
潔淨生產環境(潔淨廠房、潔淨室)先後使用過“無塵室”、“無(wú)窗廠房”、“密閉廠(chǎng)房”、“空氣懸浮粒子受控的房間”等概念。潔淨廠房的(de)設計建造(zào)和使用應做到不引入或少引(yǐn)入微粒,不產生或少產生微粒,不滯留或少滯留(liú)微粒。潔淨廠房還對溫度、濕度、壓力等參數按產品生(shēng)產要(yào)求進行控製。而根據產品生產要求需對潔淨室內(nèi)的氣流分布、氣流速度以及噪聲(shēng)、振動、靜電等進行(háng)控製。
產品生產推動潔淨技術演進(jìn)
國內外潔淨技術的發展都是隨著科學技術的發展和產品生產的更新換代,特別是軍事工業、電子、航天和生物醫藥等工業的發展而不斷演進的。現代工(gōng)業產品和現代科學實驗活動要求(qiú)微型化、精密化、高純度、高質量和高可靠性。以微型化為例,電子計算機從當(dāng)初放置(zhì)在若幹個房間內龐大的機組發展到今天的(de)便攜式筆記本。與此同時,它內部所使用的電子元器件也從電子管到半導體分立器件,再到集成電路和極大規模集成電路;集(jí)成電路的線寬也已從(cóng)幾微米發展到當今45納米。這(zhè)些新科(kē)技產品要求具有嚴格(gé)的潔淨生產環境。潔淨技術便是根據產品生產對潔淨生產環境(jìng)中汙染物的控製要(yào)求、控(kòng)製方法以及控製設(shè)施等日益嚴格的要求不斷發展而來的。
潔(jié)淨技術(shù)是一門綜合技(jì)術,其(qí)核心技術包(bāo)括生產工藝技術及其工藝設計、空氣淨化、潔淨建築以及各類產品(pǐn)生產所需的專業技術(如微電子產品生產所需的(de)高純物質——— 高純水(shuǐ)、高純(chún)氣(qì)、高純化學品的相關專業(yè)技術等)。這些專業(yè)技術在(zài)潔淨室設計中都是*的,它們必須密切配合,圍繞著產品生產的需要(yào),相互協調、統籌(chóu)安排。潔(jié)淨廠房的設計和建造就是要在(zài)做(zuò)好各相(xiàng)關專業設計的基礎上,做好各項安全設施(shī)——— 消防、防(fáng)火、防爆、安全報警,確保潔(jié)淨室的安全(quán)運行。與(yǔ)此同(tóng)時,它還(hái)要(yào)處理(lǐ)好電源、冷(lěng)源、熱源等動力供應,節約能源;安排好各類配管配線,確(què)保各種流體介質的輸送質量(liàng),減少材料消耗,方便施工安裝和運行維護。
微電(diàn)子對潔(jié)淨技術提出新要求
電(diàn)子產品,尤(yóu)其是微(wēi)電子產品(pǐn)生產依賴於潔淨技術的發展,或者說潔淨技術的發展是(shì)由微電子產品的更新換代推動發展起來的。電子產品潔(jié)淨(jìng)廠房對空氣潔淨度和(hé)各類雜質的(de)控製有嚴(yán)格的要求。半導體集(jí)成電路製造(zào)是一種高科技製造技術。它是利用高精密機器設備,將物理、化學、電子以及機械等技術融合應用於產(chǎn)品製(zhì)造過程。為了獲得微電子產品的高質量和高成品率,必須嚴格控製芯片缺陷。而導致芯片缺陷的因素十分複雜,其汙染源可能來(lái)自空氣中的粒子或加工過程中(zhōng)使用的各(gè)類工藝(yì)介質中的雜質、清洗用(yòng)純水中的雜質以及工(gōng)具等帶(dài)來的雜質汙染等。生產環境控製就(jiù)是對與(yǔ)產品生(shēng)產(chǎn)過程相關的各類汙染(rǎn)物進行控製。其中,對生產環境中微粒的控製是十分重要的內容。當前45nm的極大規模集成電路已投入生產,要求(qiú)潔淨室的空氣潔淨度控(kòng)製在(zài)ISO1級或ISO2級,微粒粒徑控製在0.03微米。