半导体生产与洁净度.ppt

半导体生产与洁净度,半导体特性决定其制造过程必须有洁净度要求,杂质对半导体的特性有着改变或破坏其性能的作用，所 以在半导体器件生产过程中对什么都必须严格控制，杂 质有各种各样的，如金属离子会破坏半导体器件的导电 性能，灰尘粒子破坏半导体器件的表面结构等。,一、生产环境洁净,半导体器件生产环境要求很严，要求恒温、恒湿，按单位体积中规定的尺寸灰尘粒子为标准分成洁净度的等级。一般分为10级、100级、1000级、10000级、100000级。 我们车间扩散间是1万级，其它区域是 洁净度以每立方米（或叫每立方英尺）空气中的最大允许粒子来确定。等级名称为每立方米空气中大于等于0.5微米的最大允许粒子数的常用对数值（以10为底），(英制单位是等级名称为每立方英尺空气中大于等于0.5微米的最大允许粒子数),检测（颗粒测试仪）,1）浮游粒子洁净度的检测（颗粒测试仪） 采样：任何洁净区的取样点不少于2个，除受洁净区划内的设备限制外，取样点应在整个洁净区均匀分布，每个选定的取样点应至少取样一次。在一个区内总共应最少取样5次，每个取样点取样应多于一次，而不同的取样点取样次可以不同 2）取样量度和取样时间：取样量不少于0.00283立方米（合0.1立方英尺），并且计算所得取样量结果不得四舍五入。取样时间可以用取样量除以取样速率来计算。,洁净度的理解,洁净度指洁净空气中空气含尘（包括微生物）量多少的程度。 美国联邦标准中洁净室等级标准换算，每一等级都对每立方米空气中直径大于等于0.5um 的灰尘粒的数量有严格的规定。规范还详加注明：“对于空气洁净度为100级的洁净室内大于等于5微米尘粒的计数，应进行多次采样，当其多次出现时，方可认为该测试数值是可靠的。”硬盘的工作环境要求是10级，这几乎达到了最理想状态下的无尘，也是普通工作环境所不可能做到的，更是任何民用资金都无法实现的。然而从现实角度来看，100级还是可行的，毕竟数据恢复过程只需要短时间，暂时不会造成很大的影响。只不过100级洁净间的资金投入相当大，几乎绝大部分数据恢复服务商都不具备这样的实力。 实力较小的服务商可能会选择1000级洁净间，此时已经严重影响了效果。然而更为惊人的是，部分服务商甚至采用万级洁净间，这对于硬盘实在是巨大的伤害，很可能导致原本有希望恢复的数据付之一炬。不过由于数据恢复行业的特殊性，即便操作失败也无需承担责任，因此这类选择低成本投入的服务商宁可牺牲成功率以换取低价格，以此来吸引部分并不懂行的客户。更加让人瞠目结舌的是，为了欲盖弥彰，这些服务商居然号称万级洁净间、十万级洁净间，企图以错误的概念来混淆视听，让客户误以为数值越高反而洁净程度越高。,洁净度洁净室达到洁净度要求的必要条件,一、送风洁净度 要保证送风洁净度符合要求，关键是净化系统末级过滤器的性能和安装。 净化系统末级过滤器一般采用高效过滤器或亚高效过滤器。 按我国标准1规定： 高效过滤器效率分四档:A类为99.9%，B类为99.9%，C类为99.999%，D类为(对0.1 m粒子)99.999%(亦称超高效过滤器); 亚高效过滤器2为(对0.5m粒子)9599.9%。 效率越高，过滤器的价格也越贵。,洁净度洁净室达到洁净度要求的必要条件,100万级可选用高中效过滤器; 低于1万级可选用亚高效或A类高效过滤器; 1万100级选用B类过滤器; 1001级选用C类过滤器。 这里每个洁净度级别似乎都有两类过滤器可供选择，选择高性能的还是低性能的，要视具体情况而定:当环境污染严重，或室内排风比例很大，或该洁净室特别重要，需要较大安全系数，在这些或其中之一情况下，均要选择高一类过滤器;反之可选择较低性能过滤器。对0.1m粒子要求控制的洁净室，不论控制的粒子浓度高低均要选择D类过滤器。以上所述仅从过滤器角度出发，实际上要选择好过滤器还要全面考虑洁净室特性、过滤器特性和净化系统特性3。,洁净度洁净室达到洁净度要求的必要条件,二、气流组织 1) 垂直单向流:均可获得均匀向下气流，便于工艺设备布置，自净能力强，可简化人身净化设施等共同设施等共同优点外，四种送风方式还有其各自优缺点:满布高效过滤器具有阻力低、更换过滤器周期长等优点，但顶棚结构复杂，造价高;侧布高效过滤器顶送、全孔板顶送与满布高效过滤器顶送的优缺点相反，其中全孔板顶送在系统非连续运行时，孔板内表面易积尘，维护不好，对洁净度有些影响;密集散流器顶送，因需要一段混和层，所以只适用于4m以上高大洁净室，其特点与全孔板顶送相仿;对于相对两侧格栅的板和相对两侧墙下部均匀布置回风口的回风方式仅适用两侧净间距小于6m的洁净室;单侧墙下部布回风口仅适用对墙间距较小(如23m)的洁净室。,洁净度洁净室达到洁净度要求的必要条件,2) 水平单向流:只在第一工作区达到100级洁净度，当空气流向另一侧的过程中含尘浓度逐渐升高，所以仅适用于同一房间工艺过程有不同洁净度要求的洁净室;送风墙局部布高效过滤器较满布水平送可减少高效过滤器用量，节约初投资，但局部区域有涡流。 