电子、半导体领域车间施工需要注意事项

一、核心中的核心：微粒与分子级污染控制

这是半导体车间与其它领域最根本的区别。

1. 超高级别的洁净度：

• 等级：核心区域（如光刻区、工艺设备区）通常需要 ISO 1级至ISO 4级（相当于Class 1至Class 10）。这要求对0.1μm甚至更小粒径的粒子进行严格控制。

• 实现手段：大面积覆盖的超高效过滤器（ULPA），以及垂直单向流（层流） 气流组织。

2. 分子级污染（AMC）控制：

• 在空调系统中增加 化学过滤器（化学滤网），针对特定AMC进行吸附。

• 使用低释气（Low Outgassing）的装修材料和设备。

• 对送入车间的超纯氮气（N2）等工艺气体进行严格纯化。

• 概念：控制空气中微量的化学气相分子，如酸性气体（SOx, NOx）、碱性气体（NH3）、可冷凝有机物（DOP）、掺杂剂（B, P, As）等。这些分子会在晶圆表面形成薄膜，导致电路腐蚀或缺陷。

• 实现手段：

二、精密环境控制：超越温湿度的范畴

1. 无与伦比的温湿度精度：

• 温度：通常要求 22±0.1°C 甚至 ±0.01°C。微小的温度波动会导致光刻设备的热膨胀，造成对准误差。

• 湿度：通常要求 45±3%RH 甚至更严。过高的湿度会导致金属腐蚀，过低则易产生静电。

• 实现手段：需要高精度的冷水机组、二次泵系统、以及位于天花板内的干冷却盘管 来抵消设备发热。新风需要进行深度除湿处理。

2. 微振动控制：

• 独立基础（弹簧浮筑地板）：为整个车间或关键设备区域建立与建筑主体结构分离的独立混凝土板，并采用空气弹簧或阻尼器隔离。

• 将振动源（如风机、水泵、空调机组）远离核心区，并设置独立的隔振基础。

• 风管、水管等管道需采用柔性连接，防止振动传递。

• 要求：光刻机等精密设备对振动极其敏感，要求振动速度通常在 1-2 μm/s 甚至更低。

• 实现手段：

3. 静电（ESD）控制：

• 防静电地面：必须采用 导电型或静电耗散型环氧自流平或PVC地板，并建立可靠的接地系统。

• 墙面和吊顶材料也应具备抗静电性能。

• 维持适当的湿度有助于减少静电产生。

• 危害：静电吸附尘埃，甚至击穿微小的电路。

• 实现手段：

三、装修材料与结构：极致的光滑与惰性

1. 围护结构：

• 墙面/吊顶：首选高等级金属夹芯板（如电泳铝板、不锈钢板），板与板之间采用无打胶的企口连接方式，最大限度减少产尘点和AMC释放源。

• 高架地板系统：普遍采用格栅地板，形成垂直单向流的送风方式。地板下方空间同时作为回风静压箱和线缆、管道敷设空间。

2. 特殊设计：

• 无接缝、无死角：所有阴阳角必须做成大圆弧角（R角），地面与墙面的连接处也应做成圆弧，确保无清洁死角。

• 高平整度与高承载：地面平整度要求极高（如2m范围内±2mm），以支撑数十吨重的精密设备。同时，吊顶系统也需具备高承重能力，以支撑FFU、风管和工艺管路。

四、核心系统施工：精度与可靠性的保障

1. 微环境与隔离技术：

• 在开放式的大洁净室内，为核心设备（如光刻机、度量衡设备）设置 微环境（Mini-Environment），如隔离罩（FOUP/LPU） 和标准机械接口（SMIF），将晶圆与外界环境隔离，实现局部的更高洁净度。

2. 超纯水（UPW）与特种气体系统：

• 超纯水：管道必须采用 316L及以上等级的EP级（电抛光）不锈钢管，采用自动轨道焊接，内壁粗糙度需达到极低水平（如Ra<0.25μm），并进行严格的清洗、钝化、检测，确保水质达到PPT（万亿分之一）级别。

• 特种气体：对于易燃、有毒、腐蚀性气体，必须使用 CDA（双套管） 输送，外管充入氮气进行检漏监控。气体面板、阀门等所有部件都需是高纯度、低释气产品。

3. 节能设计与FFU应用：

• 由于风量巨大，能耗极高。普遍采用 FFU（风机过滤单元） 系统，因其比传统集中送风系统更灵活、更节能。

• 采用变频控制，根据实际工况调节风机转速，降低能耗。

五、施工管理：超净施工

1. 分阶段施工与清洁：施工必须分区域、分阶段进行，并建立严格的准入和清洁程序。工人需穿着专用洁净服。

2. 材料与工具管理：所有进入车间的材料和工具都必须经过清洁。禁止使用易产尘的材料（如木材、普通纸板）。

3. 过程检验：对焊接、密封等关键工序进行100%检验，并对AMC、粒子浓度进行实时监测。