半導體生產(chǎn)對環(huán)境參數(shù)要求極為嚴格。 在溫度方面，一般電子廠房的溫度應控制在 22℃±1℃左右，如江蘇南京半導體制造無塵車間項目中，CEIDI 西遞將電子廠房的溫度控制在 22℃左右。 相對濕度通?？刂圃?43%±3%或 45%±5%的范圍，例如江蘇南京半導體制造無塵車間相對濕度目標值大約控制在 30 至 50%的范圍內(nèi)，允許誤差在±1%的狹窄范圍內(nèi)，在其他地方則放松到±5%的范圍內(nèi)。因為過于干燥的廠房內(nèi)極易產(chǎn)生靜電，造成 CMOS 集成損壞，所以對濕度要求嚴格。 潔凈度是半導體生產(chǎn)環(huán)境的核心指標。根據(jù) ISO 14644-1 標準，潔凈室通常被分為一級、二級、三級到九級等多個等級，等級數(shù)越低，潔凈室內(nèi)的顆粒濃度越低，環(huán)境更為清潔。不同制造過程對應的潔凈度要求不同，如光刻車間、沉積/刻蝕車間通常要求達到 Class 5（百級）或更高級別；清洗車間和封裝車間則可能要求 Class 6（千級）至 Class 7（萬級）；測試車間要求相對較低，可能符合 Class 7（萬級）或更低級別。一般半導體器件生產(chǎn)環(huán)境按單位體積重規(guī)定的塵埃粒子數(shù)標準分成潔凈度等級，分為 10 級、100 級、1000 級、10000 級、100000 級等。 在空氣凈化系統(tǒng)方面，無塵車間的核心在于強大的空氣凈化能力，主要由初效過濾段、中效過濾段、高效過濾段（HEPA）、活性炭吸附段、紫外線殺菌燈、恒溫恒濕控制系統(tǒng)等組成。初效過濾段用于攔截空氣中較大顆粒的塵埃，中效過濾段進一步去除中等大小的顆粒物，高效過濾段能有效去除 0.3 微米以上的微粒，活性炭吸附段用于去除空氣中的有機物和異味，紫外線殺菌燈利用紫外線照射殺死空氣中的細菌和病毒，恒溫恒濕控制系統(tǒng)通常將溫度控制在 20 - 25°C，相對濕度控制在 45% - 65%。 此外，半導體生產(chǎn)環(huán)境還需對靜電防護、照明與噪聲等參數(shù)進行控制。需采取措施消除靜電隱患，如鋪設防靜電地板、穿戴防靜電服等。提供足夠的照明強度，通常不低于 500lux，并采取措施降低設備運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的噪音干擾。在新風量方面，由于這類車間內(nèi)人員較多，新風量大，可根據(jù)非單向流潔凈室總送風量的 10 - 30%，補償室內(nèi)排風和保持室內(nèi)正壓值所需的新鮮空氣量，保證室內(nèi)每人每小時的新鮮空氣量≥40m3/h。送風量大，以 300 平方米的車間為例，吊頂高度為 2.5 米，如果是萬級，送風量就需要 300×2.5×30 = 22500m3/h 的送風量（換氣次數(shù)，是≥25 次/h）；如果是十萬級，送風量就需要 300×2.5×20 = 15000m3/h 的送風量（換氣次數(shù)是≥15 次/h）。 ### 半導體生產(chǎn)溫度要求 半導體生產(chǎn)過程對溫度有嚴格的要求。通常情況下，溫度需保持在較為穩(wěn)定的范圍內(nèi)，一般為22±2℃。例如在荷蘭 Levitech 公司的半導體生產(chǎn)過程中，其晶圓制造的反應器由兩個石墨圓盤組成，為了產(chǎn)生更好的結(jié)果，晶盤需要顯示特定的特征，而在這個過程中，必要溫度使用 Kanthal?加熱元件才能達到 1200 攝氏度。