一、核心中的核心：微粒與分子級(jí)污染控制

這是半導(dǎo)體車間與其它領(lǐng)域最根本的區(qū)別。

1. 超高級(jí)別的潔凈度：

• 等級(jí)：核心區(qū)域（如光刻區(qū)、工藝設(shè)備區(qū)）通常需要 ISO 1級(jí)至ISO 4級(jí)（相當(dāng)于Class 1至Class 10）。這要求對(duì)0.1μm甚至更小粒徑的粒子進(jìn)行嚴(yán)格控制。

• 實(shí)現(xiàn)手段：大面積覆蓋的超高效過濾器（ULPA），以及垂直單向流（層流） 氣流組織。

2. 分子級(jí)污染（AMC）控制：

• 在空調(diào)系統(tǒng)中增加 化學(xué)過濾器（化學(xué)濾網(wǎng)），針對(duì)特定AMC進(jìn)行吸附。

• 使用低釋氣（Low Outgassing）的裝修材料和設(shè)備。

• 對(duì)送入車間的超純氮?dú)猓∟2）等工藝氣體進(jìn)行嚴(yán)格純化。

• 概念：控制空氣中微量的化學(xué)氣相分子，如酸性氣體（SOx, NOx）、堿性氣體（NH3）、可冷凝有機(jī)物（DOP）、摻雜劑（B, P, As）等。這些分子會(huì)在晶圓表面形成薄膜，導(dǎo)致電路腐蝕或缺陷。

• 實(shí)現(xiàn)手段：

二、精密環(huán)境控制：超越溫濕度的范疇

1. 無與倫比的溫濕度精度：

• 溫度：通常要求 22±0.1°C 甚至 ±0.01°C。微小的溫度波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致光刻設(shè)備的熱膨脹，造成對(duì)準(zhǔn)誤差。

• 濕度：通常要求 45±3%RH 甚至更嚴(yán)。過高的濕度會(huì)導(dǎo)致金屬腐蝕，過低則易產(chǎn)生靜電。

• 實(shí)現(xiàn)手段：需要高精度的冷水機(jī)組、二次泵系統(tǒng)、以及位于天花板內(nèi)的干冷卻盤管 來抵消設(shè)備發(fā)熱。新風(fēng)需要進(jìn)行深度除濕處理。

2. 微振動(dòng)控制：

• 獨(dú)立基礎(chǔ)（彈簧浮筑地板）：為整個(gè)車間或關(guān)鍵設(shè)備區(qū)域建立與建筑主體結(jié)構(gòu)分離的獨(dú)立混凝土板，并采用空氣彈簧或阻尼器隔離。

• 將振動(dòng)源（如風(fēng)機(jī)、水泵、空調(diào)機(jī)組）遠(yuǎn)離核心區(qū)，并設(shè)置獨(dú)立的隔振基礎(chǔ)。

• 風(fēng)管、水管等管道需采用柔性連接，防止振動(dòng)傳遞。

• 要求：光刻機(jī)等精密設(shè)備對(duì)振動(dòng)極其敏感，要求振動(dòng)速度通常在 1-2 μm/s 甚至更低。

• 實(shí)現(xiàn)手段：

3. 靜電（ESD）控制：

• 防靜電地面：必須采用 導(dǎo)電型或靜電耗散型環(huán)氧自流平或PVC地板，并建立可靠的接地系統(tǒng)。

• 墻面和吊頂材料也應(yīng)具備抗靜電性能。

• 維持適當(dāng)?shù)臐穸扔兄跍p少靜電產(chǎn)生。

• 危害：靜電吸附塵埃，甚至擊穿微小的電路。

• 實(shí)現(xiàn)手段：

三、裝修材料與結(jié)構(gòu)：極致的光滑與惰性

1. 圍護(hù)結(jié)構(gòu)：

• 墻面/吊頂：首選高等級(jí)金屬夾芯板（如電泳鋁板、不銹鋼板），板與板之間采用無打膠的企口連接方式，最大限度減少產(chǎn)塵點(diǎn)和AMC釋放源。

• 高架地板系統(tǒng)：普遍采用格柵地板，形成垂直單向流的送風(fēng)方式。地板下方空間同時(shí)作為回風(fēng)靜壓箱和線纜、管道敷設(shè)空間。

2. 特殊設(shè)計(jì)：

• 無接縫、無死角：所有陰陽角必須做成大圓弧角（R角），地面與墻面的連接處也應(yīng)做成圓弧，確保無清潔死角。

• 高平整度與高承載：地面平整度要求極高（如2m范圍內(nèi)±2mm），以支撐數(shù)十噸重的精密設(shè)備。同時(shí)，吊頂系統(tǒng)也需具備高承重能力，以支撐FFU、風(fēng)管和工藝管路。

四、核心系統(tǒng)施工：精度與可靠性的保障

1. 微環(huán)境與隔離技術(shù)：

• 在開放式的大潔凈室內(nèi)，為核心設(shè)備（如光刻機(jī)、度量衡設(shè)備）設(shè)置 微環(huán)境（Mini-Environment），如隔離罩（FOUP/LPU） 和標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口（SMIF），將晶圓與外界環(huán)境隔離，實(shí)現(xiàn)局部的更高潔凈度。

2. 超純水（UPW）與特種氣體系統(tǒng)：

• 超純水：管道必須采用 316L及以上等級(jí)的EP級(jí)（電拋光）不銹鋼管，采用自動(dòng)軌道焊接，內(nèi)壁粗糙度需達(dá)到極低水平（如Ra<0.25μm），并進(jìn)行嚴(yán)格的清洗、鈍化、檢測(cè)，確保水質(zhì)達(dá)到PPT（萬億分之一）級(jí)別。

• 特種氣體：對(duì)于易燃、有毒、腐蝕性氣體，必須使用 CDA（雙套管） 輸送，外管充入氮?dú)膺M(jìn)行檢漏監(jiān)控。氣體面板、閥門等所有部件都需是高純度、低釋氣產(chǎn)品。

3. 節(jié)能設(shè)計(jì)與FFU應(yīng)用：

• 由于風(fēng)量巨大，能耗極高。普遍采用 FFU（風(fēng)機(jī)過濾單元） 系統(tǒng)，因其比傳統(tǒng)集中送風(fēng)系統(tǒng)更靈活、更節(jié)能。

• 采用變頻控制，根據(jù)實(shí)際工況調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，降低能耗。

五、施工管理：超凈施工

1. 分階段施工與清潔：施工必須分區(qū)域、分階段進(jìn)行，并建立嚴(yán)格的準(zhǔn)入和清潔程序。工人需穿著專用潔凈服。

2. 材料與工具管理：所有進(jìn)入車間的材料和工具都必須經(jīng)過清潔。禁止使用易產(chǎn)塵的材料（如木材、普通紙板）。

3. 過程檢驗(yàn)：對(duì)焊接、密封等關(guān)鍵工序進(jìn)行100%檢驗(yàn)，并對(duì)AMC、粒子濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。