電子工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì) 芯片行業(yè)大牛從建廠到潔凈室裝修問題全解

       依據(jù)《電子工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50472-2008標(biāo)準(zhǔn)，身處半導(dǎo)體芯片行業(yè)大牛以潔凈廠房建設(shè)分為幾個(gè)重點(diǎn)闡述的明明白白，合景凈化工程公司工程師推薦，業(yè)主方可多多學(xué)習(xí)和參考，具體如下。（備注，下文為中芯國際相關(guān)負(fù)責(zé)人論壇分享）

       第一部分制造半導(dǎo)體的潔凈廠房在形式上跟其他的平板潔凈廠房的形式上沒有什么要求。根據(jù)循環(huán)空氣的特點(diǎn)把潔凈廠房分為三種，第一種我們叫做循環(huán)空調(diào)將配合高校順風(fēng)口的形式，這種潔凈室的形式是比較早的形式，在八十年代甚至最早的六十年代都是用這種形式。它的形勢比較多種送風(fēng)的形式有上送、側(cè)送。它的缺點(diǎn)是不適合高等級(jí)和大面的潔凈室，運(yùn)行成本高，占用空間大。

       第二種形式是循環(huán)風(fēng)機(jī)配合濕式密封系統(tǒng)，它的特點(diǎn)是高靜壓、液槽密封;適合各種等級(jí)的潔凈室。它的缺點(diǎn)是運(yùn)行費(fèi)用比較高，主要是電費(fèi)方面，再來就是噪音比較高，循環(huán)風(fēng)機(jī)一般都是大風(fēng)機(jī)可能通過風(fēng)管或者建筑結(jié)構(gòu)引進(jìn)來。另外施工難度大，漏風(fēng)量大，系統(tǒng)升級(jí)(潔凈度)擴(kuò)充困難。

       第三種形式就是主要講的FFU循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)，這套系統(tǒng)在半導(dǎo)體制造行業(yè)應(yīng)用最廣泛的一種形式。這種形式的特點(diǎn)由FFU提供循環(huán)空氣的動(dòng)力，整個(gè)循環(huán)空氣通過一臺(tái)一臺(tái)小風(fēng)機(jī)進(jìn)行循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)，在FFU操作引擎的時(shí)候，在施工的時(shí)候都不會(huì)造成影響，用起來非常方便，并且節(jié)省空間，另外非常重要一點(diǎn)是潔凈度安全性高。我們根據(jù)市場的情況設(shè)備不同的往里進(jìn)，安裝施工包括施工人員還有機(jī)器在施工的過程中一直存在，如果安全度不高受到干擾的話，對(duì)生產(chǎn)會(huì)造成影響，所謂的缺點(diǎn)就是維護(hù)成本高。

       我們講一下環(huán)境控制，首先是潔凈度。下面這張圖是整個(gè)潔凈度控制的概念圖，首先是新風(fēng)部分，一般配置是初效、中效和高效。潔凈室的等級(jí)通常決定高校過濾器的覆蓋率，一級(jí)潔凈室要求高效100%%覆蓋率，換氣次數(shù)400次。100級(jí)是25%%覆蓋率，換氣次數(shù)100，1000級(jí)是12.5%%覆蓋率、換氣次數(shù)在50次。

       半導(dǎo)體制造一些工藝生產(chǎn)過程的潔凈等級(jí)要求，要求一般的是光照制造，還有微環(huán)境，其他的一些大的區(qū)域，包括薄膜等在百級(jí)。潔凈度的要求是不是越高越好，這個(gè)主要還是決定我們的設(shè)計(jì)，或者對(duì)生產(chǎn)的要求，潔凈度越高意味著FFU覆蓋率會(huì)成倍的增加。目前對(duì)一些潔凈室的設(shè)計(jì)還是大環(huán)境，不需要很高的潔凈度。還有濕度控制，濕度控制主要通過循環(huán)通氣冷卻系統(tǒng)，去除潔凈室循環(huán)空氣的顯熱，最終控制潔凈室溫度。濕度控制主要通過新風(fēng)控制箱進(jìn)行控制，溫度的控制目的有兩個(gè)，首先是人員的舒適性，溫度在21-23度都沒有問題，作為制程來說我們關(guān)注的是波動(dòng)性?？刂茲崈舴康臐穸戎饕康氖菨穸冗^低將容易產(chǎn)生靜電、濕度過高，對(duì)產(chǎn)品的影響。第二點(diǎn)是正壓，通過潔凈室內(nèi)的壓力傳感器控制MAU風(fēng)機(jī)的頻率改變送風(fēng)量保持潔凈室的設(shè)定正壓，靜壓層保持微正壓。

