10 工!艺相关系统》
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10.》1 净 化 !区,
】10.1《.1 ? 集成电路技—术,从最初在同一块【。衬底:材料上只能集成屈指!可数的几《个半导?。体器件和无源元【件的水平已》经发展到今天的在一!个平方厘米》的硅晶片上》就可以集成》几千:万,个元件水《。平,随着时代的发展单】。个元:器件的尺寸》越,来越小单个集—成电路芯片的面积】越来越大这就—使得集?成电路的集成度越来!越高集成《电路芯片加工精【度和生?产环境的洁净度密不!可分
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【 洁净《区空气中的尘埃会直!接影响?芯片的品质》。表3为美国半导【体,工,业联合会(SI【。A)制定《的有关半导体技术发!展路:线图:中的数据
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表3 — 半导体工业芯片】面积与?特征尺寸、》临界缺陷尺》寸
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从表!3中的临界》缺,陷尺寸一栏清楚【地表明了晶圆片表面!。多大:尺寸的随机缺陷或】颗粒就会引起—集成电路芯》片功:能的失败由于临界】缺陷尺寸应小于最】小特:征,尺寸的一半》对,于,当今20nm的最小!特,征尺寸临界缺陷【尺,寸,只能小于10nm】例如在?。光刻:胶的曝光过程中【如果晶圆片表面存在!一个尘埃颗粒则这个!小颗粒就《会影响到其下方【光刻胶的曝光假如】由,。此引起的缺陷尺【寸已经接《近了:所要光刻图形的【。特征尺寸且该缺陷】恰好又处在芯片上】的某个?关键区域那么就极有!可能导致该处—的器件?功能失效《;当处在《栅氧化工艺》步骤:时一:个位于M《OSFET栅—氧化层区域的颗【粒就很可《能会引起器件失【效对于?一个:现代的?硅集成电路芯片制】造厂来说据统计大】约75%《的成品率损失都是由!于晶圆上的尘埃【。颗粒而直《接引起
!由于产品和工—艺设:备不同?。对洁净室内空气洁净!度等级?和被控粒子粒径、】温度:、相对湿度控制要】求也不相同因此【生产:区域:。的洁净度等级—应根据工艺要求【确定:为了有效地保—证产品合格率—。避,免,概念混淆应采用【现行:国家标?准,洁净厂房设计规范】GB 50073表!3.:0.1作《为统一标准如表4所!示该表等同于—国际标准ISO 】1,4644《-1洁净室及相关】控制:环,境, 第1?。部分空气洁净度等】级的分类《也便于与国》。际,。接轨确?定空:气,洁净:度等级?。。所处状?态的目的是便于设】计、施工和项目验】。。收更主要的是满足产!。品生产要《求
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表4 洁净室】及洁净区空气中悬浮!粒,子洁净?。度等级
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《10.?1.3 为保证洁!净室空?气平衡和洁净室【内,的正:压值:新,鲜空气量《应等于补偿室—。内,排风量和保持—室内正压值》所需新鲜空气量之】和同时新鲜空气量】应满足人员》新鲜空气需求量因此!取两:者,之中:的最:大值现行国家—标,准采暖通风》与空气调节设—计规范GB 50】019规定“工【业建筑应保证每人不!小于30m3/【h的新风《量”洁净厂房—设,计规范GB 500!73规定“保证【供,。。给洁净室内每人【每小时的新鲜空【气量不小于40【m3/h”芯片【厂房内使用化—学品、特种气体【等原料这些》物品具有有毒—有害、?易燃、易爆》等特性因此》在本:。条第2款制定了“】保证:供给洁净区内人员】所,。需的:新,鲜空:气量”的规》定
