人员产生的人污染

净化间工作人员是最大的污染源之一。即使一个经过风淋的净化间操作员,当他坐着时,每分钟也可释放10万到100万个颗粒。当人员移动时,这个数字还会大幅增加。当一个人以每小时两英里的速度走动时,他每分钟会释放500万个颗粒,这些颗粒都是来自脱落的头发和坏死的皮肤。其他的颗粒源还有喷发胶、化妆品、染发剂和暴露的衣服。下图列出了从不同的操作人员的动作中产生的污染水平。

图一

普通的衣服,即使在洁净服内,也会给净化间增加上百万个颗粒。在洁净度非常高的净化间内,操作员只能穿用无脱落材料紧密编织的衣服。而禁止穿用毛线和棉线编织的衣服装,而且洁净服要制成高领长袖口。

人类的呼吸也包含着大量的污染,每次呼气向空气中排出大量的水汽和颗粒。而一个吸烟者的呼吸在吸烟后的很长时间里仍能带有上百万的颗粒。而体液,例如含钠的唾液也是半导体器件的主要杀手。健康的人是许多污染的污染源,而病人就更加严重了。特别是皮疹与呼吸传染病患者还产生额外的污染源。一些制造厂对患特定病症的工作人员进行另行安排。

净化间服饰

从总体来看,唯一使工作人员适于净化间工作的可行的办法是把人员完全包裹起来。而且净化间工作人员的洁净服材料因洁净度的要求不同而不同。对一个典型的洁净区服饰材料应不易产生脱落,并且含有导电的纤维以释放静电。还要要求权衡材料的过滤能力与操作员穿戴的舒适度。与手套一样,重新清洗还是一次性废弃,在洁净服的使用中也是难以抉择的,大多数甚大规模集成电路加工厂使用可再利用的洁净服,即使有一定的清洗费用,也可以降低费用。

手术帽

身体的每一部分都要被罩住。头部要用内帽来罩住头发,外面再套一层外罩,外罩的设计与脸部相适合,并带有披肩,以确保用工作服盖住披肩以压住头罩。面部用面罩来罩住,面罩有各种式样,从手术医师到完全的滑雪式。在一些净化间,内部与外部面罩同时使用。眼睛也是产生液态微粒的主要来源,用带有侧翼的眼镜盖住。在控制污染非常重要的区域,操作人员带有完全防护罩,可完全罩住头和脸部。以宇航员的头套作为模型,衣服可接有过滤带、吹风机和真空系统。新鲜的空气由真空泵提供,而过滤器保证呼出气体的污染物不被吹进净化间。

完全罩住身体的服装,可罩住腿、胳膊和脖子,设计较好的工作服要把拉链也盖住,而且没有外面的口袋。

脚也用鞋套盖住,有的还带有连到小腿的护腿。在对静电敏感的区域,还有静电带用以释放静电电压。

医用手套

手至少要带上一副手套。大多使用是医用型PVC手套,这种手套的触觉感觉舒适。操作化学品时使用的手套材料有橘红色的橡胶手套(防酸),绿色的氰橡胶手套(防溶剂)和银色的多层PVA手套(放特殊溶剂)。有些区域,内部可戴一副棉质手套以便穿戴舒适。手套应拉长压住袖口,防止使手臂上的污染物进入净化间。

皮肤脱落物可用特制的润肤品进一步控制,这种润肤品能够使皮肤湿润,但它不能包含盐分和氯化物。

灰尘

总之,穿衣的顺序应该是从头向下穿,这样处理是使再上一部位所扬起的灰尘用下一部位的服饰盖住。而最后带上手套。控制来自净化间的工作人员污染的特殊洁净服装与穿戴程序是众所周知的,不够最有效的预防手段就是对操作人员的培训和操作人员的落实情况。区域中工作人员对净化间的纪律要求很容易松懈,而使净化间的污染度升高。

 

工艺用水

再晶圆制造的整个过程中,晶圆要经过多次的化学刻蚀与清洗,每步刻蚀与清洗后都要经过清水冲刷。在整个的制造过程中,晶圆总共要在冲洗的系统中呆上好几个小时,一个现代的晶圆制造厂每天要使用多达几百万加仑的水,这样实际上产生了一个投资项目,包括水的加工处理、向各个加工工艺区的水的传输、废水的处理与排放。由于半导体器件容易受到污染,所以所有的工艺用水,必须经过处理,达到非常严格的洁净度要求。

水

城市系统中的水包括大量的净化间不能接受的污染物:

  1. 溶解的矿物;
  2. 颗粒;
  3. 细菌;
  4. 有机物;
  5. 溶解氧;
  6. 二氧化硅。

清洗工艺用水至可接受的纯净水所需的费用是制造厂的一个主要的营运费用。在大多数的制造厂里,工艺加工站装配有水表来检测使用后的水。如果水质降到一定的水平,就需要在净化系统中再循环净化使用。多余的脏水需依照法规规定处理,再排出工厂。一个典型的制造厂系统如下图所示。

图2

在系统中存储的水用氮气覆盖以防止二氧化碳溶于水中,水中的二氧化碳会干扰电阻率的测量引起错误读数。