隨著集成度的不斷提高、加工尺寸日益微細化,集成電路生產過程不僅對(duì)空氣潔(jié)淨度等級提出(chū)越來越(yuè)高的要求,也對整個產品生產過(guò)程中微粒的黏附、化學汙染(rǎn)物、芯片的損傷等問題提出(chū)越來越高的(de)要求。近年來的實踐表明,帶入潔淨室(shì)或潔淨室產生(shēng)的汙染(rǎn)以及空氣中的NOX、SOX 、Na+、Cl-等,超細(xì)玻璃纖維製(zhì)品中的硼和DOP粒子(zǐ),操作人員自身產生的(de)NH4+、Na+等,潔淨室建造材料散(sàn)發的(de)各種有機物、金屬(shǔ)離子等,生產過程使用溶(róng)劑、洗滌液散發的各種(zhǒng)化學(xué)汙染(rǎn)物等對生(shēng)產過程(chéng)都有很大的影響。為此,去(qù)除化學分子態汙染物的空氣淨化裝置、技術措施以及相應的檢測手段正被(bèi)廣泛應用。
以微電子產品為代表的電子產品,其生產過程中廣泛(fàn)應用了高精密製造設(shè)備,這使電子工業潔淨廠房的(de)形式、構造和整體建造成(chéng)本都發生了極大的變化。電子工業潔淨(jìng)廠房采用多功能組合式建築形式日益增多,電子產品生產工藝及其製造設備的集成化、過程控製自動化水平日益提(tí)高(gāo),安全設施日益*,生產過程所需的作業人員大大減少,這些都提高了電子產品生(shēng)產過程的穩定性和安全(quán)可(kě)靠性,為生產環境創造了良好(hǎo)的條件(jiàn)。電子產品不僅對生產環境的空氣潔淨程度有(yǒu)嚴(yán)格要(yào)求,而且還對與生產(chǎn)過程直(zhí)接接觸的各種高純(chún)介質——— 高純水(shuǐ)、高純氣體、高(gāo)純化學品等的雜質含量(liàng)等有十分嚴格的要求。某些電子產品對振動、靜電、電磁幹擾、電力供應等也(yě)有較為嚴格的要求。為此,電子工業潔淨廠房一般配備下列設施(shī),如淨化空調係統、淨化設(shè)備、噪(zào)聲控製設備、防微振設備、防靜電設備、防電磁幹擾設備、電(diàn)氣、照明、高純物質(高純水(shuǐ)、高純氣、高純化學品)供應設備(bèi)、報警係統(tǒng)、節(jiē)能設施以(yǐ)及通信設施等。微電子產品的微細化(huà),要求供應純度*的氣體、化學品和純水。
新國標推動潔淨技術上台階
基於(yú)上述電子工業潔淨廠房的特點,現有國家(jiā)標準《潔淨廠房設計(jì)規範》(GB50073)中的有關規定已不能滿足需要,尤其是涉(shè)及化學分子汙染物的(de)控(kòng)製以及安全、消防等方麵(miàn)的規定(如潔淨建築防火(huǒ)與疏散、易燃易爆氣體和化學品的貯存輸送、安(ān)全消防報警設施等)。由國家住房和城鄉建設部和國家(jiā)質量監督檢驗檢疫總局聯合發布,並從2009年(nián)7月1日實施的國家標準《電子(zǐ)工業潔淨廠房設計規範》(GB50472),正是以現代電(diàn)子工業(yè)潔(jié)淨廠房的特點和工程實踐為依據,結合我國電子工業潔淨廠房(fáng)設計(jì)建造和運行的實際情況,廣泛調研、整理(lǐ)相關的專題報告和(hé)測試資料,認(rèn)真總結多年來電(diàn)子工業潔淨廠房設計建造和運(yùn)行方麵的經驗(yàn),廣泛(fàn)征求了國內有(yǒu)關單位的意見製定而成的。國家標準《電子工業潔淨廠房設計規範》(GB50472)共(gòng)分(fèn)15章和4個附錄。主要內容有:總(zǒng)則、術語、電子產品生產環境設計要求、總體設計、工藝設計、潔淨室建築設計、空氣淨化和空調通風設計、給水排水設計、純水供應、氣體供應、化學品供應、電氣設計、防靜電與接地(dì)設計、噪聲控製以及微(wēi)振控製等。該規範是強製性標準,其中設有強製性條文近50條,在規範中黑(hēi)體字(zì)的條文(wén)為強製性條文,必須嚴格執行。