電子集成電路無(wú)塵車(chē)間潔凈度環(huán)境的升級(jí)及控制方案

       無(wú)塵車(chē)間的建造,除考慮實(shí)用性及可靠性外, 強(qiáng)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(wú)塵車(chē)間能方便的迅速的按生產(chǎn)要求進(jìn)行調(diào)正及改造。

集成電路潔凈車(chē)間

       已有研究提出對(duì)硅片的自然氧化及硅片表面吸附的分子需要進(jìn)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(jìn)行。

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

       根據(jù)潔凈室車(chē)間空氣循環(huán)特點(diǎn)可以將潔凈室分為三種類(lèi)型：循環(huán)空調(diào)機(jī)配合高效送風(fēng)口系統(tǒng)、循環(huán)風(fēng)機(jī)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(jí)要求的潔凈室車(chē)間設(shè)計(jì)中被廣泛應(yīng)用，對(duì)于大面積高等級(jí)的潔凈車(chē)間則存在運(yùn)行成本過(guò)高、占用空間過(guò)大等缺點(diǎn)。

       2. 設(shè)計(jì)可以滿足集成電路制造無(wú)塵車(chē)間大面積高等級(jí)的要求，但運(yùn)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(jí)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(yùn)行空間、潔凈度安全性高、運(yùn)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(shí)進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)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(jì)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(lái)源情況如下:

      ≥0.5μm的粒子主要來(lái)自無(wú)塵車(chē)間內(nèi)工作人員、潔凈服、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械、無(wú)塵車(chē)間用品及物體表面的振動(dòng)等;

      0.1一0.5μm的粒子主要是由室外空氣中的粒子穿過(guò)過(guò)濾器而漏人無(wú)塵車(chē)間的;

      ＜0.1μm的粒子(超細(xì)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(wú)塵車(chē)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(jī)、火焰及熱的光都是其來(lái)源。而超高效過(guò)濾器對(duì)這種粒子幾乎可以全部過(guò)濾掉。

       根據(jù)已有報(bào)導(dǎo), 有關(guān)集成電路亞微米加工在l級(jí)( F S 一2 09 D ) 無(wú)塵車(chē)間內(nèi)( 即潔凈度為≥0.5μm的粒子不多于7 個(gè)/ft3）, 相應(yīng)于≥0.1μm的粒子不多于35 個(gè)/ft3,測(cè)得硅片上的污染粒子來(lái)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(dòng)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(guò)超高效過(guò)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(rèn)識(shí)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(dòng)態(tài)潔凈度的主要因素, 因?yàn)楫?dāng)前超高效過(guò)濾器的過(guò)濾效率對(duì)≥0.1μm粒子達(dá)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(wú)塵車(chē)間其空態(tài)沽凈度為1 ~ 10 個(gè)/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(rèn)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(jí)的無(wú)塵車(chē)間≥0.1μm的粒子有3500個(gè)/ft3, 之多, 這種情況下, 當(dāng)然空態(tài)潔凈度會(huì)是影響動(dòng)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(diǎn)是整個(gè)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(dòng)力，將新風(fēng)、循環(huán)風(fēng)混合后通過(guò)超高效過(guò)濾器送入工藝層和工藝輔助層，靜壓層相對(duì)于工藝層為負(fù)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(duì)無(wú)塵車(chē)間環(huán)境的控制有較為嚴(yán)格的要求。合景凈化工程公司說(shuō)：“不同的工藝制程對(duì)潔凈度的要求也各不相同，例如光刻要求在1級(jí)的微環(huán)境下，而化學(xué)機(jī)械研磨則只要求1000級(jí)的環(huán)境即可。另外，集成電路制造潔凈廠房對(duì)噪聲、微振、照度等都有相關(guān)的規(guī)定和要求，尤其是振動(dòng)的控制，在潔凈室的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上就要有所要求”。

       好的潔凈車(chē)間設(shè)計(jì)不僅能節(jié)省能源、降低運(yùn)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(yùn)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(yùn)行成本越高，因此在大環(huán)境潔凈度或溫濕度要求相對(duì)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(jì)趨勢(shì)。

       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(jì)和各種熱能回收設(shè)計(jì)將是未來(lái)的發(fā)展方向。主流大廠已經(jīng)進(jìn)入了納米時(shí)代，集成電路制造潔凈廠房的設(shè)計(jì)建造和節(jié)能創(chuàng)新也需要不斷提升，為先進(jìn)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(chē)間EPC深耕20余年的專(zhuān)業(yè)和專(zhuān)注。與時(shí)俱進(jìn)，創(chuàng)造每一個(gè)項(xiàng)目的“奇跡”。