半導(dǎo)體生產(chǎn)與潔凈度

1、半導(dǎo)體生產(chǎn)與潔凈度半導(dǎo)體特性決定其制造過(guò)程必須有潔凈度要求雜質(zhì)對(duì)半導(dǎo)體的特性有著改變或破壞其性能的作用，所以在半導(dǎo)體器件生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)什么都必須嚴(yán)格控制，雜質(zhì)有各種各樣的，如金屬離子會(huì)破壞半導(dǎo)體器件的導(dǎo)電性能，灰塵粒子破壞半導(dǎo)體器件的表面結(jié)構(gòu)等。2一、生產(chǎn)環(huán)境潔凈 半導(dǎo)體器件生產(chǎn)環(huán)境要求很嚴(yán)，要求恒溫、恒濕，按單位體積中規(guī)定的尺寸灰塵粒子為標(biāo)準(zhǔn)分成潔凈度的等級(jí)。一般分為10級(jí)、100級(jí)、1000級(jí)、10000級(jí)、100000級(jí)。 我們車間擴(kuò)散間是1萬(wàn)級(jí)，其它區(qū)域是 潔凈度以每立方米（或叫每立方英尺）空氣中的最大允許粒子來(lái)確定。等級(jí)名稱為每立方米空氣中大于等于0.5微米的最大允許粒子數(shù)的常用對(duì)數(shù)值

2、（以10為底），(英制單位是等級(jí)名稱為每立方英尺空氣中大于等于0.5微米的最大允許粒子數(shù))3檢測(cè)（顆粒測(cè)試儀）1）浮游粒子潔凈度的檢測(cè)（顆粒測(cè)試儀）采樣：任何潔凈區(qū)的取樣點(diǎn)不少于2個(gè)，除受潔凈區(qū)劃內(nèi)的設(shè)備限制外，取樣點(diǎn)應(yīng)在整個(gè)潔凈區(qū)均勻分布，每個(gè)選定的取樣點(diǎn)應(yīng)至少取樣一次。在一個(gè)區(qū)內(nèi)總共應(yīng)最少取樣5次，每個(gè)取樣點(diǎn)取樣應(yīng)多于一次，而不同的取樣點(diǎn)取樣次可以不同2）取樣量度和取樣時(shí)間：取樣量不少于0.00283立方米（合0.1立方英尺），并且計(jì)算所得取樣量結(jié)果不得四舍五入。取樣時(shí)間可以用取樣量除以取樣速率來(lái)計(jì)算。4潔凈度的理解潔凈度指潔凈空氣中空氣含塵（包括微生物）量多少的程度。美國(guó)聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)中潔凈室

3、等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)換算，每一等級(jí)都對(duì)每立方米空氣中直徑大于等于0.5um 的灰塵粒的數(shù)量有嚴(yán)格的規(guī)定。規(guī)范還詳加注明：“對(duì)于空氣潔凈度為100級(jí)的潔凈室內(nèi)大于等于5微米塵粒的計(jì)數(shù)，應(yīng)進(jìn)行多次采樣，當(dāng)其多次出現(xiàn)時(shí)，方可認(rèn)為該測(cè)試數(shù)值是可靠的。”硬盤的工作環(huán)境要求是10級(jí)，這幾乎達(dá)到了最理想狀態(tài)下的無(wú)塵，也是普通工作環(huán)境所不可能做到的，更是任何民用資金都無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。然而從現(xiàn)實(shí)角度來(lái)看，100級(jí)還是可行的，畢竟數(shù)據(jù)恢復(fù)過(guò)程只需要短時(shí)間，暫時(shí)不會(huì)造成很大的影響。只不過(guò)100級(jí)潔凈間的資金投入相當(dāng)大，幾乎絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)服務(wù)商都不具備這樣的實(shí)力。 實(shí)力較小的服務(wù)商可能會(huì)選擇1000級(jí)潔凈間，此時(shí)已經(jīng)嚴(yán)重影響了效果

