萬(wàn)級(jí)無(wú)塵室

世界各國(guó)均有自定規(guī)格，但普遍依據(jù)美國(guó)聯(lián)邦政府頒布的標(biāo)準(zhǔn)【Federal Standard (FS) 209E, 1992】，可將無(wú)塵室分為六級(jí)。分別是1級(jí)、10級(jí)、100級(jí)、1000級(jí)、10000級(jí)、100000級(jí)，如果無(wú)塵室的等級(jí)只用塵粒數(shù)目來(lái)敘述，則可假設(shè)塵粒的尺寸為0.5μm，例如，1級(jí)、10級(jí)、100級(jí)無(wú)塵室最大塵粒數(shù)目分別小于或等于1顆、10顆、100顆，如果塵粒尺寸不是0.5μm，無(wú)塵室等級(jí)應(yīng)以在一特定塵粒尺寸的級(jí)數(shù)來(lái)表示。例如：10級(jí)在0.2μm(塵粒尺寸在0.2μm或更大下，密度不大于75顆/立方英尺)，1級(jí)在0.1μm(塵粒尺寸在0.1μm或更大下，密度不大于35顆/立方英尺)。

無(wú)塵室(Clean Room)，亦稱為無(wú)塵室或清凈室。它是污染控制的基礎(chǔ)。沒(méi)有無(wú)塵室，污染敏感零件不可能批量生產(chǎn)。在 FED-STD-2里面，無(wú)塵室被定義為具備空氣過(guò)濾、分配、優(yōu)化、構(gòu)造材料和裝置的房間，其中特定的規(guī)則的操作程序以控制空氣懸浮微粒濃度，從而達(dá)到適當(dāng)?shù)奈⒘崈舳燃?jí)別。無(wú)塵室是指將一定空間范圍內(nèi)之空氣中的微粒子、有害空氣、細(xì)菌等之污染物排除，并將室內(nèi)之溫度、潔凈度、室內(nèi)壓力、氣流速度與氣流分布、噪音振動(dòng)及照明、靜電控制在某一需求范圍內(nèi)，而所給予特別設(shè)計(jì)之房間。

一,隔間

二,風(fēng)系統(tǒng)

三,水系統(tǒng)

四,空調(diào)控制系統(tǒng)

五,其他系統(tǒng)

萬(wàn)級(jí)無(wú)塵室隔間分為三大部分,更衣室,千級(jí)區(qū)和百級(jí)區(qū),更衣室與千級(jí)區(qū), 千級(jí)區(qū)和百級(jí)區(qū)均設(shè)風(fēng)淋室(airshower), 無(wú)塵室與室外設(shè)有物品出入通道傳遞箱(passbox).當(dāng)人員進(jìn)入無(wú)塵室時(shí),首先要經(jīng)過(guò)風(fēng)淋室,對(duì)人體所帶的灰塵吹淋,減少人員帶入無(wú)塵室的灰塵. 傳遞箱則是對(duì)物品灰塵進(jìn)行吹淋,達(dá)到落塵的效果.

風(fēng)系統(tǒng)流程圖

系統(tǒng)采用的是全新風(fēng)空調(diào)箱+FFU系統(tǒng).

<1>全新風(fēng)空調(diào)箱結(jié)構(gòu)

<2>FFU:(FAN FILTER UNIT) 即風(fēng)機(jī)和過(guò)濾器

千級(jí)區(qū)過(guò)濾器采用HEPA,過(guò)濾效率99.997%,百級(jí)區(qū)過(guò)濾器采用ULPA,過(guò)濾效率99.9995%

水系統(tǒng)流程圖(現(xiàn)場(chǎng)畫(huà))

冰水系統(tǒng)分為一次側(cè)和二次側(cè).

一次側(cè)冰水水溫7-12度,供給空調(diào)箱和風(fēng)機(jī)盤(pán)管,二次側(cè)冰水12-17度供給干盤(pán)管系統(tǒng).

一次側(cè)冰水和二次冰水為兩個(gè)不同的回路,之間由板式換熱器連接.

板式換熱器原理(現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)圖).

干盤(pán)管:不結(jié)露的盤(pán)管,因無(wú)塵室溫度在22度,其露點(diǎn)溫度12度左右,故7度冰水不能直接進(jìn)入無(wú)塵室,所以進(jìn)干盤(pán)管的冰水溫度在12-14度.

溫度:干盤(pán)管系統(tǒng)控制

濕度:空調(diào)箱調(diào)節(jié)通過(guò)感測(cè)的信號(hào),控制三通閥開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)空調(diào)箱盤(pán)管進(jìn)水量

正壓:空調(diào)箱調(diào)節(jié),根據(jù)靜壓感測(cè)的信號(hào),自動(dòng)調(diào)節(jié)空調(diào)箱馬達(dá)變頻器的頻率,從而調(diào)節(jié)進(jìn)入室內(nèi)的新風(fēng)量.

