当前位置: 首页 » 资讯 » 正文
半导体净化车间特点 参数 标准及建设方案
2022-03-08       来源: 汉鼎建设集团

科学技术不断更新迭代,高科技产品层出不穷,其中电子工业的发展尤其是集成电路的发展更是日新月异,基本上两三年就会更新一代。TFT-LCD 的发展速度更快,一二年就上一个台阶:北京京东方TFT-LCD薄膜体管液晶显示器5代线(基板尺寸1100 mm×1300mm)刚投产,即开始建设合肥京东方 6 代线(基板尺寸1500 mm × 1850 mm);不到 2 年又开始北京京东方8.5 代线(基板尺寸 2200 mm × 2500mm)的建设。目前中电熊猫正规划 TFT-LCD 10代线(基板尺寸 2889 mm × 3130 mm)的建设。

如此迅猛的特点和行业发展速度,要求半导体净化车间洁净室必须能适应其发展速度,有极好的灵活性和适应性,以满足微电子、光电子等生产工艺不断发展进步的要求。建造一个洁净厂房投入成本高,使用时间长,不是一二年就会拆掉重建。我们可以用TFT-LCD洁净室的建造费用来举例,一般来说,优于 100 级(FS 209)单向流的净化车间,其室内装修(墙、顶、地、门、窗等)和空调净化系统(包括制冷空调设备和管道配件、净化设备和配件等)的初投资大约为人民币 10000 元 /m2。再加上纯水制备设备和系统管道,纯气发生和系统管道,废水治理设备和管道,消防系统,供配电和自控系统,真空清扫系统等等,其单位面积的建造投资费用高达 25000~30000 元 /m2。

因此,在半导体净化车间设计与建造时必须考虑到生产工艺流程的不断发展和变化,留出发展空间和可改造余地,使芯片洁净室具备更好的适应性和灵活性,避免出现重复建设和大规模浪费。

对于半导体净化车间工程行业来说,在施工过程中,或者是在半导体净化车间使用过程中,都会因为生产工艺流程的改变引起的气流组织、设备容量等方面的变化而导致设计的改变,而这种变更需要在前期设计时预留好变更的空间,否则将会为后期的改变埋下隐患。

半导体集成电路生产环境规定的空气洁净度等级主要取决于半导体集成电路的集成度,不同的工序的空气洁净度等级是依据将会污染的概率和对元器件的潜在故障确定的。

例如在半导体集成电路生产的光刻工序中,硅片露出在生产环境中,污染概率很高时元器件的废品率也会很高,所以为避免出现这种伤害,现阶段在超大规模半导体集成电路的洁净厂房中一般选用微环境,把加工工艺核心区隔离,在微环境的隔离区内做到所规定的空气洁净度等级和环境控制规定(M度、相对湿度、压力)。工作区域是由人和/或自动处理设备对晶片开展加工的区域,为保障作业区域内产品免被污染,一般选用单向流或微环境把人和露出的产品隔离。公共设施区是设定晶片生产设备无操作人员的接口部分,此区域内所开展的作业通常不露出于生产环境中。工作区域与公共设施区通常是紧邻布局。服务区是既无产品又无生产设备的区域,一般接近工作区域和公共设施区。

实际上,现阶段国内外的集成电路制造公司、厂家按各自生产的产品品种、选用的生产工艺技术、生产设备、生产用原辅料以及洁净室的实践经验等经济地确定集成电路洁净厂房各工序(房间)规定的空气洁净度等级。据了解,各集成电路制造公司、厂家在设计建造集成电路车间净化工程的洁净厂房时选用的空气洁净度等级、洁净室的平面和空间布局、空气净化系统、洁净室建筑等方面的技术方案、技术措施均各具特色、不尽相同。

空气中的微粒在光的照射下会发生散射,这种现象叫光散射。光散射和微粒大小、光波波长、微粒折射率及微粒对光的吸收特性等因素有关。但是就散射光强度和微粒大小而言,有一个基本规律,就是微粒散射光的强度随微粒的表面积增加而增大。这样只要测定散射光的强度就可推知微粒的大小,就是光散射式粒子计数器的基本原理。

