半导体洁净室净化工程设计

发布时间：2025年12月15日游览次数：92

在半导体制造领域，洁净室被称为“芯片的生命线”。哪怕一粒肉眼不可见的尘埃，都可能导致晶圆报废、良率大幅下降。因此，半导体洁净室净化工程设计，必须在洁净度、气流组织、温湿度、振动、静电与化学污染控制等方面做到极致精准。

以下从工程设计角度，系统解析半导体洁净室净化工程的核心要点。

一、洁净等级规划是设计的首要前提

半导体洁净室通常采用 ISO 14644 标准，不同工序对应不同洁净等级：

光刻、刻蚀等关键工序：ISO 3～ISO 4（百级甚至更高）

扩散、薄膜工序：ISO 4～ISO 5

封装、测试区：ISO 6～ISO 7

设计时必须按工艺分区设级，避免全厂盲目追求高等级，造成能耗和成本浪费。

二、气流组织设计决定洁净效果

半导体洁净室多采用单向流（层流）+ 局部补流的方式：

顶部满布 FFU 或高效过滤器

垂直送风、地面回风

气流均匀覆盖晶圆加工区域

气流设计需避免涡流、死角和短路风，否则洁净度难以长期稳定。

三、空调与净化系统（HVAC）设计要点

HVAC 是洁净室的“心脏”，设计重点包括：

多级过滤系统
初效 + 中效 + 高效（HEPA/ULPA）

超高换气次数
百级区域可达 300～600 次/h

严格温湿度控制

温度：21±1℃

湿度：40%～50%RH

压差梯度控制
洁净区 > 次洁净区 > 普通区

四、建筑与装修系统的洁净化设计

半导体洁净室对装修要求极高：

墙体、吊顶：金属净化板、铝蜂窝板

地面：防静电高架地板或环氧防静电地坪

阴阳角：圆弧过渡，杜绝积尘

门窗：高气密洁净门窗

所有材料需具备不产尘、不吸附颗粒、耐化学腐蚀特性。

五、振动、静电与化学污染控制

1. 振动控制

设备基础独立设计

采用减振结构与隔振措施

2. 静电控制

全面防静电接地

防静电地板、工作台

离子风系统

3. 化学污染控制（AMC）

酸碱气体过滤

独立排风系统

化学品专用管道

六、人员与物流系统设计

人员：风淋、更衣、缓冲多级控制

物流：传递窗、洁净物流通道

严格避免人流、物流交叉

这是保障长期洁净度的重要管理设计。

七、BIM 与数字化技术的应用

通过 BIM 技术实现：

多专业碰撞检测

吊顶空间优化

气流模拟与优化

运维数字化管理

大幅减少返工，提高整体工程品质。

结语

半导体洁净室净化工程设计是一项高度系统化、精密化的工程。只有在前期设计阶段就做到科学规划、严控细节，才能支撑高良率、稳定量产的半导体制造需求。