净化工程是指控制产品 (如硅芯片等) 所接触大气的洁净度及温湿度,使产品能在一个良好的环境空间中生产、制造。此环境空间的设计施工过程即可称为净化工程。
洁净室中的温湿度控制
洁净空间的温湿度主要是根据工艺要求来确定,但在满足工艺要求的条件下,应考虑到人的舒适度感。随着空气洁净度要求的提高,出现了工艺对温湿度的要求也越来越严的趋势。具体工艺对温度的要求以后还要列举,但作为总的原则看,由于加工精度越来越精细,所以对温度波动范围的要求越来越小。例如在大规模集成电路生产的光刻曝光工艺中,作为掩膜板材料的玻璃与硅片的热膨胀系数的差要求越来越小。直径100 um的硅片,温度上升1度,就引起了0.24um线性膨胀,所以必须有±0.1度的恒温,同时要求湿度值一般较低,因为人出汗以后,对产品将有污染,特别是怕钠的半导体车间,这种车间温度不宜超过25度,湿度过高产生的问题更多。相对湿度超过55%时,冷却水管壁上会结露,如果发生在精密装置或电路中,就会引起各种事故。相对湿度在50%时易生锈。此外,湿度太高时将通过空气中的水分子把硅片表面粘着的灰尘化学吸附在表面难以清除。相对湿度越高,粘附的越难去掉,但当相对湿度低于30%时,又由于静电力的作用使粒子也容易吸附于表面,同时大量半导体器件容易发生击穿。对于硅片生产湿度范围为35—45%。
在洁净室内静电导致的事故有以下几方面;
1.静电电引起的静电电击,引起人的不安全和恐惧感,并可造成二次伤害(例如人因受电击而摔倒,由摔倒又致伤);
2.静电放电引起的放电电流,可导致诸如半导体元件等破坏和误动作,例如将50块P- MOS电路放在塑料袋内,摇晃数次后,与非门栅极严重击穿者计39块,失效率竞达78%,这是因为半导体器件对静电放电十分灵敏;
3.静电放电产生的电磁波可导致电子仪器和装置的杂音和误动作;
4.静电放电的发光可导致照相肢片等感光破坏;
5.静电的力学现象可导致筛孔被粉尘堵塞,纺纱线纷乱,印刷品深浅不均和制品污染;
静电问题所以在洁净室中特别严重,是因为不但在洁净室中具备前述产生静电的多种工艺因素,而且因为洁净室中的许多材料如塑料地面、墙面,尼龙、的确良等工作服都有很高的电阻率,都极易产生静电和集聚静电,在洁净室的静电灾害未被重视以前,这些材料料是被广泛采用的。