半导体净化车间的先导步骤:

作为半导体净化车间设计的先导步骤,工艺设计需要在满足电子产品生产要求的前提下合理进行无尘室厂房的装修工程生产设备布局,合理确定各种公用动力设施的技术参数,做到能量消耗少、运行费用低、生产效率高和建设投资少;同时,还需要合理进行人流路线、物料运输和仓储设施的配置和布置,满足电子产品无尘室厂房的装修工程生产要求和产品生产工艺要求;此外,还应该尽可能提升生产设备的自动化水平和物料运输的自动化水平,在经济、实用、安全可靠的条件下提高生产效率。

生产设备的平面布局也是半导体净化车间装修工程工艺设计的重要内容。电子无尘厂房形式一般有隧道式(或称港湾式)、开放式、岛形布置等。据调查表明,集成电路芯片制造用无尘室厂房的装修工程一般采用隧道式和开放式,其中隧道式洁净室主要用于5英寸、6英寸芯片制造厂,生产设备横跨洁净生产区和设备维护区,洁净生产区对洁净度要求严格,而设备维护区的空气洁净度等级相对较低。

半导体净化车间的特点:

洁净度等级要求高,风量、温度、湿度、压差、设备排风按需受控,照度、洁净室截面风速按设计或规范受控,另外该类洁净室对静电要求极其严格。其中对湿度的要求尤甚。因为过于干燥的厂房内极易产生静电,造成CMOS集成损坏。一般来说,电子厂房的温度应控制在22℃左右,相对湿度控制在50-60%之间(特殊洁净车间有相关温湿度规定)。 这时可有效地消除静电,并使人也感觉舒适。

半导体车间净化工程无尘车间施工的要求:

芯片生产车间无尘室、集成电路无尘车间洁净室和磁盘制造车间是属于电子制造行业洁净室的重要组成部分,由于电子产品在制造、生产过程中对室内空气环境和品质的要求极为严格,主要以控制微粒和浮尘为主要对象,同时还对其环境的温湿度、新鲜空气量、噪声等作出了严格的规定。

1、电子制造厂万级洁净室内的噪声级(空态):不应大于65dB(A)

2、电子制造厂洁净室垂直流洁净室满布比不应小于60%,水平单向流洁净室不应小于40%,否则就是局部单向流了。

3、电子制造厂洁净室与室外的静压差不应小于10Pa,不同空气洁净度的洁净区与非洁净区之间的静压差不应小于5Pa

4、电子制造行业万级洁净室内的新鲜空气量应取下列二项中的最大值:

5、补偿室内排风量和保持室内正压值所需的新鲜空气量之和。

6、保证供给无尘车间洁净室内每人每小时的新鲜空气量不小于40m3。

7、电子制造行业洁净室净化空调系统加热器,应设置新风,超温断电保护,若采用点加湿时应设置无水保护,寒冷地区,新风系统应设置防冻保护措施。

上文已经提及到,半导体净化车间建造费用相当高,但昂贵的造价也未必保证洁净室的百分百合格,在庞大的洁净室系统和洁净环境的设计和施工过程中,潜在的问题多,未能受控的污染源,譬如少量的微粒、轻微的气流扰动、微小的震动都会导致整个洁净室的环境失控。

半导体净化车间需经过空态、静态和动态的验收,任何一个环节都可能存在风险,同时,在工厂正式运作后,洁净室出现问题的可能也很大。因此,半导体净化车间工程行业企业面临巨大的技术风险,以及后续洁净室运行、维护和调试、检测的压力。因此,想要建设和维护合格的半导体净化车间,一定要找优秀的工程公司进行承建。

微信扫描二维码
关注中国洁净净化空调网,行业资讯随时“掌”握!

暖通家公众号 暖通家公众号
凡本网注明“来源或转载:XXX(非中国洁净净化空调网)”的作品,均转载自其它媒体,凡转载内容侵犯了您的权益,请与我们联系,我们将在3个工作日内删除相关内容。转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
关键词:
 
 

关注
洁净净化