不只是空調(diào)系統(tǒng), 無(wú)塵室系統(tǒng)中還包括有真空,空壓,氮?dú)?純水,廢水,二氧化碳系統(tǒng),制程排氣系統(tǒng),

1.氣流速度及其均勻度檢測(cè)，這項(xiàng)檢測(cè)是無(wú)塵室效果的其他各項(xiàng)檢測(cè)的前提，這項(xiàng)檢測(cè)的目的是為了明確單向流無(wú)塵室工作區(qū)的平均氣流通度及其均勻性。

2.系統(tǒng)或房間的風(fēng)量檢測(cè)。

3.室內(nèi)潔凈度的檢測(cè)。潔凈度的檢測(cè)是為了確定潔凈環(huán)境可達(dá)到的空氣潔凈度級(jí)別，可采用粒子計(jì)數(shù)器檢測(cè)。

4.自凈時(shí)間的檢測(cè)。通過(guò)確定自凈時(shí)間，查明潔凈室內(nèi)部發(fā)生污染時(shí)恢復(fù)其原有潔凈度的能力。

5.氣流流型檢測(cè)。

6.噪聲的檢測(cè)。

7.照度的檢測(cè)。照度檢測(cè)的目的是為了判明潔凈室的照度水平和照度的均勻性。

8.振動(dòng)的檢測(cè)。振動(dòng)檢測(cè)的目的是為了判明無(wú)塵室各表明的振動(dòng)幅度。

9.溫、濕度的檢測(cè)。溫、濕度檢測(cè)的目的是把溫度、濕度調(diào)整到一定限度內(nèi)的能力。其內(nèi)容包括檢測(cè)無(wú)塵室的送風(fēng)溫度，檢測(cè)有代表性測(cè)點(diǎn)的空氣溫度，檢測(cè)無(wú)塵室中心點(diǎn)的空氣溫度，檢測(cè)敏感元件處的空氣度，檢測(cè)室內(nèi)空氣相對(duì)溫度，檢測(cè)回風(fēng)溫度。

10.總風(fēng)量和新風(fēng)量的檢測(cè)。

萬(wàn)級(jí)無(wú)塵室靜電庫(kù)侖力

在靜電庫(kù)侖力的作用下，吸附的粉塵、污物造成元器件增大泄漏或形成短路，使性能受損，成品率和可靠性大大下降。如粉塵粒徑>100μm，鋁線寬度約100μm，氧化膜厚度在50μm時(shí)，最易使產(chǎn)品報(bào)廢?，F(xiàn)在線徑更細(xì)，氧化膜很薄，粒徑很小的塵粒子就會(huì)損害元器件，這種情形多發(fā)生在腐蝕清洗、光刻、點(diǎn)焊和封裝等工藝過(guò)程中。

靜電放電ESD

萬(wàn)級(jí)無(wú)塵室ESD引起EMI其電磁波的前后峰較尖，信號(hào)強(qiáng)，相當(dāng)于電路中幾伏的能量，頻率跨越幾MH2甚幾百M(fèi)H2的強(qiáng)大噪聲，可能引起元器件損壞，設(shè)備和傳感器不正常工作，甚至引起設(shè)備死機(jī)。

ESD引起的EMI還會(huì)引發(fā)錯(cuò)誤信號(hào)的輸入，或發(fā)生鎖存現(xiàn)象。如無(wú)塵車間中，將晶圓片的EMIF箱放在鋼的手推車上，晶圓片的ESD會(huì)通過(guò)電感傳給手推車，車輪是絕緣的，則EMI的擴(kuò)散會(huì)引起晶圓片處理機(jī)死機(jī)。

電擊人體

萬(wàn)級(jí)無(wú)塵室元器件的絕緣氧化膜被擊穿，引線被燒斷或線間熔斷。若人體帶上10KV（100PF）的靜電荷，觸摸器件腳時(shí)發(fā)生ESD，其向大地瞬間形成脈沖放電電流峰值可達(dá)20A（10~100s），不要說(shuō)高密度，細(xì)線徑，薄SiO2膜的Lsi、Vlsi，就是一般IC、MOS都會(huì)遭受損壞。

一般說(shuō)器件絕緣柵SiO2薄膜的耐壓場(chǎng)強(qiáng)是E=（5-10）×106V/cm，如果器件SiO2膜厚度取1000，其器件輸入腳施加50V-100V以上的靜電壓就將會(huì)被擊穿，而人體帶靜電超過(guò)50V、100V是極平常的。

