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集成電路無塵車間是滿足半導(dǎo)體制造工藝要求的潔凈室。該無塵車間對(duì)環(huán)境潔凈度、溫濕度、振動(dòng)、靜電放電、AMC控制等有一定要求。與其它工業(yè)潔凈室相比，集成電路無塵車間具有占地面積大、潔凈度高、溫濕度控制精度高等特點(diǎn)。

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一、集成電路無塵車間送風(fēng)系統(tǒng)FFU單元設(shè)計(jì)

集成電路無塵車間從送風(fēng)系統(tǒng)方式劃分一般也有三種形式：即集中送風(fēng)系統(tǒng)、隧道系統(tǒng)、FFU系統(tǒng)，如圖所示：

這三種送風(fēng)系統(tǒng)各有特點(diǎn)，從不同的角度得出不同的結(jié)論。因此，我們不能簡(jiǎn)單地說是好是壞。送風(fēng)系統(tǒng)模式的采用主要取決于業(yè)主和設(shè)計(jì)方關(guān)注的方面。然而，近年來，FFU系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，尤其是在亞太地區(qū)。國(guó)內(nèi)也不例外。除習(xí)慣、經(jīng)驗(yàn)等非技術(shù)因素外，原因如下：

1. 靈活性：在這三個(gè)系統(tǒng)中，F(xiàn)FU系統(tǒng)的靈活性好，特別適合當(dāng)今集成電路生產(chǎn)技術(shù)的快速發(fā)展，因?yàn)殡S著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)潔凈度的要求更嚴(yán)格。隧道系統(tǒng)很難說是靈活的，隧道系統(tǒng)是一個(gè)以操作區(qū)為送風(fēng)區(qū)，設(shè)備區(qū)為回風(fēng)區(qū)的空氣循環(huán)系統(tǒng)。集中送風(fēng)系統(tǒng)具有一定的靈活性，但潔凈系統(tǒng)改造時(shí)必須停機(jī)停產(chǎn)。如果我們想提高局部區(qū)域潔凈度，除了在無塵車間頂部增加HEPA/ULPA過濾器外，還需要增加循環(huán)機(jī)組，這使得改造難度大，對(duì)生產(chǎn)的影響更大。使用FFU系統(tǒng)，可以方便地在局部增加FFU的數(shù)量或移動(dòng)FFU的位置，而且可以在不停產(chǎn)的情況下進(jìn)行，對(duì)生產(chǎn)影響很小。

2. 調(diào)控性：與集中送風(fēng)系統(tǒng)相比，F(xiàn)FU系統(tǒng)各區(qū)域的送風(fēng)交叉點(diǎn)相對(duì)較小，可以實(shí)現(xiàn)高精度的溫濕度控制。隨著電機(jī)和網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的發(fā)展，F(xiàn)FU易于實(shí)現(xiàn)單控，且每個(gè)FFU的出風(fēng)速度在一定范圍內(nèi)幾乎可以任意調(diào)節(jié)，很容易解決大跨度無塵車間遠(yuǎn)近端氣流不均勻的問題。此外，F(xiàn)FU還可以根據(jù)實(shí)際使用需要停開或者少開啟一部分。

3. 可靠性：采用集中送風(fēng)系統(tǒng)，如果有一臺(tái)送風(fēng)機(jī)組出現(xiàn)故障，除非能立即投入備用機(jī)組，否則不能保證整個(gè)系統(tǒng)的潔凈度；一旦隧道系統(tǒng)的循環(huán)機(jī)組停止運(yùn)行，就不能保證循環(huán)機(jī)組所負(fù)擔(dān)潔凈區(qū)的潔凈度、溫度和濕度，也不能保證整個(gè)系統(tǒng)的潔凈度。而FFU系統(tǒng)這方面的風(fēng)險(xiǎn)就很小，即使一臺(tái)FFU發(fā)生故障，其影響也很小。隨著網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展， FFU系統(tǒng)因數(shù)量多給維護(hù)帶來的不便也得到了改善。

