潔凈技術(shù)及其在電子制造中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2011/8/27 13:46:28 訪問次數(shù):1024
1.潔凈技術(shù) HA5025IB
潔凈技術(shù)(clean room)又稱潔凈室技術(shù),是指將一定空間范圍內(nèi)空氣中的微粒子、有害空氣、細(xì)菌等污染物排除,并將室內(nèi)的溫度、潔凈度、室內(nèi)壓力、氣流速度與氣流分布、噪聲、振動(dòng)及照明、靜電控制在某一要求范圍內(nèi),而所給予特別設(shè)計(jì)的房間。也就是不論外面環(huán)境空氣條件如何變化,其室內(nèi)均保持設(shè)定要求的潔凈度、溫濕度及壓力等性能。
潔凈技術(shù)從應(yīng)用領(lǐng)域可以分為生物潔凈室和工業(yè)潔凈室兩大類。工業(yè)潔凈室以無生命微粒的控制為對象,其中電子制造業(yè)占有很大比例。以微電子制造為代表,包括光磁產(chǎn)品制造(光盤、膠片、磁帶生產(chǎn))、平板顯示、計(jì)算機(jī)硬盤和其他精密光電產(chǎn)品的制造、檢測和包裝等工作都離不開潔凈室。
不同行業(yè)、不同產(chǎn)品、不同加工工序?qū)崈羰矣胁煌,為此國際標(biāo)準(zhǔn)組織ISO及一些先進(jìn)制造國家都制定了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),例如國際標(biāo)準(zhǔn)組織的IS0 14644-1《空氣潔凈度等級劃分》及美國的FED-STD-2標(biāo)準(zhǔn)等。中國在2001年發(fā)布的GB 50073-2001國家標(biāo)準(zhǔn)《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》(Code for Design of Clean Room),在空氣潔凈度等級劃分上,明確等效采用國際標(biāo)準(zhǔn)IS014611-1。
2.半導(dǎo)體制造與環(huán)境
由于集成電路制造屬于超精密制造,因此對制造環(huán)境有極高的要求,芯片必須在潔凈室乃至超凈室條件下生產(chǎn)。圖7.5.1表示人類頭發(fā)與45nm特征尺寸大小比較示意圖頭發(fā)絲對于45nm半導(dǎo)體制造特征尺寸而言,絕對是龐然大物,可以想象頭發(fā)絲落在芯片上會(huì)是什么結(jié)果。如圖7.5.2所示為晶圓上微粒嵌入及造成污染失效示意與實(shí)物放大圖。
3.芯片制造環(huán)境要求 HA7210IF
加工半導(dǎo)體芯片要求級別最高的潔凈室,也稱為超凈室,要求:
①1m3中粒徑在0.lμm以上的浮游微粒數(shù)在10個(gè)以下(IS01級);
②溫度保持在(23±1)℃;
③濕度保持在(45±5)%;
④污染氣體分子保持在十億分之一以下。
為了確保超凈室的清潔度,要使用夠?yàn)V掉99.9999%以上的微粒的化學(xué)過濾器,對構(gòu)成超凈室的材料和設(shè)備器材進(jìn)行密封,采取措施控制室內(nèi)氣壓、氣流的走向,需要同時(shí)兼顧操作性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境保護(hù)等問題。此外對于工作人員進(jìn)入超凈室的防護(hù)要求以及物料出入的管理措施,對保證超凈室的清潔度都是必不可少的。
4.局部空間的高清潔度
超潔凈環(huán)境及其保持需要很高的成本,同時(shí)也要消耗大量資源和能源,與低碳排放要求并不吻合。人們在探索二者兼顧的潔凈方案,局部空間的高清潔度就是其中之一。
這種方法就是局部超凈(小環(huán)境化),也就是說,不要求整個(gè)工作環(huán)境都保持高清潔度,而是只在關(guān)鍵部位(例如晶圓及芯片加工)周圍的小空間中保持高清潔度,并且與作業(yè)環(huán)境分離。這樣不僅可以利用機(jī)器人來改善可操作性,而且由于只需保持局部空間的高清潔度,所以能夠有效減少能源消耗。具體來說,只在制造設(shè)備的晶圓出人口保持1級高清潔氣氛,晶圓的移動(dòng)、保存都放在窯閉容器中進(jìn)行。典型的密閉容器如圖7.5.3所示,有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口盒(standard of mechanical interface,SMIF)和前開式晶圓盒(front-opening unified pod,FOUP).