造成噪聲、發(fā)射電磁波干擾

人體的ESD或?qū)θ梭w的ESD當(dāng)超過(guò)人體電擊極限電流5mA以上時(shí)，人都會(huì)有各種傷害感覺(jué)，造成工作人員的情緒不安，操作錯(cuò)誤。

依據(jù)美國(guó)聯(lián)邦政府頒布的標(biāo)準(zhǔn)[Federal Standard (FS) 209E, 1992]，可將無(wú)塵室分為六級(jí)。分別是1級(jí)、10級(jí)、100級(jí)、1000級(jí)、10000級(jí)、100000級(jí)。

如果無(wú)塵室的等級(jí)只用塵粒數(shù)目來(lái)敘述，則可假設(shè)塵粒的尺寸為0.5?m，例如，1級(jí)、10級(jí)、100級(jí)無(wú)塵室最大塵粒數(shù)目分別小于或等于1顆、10顆、100顆，如果塵粒尺寸不是0.5?m，無(wú)塵室等級(jí)應(yīng)以在一特定塵粒尺寸的級(jí)數(shù)來(lái)表示。

例如：10級(jí)在0.2?m(塵粒尺寸在0.2?m或更大下，密度不大于75顆/立方英)，1級(jí)在0.1?m(塵粒尺寸在0.1?m或更大下，密度不大于35顆/立方英)而集成電路制造所需的無(wú)塵室之潔凈度必須優(yōu)于1000級(jí)。

為保持無(wú)塵室的潔凈度，進(jìn)出的人員有一定的穿著規(guī)定；10000與100000級(jí)，必須穿著長(zhǎng)袍無(wú)塵衣、無(wú)塵鞋、帶帽子與面罩；1000級(jí)(含)以上，需穿著特殊的潔凈連身衣、無(wú)塵鞋將全身裹住，并帶上手套和面罩，下表為無(wú)塵室清潔度的定義：

所謂的無(wú)塵室是一個(gè)人造的環(huán)境，里面含有的粒子遠(yuǎn)低于一般的環(huán)境，隨著集成電路技術(shù)的快速成長(zhǎng)，也增加了對(duì)制造環(huán)境(無(wú)塵室)潔靜度的需求，在工業(yè)上即使粒子之尺寸小于1微米，也可能阻礙產(chǎn)品的運(yùn)作或降低其壽命。

由于納米技術(shù)的興起，造成半導(dǎo)體關(guān)鍵尺寸持續(xù)縮小，集成電路積集度不斷的增加，塵粒更容易使芯片失效或可靠度惡化。例如當(dāng)金屬塵粒地落到金屬導(dǎo)線時(shí)，就可能會(huì)使金屬導(dǎo)線形成短路。又如果有酸性的離子化合物塵粒掉在金屬導(dǎo)線上，可能將其腐蝕，所以無(wú)塵室為集成電路制造不可或缺的要素。

萬(wàn)級(jí)無(wú)塵室凈化原理及技術(shù)參數(shù)

萬(wàn)級(jí)無(wú)塵室原理：

氣流→初效空氣處理→空氣調(diào)節(jié)→中效空氣處理→風(fēng)機(jī)加壓送風(fēng)→凈化送風(fēng)管道→高效送風(fēng)口→潔凈室→帶走塵埃（細(xì)菌） → 回風(fēng)夾道→新風(fēng)、初效空氣處理。重復(fù)以上過(guò)程，即可達(dá)到凈化目的。

萬(wàn)級(jí)無(wú)塵室凈化技術(shù)參數(shù)：

換氣次數(shù)：十萬(wàn)級(jí)10－15次/小時(shí)；

萬(wàn)級(jí)15－25次/小時(shí)；

千級(jí)50－52次/小時(shí);

百級(jí)操作臺(tái)斷面風(fēng)速0.25-0.35m/s；

壓差：主車間對(duì)相鄰潔凈房間≥5Pa；潔凈房間對(duì)非潔凈區(qū)≥10Pa；

溫度:冬季＞16℃±2℃；夏季 ＜26℃±2℃；

相對(duì)濕度：45－65％（RH）；

噪聲≤65dB（A）；

新風(fēng)補(bǔ)充量：總送風(fēng)量的20％－30％；

照度：≥300Lux。

萬(wàn)級(jí)無(wú)塵室結(jié)構(gòu)材料：

1.萬(wàn)級(jí)無(wú)塵室的墻、頂板材料一般采用50mm厚的夾芯彩鋼板、凈化專用的氧化鋁型材制造。門采用凈化密閉門，窗采用鋁合金玻璃固定窗。

2.地面采用環(huán)氧自流平或高級(jí)耐磨塑料潔凈地板。

3.凈化通風(fēng)管道選用鍍鋅薄鋼板制作，并采用“PEF”阻燃型的保溫板做保溫。