4、。然而更為驚人的是，部分服務(wù)商甚至采用萬(wàn)級(jí)潔凈間，這對(duì)于硬盤實(shí)在是巨大的傷害，很可能導(dǎo)致原本有希望恢復(fù)的數(shù)據(jù)付之一炬。不過(guò)由于數(shù)據(jù)恢復(fù)行業(yè)的特殊性，即便操作失敗也無(wú)需承擔(dān)責(zé)任，因此這類選擇低成本投入的服務(wù)商寧可犧牲成功率以換取低價(jià)格，以此來(lái)吸引部分并不懂行的客戶。更加讓人瞠目結(jié)舌的是，為了欲蓋彌彰，這些服務(wù)商居然號(hào)稱萬(wàn)級(jí)潔凈間、十萬(wàn)級(jí)潔凈間，企圖以錯(cuò)誤的概念來(lái)混淆視聽，讓客戶誤以為數(shù)值越高反而潔凈程度越高。5潔凈度潔凈室達(dá)到潔凈度要求的必要條件一、送風(fēng)潔凈度 要保證送風(fēng)潔凈度符合要求，關(guān)鍵是凈化系統(tǒng)末級(jí)過(guò)濾器的性能和安裝。凈化系統(tǒng)末級(jí)過(guò)濾器一般采用高效過(guò)濾器或亞高效過(guò)濾器。按我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)1規(guī)定：高

5、效過(guò)濾器效率分四檔:A類為99.9%，B類為99.9%，C類為99.999%，D類為(對(duì)0.1 m粒子)99.999%(亦稱超高效過(guò)濾器);亞高效過(guò)濾器2為(對(duì)0.5m粒子)9599.9%。效率越高，過(guò)濾器的價(jià)格也越貴。6潔凈度潔凈室達(dá)到潔凈度要求的必要條件100萬(wàn)級(jí)可選用高中效過(guò)濾器;低于1萬(wàn)級(jí)可選用亞高效或A類高效過(guò)濾器;1萬(wàn)100級(jí)選用B類過(guò)濾器;1001級(jí)選用C類過(guò)濾器。這里每個(gè)潔凈度級(jí)別似乎都有兩類過(guò)濾器可供選擇，選擇高性能的還是低性能的，要視具體情況而定:當(dāng)環(huán)境污染嚴(yán)重，或室內(nèi)排風(fēng)比例很大，或該潔凈室特別重要，需要較大安全系數(shù)，在這些或其中之一情況下，均要選擇高一類過(guò)濾器;反之可選

6、擇較低性能過(guò)濾器。對(duì)0.1m粒子要求控制的潔凈室，不論控制的粒子濃度高低均要選擇D類過(guò)濾器。以上所述僅從過(guò)濾器角度出發(fā)，實(shí)際上要選擇好過(guò)濾器還要全面考慮潔凈室特性、過(guò)濾器特性和凈化系統(tǒng)特性3。 7潔凈度潔凈室達(dá)到潔凈度要求的必要條件二、氣流組織1) 垂直單向流:均可獲得均勻向下氣流，便于工藝設(shè)備布置，自凈能力強(qiáng)，可簡(jiǎn)化人身凈化設(shè)施等共同設(shè)施等共同優(yōu)點(diǎn)外，四種送風(fēng)方式還有其各自優(yōu)缺點(diǎn):滿布高效過(guò)濾器具有阻力低、更換過(guò)濾器周期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，但頂棚結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高;側(cè)布高效過(guò)濾器頂送、全孔板頂送與滿布高效過(guò)濾器頂送的優(yōu)缺點(diǎn)相反，其中全孔板頂送在系統(tǒng)非連續(xù)運(yùn)行時(shí)，孔板內(nèi)表面易積塵，維護(hù)不好，對(duì)潔凈度有些影

7、響;密集散流器頂送，因需要一段混和層，所以只適用于4m以上高大潔凈室，其特點(diǎn)與全孔板頂送相仿;對(duì)于相對(duì)兩側(cè)格柵的板和相對(duì)兩側(cè)墻下部均勻布置回風(fēng)口的回風(fēng)方式僅適用兩側(cè)凈間距小于6m的潔凈室;單側(cè)墻下部布回風(fēng)口僅適用對(duì)墻間距較小(如23m)的潔凈室。8潔凈度潔凈室達(dá)到潔凈度要求的必要條件2) 水平單向流:只在第一工作區(qū)達(dá)到100級(jí)潔凈度，當(dāng)空氣流向另一側(cè)的過(guò)程中含塵濃度逐漸升高，所以僅適用于同一房間工藝過(guò)程有不同潔凈度要求的潔凈室;送風(fēng)墻局部布高效過(guò)濾器較滿布水平送可減少高效過(guò)濾器用量，節(jié)約初投資，但局部區(qū)域有渦流。 3) 亂流型氣流:孔板頂送和密集散流器頂送的特點(diǎn)與前述相同:側(cè)送的優(yōu)點(diǎn)易于管道布

