摘要隨著IC隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)無(wú)塵車間生產(chǎn)環(huán)境等配套系統(tǒng)的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。本文81".12",IC無(wú)塵車間設(shè)計(jì)中無(wú)塵車間的形式和送風(fēng)方式.空氣處理及溫濕度保證措施、懸浮分子污染物、(AMC)綜合分析評(píng)價(jià)了無(wú)塵車間的控制和排煙設(shè)計(jì)方案。

集成電路(IC)它是一種集多種高新技術(shù)于一體的高科技產(chǎn)品，幾乎存在于所有工業(yè)部門，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著重要作用“倍增器”因此，先進(jìn)被視為戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。與此同時(shí)，它也被用作戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。IC產(chǎn)業(yè)也是世界上發(fā)展快的產(chǎn)業(yè).競(jìng)爭(zhēng)激烈的行業(yè)?？紤]到下游產(chǎn)品的需求和生產(chǎn)成本，IC不斷向特征尺寸縮小、硅片直徑增大的方向發(fā)展。目前國(guó)際上有8個(gè)?！?0.25-0.以18微米為代表的工藝已進(jìn)入大生產(chǎn)，以12微米為代表的工藝已進(jìn)入大生產(chǎn)”.0.15-0.以13微米為代表的工藝也開(kāi)始進(jìn)入大生產(chǎn)，研究工作已進(jìn)入納米階段，70納米.40納米的設(shè)備已在實(shí)驗(yàn)室成功制備。

隨著工藝牛產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，IC生產(chǎn)對(duì)環(huán)境等配套系統(tǒng)的要求也越來(lái)越嚴(yán)格，說(shuō)到環(huán)境首當(dāng)其沖的是無(wú)塵車間，8”.12”IC生產(chǎn)無(wú)論潔凈度如何.溫濕度還是空氣中的分子級(jí)污染物？(AMC).防微振.防靜電等非常嚴(yán)格的要求，一些嚴(yán)格的要求甚至挑戰(zhàn)了一些傳統(tǒng)的做法。

1無(wú)塵車間形式

1.無(wú)塵車間從平面布置一般有三種形式：開(kāi)放式(ballroomtype).港灣式(baycliasetype).島形布置

以上三種形式的無(wú)塵車間各有優(yōu)缺點(diǎn)，IC前工藝生產(chǎn)廠家通常采用港式和開(kāi)放式無(wú)塵車間，港式無(wú)塵車間5”.6”IC廠家使用較多，其工藝設(shè)備為穿墻式:8”.12”IC開(kāi)放式無(wú)塵車間用開(kāi)放式無(wú)塵車間加微環(huán)境(mini-environment)的方式。開(kāi)放式無(wú)塵車間的顯著優(yōu)勢(shì)首先是工藝布局的靈活性，這一點(diǎn)尤為重要，因?yàn)榻裉靃C生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展迅速，產(chǎn)品本身的要求、工藝生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備都在不斷變化，而且IC生產(chǎn)工廠的施工周期從設(shè)計(jì)到工藝設(shè)備的安裝通常需要一年半左右。在此期間，丁藝的生產(chǎn)技術(shù)和工藝需要不斷調(diào)整和更新。只有這樣才能保證其生產(chǎn)技術(shù)在投產(chǎn)時(shí)會(huì)落后。即使投產(chǎn)后，也會(huì)因?yàn)楫a(chǎn)品而尷尬.市場(chǎng)和生產(chǎn)技術(shù)的變化需要對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行改造，以調(diào)整產(chǎn)品和生產(chǎn)能力。其次8”.12”IC生產(chǎn)對(duì)環(huán)境特別是潔凈度要求極為嚴(yán)格，硅片暴露區(qū)（加工工藝）一般要求1.5級(jí)（209）E，O.lμm，1級(jí))。采用開(kāi)放式無(wú)塵車間加微環(huán)境再配套自動(dòng)物料處理系統(tǒng)automatedmaterialhandlingsystem.AMHS)，一方面，口腔可以使操作人員和其他污染源與硅片完全隔離，另一方面，生產(chǎn)自動(dòng)化的提高非常有利于提高硅片的成品率。開(kāi)放式無(wú)塵車間加微環(huán)境，工藝生產(chǎn)只要求微環(huán)境有嚴(yán)格的清潔度，而開(kāi)放式無(wú)塵車間只需保證5-6級(jí)，嚴(yán)格要求的清潔度面積大大降低，保證清潔度所需的循環(huán)空氣量也相應(yīng)減少，能耗大大降低。一般來(lái)說(shuō)，開(kāi)放式無(wú)塵車間加微環(huán)境的能耗僅為港式無(wú)塵車間的1/3左右。在實(shí)際工程中，微環(huán)境與開(kāi)放式無(wú)塵車間完全分離。此外，開(kāi)放式無(wú)塵車間結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)力設(shè)備減少，從設(shè)計(jì)到施工簡(jiǎn)單快捷，可縮短施工時(shí)間。

采用開(kāi)放式無(wú)塵車間環(huán)境的關(guān)鍵區(qū)域是微環(huán)境，保證硅片加工過(guò)程所需的清潔度。微環(huán)境通常如圖4.圖5所示。

