潔凈室介紹課件

什么是潔凈室？潔凈室Cleanroom:空氣懸浮粒子濃度受控的房間。它的建造和使用應(yīng)減少室內(nèi)誘入、產(chǎn)生滯留粒子。室內(nèi)其它有關(guān)參數(shù)如溫度、濕度、壓力等按要求進(jìn)行控制?！訥B50073-2001《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》由于半導(dǎo)體工業(yè)所制作的集成電路元件尺寸越來越小，在一塊小小的芯片上，整合了許許多多的元器件，因此在制造的過程中就必須防止外界雜質(zhì)污染源(包括塵埃、金屬離子、各類有機(jī)物等)，因?yàn)檫@些污染源可以造成元器件性能的劣化及產(chǎn)品成品率和可靠性的降低。所以制造集成電路必須在潔凈的環(huán)境中進(jìn)行，以盡量將污染源和硅片隔離。背景半導(dǎo)體工廠潔凈室示意圖5.2

m5.2

m4.8

m5.5

m1.310m(33ft)10m(33ft)72m(236,2ft)0.0m22m(74ft)樓梯間回風(fēng)Cl.100turbulent回風(fēng)區(qū)工藝真空管路補(bǔ)充氣體工藝原料供應(yīng)主管路洗滌塔排風(fēng)扇工藝原料主供應(yīng)系統(tǒng)Level1LowerSubfabLevel2Level30.6m排風(fēng)扇鋼結(jié)構(gòu)微環(huán)境（Class1,SMIF靜壓箱水泥覆蓋防水保溫鍍鋅浪板獨(dú)立過濾風(fēng)扇天花吊頂系統(tǒng)高架地板架子格鋼結(jié)構(gòu)特殊氣體氣柜無塵電梯人員操作區(qū)（Class100)潔凈室的空調(diào)系統(tǒng)及其氣流組織形式Cleanroom潔凈室利用風(fēng)管上送側(cè)排為非單向流潔凈室易控制大范圍的空氣流動(dòng)利用風(fēng)管和地板上送下回為混合流潔凈室適合有較高潔凈度和較大熱負(fù)荷要求的潔凈室但必須確保架空地板高度Cleanroom潔凈室Cleanroom潔凈室利用FFU和地板上送下回易形成垂直單向流適合有較高潔凈度要求的潔凈室但必須確保架空地板高度直接利用空調(diào)箱側(cè)送側(cè)回不能形成同一方向氣流，是亂流適合潔凈度要求不高的潔凈室潔凈室的構(gòu)造是怎樣的？低中高設(shè)備費(fèi)用循環(huán)風(fēng)量較少運(yùn)行成本最低對生產(chǎn)設(shè)備的發(fā)熱、排熱進(jìn)行分別處理，可以降低運(yùn)行成本生產(chǎn)設(shè)備的發(fā)熱即為空調(diào)的熱負(fù)荷，運(yùn)行成本最高運(yùn)行成本20－50次/h通道內(nèi)200－400次/h，下降風(fēng)速0.25-0.45m/s；其它區(qū)域100－200次/h400－500次/h、下降風(fēng)速0.45m/s換氣次數(shù)10,000～100,000級室內(nèi)潔凈度不高易受作業(yè)人員的活動(dòng)而導(dǎo)致潔凈度下降1～10,000級潔凈通道內(nèi)為高潔凈度區(qū)域可以減少作業(yè)人員對潔凈度的影響1～1000級室內(nèi)全部為高潔凈度區(qū)域易受作業(yè)人員的活動(dòng)而導(dǎo)致潔凈度下降潔凈度潔凈室氣流方式流程圖亂流方式部分層流方式全面垂直層流方式比較項(xiàng)目潔凈室的潔凈度是如何確定的？10000000001101001000100001000000.010.1110顆粒直徑（μm）顆粒數(shù)量（個(gè)）Class1Class10Class100Class1000Class100000.51立方英尺為單位空間直徑0.5微米的塵埃粒子為比較標(biāo)準(zhǔn)Class1：大于0.5微米的粒子少于1個(gè)Class10：大于0.5微米的粒子少于10個(gè)Class100：大于0.5微米的粒子少于100個(gè)Class1000：大于0.5微米的粒子少于1000個(gè)Class10000：大于0.5微米的粒子少于10000個(gè)在太平洋中游弋的一條鰹魚在某一次研討會(huì)上，講師說到凈化廠房的凈化度時(shí)，舉了“在太平洋中游弋的一條魚”的例子來比喻“浮游在空氣中的灰塵”，其寓意是要讓大家親身感覺到半導(dǎo)體潔凈室方面的那種極其潔凈的程度。那么，不妨以ISO1級的潔凈度為例來計(jì)算一下就知道了。潔凈度1級的上限是1m3空氣中0.1μm粒子＜10個(gè)，即浮游粒子在空氣中的體積比為5.24×1/1021。根據(jù)世界地理知識，可查到太平洋的面積為16500萬km2、平均深度為4282m、體積為70700萬km3。因此，如果用與ISO1級潔凈度相同的粒子比例進(jìn)行換算，70700萬km3的5.24×10-21僅3.7?,3.7?也就大約相當(dāng)于一條鰹魚的體積。如果，我們把自己置身于微米世界之中，我想大家就不難親身感受到在世界第一大洋——“太平洋中游弋的一條鰹魚”是一種什么樣的感覺了吧。塵埃粒子直徑的示意圖塵埃粒直徑（單位：μm）0.00010.0010.010.11.010100100010000香煙的煙顏料煙硅砂花粉植物孢子水泥人的頭發(fā)重工業(yè)發(fā)出的粒子病毒細(xì)菌化學(xué)物質(zhì)0.5μm潔凈室的潔凈度是如何維持的？CoolingCoil干式冷盤管Fab生產(chǎn)層Sub-Fab下技術(shù)層Chamber回風(fēng)靜壓室Shaft回風(fēng)井道FanFilterUnit風(fēng)機(jī)過濾單元Cleanroom潔凈室Chamber回風(fēng)靜壓室AHU空調(diào)機(jī)Duct風(fēng)管HEPAFilter高效過濾器——HighEfficiencyParticulateAirFilter密封條外框過濾器介質(zhì)波浪型隔離體褶皺狀濾紙外框熱溶膠熱溶膠（多處加工）外框?yàn)V紙ULPAFilter高效過濾器——UltraLowPenetration

