2. Микроклимат производственных помещений

Под микроклиматом понимаются параметры окружающей среды, такие как температура, влажность, давление и воздушные потоки.

Ключевые параметры микроклимата

• Температура:

  • Обычно поддерживается в диапазоне 20±1°C20 \pm 1°C20±1°C.

  • Стабильная температура необходима для предотвращения деформаций подложек и нарушения работы оборудования.

• Влажность:

  • Контролируется в диапазоне 30–50% для предотвращения накопления статического электричества и роста органических загрязнений.

• Давление:

  • В чистых помещениях часто создается избыточное давление, чтобы исключить попадание загрязнений извне.

• Скорость и направление воздушных потоков:

  • Воздух в чистых помещениях движется вертикально сверху вниз, обеспечивая удаление частиц и предотвращение их оседания на рабочих поверхностях.

3. Оборудование для контроля чистоты и микроклимата

• Фильтры HEPA/ULPA: Для удаления мельчайших частиц из воздуха.

• Мониторы частиц: Постоянный контроль концентрации загрязнений.

• Климат-контроль: Для управления температурой и влажностью.

• Антистатические системы: Для предотвращения накопления статического электричества.

4. Значение чистоты и микроклимата

• Качество продукции: Загрязнения могут привести к дефектам в структурах и отказам.

• Повышение выхода годной продукции: Стабильные условия уменьшают количество брака.

• Увеличение надежности устройств: Изделия, изготовленные в чистых условиях, имеют более высокую долговечность и стабильность параметров.

3. Классы чистоты материалов и веществ. Примеры.

Классы чистоты материалов и веществ

Классы чистоты материалов и веществ определяют допустимое содержание примесей, загрязнений или посторонних частиц. Они стандартизированы в зависимости от области применения (например, микроэлектроника, фармацевтика, оптика) и обеспечивают высокое качество продукции.

1. Классы чистоты воздуха (iso 14644)

Классификация определяет допустимое количество частиц на кубический метр воздуха.

Класс чистоты (ISO)	Размер частиц (микрометры)	Максимальное число частиц в 1 м³
ISO 1	≥0,1	10
ISO 2	≥0,1	100
ISO 5	≥0,5	3 520
ISO 7	≥0,5	352 000
ISO 9	≥0,5	35 200 000

Пример:

• ISO 1–3: Производство полупроводников.

• ISO 5: Микроэлектроника, литография.

• ISO 7–8: Общая сборка микросистем.

2. Классы чистоты материалов

Материалы классифицируются по содержанию примесей (например, металлических, органических, частиц).

Полупроводники

• Кремний:

  • Электронный кремний: Содержание примесей менее 101010^{10}1010 атомов/см³.

  • Чистый кремний (CZ): Примеси, такие как кислород и углерод, не превышают 101610^{16}1016 атомов/см³.

  • Сверхчистый кремний (FZ): Используется для высокочувствительных компонентов МЭМС.

Металлы

• Алюминий высокой чистоты:

  • Для проводников требуется чистота >99,99%>99,99\%>99,99%.

• Золото и платина:

  • Используются в контактах, чистота >99,999%.

Диэлектрики

• Оксид кремния (SiO₂):

  • Чистота зависит от области применения (оптика или электроника).

• Нитрид кремния (Si₃N₄):

  • Применяется в пассивирующих слоях, требует минимального содержания кислорода.

Газы

• Газы для процесса травления, эпитаксии или осаждения:

  • Аргон, кислород, водород: Чистота >99,999% (5N).

  • Фтороводород (HF): Чистота >99,995% для травления.