暖通洁净设计|洁净室气态污染物（AMC）的控制

1 洁净室的空气污染分类

AMC 即“airborne molecular contamination”，还包括了一些有机化合物，无机元素及金属元素。

AMC 等级的划分（引自 1996 年通过的 SEMIF21-95）如表 1 所示：         

分子酸（MA）：腐蚀性物质，化学反应为接受电子，如氢氟酸、硫酸、盐酸等。

分子碱（MB）：腐蚀性物质，其化学反应属性为释放电子，如氨、甲胺、NMP 等。

2 洁净室的空气污染来源

（1）洁净室内再循环空气。在洁净室内的工艺设备生产过程中，使用的酸碱、有机等化学品，散发在大环境及工艺运输通道中，从而形成对生产的影响。

（2）外界空气。通常空气中所含的污染物包括：SO x 、NO x 、O 3 、Cl2、NH 3 、挥发性有机物、硼（某些特定的区域）。

3 AMC 的控制措施

对外气和循环使用的气体进行处理，可分别在 MAU 和 FFU 上增加化学过滤器处理。这也是目前业界普遍采取的措施（被动控制）。去除原理主要是：化学品吸附的方式。

4 化学过滤器的分类及适用性

4.1适用于 AMC 的化学过滤器的要素

（1）效率，即所祛除的气体浓度比例。

（2）兼容性，应以现存的或工艺所关注的所有污染分子气体为控制目标。

（3）吸附容量，过滤器所能控制的污染分子气体的最大能力，通常由过滤媒介的密度决定，并关系到过滤器的使用寿命。

（4）压损，即气流通过过滤器时的压降损耗。

（5）洁净度，即适用于洁净室系统的化学过滤器不应释放新的气体分子或微粒分子到洁净室系统中。

几种常见过滤媒介的比较如表三所示：

         
图 3 为洁净室及空调系统中各种化学过滤器的常规使用场合：

4.2常用化学过滤器的分类

（1）抽屉或圆筒式活性碳过滤器。

如图 4 基本媒介为活性碳粒或活性氧化铝或硝酸盐等。

特点：可重复使用结构，运行费用经济；结构坚固，适用于大风量或变风量场合，如空调箱。新风机组段来处理外气或用在排风系统处（OA 或 EA 处理段）；使用寿命长，视待处理化学气体（分子）污染浓度及成份不同，一般寿命为 1 年至 5 年左右；可以注入不同媒介，以处理不同化学气体，如高锰酸钾适用于处理 SOx、NOx 等，而氧化锰适用于有机化合物物、氯、臭氧等。

（2）有隔板箱式活性媒介、离子交换媒介或混合媒介介质过滤器。

如图 5 基本媒介为：活性碳粒子。

特点：结构坚固，适用于大风量或变风量场合，如回风空调箱或回风管内；通过注入不同的添加剂，可去除多种气体。如有机气体，酸碱等；处理效率较好。

（3）密褶式活性碳媒介、离子交换媒介或混合媒介介质过滤器。

基本媒介为：活性碳粒或离子交换媒介。

特点：

采用密褶式结构，重量轻，结构紧凑，主要适用于洁净室回风 FFU 上或设备上；

过滤容量大，初期阻力低，使用寿命长；不会产生再次污染（离子交换介质）。

适用于 FFU 及设备上的密褶式活性碳粒媒介和离子交换媒介的比较如表 5 所示。

除了化学过滤器作用以外，还应从源头上来控制气体的浓度。在某些特殊工序上还应尽量采用低挥发的特殊过滤器。表 6 为几种过滤器在化学气体挥发性方面的比较。

5案例分享

（1）案例一：硼的控制

受控工序：热处理、清洁及检查过程。

问题：当硼附着到晶片上，会导致极限电压漂移解决：用无硼过滤器（PTFE）替代普通超高效过滤器+化学过滤器。

结果：硼的含量维持在<1ng/m 3 的水平，时间可维持 2 年左右。

（2）案例二：有机气体的控制

问题：当有机气体附着到过滤器表面，会形成新的污染源。

解决：选用低气体挥发材料，同时在 FFU 上安装化学过滤器。

结果：TOC 的含量维持在<3μg/m 3 的水平。为了避免化学过滤器被污染，其组装及传递均需要在化学气体受控的环境中进行。图 10 是某化学过滤器的生产车间。

（3）案例三：氨气体的控制

问题：氨气影响曝光的精准性

解决：在所有的 FFU 上安装化学过滤器（过滤器的数量由氨气浓度及室内其他污染物的种类确定）

结果：氨的含量维持在≤0.05μg/m 3 的水平