半导体芯片制造洁净室介绍课件.ppt

1、 洁 净 室 介 绍 目录n洁净室的定义n洁净室的由来n洁净室的等级n洁净室的计算n洁净室在颀中的应用洁净室的定义n洁净室为将一定空间范围内空气中的微尘粒子、有害空气、细菌等污染物排除，并将室内的温湿度、洁净度、室内压力、气流速度与气流分布、噪音震动及照明、靜电控制在某一需求范围内，而给于特別设计的房间以符合制程工艺之需求洁净室的由来1.19世纪中叶在医院外科手术前,先向手术室内喷洒石碳酸溶液,以控制感染,开始有洁净室的概念。2.1950年，高效粒子空气过滤器（HEPA）问世，成为洁净技术发展史上的第一座里程碑。3.1963年美国颁布了洁净室第一个军用部分的联邦标准209。4.1974年日本政

2、府颁布GMP，进行指导推行。5.1975年世界卫生组织（WHO）正式公布GMP,1977年再次向成员国推荐GMP,并确定为WHO法规6.20世纪80年代以后，美国和日本分别研制成功过滤对象为0.1m，捕集效率达99.99%的新型 超高效过滤器。最终建成0.1m 10级和0.1m 1级的超高级别洁净室，它使洁净技术的发展又 进入一个新时期。7.在我国,空气洁净技术的研究始于20世纪60年代中期,GMP在我国是20世纪70年代末受到重视。1984年颁发了洁净厂房设计规范（GBJ7384),2002年进行了修订（GB500732001),1990年颁发了洁净室施工及验收规范（JGJ7190）。199

3、8年国家药品监督管理局颁布了药品生产质量管理规范（GMP98）。洁净室的等级n空气洁净度：洁净空气中含尘量多少的程度（即含尘浓度）空气洁净度：洁净空气中含尘量多少的程度（即含尘浓度）,含尘浓度高则洁净度低，含尘浓度高则洁净度低，含尘浓度低则洁净度高。含尘浓度低则洁净度高。n等级划分等级划分:美国联邦标准（美国联邦标准（USA Federal StandardUSA Federal Standard）209E209E（19921992年）年）(以单位体积空气中大于等于以单位体积空气中大于等于0.5um0.5um粒径的粒子个数直接命名粒径的粒子个数直接命名)洁净度级洁净度级别别Clean clas

4、s 粒粒 径径 Particles Size(um)0.1 0.2 0.3 0.5 5.0 1 35.0 7.50 3.00 1.00 NA 10 350 75.0 30.0 10.0 NA 100 NA 750 300 100 NA 1000 NA NA NA 1000 7.0 10000 NA NA NA 10000 70.3 100000 NA NA NA 100000 700 日本JISB9920标准 (以单位体积空气中大于等于0.1um粒径的粒子个数以10n表示,按指数n命名为洁净度等级)空气洁净度等级空气洁净度等级(N)大于或等于表中粒径的最大浓度限值大于或等于表中粒径的最大浓度限

5、值(pc/m3)0.1um0.2um0.3um0.5um1um5um1102 210024104 31000237102358 4100002370102035283 51000002370010200352083229610000002370001020003520083202937 3520008320029308 3520000832000293009 352000008320000293000 现在标准现在标准 基于0.5um粒径的各国洁净度等级近似对照表(中国国家标准GB50073-2001等 同采用国际标准ISO14644-1)个个/M30.5um ISO14644-1(1999)

6、US209E(1992)US209D(1988)FRANCEAFNOR(1981)GERMANYVDI 2083(1990)JAPANJAOA(1989)1-3.5 2-0 2 10.0-M1-35.3 3 M1.5 1-1 3 100-M2-353 4 M2.5 10-2 4 1,000-M3-3,530 5 M3.5 100 4,000 3 5 10,000-M4-35,300 6 M4.5 1,000-4 6 100,000-M5-353,000 7 M5.5 10,000 400,000 5 7 1,000,000-M6-3,530,000 8 M6.5 100,000 4,000,0

