潔凈室要素
出處：tanjr 發(fā)布于：2007-04-29 10:15:50
潔凈室的設(shè)計和操作過程都必須防止外界污染的入侵。圖5.15 顯示了一個典型的加工工藝區(qū)域的規(guī)劃圖。有九種控制外界污染的技術(shù)，它們是：
1. 粘著地板墊
2. 更衣區(qū)
3. 空氣壓力
4. 空氣淋浴器
5. 維修區(qū)
6. 雙層門進出通道
7. 靜電控制
8. 凈鞋器
9. 手套清洗器
粘著地板墊?！≡诿總€潔凈室入口處放置一塊帶有粘性地板墊，它可把鞋底的臟物粘住，并保留下來。在有些潔凈室里，整片地板的表面都被處理過以收集臟物。大多地板墊都分許多層，當上一層變臟后，可撕掉而露出下一層。
圖 5.15 FAB區(qū)域及更衣區(qū), 空氣淋浴, 維修區(qū)
Factory工廠
Lockers存儲柜
Bench板凳
Gowning Area更衣區(qū)
Air Shower空氣淋浴
Service Aisle維修區(qū)
Access to Maintain Equipment 維修設(shè)備入口
Fab Area FAB區(qū)域
Pass-through for Chemicals化學品進出通道
Service Aisle維修區(qū)
更衣區(qū)。 潔凈室的重要部分是更衣區(qū)或前庭。這個區(qū)域是潔凈室與廠區(qū)的緩沖部分，這個區(qū)域通常通過天花板中的HEPA過濾器提供空氣。在這個區(qū)域，工作人員的潔凈服存儲在貯衣箱內(nèi)。并且工作人員在此區(qū)域換上潔凈服。這個區(qū)域的潔凈度控制應(yīng)依據(jù)不同的潔凈室的潔凈度而不同。但大多數(shù)工廠采用與潔凈室相同的要求。此區(qū)域利用長凳分為兩部分，工作人員在一側(cè)穿上潔凈服，而在長凳上穿戴鞋套，這樣做目的是保持長凳與潔凈室的區(qū)域更干凈。
一個好的潔凈室的管理程序要求廠區(qū)和潔凈室的之間門永遠不能同時打開，目的是潔凈室不能暴露于廠區(qū)的污染環(huán)境中。潔凈室的管理還包括潔凈室物品與衣物的管理，包括進入物與禁入物清單，而有些區(qū)域還在走廊提供更衣柜，等等。
空氣壓力?！∑胶鉂崈羰?、更衣間和廠區(qū)之間的壓力也是設(shè)計中主要的部分。的廠房設(shè)計要求三個區(qū)域的空氣壓力要平衡，已達到潔凈室的空氣壓力，更衣間次之，而廠區(qū)和走廊。當潔凈室的門打開時，相對的高壓可防止空氣灰塵進入。
風淋室?！崈羰以O(shè)計的部分是在潔凈室與更衣間之間建造一個風淋室。潔凈室工作人員進入淋浴間，高速流動的空氣吹掉潔凈服外面的顆粒。并且風淋間裝有互鎖系統(tǒng)，防止前后門同時打開。
維修區(qū)?！崈羰覍嶋H上是一系列房間，這一系列的每一間都是作為潔凈室的維修區(qū)域。中央是工藝潔凈室，周圍是維修區(qū)，按照指定的潔凈級別維護，一般來講要求它的潔凈級別數(shù)高于潔凈室（譯者：潔凈度低）。通常維修區(qū)域的級別為1000或 10000級，這里包括工藝化學品傳輸管道、電纜和潔凈室物品。主要工藝設(shè)備裝于墻后的維修區(qū)內(nèi)，面對潔凈室，這樣可使技術(shù)員在潔凈室外維護設(shè)備，而不必進入潔凈室。
雙層進出通道。維修區(qū)還可做為次潔凈室來貯存物料和供給，它們通過雙層進出通道進入潔凈室，這可保持潔凈室的潔凈度。進出通道可以是一個雙層門的盒子，或者是供給正壓過濾空氣, 并有防止進出門同時打開的互鎖裝置。通常進出通道裝有HEPA過濾器，所有進入潔凈室的物品與設(shè)備都須在進入前經(jīng)過凈化。
靜電控制。次微米級晶圓集成電路越密，就越容易收到靜電吸附到晶圓表面的較小微粒的影響。 靜電可產(chǎn)生于晶圓、存儲盒、工作臺表面與設(shè)備上。這些物體表面可產(chǎn)生高達50000伏的靜電電壓，它可從空氣和工作服中吸附塵埃。這些塵?？晌廴镜骄A，而且靜電吸附的顆粒很難用標準的刷或濕洗的方法去除。
