[其他]清洁室建筑结构

说明书

本发明是属于一种符合清洁室技术要求的工业结构，例如，生产集成电路块，电子元件以及处于易受尘埃或各种微粒污染的环境中生产其它产品所需要的清洁室。尤其是本发明的清洁室用了定型型式的建筑构造，这种就可采用定型构件来组装或拆卸。而且还可以拆除某些结构构件，对已装配好的清洁室的结构进行改造，对清洁室原有未改变部分结构的技术要求不会产生任何影响。

现代技术的进步，进入了一个微型化的时代，就需要独特的生产环境，例如在生产多层集成电路计算机的芯片时，要制作许多箔膜掩模并设计几百个微型电路，其制作环境就要求杜绝外界杂质。这些制造过程都要在工业清洁室中进行，工业清洁室的等级是根据室内的微粒污染物的多少来划分的，微粒粒径为0.5微米等级为100的清洁室的意义即是指室内空气中粒径小于0.5微米的微粒含量每立方英尺平均数不超过100个，同样，等级为10的清洁室即指空气中0.5微米左右的微粒含量每立方英尺不超过10个。

在提高生产效率，增加芯片容量的推动下，对清洁室结构提出了更严格的要求。现已发展到将微粒污染物的粒径标准由0.5微米减小到0.2微米，从而要求达到1级标准的清洁室。为了达到这一标准焦点在于开发一种从空气中清除大于上述粒径的微粒污染物的过滤系统。例如，Flanden过滤器公司研制出的HEPA型过滤器能达到微粒粒径为0.1微米的10级清洁室的条件。采用单个罩形操作室，这样可大大缩小几立方码的工作空间以提高过滤器的工作效率，从而获得更加严格控制的清洁室环境。也从气流形成上减少湍流方面作了努力，因为湍流易于成为尘埃及其它形式的污染物的聚积穴。

已认识到改进清洁室的条件要特别注意空气过滤系统也要注意房间结构，因为已要求1级的条件，关键是要开发既是过滤系统又是房间的严密的构造特性。由于需要刚韧的不透气的结构，通常的清洁室的设施为永久性结构。在结构改造时要改变墙的位置，房间的出入口或设计是困难的，有时甚至是不可能的，因为会影响到墙的连接，窗、门、天花板等的接合和产生缝隙。变动一段墙体就会使其它墙体产生轻微位移，这轻微位移可能肉眼看不到，但它却给微粒污染物大开了方便之门，这样就会延长了停工停产时间和增加了检验期。尽管永久性结构为早期的清洁室所采用，现代工业要求结构具有更大的灵活性。晶片生产技术的进步不仅仅提出了这些要求，而且还需要设计出一种适合于清洁室生产工艺的经久耐用的构筑物。例如，清洁室内的设备需要每天维修。为了保证清洁室内的环境，这些设备一般安装在辅助墙中，作为墙体的一般部分，将操作部分密封在清洁室内，而将需要维修的或出入口部分要设在清洁室旁边的服务通道上。虽然墙体结构对维修工作很方便，但若要更换设备，就必须对墙体结构进行改造。所以，若要更换设备就有可能损坏清洁室结构。因此，墙体的形式必须能够对它进行改造，从而易于更换新设备，以适应工业发展的需要，这亦是我们所面临的挑战。对于现有设施，欲更换设备，就需要有一种新式的清洁室结构，尤其需要对承重的墙体结构进行重大改造。这样结构上的要求表明，清洁室结构设施与其它不受到这种严格限制的建筑设施相比，是有显著区别的。

与一般建筑相比，清洁室的另一显著技术特点是采用顶部压力通风装置或净化空气的过滤系统，这一点在现代化的大趋势中是显而易见的。压力通风装置一般安装在顶部，利用完全悬挂的天花板来设置HEPA过滤系统。在压力通风装置的支撑结构上安装着巨大的空调机组，迫使空气能够进入压力通风盒子里。压力通风盒子必是一个坚固的全封闭结构，以便保证清洁室环境的严格要求。如果试图移动压力通风设备下的墙体结构来更换设备，不仅会破坏清洁室的环境，而且也会影响压力通风机的正常工作。

由于清洁室的缺陷而停工停产，其经济损失是相当严重的。例如，无论晶片的合格率如何，用于一片晶片或计算机硅片的生产成本是相同的，由于清洁室环境的不良因素，使得一批晶片中的90%都遭受到杂质的污染，只有10%的晶片合格，那么生产费用就会远远超过其销售收入。然而，在高质量的清洁室环境可以保证用同样生产成本能增加50%～75%的产量。因此，清洁室的优劣直接关系到晶片工业生产的经济效益。

由于微粒污染对硅片制造业产生巨大的威协及严重的后果，与临时的或组装式的结构相反，以前的清洁室都是按照永久建筑的形式进行设计的，墙体的专用构件既设计有永久承载的功能，也用来作为辅助墙的出入口，而不可以轻易更换。人们认为，可拆卸的定型式的清洁室建筑结构是不可能满足一级清洁室结构上的严格要求的。