8、置，無(wú)需技術(shù)夾層，造價(jià)低，有利于舊廠房改造，缺點(diǎn)是工作區(qū)風(fēng)速較大，下風(fēng)側(cè)比上風(fēng)側(cè)含塵濃度高;高效過(guò)濾器風(fēng)口頂送具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、高效過(guò)濾器后無(wú)管道、潔凈氣流直接送達(dá)工作區(qū)等優(yōu)點(diǎn)，但潔凈氣流擴(kuò)散緩慢，工作區(qū)氣流較均勻;不過(guò)當(dāng)均勻地布置多個(gè)風(fēng)口或采用帶擴(kuò)散板地高效過(guò)濾器風(fēng)口時(shí)，也可使得工作區(qū)氣流較均勻;但在系統(tǒng)非連續(xù)運(yùn)行地情況下，擴(kuò)散板易積塵。 9潔凈度潔凈室達(dá)到潔凈度要求的必要條件三、送風(fēng)量或風(fēng)速 足夠的通風(fēng)換氣量是為了稀釋和排除室內(nèi)污染空氣，根據(jù)不同的潔凈度要求，當(dāng)潔凈室凈高較高時(shí)，適當(dāng)增加換氣次數(shù)。其中，100萬(wàn)級(jí)潔凈室的通風(fēng)量是按高中效凈化系統(tǒng)考慮7，其余均按高效凈化系統(tǒng)考慮;當(dāng)10萬(wàn)級(jí)潔凈室

9、高效過(guò)濾器集中布置在機(jī)房或系統(tǒng)末端采用亞高效過(guò)濾器時(shí)，可適當(dāng)提高換氣次數(shù)10-20%。 四、靜壓差 潔凈室維持一定的正壓是保證潔凈室不受或少受污染、以維持設(shè)計(jì)潔凈度等級(jí)必不可少地條件之一。即便是負(fù)壓潔凈室，它也必須有不低于它潔凈度級(jí)別地相鄰房間或套間維持一定地正壓，負(fù)壓潔凈室的潔凈度才能得以維持。 10潔凈度潔凈室達(dá)到潔凈度要求的必要條件 潔凈室正壓值是指門窗全部關(guān)閉狀態(tài)下，室內(nèi)靜壓大于室外靜壓的數(shù)值。它是通過(guò)凈化系統(tǒng)送風(fēng)量大于回風(fēng)量和排風(fēng)量的方法來(lái)達(dá)到。為了保證潔凈室正壓值，送風(fēng)、回風(fēng)和排風(fēng)機(jī)最好聯(lián)鎖，系統(tǒng)開啟時(shí)先啟動(dòng)送風(fēng)機(jī)，再啟動(dòng)回風(fēng)機(jī)和排風(fēng)機(jī);系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)先關(guān)排風(fēng)機(jī)，再關(guān)回風(fēng)機(jī)和送風(fēng)機(jī)，以

10、防止?jié)崈羰以谙到y(tǒng)開啟和關(guān)閉時(shí)受到污染。 維持潔凈室正壓所需的風(fēng)量主要根據(jù)維護(hù)結(jié)構(gòu)密閉性好壞來(lái)確定。我國(guó)潔凈室建設(shè)初期由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)密閉性較差，要維持5Pa的正壓就要26次/h送風(fēng)量;目前維護(hù)結(jié)構(gòu)密閉性已大為提高，維持同樣的正壓只要12次/h送風(fēng)量;維持1OPa也只要23次/h送風(fēng)量。11潔凈度潔凈室達(dá)到潔凈度要求的必要條件 我國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范6規(guī)定:不同等級(jí)的潔凈室以及潔凈區(qū)和非潔凈區(qū)之間的靜壓差應(yīng)不小于0.5mmH2O(5Pa)，潔凈區(qū)與室外的靜壓差應(yīng)不小于1.OmmH2O(l0Pa)。筆者認(rèn)為該值似偏低，原因有三:1.正壓是表示潔凈室抑制通過(guò)門窗縫隙污染室內(nèi)空氣的能力，或在短時(shí)間打開門窗時(shí)使?jié)B入室