圖 5.16摩擦電荷序列（混合電路技術(shù)手冊, Noyes出版）
Increasingly Positive正電荷增加
Increasingly Negative負電荷增加
Air空氣
Human Skin皮膚
Glass玻璃
Human Hair頭發(fā)
Nylon 尼龍
Wool毛制品
Lead石墨
Aluminum鋁
Paper紙
Steel鋼
Cotton棉制品
Steel鋼
Hard Rubber硬橡膠
Nickel-copper鎳銅合金
Brass-silver銅銀合金
Synthetic Rubber合成橡膠
Polyurethane聚亞安酯
Polypropylene 聚丙稀PVC聚稀氯乙稀
Silicon硅
Teflon聚四氟乙烯
大多數(shù)靜電都是由摩擦產(chǎn)生。當兩個原本為一體的物體分開時就會產(chǎn)生靜電。物質(zhì)一面因損失電子而帶正電，另一面因得到電子而帶負電。圖5.16表示了在潔凈室中的物質(zhì)經(jīng)過摩擦后而產(chǎn)生的正負靜電表9。
靜電還會對電子元器件的性能有影響。特別是對MOS柵級的電介質(zhì)層的影響。靜電放電電流（ESD）會產(chǎn)生高達10安培的電流。這種級別的ESD可損壞MOS管與電路。ESD對元件的封裝區(qū)域也有特別的影響，這樣就要求在敏感的元器件，如大矩陣內(nèi)存的加工和運輸中采用防靜電裝置。
光刻掩膜工藝的掩膜版對ESD也非常敏感。放電可汽化并損壞鍍鉻掩膜層。
有些設(shè)備故障也與靜電有關(guān)，特別是機械手、晶圓傳送器、測量儀器。晶圓通常是由PFA材料制的機械手送入設(shè)備中。這種材料是防化學腐蝕的，但不導電。靜電存在晶圓里，但無法從機械手散失。當機械手靠近設(shè)備的金屬部分時，晶圓表面的靜電就會對設(shè)備放電，產(chǎn)生的電磁干擾就會影響設(shè)備的正常工作。
靜電控制包括防止靜電堆積和防止放電兩種技術(shù)（圖5.17）。防靜電堆積技術(shù)包括使用防靜電物質(zhì)制造的工作服和使用加工時的存儲盒。 一些區(qū)域中，在墻壁中使用防靜電物質(zhì)來防止靜電的堆積，在墻壁表面涂上中和物質(zhì)來達到此目的。通常, 這項技術(shù)不用于重要的工藝車間，因為中和物質(zhì)一般會產(chǎn)生污染。
圖 5.17靜電消除技術(shù)
Ionizing Grid電離柵板
Air Flow空氣流
VLF Station空氣層流立式工作臺
Grounded Wrist Strap接地腕帶
In Line Ionizing Unit在線電離件
Grounded Mat接地站墊
放電技術(shù)包括使用電離器和使用靜電接地帶。電離器一般置于HEPA過濾器的下面, 中和在過濾器上堆積的靜電。有時還置于氮氣吹掃槍中起相同的作用。有些工作臺還裝有手提式電離器，向加工中晶圓吹送離子空氣。靜電放電還通過為操作員帶上接地腕帶，在重要的工藝工作臺使用接地墊，使工作臺本身接地。的加工廠有一套復雜的靜電控制程序，包括防止靜電累積、防止靜電放電、操作人員培訓和第三方監(jiān)督等。
凈鞋器。在所有的污染控制區(qū)，臟的是地板。在進入潔凈室的門口，凈鞋器利用旋轉(zhuǎn)的毛刷來去除鞋側(cè)與鞋套的灰塵。一般的凈鞋器帶有內(nèi)置的真空系統(tǒng)來收集刷落的顆粒，還有收集袋來收集灰塵。10
手套清洗器。在加工區(qū)保持使用潔凈的手套也是一個問題。有一種方法是當手套被污染時，應(yīng)要求操作員立即廢棄手套。但是有些污染無法用肉眼看到，所以操作員廢棄手套的決定就因人而異。另外也可規(guī)定在每次換班時必須換手套，但這使得費用升高。有些加工廠使用手套清洗器，在密閉的空間內(nèi)清洗并烘干手套。11
