潔凈室中的溫濕度控制
潔凈空間的溫濕度主要是根據(jù)工藝要求來確定,但在滿足工藝要求的條件下,應考慮到人的舒適度感。隨著空氣潔凈度要求的提高,出現(xiàn)了工藝對溫濕度的要求也越來越嚴的趨勢。具體工藝對溫度的要求以后還要列舉,但作為總的原則看,由于加工精度越來越精細,所以對溫度波動范圍的要求越來越小。例如在大規(guī)模集成電路生產(chǎn)的光刻曝光工藝中,作為掩膜板材料的玻璃與硅片的熱膨脹系數(shù)的差要求越來越小。直徑100 um的硅片,溫度上升1度,就引起了0.24um線性膨脹,所以必須有±0.1度的恒溫,同時要求濕度值一般較低,因為人出汗以后,對產(chǎn)品將有污染,特別是怕鈉的半導體車間,這種車間溫度不宜超過25度,濕度過高產(chǎn)生的問題更多。相對濕度超過55%時,冷卻水管壁上會結露,如果發(fā)生在精密裝置或電路中,就會引起各種事故。相對濕度在50%時易生銹。此外,濕度太高時將通過空氣中的水分子把硅片表面粘著的灰塵化學吸附在表面難以清除。相對濕度越高,粘附的越難去掉,但當相對濕度低于30%時,又由于靜電力的作用使粒子也容易吸附于表面,同時大量半導體器件容易發(fā)生擊穿。對于硅片生產(chǎn)濕度范圍為35—45%。
氣壓規(guī)定
對于大部分潔凈空間,為了防止外界污染侵入,需要保持內(nèi)部的壓力(靜壓)高于外部的壓力(靜壓)。壓力差的維持一般應符合以下原則:
1.潔凈空間的壓力要高于非潔凈空間的壓力。
2.潔凈度級別高的空間的壓力要高于相鄰的潔凈度級別低的空間的壓力。
壓力差的維持依靠新風量,這個新風量要能補償在這一壓力差下從縫隙漏泄掉的風量。所以壓力差的物理意義就是漏泄(或滲透)風量通過潔凈室的各種縫隙時的阻力。
無塵車間不同級別空氣潔凈度的空氣過濾器的選用、布置要點:對于300000級空氣凈化處理,可采用亞過濾器代替過濾器;空氣潔凈度100級、10000級及100000級的空氣凈化處理,應采用初、中、過濾器三級過濾器;中效或空氣過濾器宜按小于或等于額定風量選用;中效空氣過濾器宜集中設置在凈化空氣調節(jié)的正壓段;或亞空氣過濾器宜設置在凈化空氣調節(jié)系統(tǒng)的末端。
節(jié)能原則:無塵車間里存在大量可以節(jié)約能源的地方,例如暖氣、通風和空調(HVAC)、工藝冷卻、壓縮空氣以及一些其他的設施。 HVAC系統(tǒng)消耗的電力超過了整座晶片制造廠用電量的一半。之所以造成大量浪費電力及HVAC的容量過剩,很大程度上是因為在設計和建造工廠時走捷徑,盡可能地壓縮前期投入,而不顧后期運行費用。率的設計和率設備需要很大的前期投入。那種“小處節(jié)約大處浪費”的所謂捷徑和削減成本,會造成工廠的運行性能降低和能耗增加。 對已建成工廠的改建通常會陷入到毫無意義的經(jīng)濟漩渦當中。