AirFilter灰塵是如何去除的呢？過濾器去除灰塵的效率如何呢？（舉例）名稱灰塵粒徑捕集率HEPA高效0.30μm99.97～99.999％ULPA超高效99.9995%以上0.15μm灰塵又是如何產(chǎn)生的呢？25357825空氣中漏入原料中帶入設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生生產(chǎn)過程產(chǎn)生人員因素造成——摘自GB50073-2001《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》潔凈室的四原則1、增大換氣次數(shù)2、設(shè)備發(fā)塵部位應(yīng)有排氣3、室內(nèi)的氣流形式應(yīng)使得灰塵難以在產(chǎn)品上附著不將灰塵帶入不讓灰塵產(chǎn)生不讓灰塵堆積迅速排除灰塵1、過濾器本身及外框無漏風(fēng)2、潔凈室需保持一定的正壓3、作業(yè)人員需穿潔凈服并經(jīng)風(fēng)淋4、帶入的工具、材料等必須擦洗干凈1、正確穿著潔凈服2、不使用容易發(fā)塵的物品及材料3、減少不必要的人員走動(dòng)4、不用的物品嚴(yán)禁帶入1、清掃作業(yè)不留死角，特別是不易清掃的角落和設(shè)備周圍2、盡量減少風(fēng)管、配管暴露于潔凈室內(nèi)3、實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化的清掃作業(yè)除了灰塵還要防止什么呢？酸、堿——SOX、NH3、HCl、HF等有機(jī)物——VOC→DBP等摻雜物——P、B等金屬物——Al、Cu、W等這些化學(xué)物質(zhì)有什么危害呢？結(jié)合不緊密金屬物氧化膜老化有機(jī)物P、N翻轉(zhuǎn)摻雜物保護(hù)層顯影不良堿性物誘發(fā)硼污染（鹽酸和PTFE反應(yīng)生成硼）酸型物危害化學(xué)物質(zhì)化學(xué)物質(zhì)又是如何產(chǎn)生的呢？大氣（農(nóng)藥）、生產(chǎn)中使用的化學(xué)品、HEPA、阻燃劑H3BO3、BF3、H3PO4、磷酸脂、有機(jī)磷摻雜性氣體Dopants大氣、生產(chǎn)中使用的化學(xué)品、可塑劑、硅烷、建材酞酸脂、硅氧烷、芳香族碳水化合物、脂肪族碳水化合物凝縮性有機(jī)物Condensables大氣、生產(chǎn)中使用的化學(xué)品、作業(yè)人員NH3、NH4OH、TMAH、TMA、TEA、HMDS、CHA堿性物質(zhì)Bases大氣、生產(chǎn)中使用的化學(xué)品SOX、NOX、HCl、H3PO4、HF、HNO3、H2SO4酸性物質(zhì)Acids主要來源化學(xué)物質(zhì)分類知道潔凈室內(nèi)為什么要隨手關(guān)門的道理了嗎？Stepper區(qū)：GigaSorb堿＋有機(jī)┌──┐│堿│├──┤│有機(jī)│└──┘CVD區(qū)：低硼ULPACVD（HSG）區(qū)：GigaSorb酸＋堿＋有機(jī)┌──┐│堿│├──┤│有機(jī)│├──┤│酸│└──┘Stepper區(qū)：GigaSorb堿＋有機(jī)┌──┐│有機(jī)│├──┤│有機(jī)│└──┘化學(xué)物質(zhì)是如何去除的呢？0102030405060708090100050100150200效率％Gigasorb堿Gigasorb酸測試條件:濕度：50%溫度:20～23°C風(fēng)量：2600m3/h吸附物g化學(xué)物質(zhì)去除的效率如何呢？活性炭化學(xué)過濾器活性炭是如何吸附化學(xué)物質(zhì)的呢？活性炭的小孔組織有非常大量的內(nèi)表面，約1000M2/g吸附發(fā)生在活性炭的內(nèi)表面被吸附的化學(xué)分子通過擴(kuò)散進(jìn)入活性炭龐大的小孔組織，抵達(dá)微孔。碰撞發(fā)生在微孔表面?；钚蕴客ㄟ^它的弱吸引力有效地抓住化學(xué)分子——物理吸附活性炭表面和分子間的相互作用是較弱的，不可能留住較輕的不穩(wěn)定化學(xué)分子使用精制活性炭（酸、堿、有機(jī)）來對應(yīng)不同的化學(xué)氣體分子——化學(xué)吸附微孔微孔微孔氣流化學(xué)過濾器和FFU的HEPA/ULPA的安裝關(guān)系舉例風(fēng)向酸化學(xué)過濾器(C)堿化學(xué)過濾器(A)有機(jī)化學(xué)過濾器(L)FFU用ULPA過濾器有了HEPA、ULPA，還要進(jìn)行新風(fēng)的空氣凈化（濕度控制）后過濾器除5μm以上顆粒（效率82％以上）預(yù)熱盤管冬季空氣預(yù)熱初效過濾器除5μm以上顆粒（效率75％以上）中效過濾器除1μm以上顆粒（效率90％以上）化學(xué)過濾器除H2S、SOX、NOX、除HCl、NH3除Cl2、O3、HEPA過濾器除0.1μm以上顆粒（效率99.999％以上）再熱盤管加熱空氣調(diào)整溫、濕度溫度：21.5±0.5℃濕度：40±15％水噴淋段除氨除懸浮物加濕空氣新風(fēng)冷卻盤管冷卻空氣除濕至露點(diǎn)溫度溫度：10℃濕度：100％變頻風(fēng)機(jī)排氣風(fēng)量補(bǔ)充泄漏風(fēng)量補(bǔ)充金屬網(wǎng)防鳥防蟲防漂浮物空氣溫度：-5~40℃濕度：0~100％SO2：10～120mg/M3

