

2. 工藝介質(zhì)帶人的占23% ;

3. 工藝設(shè)備引起的, 如本身的及交叉的污染占20% ;

4. 工藝加工引起的, 如工藝加工本身的及交叉的污染占25% ;

5. 穿過超高效過濾器而漏人的占2%。

       根據(jù)以上例子及分析可以得出基本的認識是: 在亞微米加工的潔凈區(qū)內(nèi), 潔凈區(qū)的空態(tài)潔凈度已不是影響動態(tài)潔凈度的主要因素, 因為當(dāng)前超高效過濾器的過濾效率對≥0.1μm粒子達9 9.9 9 9 5 一9 9.9 9 9 9 9 9 9% 的情況下,集成電路亞徽米加工的合格的無塵車間其空態(tài)沽凈度為1 ~ 10 個/ft3(≥0.1μm粒子), 且往往檢側(cè)不到。因此, 合景凈化的潔凈工程師認為，控制工藝本身、工藝設(shè)備、操作人員等散發(fā)的粒子污染當(dāng)是主要矛盾。而在100級的無塵車間≥0.1μm的粒子有3500個/ft3, 之多, 這種情況下, 當(dāng)然空態(tài)潔凈度會是影響動態(tài)潔凈度的主要因素。

       合景凈化工程公司解釋到，F(xiàn)FU循環(huán)系統(tǒng)的特點是整個潔凈室由靜壓層、工藝層、工藝輔助層和回風(fēng)通道組成，由FFU提供循環(huán)空氣的動力，將新風(fēng)、循環(huán)風(fēng)混合后通過超高效過濾器送入工藝層和工藝輔助層，靜壓層相對于工藝層為負壓。此外，還有生產(chǎn)輔助區(qū)為集成電路制造廠務(wù)設(shè)備區(qū)域，包括電力供應(yīng)、氣體和化學(xué)品供應(yīng)、超純水供應(yīng)等。

       集成電路制造對無塵車間環(huán)境的控制有較為嚴格的要求。合景凈化工程公司說：“不同的工藝制程對潔凈度的要求也各不相同，例如光刻要求在1級的微環(huán)境下，而化學(xué)機械研磨則只要求1000級的環(huán)境即可。另外，集成電路制造潔凈廠房對噪聲、微振、照度等都有相關(guān)的規(guī)定和要求，尤其是振動的控制，在潔凈室的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計上就要有所要求”。

       好的潔凈車間設(shè)計不僅能節(jié)省能源、降低運行成本、降低人力投入，而且可以給生產(chǎn)提供安全可靠的保證。在3種潔凈系統(tǒng)中，F(xiàn)FU循環(huán)系統(tǒng)運行成本最低，潔凈度安全性最高，因此集成電路潔凈廠房多采用FFU循環(huán)系統(tǒng)。而潔凈度要求越高，溫濕度控制精度越高則潔凈室投資和運行成本越高，因此在大環(huán)境潔凈度或溫濕度要求相對較低的情況下，將一些關(guān)鍵的工藝設(shè)備布置在較高潔凈度或溫濕度控制區(qū)域內(nèi)是集成電路制造潔凈廠房的設(shè)計趨勢。

       集成電路制造是高能耗的產(chǎn)業(yè)，而潔凈空調(diào)系統(tǒng)的能耗則占其中的30%以上，因此節(jié)能安全的潔凈室設(shè)計和各種熱能回收設(shè)計將是未來的發(fā)展方向。主流大廠已經(jīng)進入了納米時代，集成電路制造潔凈廠房的設(shè)計建造和節(jié)能創(chuàng)新也需要不斷提升，為先進制程產(chǎn)品生產(chǎn)提供保障，這就是合景凈化工程公司在光學(xué)電子行業(yè)潔凈車間EPC深耕20余年的專業(yè)和專注。與時俱進，創(chuàng)造每一個項目的“奇跡”。