洁净间

我们知道,微纳加工的核心是光刻技术,为了保证微纳米尺度下的加工,对环境的要求就极为苛刻,因此我们几乎所有的工作都需要可控的环境中进行,这里可控的生产和实验环境就是我们今天介绍的洁净间(clear room,或者叫洁净室、超净间)。洁净间的规划和设计涉及非常多内容,这些往往需要根据实际的需求设计规划,这里我们只是概要的介绍一下洁净间。

洁净间的概念(来自最初的法国版本,Salle Blanche)来自半导体行业。除了保持恒温和相对湿度外,它还致力于维持空气中的微粒、噪音、振动和电磁干扰的低水平。在这种条件下,各种工艺过程中的一些不确定因素将会被控制到最小化。 下面我们将从几个问题的回答来认识洁净间。

图1 洁净间示意图

什么是洁净间?

洁净间(无尘间、洁净室)是指具有HEPA过滤功能以从空气中去除颗粒的房间。 洁净室用于要求高洁净度和无菌性的制造。常见的应用是医疗设备,制药和半导体制造。

什么是HEPA过滤?

HEPA是一种折叠式机械空气过滤器。它是“高效颗粒空气[过滤器]”(由美国能源部正式定义)的首字母缩写。这种类型的空气滤清器理论上可以清除至少99.97%的灰尘,花粉,霉菌,细菌和任何直径为0.3微米(µm)的空气传播颗粒。0.3微米的直径规格可应对最坏的情况;最具穿透力的粒径(MPPS)。更大或更小的粒子被更高效率地捕获。使用最坏情况下的粒度会导致最坏情况下的效率等级(即,所有粒度均达到99.97%或更高)。所有空气滤清器都需要定期清洁和更换过滤器才能正常运行。

洁净间究竟有多干净?

非常干净!100级无尘室每立方英尺有100个颗粒。相比之下,您的典型办公空间每立方英尺有500,000到100万个粒子。洁净室的等级从100级到100,000级不等美国标准和国际标准如下图所示。

什么地方需要用到洁净间?

医疗器械和药品制造需要无菌环境才能生产其产品。洁净室提供了这种无菌的超洁净制造空间,从而减少了污染物进入您的药物的机会。半导体制造商生产具有超小型超高密度功能的器件。例如用于手机或PC的计算机芯片。如果在制造过程中污染物积聚在芯片上,则它们将无法工作。

洁净间中需要做什么?不可以做什么?

可做:
◆ 请定期擦拭所有表面以去除污染物;
◆ 确保确保门始终关闭以保持正压力;
◆ 始终确保所有员工都穿着洁净室工作服,穿在街上的衣服上,以防止污染进入洁净室。

不可以做:
◆ 不要在无尘室中吃东西或喝水;
◆ 请勿将肮脏的设备或材料带入无尘室–始终将其擦拭干净后再带入;
◆ 请勿关闭HEPA风扇过滤器单元–在重新打开洁净室之前,将它们重新打开要花费几个小时。

ISO洁净间规范:

ISO 5 是超净室分类: 洁净室每立方米必须有少于3,520个大于0.5微米的颗粒,每小时要过滤250-300个HEPA过滤空气。等效的FED标准为每立方英尺100或100级颗粒。常见的应用是半导体制造和制药填充室。

ISO 6 是非常干净的洁净室分类:洁净室每立方米必须有少于35,200个大于0.5微米的颗粒,每小时要进行180次HEPA过滤空气更换。等效的FED标准是每立方英尺1000级或1000级颗粒。

ISO 7 是常见的无尘室分类。洁净室每立方米必须有少于352,000个大于0.5微米的颗粒,每小时要进行60HEPA过滤后的空气更换。等效的FED标准为每立方英尺10.000或10,000级颗粒。 常见的应用是药房USP800复合室,电子制造和医疗设备制造。

ISO 8 是最低等级的洁净室分类。洁净室每立方米必须少于35个,200,000个大于0.5微米的颗粒,每小时要进行20次HEPA过滤后的空气更换。相比之下,一个典型的办公室空间将多脏5-10倍。等效的FED标准为每立方英尺100,000或100,000级颗粒。常见的应用包括用于医疗设备的塑料挤出,电子液体制造以及保健食品包装。

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