Nová vrstva pro výrobu analogově-digitálně integrovaných obvodů na 6" a 8" waferech

Čestná medaile za předčasné dokončení stropu čisté místnosti 01/2012

X-FAB Semiconductor Foundries AG na místě Drážďany vyrábí na zakázku analogově-digitální integrované obvody na 6" a 8" waferech. Čistý prostor s filtrační stropní krytinou třídy ISO 4 podle EN-ISO 14644 byl uveden do provozu v roce 1984. Od té doby nebyly filtry v čistícím stropu H14 DIN-EN1822 vyměněny. Po přibližně 25 letech došlo k výraznému nárůstu tlakové ztráty filtrů a těsnost filtrů se při nutných úpravách stěn a tlakových komor stále více stala problémem.

Primární zařízení (venkovní vzduchové systémy) s přibližně 10 % podílem na průtoku a sekundární zařízení (oběhové systémy) s průtokem 1 400 000 m³/h zásobují 1 600 m² filtračního stropu přes několik tlakových komor v přetlakovém režimu. Těsnost byla tehdy dosažena pomocí plochých těsnění a zalévání epoxidovou pryskyřicí na separační prostředek. Výměna rámů filtrů v existující ocelové konstrukci proto nebyla možná. Proto se nabízela možnost vyrazit staré filtry a ponechat přetlakový strop se všemi jeho nevýhodami. Nový filtrační strop musel být zavěšen 50 cm pod staré rámy filtrů a těsně připojen ke všem stávajícím stěnám.

Speciální požadavky na nový filtrační strop byly:
- Třída čistoty „at rest“ ISO 4 jako přetlakový strop, těsně gasdicht
- Úprava v existujícím zařízení s technologickým vybavením
- Nové filtry U15 DIN-EN1822 s bezborovým filtračním papírem
- Úprava ve více etapách za provozu výroby
- Gasdichtní připojení stropu ke stávajícím stěnám a podpěrám
- Těsnění stávajících stěn v oblasti přetlakového stropu
- Oddělení v prostoru mezi stropy
- Zapojení stavební dilatace budovy do těsného stropu
- Nejkratší doba výstavby při směnném provozu

Řešení bylo realizováno s vlastním systémem stropů čistých místností WISAG. Pro složitý připojovací stěnový spoj byl použit sled 3 až 4 těsnění jako pevná hmota a elastická mezivrstva. První stavební etapa jako vzorová plocha byla malý úsek o rozloze 36 m². Zde byly vyzkoušeny různé metody utěsnění přetlakových stropů a byla ověřena spolehlivost těsnicích systémů pomocí měření netěsností a tříd čistoty. Použití filtrů s certifikátem pro kontrolu bylo samozřejmostí.

Dokončení nového čistého místnostního stropu s přibližnou základní plochou 1 600 m² během 3 let ve 10 stavebních etapách bylo ukončeno začátkem roku 2012. Výsledkem je nyní dosažení třídy čistoty ISO 3.

Navíc mají být vnější vzduchové systémy vybaveny filtry H13 pro zachytávání aerosolů, aby se snížil počet částic závislých na venkovním vzduchu na nový filtrační strop. Tlaková ztráta přívodních filtrů se snížila z 250 Pa u starých filtrů na 60 Pa u nových filtrů, i přes zvýšení účinnosti zachycení.

Pozoruhodný je nárůst tlakového odporu filtrů za 25 let na „pouze“ 250 Pa, což lze přičíst použití oděvů vhodných do čistých prostor, dobrému školení personálu a průměrné rychlosti proudění přibližně 0,3 – 0,35 m/s. Díky tomu by měly být opět dosaženy filtrační doby přesahující 20 let a výrazné úspory energie s tímto řešením.

Díky dobrému rozdělení práce a neustálým zlepšením pracovních postupů se při každé etapě zkrátily doby přestavby na m². Jako poděkování obdržel objednatel čestný diplom ve formě 200 mm wafrového kotouče.