3) 乱流型气流:孔板顶送和密集散流器顶送的特点与前述相同:侧送的优点易于管道布置，无需技术夹层，造价低，有利于旧厂房改造，缺点是工作区风速较大，下风侧比上风侧含尘浓度高;高效过滤器风口顶送具有系统简单、高效过滤器后无管道、洁净气流直接送达工作区等优点，但洁净气流扩散缓慢，工作区气流较均匀;不过当均匀地布置多个风口或采用带扩散板地高效过滤器风口时，也可使得工作区气流较均匀;但在系统非连续运行地情况下，扩散板易积尘。,洁净度洁净室达到洁净度要求的必要条件,三、送风量或风速 足够的通风换气量是为了稀释和排除室内污染空气，根据不同的洁净度要求，当洁净室净高较高时，适当增加换气次数。其中，100万级洁净室的通风量是按高中效净化系统考虑7，其余均按高效净化系统考虑;当10万级洁净室高效过滤器集中布置在机房或系统末端采用亚高效过滤器时，可适当提高换气次数10-20%。 四、静压差 洁净室维持一定的正压是保证洁净室不受或少受污染、以维持设计洁净度等级必不可少地条件之一。即便是负压洁净室，它也必须有不低于它洁净度级别地相邻房间或套间维持一定地正压，负压洁净室的洁净度才能得以维持。,洁净度洁净室达到洁净度要求的必要条件,洁净室正压值是指门窗全部关闭状态下，室内静压大于室外静压的数值。它是通过净化系统送风量大于回风量和排风量的方法来达到。为了保证洁净室正压值，送风、回风和排风机最好联锁，系统开启时先启动送风机，再启动回风机和排风机;系统关闭时先关排风机，再关回风机和送风机，以防止洁净室在系统开启和关闭时受到污染。 维持洁净室正压所需的风量主要根据维护结构密闭性好坏来确定。我国洁净室建设初期由于围护结构密闭性较差，要维持5Pa的正压就要26次/h送风量;目前维护结构密闭性已大为提高，维持同样的正压只要12次/h送风量;维持1OPa也只要23次/h送风量。,洁净度洁净室达到洁净度要求的必要条件,我国设计规范6规定:不同等级的洁净室以及洁净区和非洁净区之间的静压差应不小于0.5mmH2O(5Pa)，洁净区与室外的静压差应不小于1.OmmH2O(l0Pa)。笔者认为该值似偏低，原因有三:1.正压是表示洁净室抑制通过门窗缝隙污染室内空气的能力，或在短时间打开门窗时使渗入室内的污染物减少到最低限度的能力，正压大小表示抑制污染能力的强弱，当然不是正压越大越好(后面将谈到)。2.正压所需的风量有限，5Pa正压与10Pa正压所需风量仅差约1次/h，何乐而不为呢?显然正压值低限取l0Pa更优越些。3.美国联邦标准(FS209AB)规定:当所有出入口关闭时，洁净室与任何相邻的低洁净度区域之间的最低正压差为0.05英寸水柱(12.5Pa)，这数值已被许多国家采用。,洁净度洁净室达到洁净度要求的必要条件,但洁净室的正压值并非越大越好，根据本单位30多年实际工程检测表明:当正压值30Pa时，开门就比较困难，关门稍不留意，砰一声!吓人一跳;当正压值5070Pa时，门窗缝隙就会发出哨音，体弱者或有某种不适应症者不适感觉。可是国内和国外许多国家的有关规范或标准均未规定正压的上限值，这样的结果许多单位都只求下限值满足要求，而不管上限值达到多少，在笔者遇到的实际洁净室中正压值有高达100Pa以上，造成很不好的效果。实际上调整正压并不是一件很难的事，把它控制在一定范围内是完全可能的。曾有文献介绍东欧某国将正压值规定为1-3mmH20(约1030Pa)，笔者认为这个范围是比较合适的。,总结设施方面需要保证的必要条件（影响因素占100%）,扩散间洁净等级： 其它区域洁净等级： 送风量： 换气次数：静压差：,进入车间的必要条件（我们人员需要遵守的）,一，影响洁净度的主观因素和所占比例： 纤维：包括纸箱，头发，衣服（占60%） 粉尘：包括灰尘，鞋底的泥土（占20%） 工装夹具：粘有灰尘（10%） 化学品挥发或泄漏：到空气中产生反应或使空气不洁净（占10%）,进入车间的必要条件（我们人员需要遵守的）,二，进出洁净区的管理规定： 工作服，工作帽和工作鞋不允许穿到更衣室的外面（包括钢头鞋） 进入车间前必须穿好工作服，工作帽和工作鞋 必须进行风淋20秒，如果风淋无反应，请点风淋按钮 进入车间后戴好口罩 头发必须放在帽子里，男孩不允许留长发 自己的衣服帽子不要露在工作服的外面 进入扩散间必须穿洁净服，并且再次进行风淋,进入车间的必要条件（我们人员需要遵守的）,三，影响工艺卫生的因素与规定：,二、工艺过程中的洁净,工艺过程中的洁净必须根据工艺要求进行对于所用原材料必须符合工艺要求，对于使用设备、工夹具、器皿的清洗周期在工艺文件中必须作出规定来严格执行,洁净区的管理,进出洁净区的管理规定 净化区行为规则 环境颗粒管理规定 净化度管理规定 P.H值管理规定 纯水管理规定 生产用气体管理规定,1、清洗用水，对纯水的要求10-18-cm，化学药品：如氨水（NH3)、双氧水（H2O2）、氢氟酸（HF）、盐酸（HCL）等。2、工艺过程中使用的工器具：石英管、石英舟、传递夹、镊子等、清洗槽。3、工艺过程中使用的设备。4、必须改正一切不利于洁净生产的习惯。,21,Thank You!,Q&A,