為滿足半導(dǎo)體制造工藝的要求,集成電路無塵車間是一間潔凈室。實驗室凈化無菌試驗室-潔凈實驗室-生物安全實驗室的建設(shè)方案包括:建筑布局和裝修、空氣調(diào)節(jié)、給排水、氣體供應(yīng)、電氣設(shè)計、集中控制、安防、施工工藝、檢測、培訓(xùn)等多方面內(nèi)容。無塵車間對環(huán)境潔凈度、溫濕度、振動、靜電放電、AMC控制等有一定的要求。與其他工業(yè)潔凈室相比,集成電路制造無塵車間具有面積大、清潔等級高、溫濕度控制精度高等特點。
根據(jù)潔凈室的空氣循環(huán)特性,潔凈室可分為三種類型:帶有高效供氣系統(tǒng)的循環(huán)空調(diào),帶濕密封系統(tǒng)的循環(huán)風(fēng)扇和FFU循環(huán)系統(tǒng)。
第一種形式廣泛用于小規(guī)模和低水平要求所需的潔凈室車間設(shè)計。對于大面積和高水平的清潔車間,存在諸如高運行成本和過多空間的缺點。
第二形式的設(shè)計可以滿足大面積高檔集成電路制造無塵車間的要求,但運行成本高,潔凈室風(fēng)速、風(fēng)量調(diào)節(jié)困難,系統(tǒng)升級困難,操作靈活性非常低。
第三個FFU循環(huán)系統(tǒng)不僅節(jié)省了操作空間,安全性高,運行成本低,操作靈活性高,而且可以隨時升級和調(diào)整,不影響生產(chǎn)。為滿足半導(dǎo)體制造的需要,半導(dǎo)體制造業(yè)中的FFU循環(huán)系統(tǒng)逐漸成為最重要的凈化設(shè)計。
FFU循環(huán)系統(tǒng)的特點是:整個潔凈室由靜壓層、工藝輔助層和回風(fēng)通道組成。FFU提供循環(huán)空氣的動力。將新鮮空氣和循環(huán)空氣混合后,通過超高效過濾器將新鮮空氣和循環(huán)空氣送入工藝層和工藝輔助層,靜壓層相對于工藝層為負(fù)壓。此外,還有一個集成電路制造設(shè)備的生產(chǎn)輔助區(qū),包括電源、氣體和化學(xué)供應(yīng)、超純水供應(yīng)等。
集成電路的制造對無塵車間的環(huán)境控制有嚴(yán)格的要求。不同的工藝過程對清潔度的要求也不同,例如,光刻工藝要求在一階段的微環(huán)境中進(jìn)行光刻,而化學(xué)機械拋光只需要1000級的環(huán)境。
此外,集成電路制造清潔車間對噪聲,振動,照明等有特殊的規(guī)定和要求,特別是在潔凈室結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須要求的振動控制。
良好的潔凈廠房設(shè)計,不僅能節(jié)約能源,降低運行成本,減少人力投入,而且為生產(chǎn)提供安全可靠的保障。在三種清潔系統(tǒng)中,F(xiàn)FU循環(huán)系統(tǒng)運行成本最低,清潔度和安全性最高。因此,在集成電路凈化車間中,多采用FFU循環(huán)系統(tǒng)。潔凈度要求越高,溫濕度控制精度越高,潔凈室的投資和運行成本越高。因此,在環(huán)境清潔度或溫濕度要求相對較低的情況下,在較高的潔凈度或溫濕度控制區(qū)域布置一些關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備是IC制造潔凈車間的設(shè)計趨勢。