       再來就是照度和噪聲，這個(gè)部分在新的標(biāo)準(zhǔn)里面有詳細(xì)的描述，這里不具體講了。因?yàn)楝F(xiàn)在半導(dǎo)體制造設(shè)備尺寸越來越大，安裝起來一部分照明會(huì)被遮掩，噪聲的問題比較難解決，主要在設(shè)備選型的時(shí)候注意。接下來是靜電控制的問題(ESD)，這個(gè)本身會(huì)造成產(chǎn)品的損害或者設(shè)備的損害，半導(dǎo)體有ESD的標(biāo)準(zhǔn)，是在S20.20。

       半導(dǎo)體廠對(duì)靜電消除主要是通過兩種模式一個(gè)是被動(dòng)式的靜電消除，這個(gè)設(shè)備解題，包括墻板、高架地板、辦公設(shè)備等。另外一個(gè)潔凈室的階梯網(wǎng)，主動(dòng)式的靜電消除就是用靜電消除器，針對(duì)不同的潔凈等級(jí)對(duì)靜電消除器有很多形式。第一張圖是百級(jí)潔凈室圖片的樣子，旁邊是千級(jí)潔凈室內(nèi)的圖片。下面還有輻射式的基本也是屬于主動(dòng)式消除的一種。

       新風(fēng)系統(tǒng)我們單獨(dú)做一部分講解，主要是對(duì)于半導(dǎo)體來講對(duì)環(huán)境是最重要的一部分，也是最容易產(chǎn)生問題的部分。新風(fēng)系統(tǒng)有三大作用，保證潔凈室內(nèi)一定是正壓。第二是控制潔凈室的濕度。第三個(gè)是凈化室外空氣、保證供氣品質(zhì)。新風(fēng)系統(tǒng)特點(diǎn)第一能耗比較高，每個(gè)范圍都會(huì)有一個(gè)大的制冷扇，還有大風(fēng)量，再一個(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。新風(fēng)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上有一些要求，主要是節(jié)能方面，整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)占半導(dǎo)體廠能耗的30%%-45%%，其中近70%%被新風(fēng)系統(tǒng)消耗掉。所以下面有一些節(jié)能的措施，包括設(shè)置上可以采用熱回收的設(shè)計(jì)，由于時(shí)間的關(guān)系這里不再詳細(xì)介紹。

       最后一個(gè)是AMC控制，通常有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)一個(gè)是ISO14644標(biāo)準(zhǔn)，還有一個(gè)是Semi標(biāo)準(zhǔn)，AMC分為四種，第一種是酸性，第二種是堿性，第三種是可凝性、第四中是摻雜性。堿性的物質(zhì)主要在光照這部分會(huì)產(chǎn)生一些影響，摻雜性的問題并不是很突出孫，其他的情況基本問題不大。對(duì)于半導(dǎo)體制造的影響很多了，每個(gè)制程都有一些影響，舉一些例子就是酸、堿、Solvent比較敏感，ECP對(duì)VOC和酸比較敏感，Thin Film對(duì)酸敏感。AMC的控制大體上有這樣一個(gè)方案，不同的工廠可能采用的形式不一樣，對(duì)于新鮮空氣AMC控制我們通過兩道，第一個(gè)是噴氣式。第二個(gè)是化學(xué)過濾器，通過這兩道過濾送進(jìn)潔凈室的新風(fēng)會(huì)得到比較好的控制。在潔凈室內(nèi)有一部分污染是來自潔凈室內(nèi)，這部分還是通過化學(xué)過濾器，如果還達(dá)不到要求，那就要在設(shè)備端小環(huán)境再安裝一道化學(xué)過濾器，來達(dá)到要求。所以AMC控制要求越來越嚴(yán)，這也是近幾年的事情，單單是設(shè)備進(jìn)行過濾已經(jīng)不能滿足要求，所以才出來綜合的控制模式。具體的一個(gè)工廠AMC控制到什么標(biāo)準(zhǔn)要去考量，因?yàn)檫@個(gè)成本非常高，我的內(nèi)容就講到這里，謝謝。