半导体制造技术：制造环境-洁净室

Chapter2

ManufacturingEnvironment

-IntroductiontotheCleanroom

(制造环境-介绍洁净室)Cleanroom(超净间)Acleanroomisanenvironment,typicallyusedinmanufacturingorscientificresearch,thathasalowlevelofenvironmentalpollutantssuchasdust,airbornemicrobes,aerosolparticlesandchemicalvapors.（超净间，通常使用在制造或科学研究中，具有低水平的环境污染物，如灰尘，空气传播的微生物，气溶胶粒子和化学蒸气）ThefeaturesizeofamodernDRAM:33nm.（DRAM：动态随机存取存储器，最为常见的系统内存）Thesizeofadust:0.1micron~10micron（微米）Theairenteringacleanroomfromoutsideisfilteredtoexcludedust,andtheairinsideisconstantlyrecirculatedthroughhigh-efficiencyparticulateair(HEPA)and/orultra-lowpenetrationair(ULPA)filterstoremoveinternallygeneratedcontaminants.

输入洁净室的空气来自外部，被过滤以排除粉尘，内部空气是通过高效微粒空气（HEPA）不断再循环和/或超低穿透空气（ULPA）过滤器，以除去内部产生的污染物"TurbulentCleanroom"“LaminarflowCleanroom"Whatisthebiggestcontaminationsource?

（谁是最大的污染源）发尘量超净间内的发尘量，来自设备的可考虑通过局部排风排除，不流入室内；产品，材料等在运送过程中的发尘与人体发尘量相比，一般极小，可忽略；由于金属半壁（彩钢夹心板）的应用来自建筑表面的发尘也很少，一般占10%以下，发尘主要来自人，占90%左右。在人的发尘量上，由于服装材料和样式的改进，发尘绝对量也不断减少。A、材质：棉质发尘量最大，以下依次为棉、的确良、去静电纯涤纶、尼龙。B、样式：大挂式发尘量最大，上下分装型次之，全罩型最少；C、活动：动作时的发尘量一般达到静止时间3-7倍；D、清洗：用溶剂洗涤的发尘量降至用一般水清洗的五分之一。室内维护结构表面发尘量，以地面为准，大约相应8平方米地面时的表面发尘量与一个静止的人的发尘量相当。发菌量（１）超净间内当工作人员穿无菌服时：静止时的发菌量一般为10-300个/min.人;躯体一般活动时的发菌量为150-1000个/min.人（２喷嚏一次一般为4000~62000个/min.人（３）穿平常衣服时发菌量3300~62000个/min.人（４）无口罩发菌量:有口罩发菌量1:7~1:14（５）发菌量：发尘量1:500~1:1000（６）手术中人员发菌量878个/min.人Airborneparticulatesize

（空气中的颗粒大小）Cleanroomclassifications

（超净间分类）

USFEDSTD209Ecleanroomstandards（美国标准）Classmaximumparticles/ft3ISO

equivalent≥0.1

µm≥0.2

µm≥0.3

µm≥0.5

µm≥5

µm1357.5310.007ISO3103507530100.07ISO41003,5007503001000.7ISO51,00035,0007,50030001,0007ISO610,000350,00075,00030,00010,00070ISO7100,0003.5×106750,000300,000100,000700ISO8

MostlyUsed!（≥0.5

µm那一列是最常用的）增加公制单位的

USFEDSTD209EcleanroomstandardsISO14644-1cleanroomstandards（国际标准）Classmaximumparticles/m3FEDSTD209E

