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大功率半導(dǎo)體芯片制造無(wú)塵室設(shè)計(jì)
2024-04-24 15:27
隨著《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》 的出臺(tái)及國(guó)發(fā)4號(hào)文細(xì)則進(jìn)一步落實(shí), 我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)步入了新的一輪加速成長(zhǎng)的新階段,國(guó)內(nèi)各知名企業(yè)紛紛響應(yīng)國(guó)家號(hào)召,加快推進(jìn)集成電路廠房建設(shè)及工藝流水線更新,以滿足市場(chǎng)需求及符合最新產(chǎn)品生產(chǎn)需求。
1 工藝流程及產(chǎn)品特殊性
半導(dǎo)體晶圓制造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(jí)別,且該產(chǎn)品一般用作電氣原件,對(duì)于靜電、灰層都比較敏感。
2 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?yàn)榧庸し直媛试跀?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(jì)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(duì)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?jī)艋?jí)別一般為百級(jí)、千級(jí),局部可能要求十級(jí),封裝車(chē)間相對(duì)要求會(huì)放寬一些,但一般也要做到萬(wàn)級(jí)、十萬(wàn)級(jí)。
方案設(shè)計(jì)上,應(yīng)根據(jù)各工序的工藝要求,分別采用不同等級(jí)的凈化空調(diào),層流和亂流潔凈室以及運(yùn)行班次或使用時(shí)間不同的潔凈室等,其凈化空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)均宜分開(kāi)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(duì)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(xiǎn),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(yùn)行最適宜溫度,濕度一方面要考慮避免濕度過(guò)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^(guò)小產(chǎn)生靜電,常規(guī)的集成電路生產(chǎn)廠房會(huì)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(jì)指標(biāo)。
3 防微振要求
半導(dǎo)體器件不僅怕“塵”,同時(shí)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(jì)的時(shí)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?chē)恼鹪磳?duì)設(shè)備的正常工作都會(huì)產(chǎn)生影響,因此對(duì)此類(lèi)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(duì)光刻機(jī)設(shè)備底下做獨(dú)立基礎(chǔ)與整個(gè)廠房的地坪脫開(kāi),防止廠房?jī)?nèi)余震影響設(shè)備精密度。
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