潔凈室及相關受控環境空氣化學污染控制技術要求2024-03-15發布2024-10-01實施國家市場監督管理總局國家標準化管理委員會IGB/T36306—2024前言 12規范性引用文件 13術語和定義 4污染源 5空氣化學污染控制 26檢測與監測 3附錄A(資料性)潔凈室建設材料選用 5附錄B(資料性)電子工業潔凈室空氣化學污染控制系統 7附錄C(資料性)微電子工業潔凈室空氣化學污染物控制數據表 9附錄D(資料性)潔凈室施工階段化學物濃度控制措施 參考文獻 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。本文件代替GB/T36306—2018《潔凈室及相關受控環境空氣化學污染控制指南》,與GB/T36306—2018相比，除結構調整和編輯性改動外，主要技術變化如下：a)更改了標準適用范圍(見第1章，2018年版的第1章);b)刪除了空氣分子污染、環境反應監測法、污染物、氣相空氣凈化裝置等術語(見2018年版的c)增加了按化學物濃度劃分空氣潔凈度、釋出氣體等術語(見3.1、3.3);d)更改了空氣化學污染物的定義(見3.2,2018年版的3.5);e)更改及增加了污染源來源(見4.1、4.2,2018年版的4.1),刪除了分級與分類(見2018年版的f)增加了一般要求、設計、施工及運行維護等空氣化學污染控制內容(見5.1、5.2、5.3、5.4),刪除了確定是否污染及情況、控制措施的內容(見2018年版的6.1、6.2);g)更改標題“檢測”為“檢測與監測”(見第6章，2018年版的第5章),更改了檢測的內容(見6.1,2018年版的5.1、5.2),增加了監測的內容(見6.2)。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由全國潔凈室及相關受控環境標準化技術委員會(SAC/TC319)提出并歸口。本文件起草單位：中國電子工程設計院股份有限公司、中國電子系統工程第三建設有限公司、中國電子系統工程第二建設有限公司、中國科學院大氣物理研究所、蘇州安泰空氣技術有限公司、深圳市億天凈化技術有限公司、天津大學、蘇州華泰空氣過濾器有限公司、中國標準化協會、濱州裕能電子材料股份有限公司、北京戴納實驗科技有限公司、煙臺寶源凈化有限公司、江漢大學、上海市室內環境凈化行業協會、中電精泰電子工程有限公司、麗茲控股有限公司、無錫萊姆頓科技有限公司、仲愷農業工程學院、黃岡魯班藥業股份有限公司、上海禾益凈化設備制造有限公司、佛山市南海東方澳龍制藥有限公司、深圳市中建南方環境股份有限公司。本文件及其所代替文件的歷次版本發布情況為：——2018年首次發布為GB/T36306—2018;——本次為第一次修訂。IV本文件的空氣化學污染控制技術主要針對有空氣化學污染控制要求的潔凈室及相關受控環境。空氣化學污染物的分子尺寸范圍為0.1nm～3nm,通常狀態下是以氣體或蒸氣形態存在，常規高效過濾器和超高效過濾器無法有效去除，使用粒子計數器也檢測不到。空氣化學污染物種類較多，不同污染物具有不同的化學性質，某些污染物的濃度可隨環境的溫度、濕度變化而改變，且污染物來源具有很大的隨機性。隨著凈化技術和材料的發展，空氣化學污染物可以被有效控制和去除，能夠保障潔凈室及相關受控環境內空氣化學污染物滿足環境限定要求。1潔凈室及相關受控環境空氣化學污染控制技術要求本文件規定了潔凈室及相關受控環境空氣化學污染物控制技術要求，包括污染源、空氣化學污染控本文件適用于潔凈室及相關受控環境中的空氣化學污染控制。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T25915.8—2021潔凈室及相關受控環境第8部分：按化學物濃度劃分空氣潔凈度(ACC)等級3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。