11、內(nèi)的污染物減少到最低限度的能力，正壓大小表示抑制污染能力的強(qiáng)弱，當(dāng)然不是正壓越大越好(后面將談到)。2.正壓所需的風(fēng)量有限，5Pa正壓與10Pa正壓所需風(fēng)量?jī)H差約1次/h，何樂而不為呢?顯然正壓值低限取l0Pa更優(yōu)越些。3.美國(guó)聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)(FS209AB)規(guī)定:當(dāng)所有出入口關(guān)閉時(shí)，潔凈室與任何相鄰的低潔凈度區(qū)域之間的最低正壓差為0.05英寸水柱(12.5Pa)，這數(shù)值已被許多國(guó)家采用。12潔凈度潔凈室達(dá)到潔凈度要求的必要條件但潔凈室的正壓值并非越大越好，根據(jù)本單位30多年實(shí)際工程檢測(cè)表明:當(dāng)正壓值30Pa時(shí)，開門就比較困難，關(guān)門稍不留意，砰一聲!嚇人一跳;當(dāng)正壓值5070Pa時(shí)，門窗縫隙就會(huì)發(fā)出

12、哨音，體弱者或有某種不適應(yīng)癥者不適感覺?？墒菄?guó)內(nèi)和國(guó)外許多國(guó)家的有關(guān)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)均未規(guī)定正壓的上限值，這樣的結(jié)果許多單位都只求下限值滿足要求，而不管上限值達(dá)到多少，在筆者遇到的實(shí)際潔凈室中正壓值有高達(dá)100Pa以上，造成很不好的效果。實(shí)際上調(diào)整正壓并不是一件很難的事，把它控制在一定范圍內(nèi)是完全可能的。曾有文獻(xiàn)介紹東歐某國(guó)將正壓值規(guī)定為1-3mmH20(約1030Pa)，筆者認(rèn)為這個(gè)范圍是比較合適的。 13總結(jié)設(shè)施方面需要保證的必要條件（影響因素占100%）擴(kuò)散間潔凈等級(jí)：其它區(qū)域潔凈等級(jí)：送風(fēng)量：換氣次數(shù)：靜壓差：14進(jìn)入車間的必要條件（我們?nèi)藛T需要遵守的）一，影響潔凈度的主觀因素和所占比例：

13、纖維：包括紙箱，頭發(fā)，衣服（占60%） 粉塵：包括灰塵，鞋底的泥土（占20%） 工裝夾具：粘有灰塵（10%） 化學(xué)品揮發(fā)或泄漏：到空氣中產(chǎn)生反應(yīng)或使空氣不潔凈（占10%）15進(jìn)入車間的必要條件（我們?nèi)藛T需要遵守的）二，進(jìn)出潔凈區(qū)的管理規(guī)定： 工作服，工作帽和工作鞋不允許穿到更衣室的外面（包括鋼頭鞋） 進(jìn)入車間前必須穿好工作服，工作帽和工作鞋 必須進(jìn)行風(fēng)淋20秒，如果風(fēng)淋無(wú)反應(yīng)，請(qǐng)點(diǎn)風(fēng)淋按鈕 進(jìn)入車間后戴好口罩 頭發(fā)必須放在帽子里，男孩不允許留長(zhǎng)發(fā) 自己的衣服帽子不要露在工作服的外面 進(jìn)入擴(kuò)散間必須穿潔凈服，并且再次進(jìn)行風(fēng)淋16進(jìn)入車間的必要條件（我們?nèi)藛T需要遵守的）三，影響工藝衛(wèi)生的因素與規(guī)定：17二、工藝過(guò)程中的潔凈工藝過(guò)程中的潔凈必須根據(jù)工藝要求進(jìn)行對(duì)于所用原材料必須符合工藝要求，對(duì)于使用設(shè)備、工夾具、器皿的清洗周期在工藝文件中必須作出規(guī)定來(lái)嚴(yán)格執(zhí)行18