4. 氣密性與空間利用：FFU系統(tǒng)由于風(fēng)機(jī)直接設(shè)在工作區(qū)上方，因此工作區(qū)相對(duì)于回風(fēng)道及上靜壓箱為正壓，工作區(qū)以外污染物極少因泄漏進(jìn)入上作區(qū)：相反的，集中送風(fēng)系統(tǒng)和隧道系統(tǒng)工作區(qū)相對(duì)于上靜壓箱為較大的負(fù)壓，因此泄漏的風(fēng)險(xiǎn)性比FFU系統(tǒng)要高得多。另外集成電路無塵車間采用集中送風(fēng)系統(tǒng)及隧道系統(tǒng)，上靜壓箱與周圍環(huán)境的壓差很大，極易發(fā)生空氣泄漏，因此對(duì)上靜壓箱的氣密性要求很高，基本上不允許管線進(jìn)人。而FFU系統(tǒng)的上靜壓箱相對(duì)于周圍環(huán)境只是微正壓，上靜壓箱內(nèi)可以布置或穿越諸如排風(fēng)和排煙等管道，使空間得到合理利用。

好的無塵車間設(shè)計(jì)，不僅能節(jié)約能源，降低運(yùn)行成本，減少人力投入，而且為生產(chǎn)提供了保障。在三種潔凈系統(tǒng)中，FFU循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)行成本低，潔凈度和安全性高。因此，在集成電路無塵車間中，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(yùn)行成本越高。因此，在大環(huán)境潔凈度或溫濕度要求相對(duì)較低的情況下，將一些關(guān)鍵的工藝設(shè)備布置在較高潔凈度或溫濕度控制區(qū)域內(nèi)是集成電路制造潔凈廠房的設(shè)計(jì)趨勢(shì)。隨著集成電路制造技術(shù)的不斷升級(jí)，主流大型工廠已進(jìn)入納米時(shí)代。集成電路無塵車間設(shè)計(jì)、施工和節(jié)能也需要不斷完善，為先進(jìn)工藝產(chǎn)品的生產(chǎn)提供保障。

二、集成電路無塵車間的建設(shè)特點(diǎn)

1. 把關(guān)鍵的潔凈（加工）區(qū)盡量減少并與潔凈走道、潔凈維護(hù)及修理區(qū)等相隔，避免或減少人員、工藝及工藝設(shè)備散發(fā)的粒子的污染及交叉污染，以利用達(dá)到嚴(yán)格的控制潔凈度要求并減少電耗及費(fèi)用。

2. 工藝與工藝設(shè)備的開發(fā)已需密切與潔凈技術(shù)相結(jié)合，如減少工藝本身及工藝設(shè)備散發(fā)的粒子，采用機(jī)器人傳送片盒或SMIF系統(tǒng)等傳送片盒避免人與硅片的直接接觸等。

3. 基于以上二點(diǎn)，集成電路亞微米加工，現(xiàn)有典型的無塵車間形式基本由二類：

① 隧道式無塵車間。無塵車間分隔成潔凈加工隧道（區(qū)），潔凈走道及潔凈維護(hù)修理隧道（區(qū)）。加工區(qū)的潔凈度要求最嚴(yán)，其他區(qū)及走道潔凈度要求可低一些。目前國(guó)內(nèi)已有可作集成電路亞微米加工的無塵車間都是這種形式。

② “微環(huán)境”系統(tǒng)無塵車間，這種無塵車間內(nèi)片盒的傳送采用SMIF系統(tǒng)（或類似的系統(tǒng)），它包括：存放片盒的潔凈容器（SMIF POD）;能自動(dòng)接受潔凈容器（SMIF POD）并打開容器把片盒送入（送出）設(shè)備的加工部位的機(jī)械手裝置（SMIFARM）.把SMIF ARM及加工部位以適用的材料封閉起來與無塵車間環(huán)境隔離，在這較小的空間送入嚴(yán)格要求的潔凈空氣，而無塵車間的潔凈度可為100~1000級(jí)（FS-209D），即≥0.5μm的粒子不多于100~1000個(gè)/ft3。由于硅片避免或減少了受操作人員、工藝設(shè)備及工藝加工散發(fā)的粒子的直接污染或交叉污染，而“微環(huán)境”加工區(qū)空間又很小，從而能較有效的控制硅片受粒子的污染，并降低無塵車間造價(jià)及運(yùn)行費(fèi)用，操作人員亦可在不十分嚴(yán)格的潔凈環(huán)境內(nèi)工作。