按化學物濃度劃分空氣潔凈度aircleanlinessbychemicalconcentration;ACC以ISO-ACC表示的代表給定的某種或某組化學物種類、以克每立方米為單位的最大允許濃度。空氣化學污染物airchemicalcontaminant以氣態或蒸氣形態存在，其化學特性可對潔凈室及相關受控環境的產品、工藝、設備有不良影響的物質。釋出氣體outgassing從設備和材料中釋放出的氣態或蒸氣態化學物質。4污染源4.1室外污染源存在于室外大氣中可能對潔凈室內產品、工藝、設備產生危害的化學物質，主要有硫氧化物、氮氧化24.2室內污染源——作業人員的汗水、防護用品、化妝品等散發；5空氣化學污染控制5.1一般要求潔凈室空氣化學污染控制系統應符合工藝生產的要求，空氣化學污染物分類及按化學物濃度劃分空氣潔凈度等級應符合GB/T25915.8的規定。5.2設計潔凈室的選址應符合下列要求：——選擇自然大氣中化學物濃度較低、自然環境較好的區域；——遠離散發化學物的交通樞紐、工廠、貯倉、堆場等有嚴重空氣污染的區域。5.2.2工藝設備布局工藝設備布局應符合下列要求：——散發同類化學污染物的工藝設備布置在同一區域；——產生并散逸化學污染物的工藝設備采取密閉措施，并設置局部排風設施。5.2.3化學污染物的產生區域產生空氣化學污染物的區域宜獨立分隔，且與周圍潔凈空間的靜壓差(負壓)不應小于5Pa。潔凈室建設材料應符合下列要求：——使用不散發污染物或散發污染物符合控制要求的材料；——當采用新材料時，先進行化學污染物釋出氣體檢測，檢測合格的材料才允許使用。潔凈室建設材料的選用見附錄A。空氣凈化設備的使用符合下列要求。——潔凈室新風處理機組(MAU)、室內空氣循環處理設備應根據空氣化學污染物控制要求設置化學污染物去除設施。——新風處理機組、風機過濾單元(FFU)的化學過濾器使用壽命宜≥1年。——新風處理機組采用褶式化學過濾器時，每1000m3/h風量的濾布面積應≥3m2;風機過濾單元采用密褶式化學過濾器時，每1000m3/h風量的濾布面積應≥4m2。電子工業潔凈室空氣化學污染控制系統見附錄B。35.2.6空氣化學污染物的控制數據空氣化學污染物的控制數據應根據潔凈室及相關受控環境的控制要求確定。微電子工業潔凈室空氣化學污染物控制數據表見附錄C。施工階段的空氣化學污染物控制應符合下列要求：——根據潔凈室建設進度分階段進行管控；——制定并執行建筑材料送樣檢測制度；——設置人員、物料進入潔凈室的管制口；——對現有生產產生影響的施工區域進行空氣化學污染物監測。室內采取通風換氣措施。潔凈室施工階段化學物濃度控制措施見附錄D。5.4運行維護潔凈室的運行維護符合下列要求：——應建立空氣化學污染物控制的運行維護程序和制度；——應規定空氣化學污染物監測警戒限度和糾偏限度；——關鍵區域宜設置在線監測，其他區域宜根據生產需要定期對空氣化學污染物進行檢測，詳見第——嚴重影響設施運行的特殊維修后或更換化學過濾器后，應對環境中的空氣化學污染物重新檢測；——更換化學過濾器時，應根據污染物性質采取適宜的防護措施，更換下來的化學過濾器應進行無害化處理。6檢測與監測6.1檢測6.1.1潔凈室投入運行前應進行全區域空氣化學污染物檢測。6.1.2采樣方法和分析方法應依據GB/T25915.8—2021附錄C的規定執行，檢測完成后應提供檢測報告。6.1.3常用檢測技術宜包括：——離子色譜法(IC);——電感耦合等離子體-質譜法(ICP-MS);——熱脫附氣相色譜/質譜聯用法(TD-GC-MS);——氣相色譜-火焰離子化檢測法(GC-FID);——氣相色譜-光離子化檢測法(GC-PID);——化學發光法(CL);——紫外熒光法(UVF);——紫外光吸收法(UVA)。