1.潔凈技術(shù) HA5025IB
潔凈技術(shù)(clean room)又稱潔凈室技術(shù),是指將一定空間范圍內(nèi)空氣中的微粒子、有害空氣、細(xì)菌等污染物排除,并將室內(nèi)的溫度、潔凈度、室內(nèi)壓力、氣流速度與氣流分布、噪聲、振動(dòng)及照明、靜電控制在某一要求范圍內(nèi),而所給予特別設(shè)計(jì)的房間。也就是不論外面環(huán)境空氣條件如何變化,其室內(nèi)均保持設(shè)定要求的潔凈度、溫濕度及壓力等性能。
潔凈技術(shù)從應(yīng)用領(lǐng)域可以分為生物潔凈室和工業(yè)潔凈室兩大類。工業(yè)潔凈室以無生命微粒的控制為對象,其中電子制造業(yè)占有很大比例。以微電子制造為代表,包括光磁產(chǎn)品制造(光盤、膠片、磁帶生產(chǎn))、平板顯示、計(jì)算機(jī)硬盤和其他精密光電產(chǎn)品的制造、檢測和包裝等工作都離不開潔凈室。
不同行業(yè)、不同產(chǎn)品、不同加工工序?qū)崈羰矣胁煌,為此國際標(biāo)準(zhǔn)組織ISO及一些先進(jìn)制造國家都制定了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),例如國際標(biāo)準(zhǔn)組織的IS0 14644-1《空氣潔凈度等級劃分》及美國的FED-STD-2標(biāo)準(zhǔn)等。中國在2001年發(fā)布的GB 50073-2001國家標(biāo)準(zhǔn)《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》(Code for Design of Clean Room),在空氣潔凈度等級劃分上,明確等效采用國際標(biāo)準(zhǔn)IS014611-1。
2.半導(dǎo)體制造與環(huán)境
由于集成電路制造屬于超精密制造,因此對制造環(huán)境有極高的要求,芯片必須在潔凈室乃至超凈室條件下生產(chǎn)。圖7.5.1表示人類頭發(fā)與45nm特征尺寸大小比較示意圖頭發(fā)絲對于45nm半導(dǎo)體制造特征尺寸而言,絕對是龐然大物,可以想象頭發(fā)絲落在芯片上會(huì)是什么結(jié)果。如圖7.5.2所示為晶圓上微粒嵌入及造成污染失效示意與實(shí)物放大圖。
3.芯片制造環(huán)境要求 HA7210IF
加工半導(dǎo)體芯片要求級別最高的潔凈室,也稱為超凈室,要求:
①1m3中粒徑在0.lμm以上的浮游微粒數(shù)在10個(gè)以下(IS01級);
②溫度保持在(23±1)℃;
③濕度保持在(45±5)%;
④污染氣體分子保持在十億分之一以下。
為了確保超凈室的清潔度,要使用夠?yàn)V掉99.9999%以上的微粒的化學(xué)過濾器,對構(gòu)成超凈室的材料和設(shè)備器材進(jìn)行密封,采取措施控制室內(nèi)氣壓、氣流的走向,需要同時(shí)兼顧操作性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境保護(hù)等問題。此外對于工作人員進(jìn)入超凈室的防護(hù)要求以及物料出入的管理措施,對保證超凈室的清潔度都是必不可少的。
4.局部空間的高清潔度
超潔凈環(huán)境及其保持需要很高的成本,同時(shí)也要消耗大量資源和能源,與低碳排放要求并不吻合。人們在探索二者兼顧的潔凈方案,局部空間的高清潔度就是其中之一。
這種方法就是局部超凈(小環(huán)境化),也就是說,不要求整個(gè)工作環(huán)境都保持高清潔度,而是只在關(guān)鍵部位(例如晶圓及芯片加工)周圍的小空間中保持高清潔度,并且與作業(yè)環(huán)境分離。這樣不僅可以利用機(jī)器人來改善可操作性,而且由于只需保持局部空間的高清潔度,所以能夠有效減少能源消耗。具體來說,只在制造設(shè)備的晶圓出人口保持1級高清潔氣氛,晶圓的移動(dòng)、保存都放在窯閉容器中進(jìn)行。典型的密閉容器如圖7.5.3所示,有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口盒(standard of mechanical interface,SMIF)和前開式晶圓盒(front-opening unified pod,FOUP).
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