电子行业于国民经济体系中所霸占的地位进步神速。为切实保障半导体集成电路芯片的生产质量,务必要做好生产厂房的设计事情。针对半导体集成电路芯片的生产工艺以及对生产环境的诸多哀求,需担保平面及空间设计、工艺设备支配等更为合理,以使半导体集成电路芯片厂房的培植与运行能够切实契合新产品的生产需求。
半导体集成电路厂房技能特色
第一,半导体集成电路厂房的生产产品对空间环境清洁度度哀求更高,因此在设计以及技能方法选择过程中须要以坚持空间的清洁度为主要目标,合理支配厂房内换衣室、换鞋室、缓冲间等赞助用房,并设计优化吊顶地面支配及材料选择;
第二,半导体集成电路芯片生产具有反复交叉性特色,在芯片生产环节须要进行热氧化、光刻、刻蚀、测试等,工艺流程的往来来往交叉更为频繁,设计时空间的清洁度需知足不同工序生产哀求。结合设计履历,半导体集成电路芯片厂房部分工段如光刻等清洁等级应为100级;
第三,电子产品的更新换代较快,用于生产半导体集成电路的工艺及设备也不断变更,因此厂房空间设计需具备一定的灵巧性及可变性,以知足工艺及生产的更新换代哀求;
第四,半导体集成电路生产是流水线作业,运输量较大,各项工序紧密结合,厂房建筑空间布局需相对自由,以是,为知足生产流线顺畅,厂房的选址及及跨度设计同样主要。
半导体集成电路厂房设计哀求
半导体集成电路设计事情紧张包括光刻、洗濯、离子注入、镀膜等工序,晶圆须要数道流程加工,许多层构造都为纳米级,因此对静电、灰尘等均较为敏感。
1半导体集成电路厂房建筑设计要点
在厂房平面设计环节,需着重考虑园地、建筑规模等要素,合理划分厂房构造空间支配。在案例过程中,1~2层厂房紧张清洁车间及赞助用房;3~4层为包装,研发及管理用房。清洁区设置为矩形,四周设有清洁走道。清洁区清洁等级为100级,清洁走道为万级,增强了厂房对不同生产工艺的适应性及灵巧性。
全体厂房设计着重考虑人流、物流、消防疏散流的折衷问题。清洁区与非清洁区分别设置出入口。中间区设置为生产区,两端各设置一个门厅。东侧门厅为人流出入口、西侧门厅为货色出入口及紧急疏散口。
关于消防疏散问题,合理划分防火分区。分散支配疏散口,知足厂房内任意一点最近安全出口的间隔符合规范哀求,明确各设备用房开门方向及防火门级别等,并把稳疏散走道两侧墙体需知足1小时耐火极限。
在剖面空间设计过程中,装置式清洁室的上部须要设置技能夹层,合理支配回风夹道,上送侧回,净化器流组织,清洁室的空气净化设计须要由专业职员卖力。
厂房建筑立面设计过程中,主厂房为预制钢筋混凝土大型墙板,在窗顶设置水平,线条立面。厂房装置整体大型屋面板,利用框架添补砖墙,进一步增强厂房建筑整体的稳定性及抗震强度等级。
关于内部装修部分,所有清洁区墙面需根据清洁等级不同采取清洁板封包,或环氧薄涂等做法,吊顶采取FFU或彩钢板吊顶,地面采取PVC卷材地面,或防静电高架地板等,个中高层厂房清洁车间,所有材料均需采取A级材料。
2空调配置
在半导体集成电路的生产过程中,其加工分辨率大多在 10 微米以上,相较日常中的灰尘颗粒更为硕大。当灰尘进入半导体生产期间或者微加工环节时,便会粘附于器件的晶圆之上,致使器件内风雅导线的布局受到负面冲击。
常日而言,集成电路芯片厂房的净化级别为 100 级,局部乃至哀求达到 10 级,而封测车间的哀求相对稍显宽松,但也需达到千级或万级。在方案设计之际,需依据不同的工序哀求以及清洁等级的差异,利用不同形式的净化空调。例如,在层流清洁室、乱流清洁室等对清洁等级哀求互异的区域,净化空气调节系统应该分别设置。
在知足生产需求的状况下,气流组织能够采取局部事情区空气净化与全室空气净化相结合的模式,以匆匆进运行过程中的节能成效。对付特气利用颇为频繁的厂房,还须要依照生产规范装置新风系统和透风系统。
在空调配置进程中,除了须要推敲净化级别,还应该对生产环境中的温湿度予以合理把控。生产温度必须契合各项工艺设备的运行哀求。湿度掌握不宜过高亦或过低,过高会引发设备受潮等故障状况;过低则会导致静电过大的环境。结合当下的设计标准,清洁室的温度值应掌握在 20 至 30℃之间、湿度掌握在 40%至 60%之间。
3防微振设计哀求
生产过程中同样需做好防微振事情,举例而言,凸块(Bumping)、研磨切割(COG)压合封装(COF)等工艺段对操作精度哀求较高,周围震源均会对其造成影响,因此在设计过程中需对防微振做一定哀求:需在设备底部制作独立筏板根本,筏板底部土体须处理至密实状态,避免后期土体沉降与筏板底脱开。
4生产配套动力设计
在半导体集成电路芯片生产过程中的水质哀求较高,除需防止粉粒污染晶圆问题涌现,还应避免水内重金属离子污染晶体管构造,影响到半导体组件的运行特性。
工业镀膜设备成长炉温高,须要将热量及时排走,避免室内温度过高导致安全隐患问题涌现。需配备工艺冷却循环水系统,系统中的水质应符合当地水质哀求。水体需经严格处理才可循环利用。
在照明举动步伐配置过程中,由于光刻机的光刻作业对紫外线光较为敏感,因此光刻机所在区域的厂房照明举动步伐需采取黄光,工艺设备需根据业主需求及设备的特色确定是否设置不间断电源。
电子特气在集成电路中占比最高,电子特气是紧张刻蚀剂;掺杂环节电子特气是供应掺杂元素的紧张掺杂剂。
干管敷设在厂房的技能夹层与技能夹道内。氢气及氧气管道在实际敷设过程中还需配备良好的透风举动步伐。分外气体运输管道应利用明敷办法,在管道周边配备气体泄露报警装置,及时预警气体泄露问题。
5厂房工艺总体平面支配
厂房平面支配上须要只管即便增强各构造布局的紧凑性。采取灰区及白区相结合办法,白区紧张为生产操作空间,晶圆会袒露在空气中,因此须要对操作空间进行严格管控;灰区的净化级别哀求不高,为节省实际生产本钱,可将灰区作为白区的回风区域,部分灰区在实际生产环节也可省去设置过滤装置。
厂房平面支配应该充分考虑人流、物流及机器流。在半导体集成电路芯片生产环节,人流及物流须要分流。事情职员需经换鞋、换衣、风淋、后进入清洁车间;原材料也需经货淋处理后进入车间或暂存间;生产设备应该着重考虑设备拆装、设备搬运问题,交叉较多的生产用房宜居中支配,避免生产过程中路径较长问题。
总而言之,半导体集成电路芯片是我国电子信息行业的主要核心家当,厂房设计水平可直接影响到芯片生产质量及效率。在现阶段工业厂房设计事情开展过程中,设计职员应该做从建筑、暖通等方面做好厂房清洁度的保障事情,在厂房内设置温湿度调节装置,知足芯片生产期间的防震哀求。积极引进前辈设计理念与设计手段,做好工业厂房生产期间的配套做事事情,为半导体集成电路芯片的生产供应更加稳定可靠的环境。