隨著時代的進步和科技的迅猛發(fā)展，我國電子產業(yè)呈現(xiàn)出蓬勃的發(fā)展態(tài)勢，電子企業(yè)及其工廠如雨后春筍般涌現(xiàn)。為確保潔凈車間設計與建造能夠精準滿足企業(yè)的實際需求，設計人員必須深入了解電力類產品生產工藝的獨特特點，從而確保最終的設計方案能夠充分滿足廠房的潔凈性要求。

一、工藝流程及產品特殊性

    半導體產品工藝流程主要包括光刻、清洗、離子注入、鍍膜等工序，晶粒雖小卻經(jīng)歷了數(shù)道工序，且很多層結構都是納米級別，且該產品一般用作電氣原件，對于靜電、灰層都比較敏感。

二、空調配置要求

    一般的機械加工在普通環(huán)境中就可以進行，因為加工分辨率在數(shù)十微米以上，遠比日常環(huán)境的微塵顆粒大，但若是進入半導體器件或微細加工的世界，空間單位都是以微米、納米計算， 因此若是微塵顆粒沾附在制作半導體器件的晶圓上，便有可能影響到器件內部精密導線布局， 造成電性短路或斷路的嚴重后果，由于產品特殊性需要高的生產精密度，因此對生產環(huán)境的指標提出了新的要求。集成電路芯片廠房凈化級別一般為百級、千級，局部可能要求十級， 封裝車間相對要求會放寬一些，但一般也要做到千級、萬級。

    潔凈車間方案設計上，應根據(jù)各工序的工藝要求，分別采用不同等級的凈化空調，層流和亂流潔凈室以及運行班次或使用時間不同的潔凈室等，其凈化空氣調節(jié)系統(tǒng)均宜分開設置。在滿足生產要求的前提下，氣流組織宜采用局部工作區(qū)空氣凈化和全室空氣凈化相結合的形式，相對比較節(jié)能，若部分生產用房使用特氣較多或是存在泄漏事故風險，可根據(jù)規(guī)范要求考慮全新風系統(tǒng)。

    空調除了考慮凈化要求外，尚需考慮溫濕度的合理設置，溫度一方面要考慮人員的舒適度， 另一方面要考慮機器設備的運行最適宜溫度，濕度一方面要考慮避免濕度過大導致產品潮濕， 影響產品性能，另一方面又要滿足防止?jié)穸冗^小產生靜電，常規(guī)的集成電路生產廠房會按照潔凈室溫度為20～26℃，濕度 40-65%，根據(jù)不同的工藝需求溫度和濕度按照不同的工藝空調進行+-值設定設計指標。

三、防微振要求

    半導體器件不僅怕“塵”，同時也很畏“震”，“震”一下容易導致膜厚不一，影響電性能，因此在廠房設計的時候對部分工藝設備設備基礎提出了防微振要求。

    光刻機等部分設備操作精度要求高，周圍的震源對設備的正常工作都會產生影響，因此對此類設備的設備基礎一般要進行相應處理，常規(guī)做法是對光刻機設備底下做獨立基礎與整個廠房的地坪脫開，防止廠房內余震影響設備精密度。

四、生產配套動力品質要求

1、水

    半導體器件生產工藝對生產用水水質提出要求，一要防止水中粉粒污染晶圓，二則防止水中重金屬離子如鉀、鈉離子污染晶體管結構 carrier channel，影響半導體組件的工作特性，晶圓生產水質一般要求18M純水。部分工藝鍍膜設備生長爐溫度較高，需要將其內部熱量及時排走，防止影響室內溫度，造成室內悶熱，部分設備會是使用冷卻循環(huán)水進行及時將熱量帶走。工藝冷卻循環(huán)水水質需要考慮當?shù)厮|情況，進行相應處理方可循環(huán)使用，常規(guī)的此類廠房的冷卻循環(huán)水會考慮18℃。

2、 電

    硅集成電路芯片生產的工藝設備大多數(shù)為進口設備，進口電壓可能是208/120V、380/220V 等，在潔凈車間設計的時候應根據(jù)設備的實際需求，合理配置變壓器。部分工藝設備根據(jù)業(yè)主的需求及設備自身的特點及斷電后的損失確定是否設置不間斷電源。照明問題上，光刻機光刻工序對紫外光比較敏感，常規(guī)光刻間的照明會采用白光，照度考慮 300lx。物料倉庫考慮節(jié)能要求，一般考慮 100-200LX。

3、氣

    半導體產品對所有用得到的氣源，包括生長用氣源及吹掃用氣源，都會對提出品質要求，例如露點、純度。集成電路晶圓廠房一般氣體使用超純氣體，封裝車間一般使用高純氣體即可。 對于壓縮空氣亦有相關規(guī)定，產品品質較高的環(huán)境一般會采用無油壓縮空氣，部分對氧氣敏感的工序，企業(yè)亦會考慮用氮氣來代替壓縮空氣使用。管道敷設上，干管應敷設在技術夾層、技術夾道內，氫氣和氧氣管道如敷設在技術夾層、 技術夾道內時，應采取良好的通風措施，集成電路芯片工序普遍需要引入特氣，這些特殊氣體應明敷，并應設置相應的氣體泄漏報警。

4、 工藝總體平面布置

    集成電路潔凈車間凈化級別高、溫濕度穩(wěn)定性要求高，運行成本比較高，因此在平面設計上盡量考慮布置緊湊，可采用灰區(qū)、白區(qū)相結合方式，白區(qū)即生產操作區(qū)，晶圓會裸露在空氣中， 因此對操作區(qū)的要求比較高，相對來說，灰區(qū)可設置凈化級別低一些，可將設備放置在灰區(qū)， 灰區(qū)也可以作為白區(qū)的回風區(qū)，部分工藝灰區(qū)可不用額外增設過濾器。

    工藝平面布置時，要充分考慮人流、物流和設備流。集成電路廠房設計人流和物流要進行分流，人流經(jīng)過換鞋、更衣、盥洗、風淋后進入凈化走道再分流到各個車間;物流經(jīng)過貨淋后再進入各生產用房;設備流要考慮設備的拆裝、吹掃及設備搬運通道設置。物流上，交叉比較多的生產用房居中布置，盡量減少往復路程。

    綜上所述，為確保電子集成電路半導體潔凈車間的設計與建造能夠充分滿足企業(yè)的實際需求和生產工藝要求，設計人員必須全面考慮各種因素，從工藝流程、空調配置、防微振要求到生產配套動力品質要求等方面進行深入研究和分析。只有這樣，才能確保最終的設計方案既符合企業(yè)的實際需求，又能夠滿足半導體產品生產的潔凈性要求，為企業(yè)的生產和發(fā)展提供有力保障。