equivalent≥0.1

µm≥0.2

µm≥0.3

µm≥0.5

µm≥1

µm≥5

µmISO1102.371.020.350.0830.0029ISO210023.710.23.50.830.029ISO31,000237102358.30.29Class1ISO410,0002,3701,020352832.9Class10ISO5100,00023,70010,2003,52083229Class100ISO61.0×106237,000102,00035,2008,320293Class1,000ISO71.0×1072.37×1061,020,000352,00083,2002,930Class10,000ISO81.0×1082.37×1071.02×1073,520,000832,00029,300Class100,000ISO91.0×1092.37×1081.02×10835,200,0008,320,000293,000RoomairOK!Youmayworklikethis!BeforeEnteringaCleanroomUnderstandthepurposeofcleanroomprotocol（规范）Knowwhatclass（）类型ofcleanroomyou'reenteringShowerinthemorning（洗干净！hiahia~~）Donotwearcosmetics（化妆品）,hairspray（发胶）,perfumes（香水）,orcolognesintoacleanroomWearappropriateattire（服装）underyourcleanroomgarb（外衣）Cleanorchangeyourshoesonthewayin（注意是在路上换，不是进去换）Stowpersonalitemsyouwon'tbetakingintothecleanroom（再仔细检查一下，我擦，真矫情）Discard（丢掉）candy,gum,oranythingelseinyourmouth（就是嘴里别吃东西）Putonyourcleanroomgearinthecorrectorder（以正确的顺序打开超净间开关）Actasifyouarenowasurgeon:don'ttouchanythinguntilyouareinPassthroughtheairshowerAwaferhandler.KeepcleanroomprotocolinmindwheneveryouworkwithinacleanroomAdditionalKnowledge:PM2.5

（额外知识，PM2.5）particulatematter

(PM)-aretinypiecesofsolidorliquidmatterassociatedwiththeEarth'satmosphere.（与地球的大气层相关的小块的固体或液体物质）。Subtypesofatmosphericparticlematterincludesuspendedparticulatematter(SPM)大气颗粒物亚型包括悬浮颗粒物（SPM）,respirablesuspendedparticle（可吸入悬浮颗粒）(RSP;particleswithdiameterof10micrometresorless),fineparticles（细颗粒）(diameterof2.5micrometresorless,ultrafineparticles（超细颗粒）,andsoot（烟煤）.UltrapureWater（超纯水）Severalcharacteristicrequirementsthatareimportanttoeveryend-userofUPW:（几个要求）Bacterialproliferation（细菌繁殖）Particulates（颗粒）Organiccontaminants,typicallymeasuredastotalorganicortotaloxidizablecarbon(TOC)（有机污染物，通常测量为总有机或总可氧化的碳（TOC））Metalliccontaminants（金属污染物）Anioniccontaminants（阴离子污染物）Resistance>10MΩ·cmat25oC（电阻）Purificationprocess（净化过程）grossfiltrationforlargeparticulates,（对大颗粒的总体过滤）carbonfiltration,（碳过滤）watersoftening,（水软化）reverseosmosis,（反渗透，用到半透膜）exposuretoultraviolet(UV)lightforTOCand/orbacterialstaticcontrol,（暴露于紫外线（UV）光进行TOC和/或细菌的静态控制）polishingusingeitherionexchangeresins（用任一离子交换树脂抛光）finallyfiltrationorultrafiltration（最后过滤或超滤）Purificationprocess中国国家电子超纯水规格

GB/T1146.1-1997级别

指标

EW-IEW-II电阻率MΩ.cm（25℃）18以上（95%时间）不低于1715（95%时间）不低于13硅≤µg/l210>1µM微粒数≤个/ml0.15细菌个数≤个/ml0.010.1铜≤µg/l0.21锌≤µg/l0.21镍≤µg/l0.11钠≤µg/l0.52钾≤µg/l0.52氯≤µg/l11硝酸根≤µg/l11磷酸根≤µg/l11硫酸根≤µg/l11总有机碳≤µg/l20100UltrapureGas（超纯气体）Purification>99.9999%（纯度）Commonlyused（常用的是）：O2、N2、H2

&ArFurtherpurifiedbeforeuse.（使用前净化）GradesofChemicals（化学品等级）

CP(ChemicallyPure)化学纯试剂AR(AnalyticalReagent分析纯