1. 粘著地板墊
2. 更衣區(qū)
3. 空氣壓力
4. 空氣淋浴器
5. 維修區(qū)
6. 雙層門進出通道
7. 靜電控制
8. 凈鞋器
9. 手套清洗器
粘著地板墊?！≡诿總€潔凈室入口處放置一塊帶有粘性地板墊，它可把鞋底的臟物粘住，并保留下來。在有些潔凈室里，整片地板的表面都被處理過以收集臟物。大多地板墊都分許多層，當上一層變臟后，可撕掉而露出下一層。
圖 5.15 FAB區(qū)域及更衣區(qū), 空氣淋浴, 維修區(qū)
Factory工廠
Lockers存儲柜
Bench板凳
Gowning Area更衣區(qū)
Air Shower空氣淋浴
Service Aisle維修區(qū)
Access to Maintain Equipment 維修設(shè)備入口
Fab Area FAB區(qū)域
Pass-through for Chemicals化學品進出通道
Service Aisle維修區(qū)
更衣區(qū)。 潔凈室的重要部分是更衣區(qū)或前庭。這個區(qū)域是潔凈室與廠區(qū)的緩沖部分，這個區(qū)域通常通過天花板中的HEPA過濾器提供空氣。在這個區(qū)域，工作人員的潔凈服存儲在貯衣箱內(nèi)。并且工作人員在此區(qū)域換上潔凈服。這個區(qū)域的潔凈度控制應(yīng)依據(jù)不同的潔凈室的潔凈度而不同。但大多數(shù)工廠采用與潔凈室相同的要求。此區(qū)域利用長凳分為兩部分，工作人員在一側(cè)穿上潔凈服，而在長凳上穿戴鞋套，這樣做目的是保持長凳與潔凈室的區(qū)域更干凈。
一個好的潔凈室的管理程序要求廠區(qū)和潔凈室的之間門永遠不能同時打開，目的是潔凈室不能暴露于廠區(qū)的污染環(huán)境中。潔凈室的管理還包括潔凈室物品與衣物的管理，包括進入物與禁入物清單，而有些區(qū)域還在走廊提供更衣柜，等等。
空氣壓力?！∑胶鉂崈羰?、更衣間和廠區(qū)之間的壓力也是設(shè)計中主要的部分。的廠房設(shè)計要求三個區(qū)域的空氣壓力要平衡，已達到潔凈室的空氣壓力，更衣間次之，而廠區(qū)和走廊。當潔凈室的門打開時，相對的高壓可防止空氣灰塵進入。
風淋室?！崈羰以O(shè)計的部分是在潔凈室與更衣間之間建造一個風淋室。潔凈室工作人員進入淋浴間，高速流動的空氣吹掉潔凈服外面的顆粒。并且風淋間裝有互鎖系統(tǒng)，防止前后門同時打開。
維修區(qū)?！崈羰覍嶋H上是一系列房間，這一系列的每一間都是作為潔凈室的維修區(qū)域。中央是工藝潔凈室，周圍是維修區(qū)，按照指定的潔凈級別維護，一般來講要求它的潔凈級別數(shù)高于潔凈室（譯者：潔凈度低）。通常維修區(qū)域的級別為1000或 10000級，這里包括工藝化學品傳輸管道、電纜和潔凈室物品。主要工藝設(shè)備裝于墻后的維修區(qū)內(nèi)，面對潔凈室，這樣可使技術(shù)員在潔凈室外維護設(shè)備，而不必進入潔凈室。
雙層進出通道。維修區(qū)還可做為次潔凈室來貯存物料和供給，它們通過雙層進出通道進入潔凈室，這可保持潔凈室的潔凈度。進出通道可以是一個雙層門的盒子，或者是供給正壓過濾空氣, 并有防止進出門同時打開的互鎖裝置。通常進出通道裝有HEPA過濾器，所有進入潔凈室的物品與設(shè)備都須在進入前經(jīng)過凈化。
靜電控制。次微米級晶圓集成電路越密，就越容易收到靜電吸附到晶圓表面的較小微粒的影響。 靜電可產(chǎn)生于晶圓、存儲盒、工作臺表面與設(shè)備上。這些物體表面可產(chǎn)生高達50000伏的靜電電壓，它可從空氣和工作服中吸附塵埃。這些塵?？晌廴镜骄A，而且靜電吸附的顆粒很難用標準的刷或濕洗的方法去除。
圖 5.16摩擦電荷序列（混合電路技術(shù)手冊, Noyes出版）