7、00 6 8 10,000,000-M7-被控制的含尘浓度的具体规定被控制的含尘浓度的具体规定n1、何状态下的含尘浓度、何状态下的含尘浓度 动态、静态、空态动态、静态、空态n2、何范围内的含尘浓度、何范围内的含尘浓度 离地离地0.81.5m高的区域高的区域。洁净室的计算n当按洁净级别划分时，换气次数为：当按洁净级别划分时，换气次数为：100级 360次/h 1000级 50次/h 10000级 25次/h 100000级 15次/h 当然气流速度也是有限制的：当然气流速度也是有限制的：乱流洁净室：吹过水平面的气流速度0.2 m/s 层流洁净室：垂直平行流洁净室0.25m/s 水平平行流洁净室0

8、.35m/s循环次数的计算 FFU是将污染之空气过滤，稀释，使洁净室的环境能达到制程工艺所需之环境，其单位时间内循环次数直接决定着洁净室的品质。单位时间内循环次数可按下式计算：n1=n2*u*s/V 式中：n1为：换气次数 次/s n2为：FFU个数 u 为：经过HEPA的风速 m/s V 为：房间的体积 m3 S 为：FFU截面积 m2 Particle计算公式 各种要求粒径各种要求粒径D的粒子最大允许浓度的粒子最大允许浓度Cn由以下公式确定由以下公式确定:式中：Cn大于或等于要求粒径的粒子最大允许浓度（pc/m3）；Cn是以四舍五入至相近的整数，有效位数不超过三位。N 洁净度等级，数字不超

9、出9，洁净度等级整数之间的中间 数可以按0.1为最小允许递增量。D要求的粒径（m），其值为0.15.0。0.1常数，其量纲为m。08.21.010DCNn室内单位容积发尘量：1,人静止（或基本静止）时：式中：0.4x105:人体单位容积发尘量，粒/m3.分 P:室内人数 :一般为常数82,人动作时,一般认为一个人在室内活动时的发尘量为其静止时的5倍,即 式中：=40关于静压n对于大部分洁净室，为了防止外界污染侵入，需保持室内压力（静压）高于外部的压力（静压），压力差的维持一般应符合以下原则：1.洁净空间的压力要高于非洁净空间的压力。2.洁净度级别高的空间的压力要高于相邻的洁净度级别 低的空间的

10、压力。3.相通洁净室之间的门要开向洁净度级别高的房间。n洁净厂房设计规范规定：不同等级的洁净室以及洁净区与非洁净区之间的静压 差，应不小于4.9Pa。洁净区与室外的静压差，应不小于9.8 Pa。洁净室正压值与房间换气次数的关系 室内静压值(pa)有窗，气密性较差的洁净室（次/h）有窗，气密性较差的洁净室（次/h）无窗土建或洁净室（次/h）4.9 0.90.70.6 9.81 1.51.21.0 14.72 2.21.81.5 19.62 3.02.52.1 24.53 3.63.02.5 29.434.03.32.7 34.344.53.83.0 39.245.04.23.2 44.155.7

11、4.73.4 49.056.55.33.6关于温湿度n洁净空间的温、湿度主要是根据工艺要求来确定的。在满足工艺要求的条件下，应考虑人的舒适感。温度对生产工艺的影响，主要是从产品精度和合格率来考虑的。另一方面也从污染角度考虑。因为温度升高后，会引起人出汗，汗水会对产品产生污染。n湿度过高产生的问题也很多，如相对湿度超过55%以后，冷却水管壁面上会结露。如果发生在精密装置或电路中，就会引起各种事故。相对湿度在50%时易生锈。此外，湿度太高会使物体表面的灰尘难以清除。但是相对湿度低于30%时，又由于静电力的作用使粒子也容易吸附于物体表面，在半导体生产车间，静电会使半导体器件发生击穿。所以，在洁净室内

