凈化工程是指控制產(chǎn)品 (如硅芯片等) 所接觸大氣的潔凈度及溫濕度,使產(chǎn)品能在一個(gè)良好的環(huán)境空間中生產(chǎn)、制造。此環(huán)境空間的設(shè)計(jì)施工過(guò)程即可稱為凈化工程。
潔凈室中的溫濕度控制
潔凈空間的溫濕度主要是根據(jù)工藝要求來(lái)確定,但在滿足工藝要求的條件下,應(yīng)考慮到人的舒適度感。隨著空氣潔凈度要求的提高,出現(xiàn)了工藝對(duì)溫濕度的要求也越來(lái)越嚴(yán)的趨勢(shì)。具體工藝對(duì)溫度的要求以后還要列舉,但作為總的原則看,由于加工精度越來(lái)越精細(xì),所以對(duì)溫度波動(dòng)范圍的要求越來(lái)越小。例如在大規(guī)模集成電路生產(chǎn)的光刻曝光工藝中,作為掩膜板材料的玻璃與硅片的熱膨脹系數(shù)的差要求越來(lái)越小。直徑100 um的硅片,溫度上升1度,就引起了0.24um線性膨脹,所以必須有±0.1度的恒溫,同時(shí)要求濕度值一般較低,因?yàn)槿顺龊挂院?,?duì)產(chǎn)品將有污染,特別是怕鈉的半導(dǎo)體車間,這種車間溫度不宜超過(guò)25度,濕度過(guò)高產(chǎn)生的問(wèn)題更多。相對(duì)濕度超過(guò)55%時(shí),冷卻水管壁上會(huì)結(jié)露,如果發(fā)生在精密裝置或電路中,就會(huì)引起各種事故。相對(duì)濕度在50%時(shí)易生銹。此外,濕度太高時(shí)將通過(guò)空氣中的水分子把硅片表面粘著的灰塵化學(xué)吸附在表面難以清除。相對(duì)濕度越高,粘附的越難去掉,但當(dāng)相對(duì)濕度低于30%時(shí),又由于靜電力的作用使粒子也容易吸附于表面,同時(shí)大量半導(dǎo)體器件容易發(fā)生擊穿。對(duì)于硅片生產(chǎn)濕度范圍為35—45%。
靜電問(wèn)題所以在潔凈室中特別嚴(yán)重,是因?yàn)椴坏跐崈羰抑芯邆淝笆霎a(chǎn)生靜電的多種工藝因素,而且因?yàn)闈崈羰抑械脑S多材料如塑料地面、墻面,尼龍、的確良等工作服都有很高的電阻率,都極易產(chǎn)生靜電和集聚靜電,在潔凈室的靜電災(zāi)害未被重視以前,這些材料料是被廣泛采用的。
還有一個(gè)值得注意的問(wèn)題是,近些年來(lái)我國(guó)南方如佛山、廣州以及華東的上海、蘇州等地冬季室外空氣相對(duì)濕度較“規(guī)范”給出的室外空調(diào)計(jì)算相對(duì)濕度要低,例如:冬季室外計(jì)算相對(duì)濕度佛山無(wú)塵室、廣州均為70%,上海和蘇州為75%,而這些年實(shí)測(cè)的室外相對(duì)濕度有時(shí)只有30%左右,因此,建起來(lái)運(yùn)行的潔凈室的加濕量不足,室內(nèi)相對(duì)濕度偏低,達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。有的工廠為了簡(jiǎn)便和省錢,在原空調(diào)器內(nèi)增加濕膜或噴霧進(jìn)行加濕以加大加濕量。但是,事與愿違,不但加不進(jìn)去濕量而且加進(jìn)去的還會(huì)很快飽和變?yōu)槟Y(jié)水析出來(lái),而達(dá)不到加濕目的。因?yàn)?,濕膜和高壓噴霧屬等焓加濕過(guò)程,加濕前的空調(diào)空氣必須加熱到一定溫度后再加濕才能達(dá)到加濕目的。如果不進(jìn)行加熱是不可行的。