芯片制造是现代高科技产业的核心领域之一,而万级芯片洁净厂房的建设对于保障芯片生产质量至关重要。勤哲净化在这一领域有着丰富的经验和专业的技术,以下是建设万级芯片洁净厂房的关键步骤和要点。
首先,厂址选择与厂房规划是基础。厂址应选择在环境清洁、空气质量良好、远离污染源如化工企业、交通主干道等地方。在厂房规划上,要依据芯片生产流程进行合理布局。芯片生产从晶圆制备、光刻、蚀刻、掺杂到封装测试等环节,需确保物料和人员的流动顺畅且避免交叉污染。例如,将光刻区域设置在环境稳定性高、振动干扰小的位置,因为光刻对精度要求极高。厂房的外形应简洁规整,有利于空气净化系统的设计和运行,同时要预留足够的空间用于设备的安装、维护以及未来可能的产能扩张。
建筑结构设计方面,万级芯片洁净厂房对围护结构的密封性要求很高。墙壁和天花板要采用气密性能良好的材料,如彩钢板,其拼接处要进行严格的密封处理,防止外界空气的渗漏。地面则要选用防静电、耐磨且平整度高的材料,如环氧自流平地坪,以满足芯片生产设备的安装要求,同时避免因静电和地面不平整对芯片生产造成影响。厂房的结构强度要能承受生产设备的重量,并且要考虑到可能的振动因素,对于一些高精度的芯片生产区域,需要设置减震措施,如采用减震垫或特殊的结构设计来减少外界振动的传入。
空气净化系统是万级芯片洁净厂房的核心。要达到万级洁净度标准,需要采用多级过滤系统。初效过滤器用于去除大颗粒的灰尘和杂质,中效过滤器进一步拦截中等粒径的颗粒物,高效过滤器(HEPA)则对粒径在 0.3 微米及以上的微粒有极高的过滤效率。空气的循环方式通常采用乱流或单向流。在乱流系统中,通过合理布置送风口和回风口,使空气在室内充分混合,以稀释和排除污染物。单向流系统则更有利于保证洁净度,如垂直单向流可使空气从顶部过滤器垂直向下流动,将尘埃等污染物迅速带离工作区域。同时,空气处理机组要具备精确的温湿度控制功能,芯片生产对温湿度要求严格,一般温度控制在 22℃±2℃,湿度控制在 45%±5%,以确保芯片生产过程中材料和工艺的稳定性。
照明系统的设计也不容忽视。要选择无频闪、低热量的洁净照明灯具,因为频闪可能影响操作人员对芯片生产过程的观察,而热量过高可能改变局部环境的温湿度。灯具的布局要保证工作区域光照均匀且充足,同时要避免在芯片生产关键区域产生阴影或过多的光线反射,以免干扰生产过程。照明系统还要考虑节能性,采用智能照明控制技术,根据不同的生产场景和时段调整亮度。
防静电措施在芯片洁净厂房建设中至关重要。除了地面采用防静电材料外,厂房内的设备、工作台、人员服装等都要具备防静电功能。设备要进行有效的接地处理,工作台面可采用防静电台面材料,人员要穿着防静电工作服、鞋套等。此外,还可在关键生产区域设置离子风机等静电消除设备,以中和物体表面的静电,防止静电对芯片造成损害,因为芯片中的电子元件对静电非常敏感,即使是微小的静电放电都可能导致芯片失效。
在物料和人员的流通管理上,要设置专门的物流通道和人员通道。物料进入厂房前要经过清洁处理,采用洁净的物料传递窗或自动化物料输送系统在不同洁净等级区域之间传递物料,以防止物料携带污染物进入洁净区。人员要经过严格的更衣、风淋等程序才能进入生产区域,更衣室要配备足够数量的衣柜和消毒设施,风淋室要能有效去除人员身上的灰尘和颗粒物。同时,要对人员在洁净区内的活动进行严格限制,避免不必要的走动和交叉污染。
给排水系统的设计要满足芯片生产的特殊需求。工艺用水通常需要达到超纯水标准,要经过多级反渗透、离子交换等复杂的处理工艺,以去除水中的杂质、离子等。排水系统要分类收集和处理,对于含有化学物质的废水,要经过专门的处理设施进行处理,达到环保排放标准后才能排放。
消防和安全系统也是建设万级芯片洁净厂房的重要内容。要安装先进的火灾报警系统,包括烟雾探测器、温度探测器等,在不同区域合理分布。灭火系统要根据芯片生产环境的特点选择合适的灭火剂,如气体灭火系统,以避免对芯片生产设备和产品造成损害。同时,要设置清晰的安全疏散标识和通道,确保人员在紧急情况下能够快速、安全地撤离。勤哲净化通过对这些方面的精心设计和严格施工,能够打造出高质量的万级芯片洁净厂房,为芯片生产提供可靠的环境保障。
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