在潔凈室溫濕度控制系統(tǒng)中，預熱盤管的作用是對外氣進行預加熱，在外界氣溫較低接近零度時，需將外氣加熱到 12℃，以避免盤管在氣溫低于零度時被凍壞?？刂扑惋L溫度時，將送風溫度與其設定值進行比較，通過 PID 控制算法，得出一個計算值，根據(jù)該計算值來確定一次表冷盤管與再熱盤管閥門開度的大小，從而實現(xiàn)對溫度的精確控制?？傊雽w生產(chǎn)中的溫度控制至關重要，微小的溫度波動都可能影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。 ### 半導體生產(chǎn)相對濕度要求 半導體生產(chǎn)對相對濕度也有嚴格的要求。一般來說，相對濕度應保持在 45%±5%RH 左右，在半導體無塵車間中，通常將濕度控制在適當?shù)姆秶鷥?nèi)，比如相對濕度保持在 50%左右，以確保空氣中的離子能夠有效地導走靜電荷。為了實現(xiàn)濕度的控制，可以采用加濕器、去濕機等設備進行調(diào)節(jié)。同時，應定期對濕度進行檢測和記錄，以便及時調(diào)整和控制。在半導體制造車間對溫濕度的控制中，如濕度是硅晶圓生產(chǎn)過程中關鍵的因素，如果空氣太干燥，靜電就會成為問題。例如在光刻室，條件需要保持在 20%至 35%RH 之間。總之，合適的相對濕度對于半導體生產(chǎn)至關重要，它不僅能有效防止靜電產(chǎn)生，還能保證產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的順利進行。 ### 半導體生產(chǎn)潔凈度等級要求 半導體生產(chǎn)對潔凈度等級要求極高。半導體無塵車間潔凈度等級標準主要分為多個等級，從高到低依次為：100 級，1000 級，10000 級和 100000 級。其中，100 級潔凈度標準是最高的，要求非常嚴格，每立方米的空氣中的顆粒物數(shù)量不能超過 100 個，且對于微生物的要求也非常嚴格，要求完全無微生物存在。而 100000 級潔凈度標準相對寬松一些，每立方米空氣中的顆粒物濃度要求不能超過 100000 個，對于微生物的要求也相對較寬松，允許存在一定數(shù)量的微生物。在集成電路生產(chǎn)環(huán)境中，規(guī)定的空氣潔凈度等級主要取決于集成電路的集成度，不同的工序的空氣潔凈度等級是依據(jù)將會污染的概率和對元器件的潛在故障確定的。例如在集成電路生產(chǎn)的光刻工序中，硅片露出在生產(chǎn)環(huán)境中，污染概率很高時元器件的廢品率也會很高，所以為避免出現(xiàn)這種傷害，現(xiàn)階段在超大規(guī)模集成電路的潔凈廠房中一般選用微環(huán)境，把加工工藝核心區(qū)隔離，在微環(huán)境的隔離區(qū)內(nèi)達到所規(guī)定的空氣潔凈度等級和環(huán)境控制規(guī)定?？傊?，半導體生產(chǎn)的高潔凈度要求是為了確保產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，減少因污染導致的廢品率。 ### 半導體生產(chǎn)空氣凈化系統(tǒng)組成 半導體生產(chǎn)的空氣凈化系統(tǒng)通常由多個部分組成。首先，包括初效、中效、高效三部分的空氣過濾系統(tǒng)，能夠有效去除空氣中的細菌和塵埃。其次，溫度處理部分包括預熱盤管、一次表冷盤管、再熱盤管三部分，預熱盤管在外界氣溫較低時對外氣進行預加熱，防止盤管被凍壞。一次表冷盤管和再熱盤管通過 PID 控制算法確定閥門開度大小，實現(xiàn)對送風溫度的精確控制。