洁净室介绍..ppt

1、什么是洁净室？,洁净室Cleanroom:空气悬浮粒子浓度受控的房间。它的建造和使用应减少室内诱入、产生滞留粒子。室内其它有关参数如温度、湿度、压力等按要求进行控制。 摘自GB50073-2001洁净厂房设计规范,由于半导体工业所制作的集成电路元件尺寸越来越小，在一块小小的芯片上，整合了许许多多的元器件，因此在制造的过程中就必须防止外界杂质污染源(包括尘埃、金属离子、各类有机物等)，因为这些污染源可以造成元器件性能的劣化及产品成品率和可靠性的降低。所以制造集成电路必须在洁净的环境中进行，以尽量将污染源和硅片隔离。,背景,半导体工厂洁净室示意图,5,.,2,m,5,.,2,m,4,.,8,m,5

2、,.,5,m,1,.,3,10 m (33 ft),10 m (33 ft),72 m (236,2 ft),0.0m,22 m (74 ft),楼梯间,回风,Cl. 100,turbulent,回风区,工艺真空管路,补充气体,工艺原料供应主管路,洗涤塔,排风扇,工艺原料主供应系统,Level 1,Lower,Subfab,Level 2,Level 3,排风扇,钢结构,微环境 （Class 1,SMIF,静压箱,水泥覆盖 防水保温 镀锌浪板,独立过滤风扇,天花吊顶系统,高架地板,架子格,钢结构,特殊气体气柜,无尘电梯,人员操作区 （Class 100),洁净室的空调系统及其气流组织形式,利用

3、风管上送侧排 为非单向流洁净室 易控制大范围的空气流动,利用风管和地板上送下回 为混合流洁净室 适合有较高洁净度和 较大热负荷要求的洁净室 但必须确保架空地板高度,利用FFU和地板上送下回 易形成垂直单向流 适合有较高洁净度要求的洁净室 但必须确保架空地板高度,直接利用空调箱侧送侧回 不能形成同一方向气流，是乱流 适合洁净度要求不高的洁净室,洁净室的构造是怎样的？,洁净室的洁净度是如何确定的？,1立方英尺为单位空间 直径0.5微米的尘埃粒子为比较标准,Class 1：大于0.5微米的粒子少于1个 Class 10：大于0.5微米的粒子少于10个 Class 100：大于0.5微米的粒子少于10

4、0个 Class 1000：大于0.5微米的粒子少于1000个 Class 10000：大于0.5微米的粒子少于10000个,在太平洋中游弋的一条鲣鱼,在某一次研讨会上，讲师说到净化厂房的净化度时，举了 “在太平洋中游弋的一条鱼”的例子来比喻“浮游在空气中的灰尘”，其寓意是要让大家亲身感觉到半导体洁净室方面的那种极其洁净的程度。那么，不妨以ISO 1级的洁净度为例来计算一下就知道了。 洁净度1级的上限是1m3空气中0.1m粒子10个，即浮游粒子在空气中的体积比为5.241/1021。根据世界地理知识，可查到太平洋的面积为16500万km2、平均深度为4282m、体积为70700万km3。 因此

5、，如果用与ISO 1级洁净度相同的粒子比例进行换算，70700万km3的5.2410-21仅3.7 , 3.7也就大约相当于一条鲣鱼的体积。 如果，我们把自己置身于微米世界之中，我想大家就不难亲身感受到在世界第一大洋“太平洋中游弋的一条鲣鱼”是一种什么样的感觉了吧。,尘埃粒子直径的示意图,尘埃粒直径（单位：m）,洁净室的洁净度是如何维持的？,HEPA Filter高效过滤器 High Efficiency Particulate Air Filter,ULPA Filter高效过滤器 Ultra Low Penetration Air Filter,灰尘是如何去除的呢？,过滤器去除灰尘的效率如

6、何呢？（举例）,灰尘又是如何产生的呢？,摘自GB50073-2001洁净厂房设计规范,洁净室的四原则,1、增大换气次数 2、设备发尘部位应有排气 3、室内的气流形式应使得灰尘难以在产品上附着,1、过滤器本身及外框无漏风 2、洁净室需保持一定的正压 3、作业人员需穿洁净服并经风淋 4、带入的工具、材料等必须擦洗干净,1、正确穿着洁净服 2、不使用容易发尘的物品及材料 3、减少不必要的人员走动 4、不用的物品严禁带入,1、清扫作业不留死角，特别是不易清扫的角落和设备周围 2、尽量减少风管、配管暴露于洁净室内 3、实施标准化的清扫作业,除了灰尘还要防止什么呢？,酸、碱SOX、NH3、HCl、HF等

7、有机物VOC DBP等 掺杂物P、B等 金属物Al、Cu、W 等,这些化学物质有什么危害呢？,化学物质又是如何产生的呢？,知道洁净室内为什么要随手关门的道理了吗？,Stepper区： Giga Sorb碱有机 碱 有机 ,CVD区： 低硼ULPA,CVD（HSG）区： Giga Sorb酸碱有机 碱 有机 酸 ,Stepper区： Giga Sorb碱有机 有机 有机 ,化学物质是如何去除的呢？,化学物质去除的效率如何呢？,活性炭,化学过滤器,活性炭是如何吸附化学物质的呢？,活性炭的小孔组织有非常大量的内表面，约1000M2/g 吸附发生在活性炭的内表面 被吸附的化学分子通过扩散进入活性炭庞大

8、的小孔组织，抵达微孔。碰撞发生在微孔表面。 活性炭通过它的弱吸引力有效地抓住化学分子物理吸附 活性炭表面和分子间的相互作用是较弱的，不可能留住较轻的不稳定化学分子 使用精制活性炭（酸、碱、有机） 来对应不同的化学气体分子化学吸附,化学过滤器和FFU的HEPA/ULPA的安装关系举例,有了HEPA、ULPA，还要进行新风的空气净化（湿度控制）,等湿升温（冬季工况）,等焓加湿,冷却除湿,等湿升温,等焓加湿 （夏季工况）,冷却除湿,等湿升温,洁净室的温度是如何控制的？,Cooling Unit 干冷盘管 干冷盘管温差小，温度分布均匀，控制精度高 主要用于小范围作业室的温度控制,Air Handlin

9、g Unit 空调机 自带循环风机，可处理风量较大 主要用于较大范围用力室的温度控制,洁净室的热负荷从哪里来？,洁净室为什么还要控制压差？,洁净室的压差就是使洁净室与周围的空间必须维持一定的静压差，洁净度不同的洁净室之间，或洁净室与一般房间之间保持适当的压差值，其目的是为了保证在洁净度等级低的区域其洁净度遭受破坏时，洁净度等级高的区域可以免受邻室的污染。,知道了吗 洁净室内为什么要随手关门？,不同洁净等级的洁净室之间应维持不小于5Pa的压差，级别高的区域为正压； 洁净区与非洁净区之间也应维持不小于5Pa的压差；洁净区与室外也应维持不小于10Pa的压差。,HHNEC洁净室的断面示意图,自动洗手装置,Airshower 风淋室,Cleanbench洁净工作台,Cleanbooth 层流罩,Passbox 传递窗,洁净室配套设施净化设施,洁净室配套设施高灵敏度烟