隨著時代的進(jìn)步和科技的迅猛發(fā)展，我國電子產(chǎn)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(shè)計與建造能夠精準(zhǔn)滿足企業(yè)的實際需求，設(shè)計人員必須深入了解電力類產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的獨特特點，從而確保最終的設(shè)計方案能夠充分滿足廠房的潔凈性要求。

一、工藝流程及產(chǎn)品特殊性

    半導(dǎo)體產(chǎn)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(jié)構(gòu)都是納米級別，且該產(chǎn)品一般用作電氣原件，對于靜電、灰層都比較敏感。

二、空調(diào)配置要求

    一般的機(jī)械加工在普通環(huán)境中就可以進(jìn)行，因為加工分辨率在數(shù)十微米以上，遠(yuǎn)比日常環(huán)境的微塵顆粒大，但若是進(jìn)入半導(dǎo)體器件或微細(xì)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(dǎo)體器件的晶圓上，便有可能影響到器件內(nèi)部精密導(dǎo)線布局， 造成電性短路或斷路的嚴(yán)重后果，由于產(chǎn)品特殊性需要高的生產(chǎn)精密度，因此對生產(chǎn)環(huán)境的指標(biāo)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(shè)計上，應(yīng)根據(jù)各工序的工藝要求，分別采用不同等級的凈化空調(diào)，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(diào)節(jié)系統(tǒng)均宜分開設(shè)置。在滿足生產(chǎn)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(jié)合的形式，相對比較節(jié)能，若部分生產(chǎn)用房使用特氣較多或是存在泄漏事故風(fēng)險，可根據(jù)規(guī)范要求考慮全新風(fēng)系統(tǒng)。

    空調(diào)除了考慮凈化要求外，尚需考慮溫濕度的合理設(shè)置，溫度一方面要考慮人員的舒適度， 另一方面要考慮機(jī)器設(shè)備的運行最適宜溫度，濕度一方面要考慮避免濕度過大導(dǎo)致產(chǎn)品潮濕， 影響產(chǎn)品性能，另一方面又要滿足防止?jié)穸冗^小產(chǎn)生靜電，常規(guī)的集成電路生產(chǎn)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(diào)進(jìn)行+-值設(shè)定設(shè)計指標(biāo)。

三、防微振要求

    半導(dǎo)體器件不僅怕“塵”，同時也很畏“震”，“震”一下容易導(dǎo)致膜厚不一，影響電性能，因此在廠房設(shè)計的時候?qū)Σ糠止に囋O(shè)備設(shè)備基礎(chǔ)提出了防微振要求。

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

四、生產(chǎn)配套動力品質(zhì)要求

1、水

    半導(dǎo)體器件生產(chǎn)工藝對生產(chǎn)用水水質(zhì)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(jié)構(gòu) carrier channel，影響半導(dǎo)體組件的工作特性，晶圓生產(chǎn)水質(zhì)一般要求18M純水。部分工藝鍍膜設(shè)備生長爐溫度較高，需要將其內(nèi)部熱量及時排走，防止影響室內(nèi)溫度，造成室內(nèi)悶熱，部分設(shè)備會是使用冷卻循環(huán)水進(jìn)行及時將熱量帶走。工藝?yán)鋮s循環(huán)水水質(zhì)需要考慮當(dāng)?shù)厮|(zhì)情況，進(jìn)行相應(yīng)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(chǎn)的工藝設(shè)備大多數(shù)為進(jìn)口設(shè)備，進(jìn)口電壓可能是208/120V、380/220V 等，在潔凈車間設(shè)計的時候應(yīng)根據(jù)設(shè)備的實際需求，合理配置變壓器。部分工藝設(shè)備根據(jù)業(yè)主的需求及設(shè)備自身的特點及斷電后的損失確定是否設(shè)置不間斷電源。照明問題上，光刻機(jī)光刻工序?qū)ψ贤夤獗容^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(dǎo)體產(chǎn)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(zhì)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(guān)規(guī)定，產(chǎn)品品質(zhì)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(shè)上，干管應(yīng)敷設(shè)在技術(shù)夾層、技術(shù)夾道內(nèi)，氫氣和氧氣管道如敷設(shè)在技術(shù)夾層、 技術(shù)夾道內(nèi)時，應(yīng)采取良好的通風(fēng)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(yīng)明敷，并應(yīng)設(shè)置相應(yīng)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(shè)計上盡量考慮布置緊湊，可采用灰區(qū)、白區(qū)相結(jié)合方式，白區(qū)即生產(chǎn)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(shè)置凈化級別低一些，可將設(shè)備放置在灰區(qū)， 灰區(qū)也可以作為白區(qū)的回風(fēng)區(qū)，部分工藝灰區(qū)可不用額外增設(shè)過濾器。

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

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