半导体芯片厂使用的过滤器

     半导体芯片厂使用的过滤器 

　　当今，半导体芯片厂对生产环境空气洁净度最挑剔，对空气过滤器的要求也最苛刻。粘在芯片上的粉尘可能造成断路、短路而直接影响成品率。 
　　衡量芯片集成度的指标之一是“线宽”，即集成电路上导线的宽度。在线宽以微米计算的年代，制造环境对粉尘粒径的限制是小于线宽的1/10，随着线宽不断变小，1/10之说又变成了1/4、1/2。2002年，普通微机中P4处理器的线宽缩小到了0.13μm，此时任何粉尘都可能损害电路，粒径与线宽的传统比较过时了。 

　　芯片厂传统的通风形式是“大循环”，车间的整个天花板上布满无隔板高效过滤器，整个地面为回风栅板。现在芯片厂有些车间使用自带风机的高效过滤装置（FFU，FanFilter Units）。大循环和FFU两种形式都能达到足够的洁净度，只是在运行管理和能耗上有所差异。 

　　能挤进芯片厂的高效过滤器和FFU都要经过逐台扫描测试。芯片厂认为，传统检验方法用的试验粉尘本身就是污染源，所以芯片厂不买钠焰法和DOP法的帐。 
　　空气中的海盐离子是所有电子工业的大敌，但海盐粉尘的颗粒比较大，普通过滤器就能将其清除。有人说电子工业的理想地点应该远离海岸，可国内芯片厂就建在了经济发达的沿海地区，在过滤器上多花点钱就是了。
 
　　芯片厂特别在意过滤器上可能的微量挥发元素。近几年出现了聚四氟乙烯PTFE纤维高效过滤材料，这种材料没有挥发物，但它带静电，过滤后的空气要进行电中和以消除空气中的离子，少了个隐患，多了个麻烦。目前PTEE高效滤材的价格偏高，绝大部分高效过滤器仍使用传统的玻纤滤纸。高效过滤器上可能的挥发物主要来源于制造过程中使用的粘结剂、清洗剂、试验粉尘、辅助材料、为芯片厂供货的过滤器厂商要在避免微量挥发物上下些功夫。 

　　但当芯片的线宽小到0.5μm时，人们发现空气中的化学污染物成了影响成品率的主要危害，于是，后建的芯片厂空调系统中普遍配置了化学过滤器。芯片厂说的化学过滤器就是活性炭过滤器，它的原理和制造工艺并不复杂。 

　　化学污染物的来源有：室外空气、工艺本身、人、装修材料。多数情况下，设计师和现场人员也说不清污染物的种类和浓度，因此，芯片厂用的化学过滤器应具有两个特点：广谱吸附性能、足够多的活性炭材料。所谓广谱吸附就是对什么都能多少吸附些，能有这种功能的就是最传统的、最便宜的、微孔尺寸大小不均的颗粒活性炭。如果能确定污染物种类，就可对吸附材料进行有针对性的化学处理，以增强对特定污染物的吸附能力。

      过滤器供应商有时还要提供相应的现场检测服务，以帮助用户确定化学过滤器的使用情况，这就要求供应商中有搞化学过滤的专家，并与权威实验室有密切的关系。遗憾的是国内过滤厂商没有几家在那上面下功夫，所以国内芯片厂目前使用的化学过滤器多数是进口产品。 

　　半导体工业并非“无烟工业”，它也有环境问题。那里经常采用最新的工艺和材料，有些化学物品在其安全性尚未得到评估前就已经大量使用了。为降低环境风险，有些芯片厂的排风系统也装有化学过滤器。