6.2.1應對潔凈室內可能產生空氣化學污染的因素進行監測，宜設置空氣化學污染物監測的區域包括：——生產中使用特氣、化學品的工藝設備附近；——對空氣化學污染敏感的生產工序區域；4——新風處理機組進、出風口；——風機過濾單元進、出風口；——對現有生產產生影響的施工區域等。6.2.2監測方式可分為固定式和移動式。6.2.3常用監測技術宜包括： 監測總無機酸，根據組分種類采用光腔衰蕩光譜法(CRDS)、離子遷移譜法(IMS)、紫外熒光——監測總有機和無機堿，根據組分種類采用質子轉移反應質譜法(PTR-MS)、離子遷移譜法、光腔衰蕩光譜法或化學發光法等；——監測總有機物nC?-Ca、總有機酸，根據組分種類采用質子轉移反應質譜法、在線氣相色譜-火焰離子化檢測法(onlineGC-FID)、在線氣相色譜-光離子化檢測法(onlineGC-PID)或在線氣相色譜-質譜法(onlineGC-MS)等；——監測活性硫化物(H?S等)采用質子轉移反應質譜法、離子遷移譜法或紫外熒光法等；——監測氮氧化合物采用化學發光法；——監測臭氧等氧化物采用紫外光吸收法。6.2.4監測分析儀器的校準應符合下列要求：-—固定式監測分析儀配置零氣管導入零氣進行零點漂移校準，根據需要配置跨度氣體管導入跨度氣體進行跨度標定；——移動式監測分析儀配置零氣發生裝置；——根據不同儀器的特點定期進行校準。5(資料性)潔凈室建設材料選用A.1潔凈室建設材料A.1.1釋放化學物的潔凈室建設材料潔凈室需要控制化學物釋放的產品和建設材料，包括但不限于以下內容：——金屬壁板表面的油漆或涂料；——高架地板；——風機過濾單元； 新風處理機組；——柱子、墻面、地面和頂面上的環氧涂層；——鋼屋架表面的防火涂料和面涂料；——華夫筒地面上的防腐蝕環氧涂層；——華夫筒下表面的涂層；——華夫筒；——各類封堵材料和密封膠；——防火封堵材料； 超高效/高效空氣過濾器：——管道螺紋處的涂料；——管道支吊架表面的油漆或涂料；——管道和風管的密封墊；——風管密封膠；——電纜；——保溫材料；——配電及控制設備內外表面的油漆或涂料；——氣柜內外表面的油漆或涂料；A.1.2潔凈室建設材料化學物釋出氣體參數建設材料化學物釋出氣體檢測采用VDI2083-17—2013、ASTME595—2015或其他供需雙方商定的標準中規定的方法，由具有資質的實驗室進行檢測。具體參數見表A.1。6表A.1潔凈室建設材料化學物釋出氣體參數化學物種類單位質量建設材料化學物釋出氣體量/(pg/g)測試材料接觸潔凈室內空氣的面積占潔凈室凈面積的A>50%5%≤A≤50%A<5%總揮發性有機物(TVOC)+半揮發性有機物(SVOC)2000半揮發性有機物2500胺有機磷酸酯A.2潔凈室建設材料選用A.2.1可使用的建設材料下列產品和材料(并未包括所有產品及材料)的化學物散發量不會對潔凈室產生影響，可作為選擇參考：——聚四氟乙烯(PTFE);——固態聚苯乙烯(PSL)小球(作為高效過濾器測試粒子替代鄰苯二甲酸二辛酯顆粒);——三元乙丙橡膠(EPDM);——高彈性聚氨酯涂料；——環氧瓷漆；——玻纖高效過濾器濾料(低硼);——聚四氟乙烯高效過濾器或超高效過濾器濾料；——聚偏氟乙烯(PVDF);——玻璃；——不銹鋼制品；——鋁合金制品；——各種鋼材。A.2.2不建議使用的建設材料當建設材料的化學物散發量會對潔凈室產生較大影響時，不建議應用于潔凈室。7(資料性)電子工業潔凈室空氣化學污染控制系統電子工業潔凈室凈化空調系統中有關空氣化學污染控制的部分包括：新風處理系統、循環風系統、微環境控制系統以及移動式深層過濾器系統等。新風處理系統用于去除室外空氣中化學污染物，重點是低濃度的硫氧化物、氮氧化物、臭氧、氨、揮發性有機物等。循環風系統用于控制潔凈室內釋出的氣體，將空氣化學污染物降到一定濃度，該系統主要去除空氣中的中、低濃度的化學污染物。