Increasingly Positive正電荷增加
Increasingly Negative負電荷增加
Air空氣
Human Skin皮膚
Glass玻璃
Human Hair頭發(fā)
Nylon 尼龍
Wool毛制品
Lead石墨
Aluminum鋁
Paper紙
Steel鋼
Cotton棉制品
Steel鋼
Hard Rubber硬橡膠
Nickel-copper鎳銅合金
Brass-silver銅銀合金
Synthetic Rubber合成橡膠
Polyurethane聚亞安酯
Polypropylene 聚丙稀PVC聚稀氯乙稀
Silicon硅
Teflon聚四氟乙烯
大多數(shù)靜電都是由摩擦產(chǎn)生。當兩個原本為一體的物體分開時就會產(chǎn)生靜電。物質(zhì)一面因損失電子而帶正電，另一面因得到電子而帶負電。圖5.16表示了在潔凈室中的物質(zhì)經(jīng)過摩擦后而產(chǎn)生的正負靜電表9。
靜電還會對電子元器件的性能有影響。特別是對MOS柵級的電介質(zhì)層的影響。靜電放電電流（ESD）會產(chǎn)生高達10安培的電流。這種級別的ESD可損壞MOS管與電路。ESD對元件的封裝區(qū)域也有特別的影響，這樣就要求在敏感的元器件，如大矩陣內(nèi)存的加工和運輸中采用防靜電裝置。
光刻掩膜工藝的掩膜版對ESD也非常敏感。放電可汽化并損壞鍍鉻掩膜層。
有些設(shè)備故障也與靜電有關(guān)，特別是機械手、晶圓傳送器、測量儀器。晶圓通常是由PFA材料制的機械手送入設(shè)備中。這種材料是防化學腐蝕的，但不導電。靜電存在晶圓里，但無法從機械手散失。當機械手靠近設(shè)備的金屬部分時，晶圓表面的靜電就會對設(shè)備放電，產(chǎn)生的電磁干擾就會影響設(shè)備的正常工作。
靜電控制包括防止靜電堆積和防止放電兩種技術(shù)（圖5.17）。防靜電堆積技術(shù)包括使用防靜電物質(zhì)制造的工作服和使用加工時的存儲盒。 一些區(qū)域中，在墻壁中使用防靜電物質(zhì)來防止靜電的堆積，在墻壁表面涂上中和物質(zhì)來達到此目的。通常, 這項技術(shù)不用于重要的工藝車間，因為中和物質(zhì)一般會產(chǎn)生污染。
圖 5.17靜電消除技術(shù)
Ionizing Grid電離柵板
Air Flow空氣流
VLF Station空氣層流立式工作臺
Grounded Wrist Strap接地腕帶
In Line Ionizing Unit在線電離件
Grounded Mat接地站墊
放電技術(shù)包括使用電離器和使用靜電接地帶。電離器一般置于HEPA過濾器的下面, 中和在過濾器上堆積的靜電。有時還置于氮氣吹掃槍中起相同的作用。有些工作臺還裝有手提式電離器，向加工中晶圓吹送離子空氣。靜電放電還通過為操作員帶上接地腕帶，在重要的工藝工作臺使用接地墊，使工作臺本身接地。的加工廠有一套復雜的靜電控制程序，包括防止靜電累積、防止靜電放電、操作人員培訓和第三方監(jiān)督等。
凈鞋器。在所有的污染控制區(qū)，臟的是地板。在進入潔凈室的門口，凈鞋器利用旋轉(zhuǎn)的毛刷來去除鞋側(cè)與鞋套的灰塵。一般的凈鞋器帶有內(nèi)置的真空系統(tǒng)來收集刷落的顆粒，還有收集袋來收集灰塵。10
手套清洗器。在加工區(qū)保持使用潔凈的手套也是一個問題。有一種方法是當手套被污染時，應(yīng)要求操作員立即廢棄手套。但是有些污染無法用肉眼看到，所以操作員廢棄手套的決定就因人而異。另外也可規(guī)定在每次換班時必須換手套，但這使得費用升高。有些加工廠使用手套清洗器，在密閉的空間內(nèi)清洗并烘干手套。11
關(guān)鍵詞：潔凈室要素1000
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