半導(dǎo)體超凈實(shí)驗(yàn)室(通常指潔凈度較高的實(shí)驗(yàn)室,如千級(jí)潔凈實(shí)驗(yàn)室)的設(shè)計(jì)規(guī)范涉及多個(gè)方面,以確保實(shí)驗(yàn)室能夠滿足半導(dǎo)體生產(chǎn)、研發(fā)和測(cè)試的高標(biāo)準(zhǔn)要求。以下是對(duì)半導(dǎo)體超凈實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)規(guī)范的詳細(xì)歸納:
1、潔凈度與空氣系統(tǒng)
依據(jù)ISO 14644-1或GB 50073標(biāo)準(zhǔn),空氣潔凈度分為多個(gè)級(jí)別(如100級(jí)、1000級(jí)等),不同區(qū)域需達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)核心區(qū)(光刻、晶圓加工)需達(dá)ISO 1~5級(jí)(0.1μm顆粒控制),采用HEPA/ULPA高效過(guò)濾與層流送風(fēng)(換氣≥240次/小時(shí)),維持正壓梯度(≥5Pa),阻隔污染。
HEPA/ULPA過(guò)濾器:前端捕集≥0.3μm粒子,末端ULPA過(guò)濾≤0.12μm顆粒(10?級(jí)潔凈度)。
氣流模式:FFP209E標(biāo)準(zhǔn)下,單向流(Laminar Flow)換氣次數(shù)≥15次/h,亂流(Turbulent Flow)≥20次/h。
2、溫濕度與材料
溫度控制:通常將溫度控制在20~25℃之間,波動(dòng)幅度不超過(guò)±2℃(也有說(shuō)法為22±1℃)。
濕度控制:相對(duì)濕度保持在40%60%之間,波動(dòng)幅度不超過(guò)±5%(也有說(shuō)法為30%50%,允許誤差在±1%的范圍內(nèi))。為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制,建議采用集中式空調(diào)系統(tǒng),并配備溫濕度傳感器,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與調(diào)節(jié)。

3、布局與振動(dòng)控制
實(shí)驗(yàn)室應(yīng)明確劃分為潔凈區(qū)、非潔凈區(qū)和輔助區(qū)域。潔凈區(qū)包括工藝操作間、設(shè)備間和測(cè)試間,用于半導(dǎo)體材料的處理、測(cè)試和存儲(chǔ);非潔凈區(qū)包括辦公區(qū)、休息區(qū)以及物料存儲(chǔ)區(qū),用于人員辦公、休息和物料的暫時(shí)存放;輔助區(qū)域則包括更衣室、風(fēng)淋室、氣閘室等,用于人員的凈化處理。
分區(qū)設(shè)計(jì)(核心區(qū)、支持區(qū)、更衣區(qū)),生產(chǎn)、輔助及生活區(qū)域分開(kāi)布置,減少交叉污染,人流/物流分離,設(shè)備間距≥1.5m。采用浮筑地板(隔振≤3Hz)與電磁屏蔽(銅網(wǎng)/鋼板),保障設(shè)備精度。
4、特種系統(tǒng)與安全
超純氣體(6N級(jí))、超純水(18.2 MΩ·cm)及防泄漏管道系統(tǒng);防火防爆、廢氣處理(洗滌塔/VOC吸附)與應(yīng)急設(shè)施全方位保障安全。
建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)具備一定的承重能力和抗震性能,選用耐火材料,符合消防規(guī)范,設(shè)置緊急疏散通道、消防設(shè)備和緊急停機(jī)按鈕等。進(jìn)入無(wú)塵室的人員必須穿戴適當(dāng)?shù)臐崈舴⑼ㄟ^(guò)空氣淋浴去除攜帶的塵埃。
5、材料選擇與施工要求
結(jié)構(gòu)材料:潔凈室墻壁和頂板建議采用50mm厚的夾芯彩鋼板制造(也有說(shuō)法為防靜電彩鋼板),圓弧墻角、門(mén)、窗框等一般使用專(zhuān)用氧化鋁型材制作。地面可以選擇環(huán)氧自流平地坪或高級(jí)耐磨塑料地板(也有說(shuō)法為使用密閉性良好的鋁蜂窩夾層板作為天花板材料)。送回風(fēng)管道應(yīng)采用熱鍍鋅板,并配備具有保溫效果的阻燃型PF發(fā)泡塑膠板。
燈具選擇:應(yīng)選用潔凈燈具,避免灰塵積累或散射。
施工規(guī)范:嚴(yán)格執(zhí)行潔凈室施工規(guī)范,確保每個(gè)密封接口的完整性,避免空氣滲漏造成污染。。
通過(guò)多維度協(xié)同設(shè)計(jì),半導(dǎo)體超凈實(shí)驗(yàn)室可在納米級(jí)工藝精度、百萬(wàn)級(jí)潔凈度保持及全年99.999%可用性之間實(shí)現(xiàn)平衡,支撐5nm以下節(jié)點(diǎn)的量產(chǎn)需求。

