Raum, in dem die Zahl der Partikel in der Luft unter einem festgelegten Niveau gehalten wird und auch Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftdruck kontrolliert werden. Die Halbleiterfertigung findet in Reinräumen statt, damit die Wafer nicht verunreinigt werden.
Japanische Bezeichnung: クリーンルーム
„Reinraum“ kommt in 30 Übungsfragen aus 4 Themen vor, z. B. Reinraum und Fertigungsanlagen, Umwelt und Sicherheit, Oxidation und Diffusion.
Fachgebiet: Reinraum und Fertigungsanlagen
Ein Reinraum ist ein Raum, in den gefilterte Luft eingeblasen und aus dem Verunreinigungen fortlaufend abgeführt werden, sodass die Zahl der in der Luft schwebenden Partikel unter einem festgelegten Niveau bleibt. In der Halbleiterfertigung kann schon ein einziges Partikel von der Größe der Schaltungsstrukturen auf dem Wafer den betreffenden Chip unbrauchbar machen. Deshalb strömt durch HEPA-Filter oder ULPA-Filter in der Decke gefilterte Luft in den Raum, und Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Raumdruck werden konstant gehalten. Damit keine verunreinigte Luft von außen eindringt, wird der Raumdruck etwas über dem der Umgebung gehalten.
Wie rein ein Raum ist, wird durch die Zahl der Partikel in einem festgelegten Luftvolumen angegeben; die internationale Norm ISO 14644-1 unterscheidet die Klassen 1 bis 9. Je kleiner die Zahl, desto reiner der Raum: In ISO-Klasse 5 sind pro 1 m³ bis zu 100.000 Partikel ab 0,1 µm zulässig. Das entspricht etwa der Klasse 100 des zurückgezogenen US-Bundesstandards 209E (100 Partikel ab 0,5 µm pro 1 Kubikfuß). Da Menschen eine große Partikelquelle sind, tragen die Beschäftigten spezielle Reinraumkleidung, Masken und Handschuhe und betreten den Raum über eine Luftdusche.
In einer typischen Fabrik strömt gefilterte Luft von der gesamten Deckenfläche nach unten (Downflow), wird durch einen gelochten Boden in den Zwischenboden abgesaugt, erneut gefiltert und umgewälzt. Moderne Fabriken bringen nicht das ganze Gebäude auf die höchste Reinheit, sondern transportieren die Wafer in geschlossenen Behältern (FOUP) mit einem automatischen Transportsystem (AMHS) und halten nur das Innere der Minienvironment-Bereiche der Anlagen besonders rein. So kann die Reinheit der Bays, in denen Menschen arbeiten, etwas gelockert und der Energiebedarf für das Bewegen großer Luftmengen gesenkt werden.
Antwort: A. Durch die Anzahl der Partikel ab einer bestimmten Größe in einem bestimmten Luftvolumen
Die Reinheit eines Reinraums wird durch die Anzahl der Partikel ab einer bestimmten Größe in einem bestimmten Luftvolumen angegeben. Die internationale Norm ISO 14644-1 teilt Reinräume anhand der Partikelzahl pro m³ in die Klassen 1 bis 9 ein; je kleiner die Zahl, desto reiner der Raum. In Klasse 5 sind beispielsweise höchstens 100.000 Partikel von 0,1 µm oder größer pro m³ zulässig. Die Luft in einem gewöhnlichen Raum entspricht etwa Klasse 9. Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Beleuchtung werden ebenfalls geregelt, sind aber kein Maß für die Reinheit.
Antwort: A. Erzeugte Partikel rasch unter den Boden abzuführen, sodass sie sich nicht um den Wafer ansammeln
Strömt saubere Luft aus den Hochleistungsfiltern an der Decke gleichgerichtet zum Boden, werden von Personen und Anlagen erzeugte Partikel nicht aufgewirbelt, sondern nach unten abgeführt. So sammeln sich keine Partikel um den Wafer an. Gegenüber einem Verfahren, bei dem die Raumluft durchmischt und verdünnt wird, ist eine höhere Reinheit erreichbar; da jedoch große Luftmengen bewegt werden, ist der Energiebedarf der Klimatisierung hoch. Ziel ist weder die Regelung der Raumtemperatur noch des Lärms.
Liegen die Strukturbreiten bei einigen zehn nm oder darunter, kann schon ein einziges Partikel ähnlicher Größe Leitungen unterbrechen oder kurzschließen und den Chip unbrauchbar machen. Neben Partikeln senken auch Metalle wie Natrium sowie molekulare Verunreinigungen aus der Luft (AMC) wie Ammoniak und organische Stoffe die Ausbeute und werden daher ebenfalls überwacht.
Nach ISO 14644-1 werden die Klassen 1 bis 9 über die Obergrenze der Partikelzahl in 1 m³ Luft festgelegt. Die Obergrenze für Partikel ab 0,1 µm beträgt in Klasse N 10 hoch N, und mit jeder um 1 kleineren Klasse sinkt sie auf ein Zehntel. Die Klasse wird zusammen mit dem Zustand angegeben, in dem gemessen wurde: nach Fertigstellung (as built), im Ruhezustand (at rest) oder im Betrieb (operational).
Die Reinheit eines Reinraums wird durch die Anzahl der Partikel ab einer bestimmten Größe in einem bestimmten Luftvolumen angegeben.
Wodurch wird die Reinheit eines Reinraums üblicherweise ang…Bei Überdruck im Reinraum strömt die Luft beim Öffnen von Türen oder durch Spalten von innen nach außen, sodass verschmutzte Außenluft kaum eindringen kann.
Was ist der Hauptgrund dafür, den Druck im Reinraum höher a…In trockenen Reinräumen entsteht leicht statische Elektrizität; aufgeladene Wafer und Masken ziehen Partikel an, und elektrostatische Entladungen können Bauelemente und Maskenstrukturen beschädigen.
Welche Einrichtung führt im Reinraum Ionen in die Luft ein,…Daher wird die Luftfeuchtigkeit im Reinraum häufig in einem konstanten Bereich um 40 bis 45 % r.
Was ist ein richtiger Grund dafür, die Luftfeuchtigkeit im …Gewöhnliches Papier verliert leicht Fasern, und Bleistifte erzeugen Späne und Graphitstaub; sie sind im Reinraum daher nicht verwendbar.
Was darf nur unter strengen Einschränkungen in den Reinraum…Downflow (Vertikalströmung) ESD (elektrostatische Entladung) ISO 14644-1 Molekulare Kontamination (AMC) Overlay (Überlagerungsgenauigkeit) ULPA-Filter Abgasreinigungsanlage (Scrubber) RoHS-Richtlinie GHS Fixkosten