濕度處理部分包括一次表冷盤管、二次表冷盤管、蒸汽加濕三部分，通過這些設備調(diào)節(jié)空氣中的濕度。此外，空氣凈化系統(tǒng)還包括高效過濾器、氣流組織設計以及潔凈管道系統(tǒng)等。高效過濾器如半導體生產(chǎn)用空氣凈化裝置中的凈化器，能夠持續(xù)去除空氣中的塵埃和微生物。氣流組織通過合理的送風口和回風口布局，確保室內(nèi)氣流均勻、穩(wěn)定。潔凈管道系統(tǒng)用于輸送潔凈空氣和工藝氣體?？傊?，半導體生產(chǎn)的空氣凈化系統(tǒng)是一個復雜而關鍵的組成部分，它為半導體生產(chǎn)提供了清潔、穩(wěn)定的空氣環(huán)境。 ### 半導體生產(chǎn)靜電防護措施 在半導體生產(chǎn)中，靜電防護至關重要。靜電可能對半導體元件造成致命損傷，如靜電放電會瞬間產(chǎn)生幾千伏至上萬伏的電壓，對半導體元件造成致命損傷，尤其在微納米級別的集成電路中，即使是很微小的電流也足以燒毀電路。半導體靜電控制的方法包括接地、使用靜電耗散材料和空氣電離中和離子。在半導體制造環(huán)境中，無論在前部的潔凈室中還是在后部的測試、組裝和包裝中，都應使用導體和靜電耗散材料的接地，接地可防止在絕緣導體和靜電耗散材料上產(chǎn)生靜電，如果這些材料帶有靜電，也可以帶走靜電。靜電消散材料在消散靜電荷的同時，還保持了某些絕緣材料的性能，如柔韌性和耐化學性，如果將它們可靠接地，它們將不會保留靜電荷。空氣電離用于中和絕緣體上的靜電荷，電離器產(chǎn)生由正負空氣離子組成的離子云，以中和生產(chǎn)環(huán)境中各處的靜電。此外，半導體潔凈車間的靜電防護措施還包括整體布局與裝修采用防靜電建材，如防靜電地板、墻面和天花板；人體靜電防護，作業(yè)人員穿著全套防靜電工作服、防靜電鞋以及防靜電手套等個人防護裝備，并通過防靜電手腕帶將人體靜電直接導至大地；濕度控制，通過恒溫恒濕系統(tǒng)確保車間內(nèi)的相對濕度在適宜范圍內(nèi)以減少靜電累積；安裝靜電消除設備，如離子風機、離子風槍等對工作區(qū)域進行實時靜電中和；生產(chǎn)設備接地，所有生產(chǎn)設備、工具和物料傳輸系統(tǒng)均需有效接地；包裝與運輸防靜電以及靜電監(jiān)控與測試等。總之，采取有效的靜電防護措施可以減少靜電對半導體生產(chǎn)的危害，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。 半導體生產(chǎn)所需的理想環(huán)境參數(shù)設定包括嚴格的溫度要求、相對濕度要求、高潔凈度等級要求以及完善的空氣凈化系統(tǒng)和靜電防護措施。溫度需保持在 22±2℃左右，相對濕度通常在 45%±5%RH 或保持在 50%左右，潔凈度等級根據(jù)不同的生產(chǎn)工序和產(chǎn)品要求分為多個等級，從 100 級到 100000 級不等?？諝鈨艋到y(tǒng)由空氣過濾、溫度處理、濕度處理、高效過濾器、氣流組織和潔凈管道系統(tǒng)等組成，為半導體生產(chǎn)提供清潔、穩(wěn)定的空氣環(huán)境。靜電防護措施包括接地、使用靜電耗散材料、空氣電離中和離子以及整體布局與裝修采用防靜電建材、人體靜電防護、濕度控制、靜電消除設備、生產(chǎn)設備接地、包裝與運輸防靜電和靜電監(jiān)控與測試等。這些理想環(huán)境參數(shù)的設定對于確保半導體產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率至關重要。