一、设计逻辑：以工艺精度定洁净等级
1. 洁净度分级与气流设计
- 核心区域分级标准：
工艺环节 洁净度等级 关键控制指标（动态） 气流模式
晶圆光刻/刻蚀 ISO 5级 ≥0.3μm粒子≤3,520个/m³，风速0.4±0.05m/s 垂直单向流
封装测试 ISO 7级 ≥0.5μm粒子≤352,000个/m³，换气≥20次/h 乱流+局部层流
物料缓冲 ISO 8级 与ISO 5级区压差≥10Pa，防外部污染侵入 非单向流
- 气流组织优化：
光刻区采用FFU（风机过滤单元）满布（覆盖率100%），形成垂直单向流，确保粒子被“垂直带走”不沉降；通过CFD模拟验证流场，消除设备后方、墙角等涡流死角（风速偏差≤±10%）。
2. 防静电与材料适配
- 全链条防静电设计：
- 地面：3mm厚防静电环氧自流平（表面电阻10⁶-10⁹Ω），添加导电炭黑，接地铜箔网格间距≤1m×1m；
- 墙面/吊顶：50mm厚岩棉彩钢板（防火A级），表面覆防静电涂层（电阻10⁷-10¹⁰Ω），接缝用导电胶密封；
- 人员/工具：防静电连体服（含帽、鞋、手套），有线接地手环（阻抗10⁶-10⁸Ω），操作台铺设防静电台垫。
- 材料兼容性：避免使用易产尘材料（如木质、普通塑料），设备外壳优先304不锈钢，管路选用316L不锈钢（内壁电解抛光Ra≤0.4μm）。
二、核心系统：精准控制与工艺协同
1. 空气净化系统
- 三级过滤+AMC控制：
- 初效（G4）→中效（F8）→高效（ULPA H14）：ULPA对≥0.12μm粒子过滤效率99.999%，每6个月用PAO法检漏（泄漏率≤0.01%）；
- 化学过滤：针对酸性气体（HF、HCl）、VOCs，在高效过滤器后加装活性炭+分子筛过滤器，控制浓度≤1ppb（10⁻⁹）。
- 智能调控：
SCADA系统联动激光粒子计数器（0.1μm量程）、温湿度传感器（精度±0.1℃/±1%RH），ISO 5级区温度稳定在22±0.1℃，湿度45±1%RH，偏差超限时10秒内调节风机频率或水阀开度。
2. 工艺介质系统
- 超纯水系统：
预处理（砂滤+UF超滤）→二级RO反渗透→EDI电去离子→UV+TOC降解，产水电阻率≥18.2MΩ·cm，TOC≤10ppb；管路采用环缝焊接（无死角），循环流速≥1m/s（防微生物滋生）。
- 工艺气体：
- 氮气：纯度99.9999%，露点≤-90℃，用于晶圆保护；
- 压缩空气：经冷冻干燥+4级过滤（除油、除水、除尘、除味），油分≤0.001mg/m³，满足气动设备洁净需求。
三、施工要点：无尘化与精度管控
1. 施工阶段划分与洁净控制
- 第一阶段：产尘作业（预处理）
- 内容：厂房结构加固、地面找平（激光找平，平整度≤2mm/2m）、管线预埋（水电、气管）；
- 管控：每日施工后用HEPA吸尘器清洁，切割/焊接时局部围挡（避免颗粒扩散），作业人员佩戴防尘口罩。
- 第二阶段：无尘作业（核心安装）
- 围护结构：彩钢板吊装用洁净吊带，接缝硅橡胶密封（宽度≥8mm），墙角R50圆弧过渡（圆弧度误差≤5mm）；
- 净化系统：风管采用304不锈钢（内壁Ra≤0.8μm），焊接连接（无咬口），高效过滤器在洁净环境下拆封安装（避免污染）；
- 地面施工：环氧自流平需在封闭空间施工（湿度≤60%），分底漆-中涂-面涂三层，固化后无气泡（每㎡气泡≤1个，直径≤3mm）。
2. 验收关键指标
- 洁净度：空态→静态→动态三级检测，ISO 5级区动态下≥0.3μm粒子≤3,520个/m³；
- 压差：ISO 5级区对相邻区≥10Pa，波动≤±2Pa；
- 防静电：地面电阻10⁶-10⁹Ω，人员静电电压≤100V；
- 微振动：光刻区垂直振动速度≤0.1μm/s（1-100Hz频段）。
四、维护管理：持续稳定的保障体系
1. 日常维护计划
项目 频率 标准要求
初效/中效过滤器更换 1/3个月 压差超初始值1.5倍
ULPA过滤器检漏 每季度 泄漏率≤0.01%
防静电接地检测 每周 接地电阻≤1Ω
超纯水TOC监测 每日 ≤10ppb
2. 应急管理
- 停电：UPS保障净化系统、监控供电≥30分钟，恢复后需空吹2小时再检测洁净度；
- 粒子超标：立即隔离区域，追溯原因（如过滤器泄漏、人员违规），消毒后第三方检测合格方可复产；
- 静电故障：备用离子风机自动启动，人员撤离至安全区，排查接地系统。
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