微環境控制系統將晶圓加工、儲存和運輸時的局部環境與周圍潔凈室環境隔開，該局部區域設置空氣自循環系統或充氣系統，通過循環潔凈空氣(可配置化學過濾器)或充入高純度的氣體(如氮氣等),提供高質量潔凈微環境。移動式深層過濾器系統用于去除工藝設備維修時某些局部的高濃度空氣化學污染氣體，以滿足空氣質量要求。B.2電子工業潔凈室空氣化學污染的控制方案在潔凈室的凈化空調系統中，包括新風處理機組配置化學過濾器，風機過濾單元上安裝化學過濾器，以保持大環境、微環境中合格的空氣質量。此外為了滿足各生產工序設備維修的需要，當其他的系統不能經濟合理地提供所需要的凈化處理時，設置移動式深層空氣化學過濾器，去除局部高濃度的污染氣體，避免高濃度的污染氣體進入潔凈室循環風系統。微電子生產潔凈室空氣化學污染控制示意圖見圖B.1,平板顯示器件生產潔凈室空氣化學污染控制示意圖見圖B.2。中效過濾器化學過濾器-中效過濾器-初效過濾器—室外空氣沽凈室污染物)風機過濾單元(ErU)工藝設備箱干表冷器(DCC)(控制空氣化學污染物)化學過濾器T.藝設備配置的一風機過濾單元(FFL!)潔凈室(無硼區)前區灰區化學過濾器晶圓下技術夾層工藝設備工藝設備4注1:圖中新風處理機組省略其他功能段。注2:新風處理機組采用板式密褶式化學過濾器時，高效過濾器前不設置中效過濾器。圖B.1微電子生產潔凈室空氣化學污染控制示意圖8中效過濾器化學過濾器中效過濾器風機過濾單元(FFU)新風處理機組工藝設路配置的風機過濾單元存儲箱工藝設備一T表冷器(DCC)潔凈室(控制空氣化學污染物)化學過濾器下技術夾層工藝設備潔凈室注1:圖中新風處理機組省略其他功能段。注2:風機過濾單元配置的單層化學過濾器的阻力不大于30Pa。圖B.2平板顯示器件生產潔凈室空氣化學污染控制示意圖B.3新風處理機組新風處理機組功能段：新風→進風段→初效過濾段→中效過濾段→一級加熱段→一級表冷段→加濕段→二級表冷段→二級加熱段→風機段→兩級化學過濾段→中效過濾段→高效過濾段→出風段→送新風。新風處理機組功能段示意圖見圖B.3。注1:目前微電子和平板顯示器件生產潔凈室凈化空調新風處理機組除風機段外，通常還有兩級加熱、兩級表冷、多注2:風機的全壓通常>3000Pa,機外噪聲<80dB(A)。注3:加濕段采用淋水室時，對室外空氣中的化學污染物有一定的去除能力。但一些酸性物質被淋水吸收后又很快地分解，達不到去除的目的，因此還需要設置化效率在70%以上，此時空氣的相對濕度<70%。注4:通過高效過濾器后的空氣潔凈度等級為5級。圖B.3新風處理機組功能段示意圖(資料性)微電子工業潔凈室空氣化學污染物控制數據表為便于參考使用，本附錄摘錄了國際半導體技術藍圖(ITRS)于2015年、國際器件與系統路線圖(IRDS)于2022年發布的半導體技術發展路線圖中有關晶圓環境污染控制發展趨勢及預測的部分，局部有調整。晶圓環境污染控制數據表見表C.1和表C.2。表C.1國際半導體技術藍圖(ITRS)晶圓環境污染控制數據表(2015年)D動態隨機存取存儲器晶圓(DRAM)半節距/nm基于50%動態隨機存取存儲器晶圓半節距的臨界粒晶圓環境[例如潔凈室、機械標準接口系統(SMIF)吊艙，晶圓傳送盒等]潔凈度級別空氣化學污染物光刻：接觸工具的入口點[10-12(體積分數)]總無機酸總有機酸待確定待確定待確定待確定待確定待確定待確定總堿丙二醇甲醚醋酸酯(PG-MEA)、乳酸乙酯揮發性有機物耐火材料化合物暴露的銅晶圓環境(晶圓傳送盒內部)-10-12(體積分數)]總無機酸總有機酸總硫化物暴露的鋁晶圓環境(晶圓傳送盒內部)[10-12(體積分數)]HCl表C.2國際器件與系統路線圖(IRDS)晶圓環境污染控制數據表(2022年)生產年份2021年2022年2023年2024年工藝邏輯“節點范圍”分類“5nm”“3nm”“3nm”“3nm”晶圓環境[例如潔凈室、機械標準接口系統(SMIF)吊艙，晶圓傳送盒等]潔凈度級別空氣化學污染物柵極堆疊(柵極氧化物和柵極氧化物預清潔),進口位置[10-12(體積分數)總無機酸(HF、HCl、HBr、HNO?