半导体洁净车间的分区布局是怎样的？

一、 功能分区（Process Flow）

1. 生产区（Main Fab / White Room）

• 光刻区 (Photo)：
  • 地位：皇冠上的明珠，洁净度要求比较高（通常 Class 1 ~ Class 10）。
  • 布局特点：恒温恒湿（±0.1℃），防震地基，防微震。通常位于车间的中心或震动干扰需小的区域。
• 工艺区 (Process Core)：
  • 包含刻蚀（Etch）、薄膜（Thin Film）、扩散（Diffusion）、离子注入（Implant）等。
  • 布局特点：发热量极大，通常采用 **“热通道 / 冷通道”** 隔离设计。设备密度高，需要大量的排风（Exhaust）。
• 湿法区 (Wet Bench)：
  • 涉及酸碱清洗、显影。
  • 布局特点：防腐蚀材料，高排风，需配备紧急冲淋装置。

2. 支持区（Support Area）

• 工艺排气间 (Exhaust Room)：放置酸 / 碱废气洗涤塔（Scrubber），处理有毒有害气体。
• 化学品供应间 (UTC - Utility Tie-in Closet)：存放光刻胶、湿电子化学品（Acid/Base/Solvent）。
• 特气房 (Gas Room)：存放硅烷、氨气等易燃易爆或有毒特种气体。
• 纯水 / 废水处理间：半导体厂是用水大户，需循环处理。

3. 辅助区（Auxiliary）

• AMHS 中心控制室：监控自动物料搬运系统（OHT/AGV）。
• 更衣室 (Airlock/Change Room)：人员进出洁净室的必经之路。

二、 洁净度分区（Airflow Zones）

三、 物理空间布局（Physical Layers）

1. 吊顶技术夹层（Upper Plenum / Utility Penthouse）

• 高度：通常 3~5 米。
• 内容：
  • FFU 群：成千上万个风机过滤单元，提供洁净风。
  • 干盘管 (DCC)：控制温度的冷却盘管。
  • 风管：新风管、回风管、排风管。
• 气流：洁净空气从此处垂直向下吹入生产区。

2. 洁净生产层（Main Floor / Fab Floor）

• 高度：通常 4.5~5.5 米（梁下净高）。
• 内容：
  • 工艺设备：光刻机、刻蚀机等。
  • 高架地板 (Raised Floor)：通常架空 0.6~1.2 米。
  • AMHS 轨道：悬挂式（OHT）或地面式（AGV）传输系统。
• 布局模式：
  • Bay & Chase（机台背靠背）：机台面对面排列，背面靠墙或背对背，中间留出操作通道（Bay），背面是管路维护通道（Chase）。
  • Min Bay：更紧凑的布局，适合自动化程度高的工厂。

3. 回风 / 工艺下层（Sub-Fab / Under Floor）

• 高度：通常 2.5~4 米。
• 内容：
  • 回风静压箱：收集从高架地板流下来的空气，送回吊顶。
  • 工艺管路：庞大的气体管路（Gas Piping）、化学品管路（Chemical Piping）、冷却水（UPW/CDW）管路。
  • 真空泵组：半导体设备需要大量真空，真空泵通常集中放置在 Sub-Fab 以节省空间。
• 关键点：Sub-Fab 区域通常是负压的，防止工艺废气倒灌回生产区。

四、 人员与物料动线（Logistics）

1. 人员动线：
   • 外更衣（脱外衣） → 淋浴（可选） → 内更衣（穿无尘服 / 兔子装） → 气闸室（风淋） → 洁净走廊 → 工艺区。
   • 注：人员通常只能进入 Class 1000 走廊，Class 100 根本区多为自动化操作，人员尽量不进。
2. 物料动线：
   • 拆包 / 清洗（灰区） → 传递窗 / 风淋室 → 洁净物流走廊 → 自动仓储（Stocker） → AMHS 自动运输 → 机台 Load Port。

五、 总结：优良布局的标准

1. 压差梯度：根本区（正压） > 走廊 > 辅助区 > 更衣室 > 室外。确保气流从干净区流向脏区。
2. 物流需短化：光刻区通常位于中心，其他区域围绕光刻区布局，减少晶圆搬运距离。
3. 扩展性：设备尺寸越来越大，管路越来越复杂，布局需预留未来 5-10 年的扩充接口。