芯片洁净间的等级是如何划分的

芯片智造
芯片生产是一个非常精细且需要无尘的环境,这种环境通常被称为超净室或洁净室。洁净室是一个专门设计的封闭空间,其中空气中的颗粒物已被高度复杂的过滤系统限制或去除。

本文来自微信公众号“Tom聊芯片智造”,作者/芯片智造。

芯片生产是一个非常精细且需要无尘的环境,这种环境通常被称为超净室或洁净室。洁净室是一个专门设计的封闭空间,其中空气中的颗粒物已被高度复杂的过滤系统限制或去除。通常,在大学的实验室中,我们最常接触的是百级间,千级间;封装领域通常是万级间,十万级间;如果在12寸Fab工厂,光刻区甚至能达到1级,0.1级。那么这些级别是怎么划分的?分别代表什么?谁制定的?

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洁净室的划分一般有两种方法。一种是美国联邦标准Fed Std 209E,一种是国际标准化组织ISO颁布的洁净室国际标准ISO14644-1。

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美国联邦标准Fed Std 209E

美国联邦标准209E于1963年首次发布,并于1992年进行了最后一次大的修改。该标准定义了从1级到100,000级的洁净室标准。每一个等级都是基于特定空气体积内的微粒数量。

按照209E标准,一个Class 100的洁净室,在每立方英尺的空气中允许有不超过100个0.5微米或大于0.5微米的颗粒。以此类推,Class 1000就是每立方英尺的空气中允许有不超过1000个0.5微米或大于0.5微米的颗粒;Class 10000就是每立方英尺的空气中允许有不超过10000个0.5微米或大于0.5微米的颗粒.。这种表达方式更容易记忆,因此我们通常说的百级间,千级间的应用范围较广,是以尺寸0.5um的颗粒为界,根据每立方英尺空气中0.5um颗粒的数量来划分。

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洁净室国际标准ISO14644-1

从2001年开始,国际标准化组织(ISO)的ISO 14644-1标准逐渐取代了Fed Std 209E。ISO 14644-1标准是一种更具国际性的标准,其定义了从ISO 1级到ISO 9级的洁净度标准,其中ISO 1代表最高的洁净度,ISO 9则对应于一般室外空气环境。每个等级都基于特定体积空气中微粒的数量。

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ISO 1:在每立方米空气中不超过10颗0.1微米的颗粒。

ISO 2:在每立方米空气中不超过100颗0.1微米的颗粒。

ISO 3:在每立方米空气中不超过1,000颗0.1微米的颗粒。

ISO 4:在每立方米空气中不超过10,000颗0.1微米的颗粒。

ISO 5:在每立方米空气中不超过100,000颗0.1微米的颗粒。

ISO 6:在每立方米空气中不超过1,000,000颗0.1微米的颗粒。

ISO 7:在每立方米空气中大气颗粒的数目适用于更大的颗粒尺寸

ISO 8:同上

ISO 9:空气颗粒数目等同于典型的城市环境。

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该标准下微粒的计算方法为:

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C n=每立方米等于或大于指定粒径的最大允许颗粒数,四舍五入到整数

N=ISO等级号-必须是0.1的倍数且小于或等于9

D=粒径(微米)

美国联邦标准与iso标准的关系

,尽管这两个标准的等级名称不同,但他们都基于同一原理:每个等级都基于一定体积空气中的微粒数量。因此,他们之间存在着接近的对应关系:

iso3==Class1

iso4==Class10

iso5==Class100

iso6==Class1000

iso7==Class10000

iso8==Class100000

Fed Std 209E在美国以外的许多地方仍被广泛引用,但这个标准在美国已经正式被取消,并由ISO 14644-1取代。因此,当谈论洁净室标准时,通常建议使用ISO标准,尽管很多人可能仍然熟悉和引用Fed Std 209E。

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