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(wèn)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(guó)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(méi)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(shì)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(lái)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(guò)風(fēng)管或者建筑結(jié)構(gòu)引進(jìn)來(lái)。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(guò)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(lái)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(chǎng)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(méi)有問(wèn)題，作為制程來(lái)說(shuō)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^(guò)低將容易產(chǎn)生靜電、濕度過(guò)高，對(duì)產(chǎn)品的影響。第二點(diǎn)是正壓，通過(guò)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(lái)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(lái)越大，安裝起來(lái)一部分照明會(huì)被遮掩，噪聲的問(wèn)題比較難解決，主要在設(shè)備選型的時(shí)候注意。接下來(lái)是靜電控制的問(wèn)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(guò)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(lái)講對(duì)環(huán)境是最重要的一部分，也是最容易產(chǎn)生問(wèn)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(wèn)題并不是很突出孫，其他的情況基本問(wèn)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(guò)兩道，第一個(gè)是噴氣式。第二個(gè)是化學(xué)過(guò)濾器，通過(guò)這兩道過(guò)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(lái)自潔凈室內(nèi)，這部分還是通過(guò)化學(xué)過(guò)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(guò)濾器，來(lái)達(dá)到要求。所以AMC控制要求越來(lái)越嚴(yán)，這也是近幾年的事情，單單是設(shè)備進(jìn)行過(guò)濾已經(jīng)不能滿足要求，所以才出來(lái)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。