NO2：10～150mg/M3可吸入顆粒：

10～200mg/M3大氣含塵計(jì)數(shù)濃度：1.3×108個(gè)/M3

溫度：21.5±0.5℃濕度：40±15％潔凈度：約Class1等濕升溫（冬季工況）等焓加濕冷卻除濕等濕升溫等焓加濕（夏季工況）冷卻除濕等濕升溫潔凈室的溫度是如何控制的？CoolingUnit干冷盤管干冷盤管溫差小，溫度分布均勻，控制精度高主要用于小范圍作業(yè)室的溫度控制AirHandlingUnit空調(diào)機(jī)自帶循環(huán)風(fēng)機(jī)，可處理風(fēng)量較大主要用于較大范圍用力室的溫度控制潔凈室的熱負(fù)荷從哪里來？59%8%29%4%生產(chǎn)設(shè)備動(dòng)力設(shè)備其它——照明、人體、建筑物大氣熱負(fù)荷名稱1建筑物熱負(fù)荷來自建筑物外墻、屋頂?shù)?人體熱負(fù)荷來自人體的發(fā)熱3照明熱負(fù)荷來自熒光燈的輻射熱4生產(chǎn)設(shè)備熱負(fù)荷加熱器、馬達(dá)、泵等5動(dòng)力設(shè)備熱負(fù)荷空調(diào)機(jī)、FFU來源No.潔凈室為什么還要控制壓差？潔凈室的壓差就是使?jié)崈羰遗c周圍的空間必須維持一定的靜壓差，潔凈度不同的潔凈室之間，或潔凈室與一般房間之間保持適當(dāng)?shù)膲翰钪?，其目的是為了保證在潔凈度等級低的區(qū)域其潔凈度遭受破壞時(shí)，潔凈度等級高的區(qū)域可以免受鄰室的污染。知道了嗎——潔凈室內(nèi)為什么要隨手關(guān)門？不同潔凈等級的潔凈室之間應(yīng)維持不小于5Pa的壓差，級別高的區(qū)域?yàn)檎龎?；潔凈區(qū)與非潔凈區(qū)之間也應(yīng)維持不小于5Pa的壓差；潔凈區(qū)與室外也應(yīng)維持不小于10Pa的壓差。HHNEC潔凈室的斷面示意圖P/W室Class10000D區(qū)1FC/