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1》0,.1.4 —洁净:室与相邻《。的房间应保持一【定压差确保洁净室】在正常状态或空【气平衡暂时受到【破坏时气流》只能:从空气洁《净度等级《高的房间《流向空气洁净—度等级低的房间使洁!净室内的洁净—度不会受到污染空】气的:影响:渗,漏空气量与压差【值有关压差值选【择应适当若压—差值过?小洁净?室正压容易被破【坏洁净室的洁—净度会受到影响若】压差值过大渗漏风量!会较大补充新风量】就,相应增?加新:风空调冷热负—荷也会相应增加新风!空调器容《。量也会增大过—滤器负荷也会—增加过滤器使—用寿命也会缩短试】验结果表《明洁净室《内正压值小于—5Pa时洁净室【外的污染《空气就有可能—渗入洁净《室内:室外空气《在洁净?厂房:。的迎风?面上产?生正压在背风面上产!生负压因此洁—。净室相对于室外【的压差参照点应位于!迎风:面洁净室与室外的】相对压力应大于或】等于5Pa
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10.1】.5 近年—来国内外《集成电路芯片—洁,净室大多数采—用大空间(》Ba:llr?oo:m)与微环境相结合!型式主要工艺—生产区域洁净度等】。级,为ISO5》、ISO《6级气流流》型为非单向流一般】采用顶?布FFU送风架空】地板:。下回风满布率为1】。7%~25%主要生!产设备操作区—域布置在《。微环境内微环—境洁净度等级为【ISO2、》ISO3、IS【O4:级辅助区域洁净度】等级一般为IS【O5、ISO6级】通常采用非单向流】光,刻、电子束曝—光等区域《洁,。净度等级为I—SO4级或者—更高.通《常采用顶部满布F】FU送风架空地板】。下回:风国际?标,准化:组织ISO/T【C20?9技术委员》会发布的IS—O 1464—4-4洁净》室及:。相,关控:制环境 第—4部分设《计、建造《和试运行中的表B.!2微电子洁》净室:的实例列《出了空气洁净度【等级、气流流—型、洁?净送:风量的数据如表5】所示
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表:5 ?微,电子洁净室》的,实例
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10.1【.7:、10.1.—8 ?洁净区的送风方式有!集中送风、风机过滤!器机组?。(,FF:U)形式目前大规模!集成电路厂房—洁净区?面积大、洁净度等】级高、?送风:量,很大通常采》用F:FU送风方》式对于规模较—小的实验《室由于面积小洁【净度等级较低送风】量较小可采用集中送!风方式或FFU送风!方式FFU送—风方式?由于空?气循环路《。。径,短气流速度低阻【力损失小《风机送风《压头低单位送风量】电,耗较集中送风方式低!对于洁净度等—级高的洁净室推荐采!用风机?过滤器机组(—FFU?)送风?
—10.1《.9 硅集成电】路芯片厂房洁净室】规,。。模较大新风量很大】通常:采用多台新风机【组集中?处理新风集》中处理新风具有【以下优?点
1 ! 新:风集中处理可以去除!新风中绝大部分【的灰尘有效延长【了末:级高效空气过滤器】(HEP《A)、超高》效空气过《滤器(ULPA)的!使用寿?。命;
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2 —新风集中处理—有利:于去除新风中的水】溶性化?学污染物《降低:了末级化《学过滤器的负荷;】
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:3 新《风集中处理有利于洁!净室:湿度控制避免冷热抵!消节约能耗;
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4 通常芯!。片厂房新风机组有】。多台并?设置备用机组宜并联!运行由于工艺—设备分期安装且生】产,技术发展《升级:速度迅速设备更新】升级快?工艺设备排风量会】随运行设备数量【。和运行负荷》率的:变化而变化》新风量也是》变化的因《此,建议新?。风系统送《风机采用《变频措施以》适应新风《需求量?的变化?
—10.1《.11 干—盘管是?。采用:中,温冷冻水《作为:冷媒的空气换热【设备安装洁》净室回风通路上消除!洁净:室内余热因其表面温!。度高于洁净室—内空气露《点温度不会》产生冷凝《水干盘?管应用?。于洁净?室一般迎《风面速度控制—在2m/s以下【以降低盘管空气【阻力干盘管正常【运行时不会》产生冷凝水不需要】设置集水《盘,但考虑到设》备和管道检修建议】设置检修排水设施】
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