晶圆厂洁净室：半导体制造的微观守护者
日期：2024-11-01 09:31:00 浏览量：359 标签: 开云全站体育
在半导体组件与微细加工的精密世界中，每一个微小的尘埃颗粒都可能成为影响产品质量的关键因素。因此，晶圆厂中的洁净室成为了确保半导体制造过程顺利进行的重要设施。
洁净室，顾名思义，是一个旨在隔绝粉尘和其他污染物进入的密闭空间。在半导体制造过程中，由于空间单位以微米计算，微尘颗粒的沾附可能会对晶圆上的精密导线布局造成严重影响，导致电性短路或断路等严重后果。因此，洁净室的存在变得至关重要。
洁净室的洁净等级有一个公认的标准。以class 10为例，这意味着在单位立方英尺的空间内，平均只有粒径0.5微米以上的粉尘10粒。洁净等级的数字越小，洁净度越高，但相应的造价也更为昂贵。这种高洁净度的环境是通过一系列专业技术和严格的管理办法来实现的。
首先，洁净室内部需要保持大于1个大气压的环境，以确保粉尘只出不进。这通常通过大型鼓风机将经过滤网的空气源源不断地打入洁净室中来实现。同时，为了保持温度和湿度的恒定，大型空调设备需要与鼓风加压系统相配合。
其次，洁净室内的气流方向设计也至关重要。为了减少粉尘在洁净室内回旋停滞的机会与时间，所有气流方向均以由上往下为主。此外，洁净室的室内空间设计和机台摆放调配也尽量减少突兀之处。
在建材选择方面，洁净室主要使用不易产生静电吸附的材质，以防止静电吸附带来的粉尘污染。同时，所有人事物进出洁净室都必须经过空气吹浴的程序，以去除表面粉尘。
人体及衣物的毛屑是洁净室中粉尘的主要来源之一。因此，进出洁净室的人员必须穿戴无尘衣，除了眼睛部位外，均需与外界隔绝接触。在次微米制程技术的工厂内，工作人员甚至需要穿戴得像航天员一样严密。此外，化妆、铅笔等可能产生粉尘的物品也被禁止使用。
除了空气外，洁净室中水的使用也受到严格限制。为了防止水中粉粒和重金属离子污染晶圆和晶体管结构，洁净室只能使用去离子水。去离子水以电阻率来定义好坏，一般要求电阻率达到17.5MΩ-cm以上才算合格。为了获得合格的去离子水，需要使用多重离子交换树脂、RO逆渗透和UV紫外线杀菌等处理过程。
此外，洁净室中所有用得到的气源，包括吹干晶圆和机台空压所需要的氮气，也必须达到高纯度要求。吹干晶圆的氮气甚至要求99.8%以上的高纯氮。
综上所述，晶圆厂洁净室是半导体制造过程中不可或缺的重要设施。它通过一系列专业技术和严格的管理办法，为半导体制造提供了一个高洁净度的环境，从而确保了产品的质量和可靠性。然而，洁净室的建造和维护费用也相当昂贵，这进一步凸显了其在半导体制造中的重要性。
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