12、应对温、湿度加以控制。n洁净厂房设计规范中规定：生产工艺无温、湿度要求时，洁净室温度为2026，湿度为70%关于噪声n洁净室内的噪声级，应符合下列要求：一、动态测试时，洁净室内的噪声级不应超过70分贝。二、空态测试时，乱流洁净室的噪声级不宜大于60分贝；层流洁净室的噪声级不应大于65分贝。n20dB 寂静、树叶声、耳语声 讲电话非常清楚 高标准环境n30dB 安静的小树林、小河边 讲电话非常清楚 优良环境n40dB VIP室,会议室,教堂,安静的小区 讲电话良好 满意环境n50dB 一般的办公室 讲电话可以接受 不太满意的环境n60dB 打字室,一般生产区域 计算能力下降 讲电话比较困难n70

13、dB 大声讲话 血管收缩,注意力降低n80dB 繁忙的道路 几乎难以讲电话n90dB 高速行驶之巴士 错误大大增加,反映变得有些迟缓n100dB 繁忙高架桥下 很难受n110dB 防空警报声n120dB 修马路n130dB 喷射飞机起飞 耳朵会痛n140dB 距喷射引擎 25cm 耳膜会破 关于照度和眩光关于照度和眩光n 照度照度 由于洁净室内的工作内容大多有精细的要求，而且又都是密闭性房屋。所以对照明有很高的要求。n 眩光眩光 照度是关于照明量的指标，而照明质量的指标则采用眩光这一概念。如果照明的明亮度得到满足，但若由于眩目而无法工作，则这种照明效果是不好的。洁净室在颀中的应用颀中科技洁净室

14、由MAU+FFU+Dry Coil系统组成，其中FAB1 PHOTO区洁净度为100级FAB1其他区域及FAB3全区洁净度为1000级，更衣室洁净度为10000级，对温湿度要求如下：Photo:温度 2022 湿度 42%48%Fab1其它：温度 1923 湿度 42%55%Fab3:温度 20.523.5 湿度 45%55%外氣空調箱外氣空調箱(MAU)+FFU+Dry Coil系統系統特点：1，双层天花板內空间为微负压 2，適用CLASS 1K1 3，无尘室升級容易 4，建造成本较高、运转成本低 5，运转噪音稍高 6，单一或少量FFU故障，不影响无尘室运转MAFROM OARA SHAFT

15、RA SHAFTMAUSASARARAFFU系统系统(独独立立设设置外置外气气空調箱空調箱)Dry CoilDry Coil系统（新风系统（新风+回风）回风）Dry Coil又称干盘管，顾名思义就是正常使用的时候不冷却到露点的盘管，即：仅改变温度，不改变空气水份含量的湿空气处理过程,在洁净室内主要起到调节温度的作用，在使用的过程中需要注意处理空气的状态，通常来说进入盘管的水温不宜过低，以防止产生凝结水，从而影响Dry Coil的冷却效果及洁净室内环境。例如，颀中Fab1&Fab3，MAU新风送风露点温度基本维持11左右则Dry Coil进水温度(即：DCP出水温度)理论上应大于11，才不至于结露，现阶段 Fab1&Fab3 DCP出水温度基本在14.5，完全合乎理论。风淋室n风淋室 风淋室是用于吹除人、物表面附着的尘埃，同时起气闸作用，防止未经净化的 空气进入洁净区域。是进行人身、物料 净化和防止室外 空气侵入洁净区的 有效设备。风淋室可分为：小室式、通道式 小室式通过能力有限，但吹淋效果好。通道式允许连续多人吹淋，通过能力大，但吹淋效果差，适用于工作人员较多的场合。传递窗传递窗是用来在洁净室有内外或洁净室之间传递物件时可起隔气流贯穿作用的孔口装置，以防止污染随物件的传递而传播。传递窗可分为：机械式 洁净式 灭菌式 封闭可取式