半导体晶圆净化车间设计布局要点

半导体器件晶圆的⽣产工艺，易受外来物灰尘粒⼦、⾦属离⼦等的影响⽽破坏表⾯结构，这种特性也决定了圆晶在其制造过程中必须有环境空气洁净度的要求。同时，在半导体晶圆的测试过程中，测试间也必须置于洁净室中，洁净度的控制同样重要，环境空气洁净度控制不好，会导致空⽓中的含尘量过⾼，从⽽导致污染物的增加，进⽽影响到测试的准确度、稳定性。严重还会导致探针测试卡的损坏。

洁净室最主要的功能就在其能控制产品（如硅芯⽚等）所接触空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。在晶圆净化车间中，为了解决晶圆测试中良率不佳、测试结果不稳定，探针测试卡的损毁及晶圆的报废这些问题，洁净车间及辅助净化间的设计就该是净化⼚区建设的⾸要任务之⼀。

越是⼤的晶圆⽣产企业，对整个⼯⼚⾃动化、智能化程度要求越⾼，所以对半导体洁净⽣产车间，动辄⼏百亿投资的晶圆⼚区做怎样的合理规划、系统架设以提⾼整个洁净⼯⼚的空间利⽤率、减少机台的闲置时间、提升产品的良率是净化设计的重中之重。

《硅集成电路芯⽚⼯⼚设计规范》、《建筑设计防⽕规范》《电⼦⼯业洁净⼚房设计规范》、《洁净⼚房设计规范》这四⼤规范作为晶圆车间设计的主要规范。晶圆车间对⽣产环境的温度、湿度、洁净度、防微振等均有着严格的控制要求，且各种配套系统十分繁多复杂。⼤多数FAB⼯⼚车间分为四层结构，从上⾄下分别为：上技术夹层，洁净⽣产层，洁净下技术夹层和⾮洁净下技术夹层，设计指标及参数要点如下：

1. 因其对⽣产环境的恒温恒湿的控制要求较⾼，普遍温度控制在22℃±1℃，相对湿度控制在43%±3%；

2. ⽣产⼤环境的空⽓洁净等级为千级（ISO 6级）；

3. 光刻等特殊区域的空⽓净化等级⼗级（ISO 4级）；

4. 规范要求空⽓净化等级（ISO 1-4级）的净化室采⽤垂直层流：上技术夹层（送风静压箱）中的空⽓通过FFU（风机过滤机组）输送⾄洁净⽣产层，⽓流通过⾼架地板及华夫板孔洞送⾄洁净下技术夹层，再经过回风夹道中的DCC(⼲冷盘管)回到上技术夹层，循环往复。

此外FAB⼯⼚会使⽤⼤量的易燃易爆、毒性化学品，且种类繁多，因此净化车间设计师在设计过程中，要格外注意根据规范设计甲⼄类⽓体、危险化学品甚⾄惰性⽓体的存放和分配间，应靠厂房的外墙布置，且酸性、碱性、有机类化学品存放收集间相对应的室外，还应预留⾜够的槽罐车装卸场地⾯积。

同时，需要配合与消防设计，消防作为FAB⼯⼚设计的难点和痛点，防⽕分区设计、防泄爆设计、专⽤消防⼝的设置与净化厂房布局相协调达到符合规范的合理设计方案。