圖4所示的微環(huán)境送風(fēng)由無(wú)塵車間送風(fēng)系統(tǒng)提供，缺點(diǎn)是不靈活，不方便移動(dòng)或增加工藝設(shè)備。目前8”.12”IC生產(chǎn)線使用的微環(huán)境基本以圖5的形式(光刻機(jī)除外)。所有微環(huán)境均由工藝設(shè)備自帶，與工藝設(shè)備緊密結(jié)合，與裝載平臺(tái)緊密結(jié)合.前開(kāi)口傳遞箱(frontopeningunifiedpods．FOUP).懸掛傳輸系統(tǒng)(ovcerheadhoisttransport，OHT)有機(jī)結(jié)合。微環(huán)境系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)直接吸收室內(nèi)空氣，通過(guò)微環(huán)境系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)直接吸收室內(nèi)空氣ULP過(guò)濾器處理后垂直吹，以保證硅片暴露區(qū)域的嚴(yán)格清潔度要求。微環(huán)境中的送風(fēng)截面風(fēng)速通常保持在0.2-0.45m/s，確保過(guò)濾器出口斷面上任何一點(diǎn)的風(fēng)速不超過(guò)平均風(fēng)速±20%，風(fēng)速過(guò)高會(huì)使微環(huán)境溫度偏高。微環(huán)境風(fēng)機(jī)應(yīng)為變頻風(fēng)機(jī)，以適應(yīng)過(guò)濾器的阻力變化，所用過(guò)濾器的效率≥99.99995%(MPPS)。為避免周圍“臟”與周圍環(huán)境(開(kāi)放式無(wú)塵車間)相比，微環(huán)境應(yīng)保持不少于1.25Pa正壓，這可以通過(guò)調(diào)節(jié)底部的回風(fēng)閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。8”.12”IC生產(chǎn)對(duì)防微振要求很高，微環(huán)境中使用的風(fēng)機(jī)靠近生產(chǎn)設(shè)備，因此風(fēng)機(jī)和設(shè)備應(yīng)采取有效的減振措施，風(fēng)機(jī)本身產(chǎn)生的振動(dòng)為3-100Hz頻段內(nèi)任何頻率點(diǎn)的振動(dòng)位移幅值≤1.25μm。

1.2無(wú)塵車間一般有三種形式：集中送風(fēng)系統(tǒng)(centralsystem).隧道系統(tǒng)(tunnelsysterm.FFU系統(tǒng)(fanfilterunitsystem)，如圖6.7.8。

這三種送風(fēng)系統(tǒng)各有特點(diǎn)，從不同的角度會(huì)得出不同的結(jié)論，所以不能簡(jiǎn)單的說(shuō)哪個(gè)好哪個(gè)壞。送風(fēng)系統(tǒng)的采用主要取決于業(yè)主.設(shè)計(jì)師關(guān)注哪些方面。FFU近年來(lái)，該系統(tǒng)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，尤其是在亞太地區(qū)。中國(guó)也不例外，已建和在建的8個(gè)”.12”IC幾乎所有的廠房都使用FFU系統(tǒng)，很多5”.6”IC近年來(lái)，生產(chǎn)廠房也被采用FFU系統(tǒng)。究其原因，除了習(xí)慣，除了習(xí)慣。.除了經(jīng)驗(yàn)等非技術(shù)因素外，還有以下原因：

a)靈活性：在三個(gè)系統(tǒng)中，F(xiàn)FU系統(tǒng)的靈活性是的，特別適合今天IC隨著生產(chǎn)技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)潔凈度生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)格。隧道系統(tǒng)幾乎不靈活，隧道系統(tǒng)以操作區(qū)作為送風(fēng)區(qū).設(shè)備區(qū)作為回風(fēng)空氣循環(huán)系統(tǒng)，但8”.12”IC幾天前，廠房無(wú)塵車間基本采用Ballroom方式，，f：分為操作區(qū)和設(shè)備區(qū)，因此隧道系統(tǒng)不適用J；集中送風(fēng)系統(tǒng)有一定的靈活性，但潔凈系統(tǒng)改造時(shí)必須停機(jī).停產(chǎn)。若要提高局部區(qū)域的清潔度，除無(wú)塵車間頂部外，還要增加無(wú)塵車間的清潔度HEPA/ULPA除過(guò)濾器外，還需要增加循環(huán)機(jī)組，使改造難度大，對(duì)生產(chǎn)影響大；使用過(guò)濾器，還需要增加循環(huán)機(jī)組，使改造難度大，對(duì)生產(chǎn)影響大；FFU系統(tǒng)，局部增加FFU臺(tái)數(shù)或移動(dòng)FFU位置容易實(shí)現(xiàn)，而且可以在不停產(chǎn)的情況下進(jìn)行，對(duì)生產(chǎn)幾乎沒(méi)有影響。

b)調(diào)控：與集中式送風(fēng)系統(tǒng)相比，F(xiàn)FU系統(tǒng)各區(qū)空氣交叉相對(duì)較少，可實(shí)現(xiàn)高精度度控制。隨著電機(jī)和網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的發(fā)展，F(xiàn)FU單個(gè)控制很容易實(shí)現(xiàn)，每個(gè)控制都很容易，每個(gè)控制都很容易，F(xiàn)FU出風(fēng)速度幾乎可以在一定范圍內(nèi)隨意調(diào)節(jié)，很容易解決大跨度無(wú)塵車間遠(yuǎn)近端氣流不均勻的問(wèn)題。FFU也可根據(jù)實(shí)際使用需要停止或少打開(kāi)一部分。

c)可靠性:只要集中送風(fēng)系統(tǒng)中的送風(fēng)機(jī)組出現(xiàn)故障，除非有備用機(jī)組可以立即投入運(yùn)行，否則無(wú)法保證整個(gè)系統(tǒng)的清潔度；對(duì)于隧道系統(tǒng)，一旦循環(huán)機(jī)組停止運(yùn)行，循環(huán)機(jī)組所承擔(dān)的清潔區(qū)域的清潔度.溫濕度不能保證，生產(chǎn)必須停止；而且，F(xiàn)FU系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)要小得多，也就是說(shuō)，系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)要小得多