、H?PO?、H?SO?、H?SO?,包括酸性氧化物SO?,不包括HNO?)4000(全體)/500(個體)2000(全體)/500(個體)2000(全體)/500(個體)2000(全體)/500(個體)有機和無機堿總量碳鏈長度大于6的總有機物[脂肪類、共軛類、酮類、醛類、酯類等，采用氣相色譜-質譜(GC-MS)法測量濃度，使用正十六烷標定的標準曲線做對比測試，測量物的出峰時間晚于苯總有機化合物和含有P、B、As的無機化合物(摻雜劑)源極-漏極接觸模塊(溝槽蝕刻和外延),進口位置[10-12(體積分數)]總無機酸(HF、HCl、HBr、HNO?、H?PO?、H?SO?、H?SO?,包括酸性氧化物SO?,不包括HNO?)有機和無機堿總量總有機酸碳鏈長度大于6的總有機物(脂肪類、共軛類、酮類、醛類、酯類等，采用氣相色譜-質譜法測量濃度，使用正十六烷標定的標準曲線做對比測試，測量物的出峰時間晚于苯的)通孔(VIA)成型(通孔底部清潔和化學機械拋光后清潔)和金屬化，進口位置[10-12(體積分數)]總無機酸(HF、HCl、HBr、HNO?、H?PO?、H?SO?、H?SO?,包括酸性氧化物SO?,不包括HNO?)200(全體)200(全體)200(全體)200(全體)總有機酸反應性含硫化合物(如H?S)碳鏈長度大于6的總有機物(脂肪類、共軛類、酮類、醛類、酯類等，采用氣相色譜-質譜法測量濃度，使用正十六烷標定的標準曲線做對比測試，測量物的出峰時間晚于苯的氧化劑(如臭氧)(資料性)潔凈室施工階段化學物濃度控制措施D.1概述隨著高科技產業高速發展，產品制造技術不斷提高，工藝生產環境對潔凈室內的空氣化學物濃度提出了嚴格的控制要求。空氣化學污染物有潔凈室外部和內部等多種來源，外部來源于環境大氣中的污染物；內部來源于建設材料、人員、設備、工藝生產等。因此在潔凈室建設施工階段需要對空氣化學物濃度進行控制。D.2施工前期建設材料控制施工前期建設材料控制采取下列措施：——潔凈室使用無揮發性或低揮發性的建設材料(建設材料的選用見附錄A);——對需要進行化學物釋出氣體檢測的材料，提供檢測合格文件后使用；——控制化學物散發的重點管控材料如潔凈區地面環氧、鋼結構防火涂料、防火封堵密封膠、管道及支架涂刷的油漆、保溫材料、聚氯乙烯(PVC)制品、電纜等。D.3施工初期控制施工初期控制采取下列措施：——此階段潔凈室沒有完全封閉，先進行可能會大量散發空氣化學污染物的工作，如鋼結構防火涂料及油漆涂刷、環氧地面施工等； 管道支架等的油漆涂刷，在潔凈室外加工區完成，靜置不少于兩天后再進行現場安裝，并且在加工區內安裝通風設備進行通風，減低揮發性有機物(VOC)殘留。D.4施工中期控制施工中期控制采取下列措施。——盡量減少油漆、環氧作業施工，如需施工則在室外提前預制，再到潔凈室內安裝。——設置潔凈室物料進入管制口，管制口附近設檢測室，檢測室設置通風設施。檢測人員使用手持式揮發性有機物檢測儀在檢測室內對進入潔凈室的建設材料進行揮發性有機物檢測，檢測時通風機關閉，檢測儀進氣口距離材料≤0.1m,材料總揮發性有機物濃度≤0.5×10-6(體積分數)。D.5施工中后期控制施工中后期控制采取下列措施：——潔凈室進行通風換氣，開啟新風處理機組和排風機，降低室內揮發性有機物濃度；——如進行有揮發性的施工作業，在潔凈室內設置隔離加工間，設置通風設施，避免揮發性有機物擴散至潔凈室內；——每天定點、定時檢測潔凈室內揮發性有機物濃度，記錄數據并進行分析，查找污染源。D