Semiconduttori e microelettronica

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Bartolommeo Serafini
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1 Settore Semiconduttori e microelettronica CONTROLL0 TECNOLOGICO DELLA CONTAMINAZIONE

2 SEMICONDUTTORI... E MICROELETTRONICA Qual è il posto più pulito del mondo? Una sala operatoria? La cima dell Annapurna? O la cucina di vostra mamma? Nessuno di questi. Il luogo dove circola meno sporcizia è un laboratorio dove si producono i microchip. In confronto alle sale in cui vengono costruiti i microprocessori anche una sala operatoria è un posto sporco; anche nel rispetto delle normative più recenti la sua aria è volte più inquinata. Nelle camere pulite (clean rooms), dove nascono i microchip, devono esserci meno di 35 particelle più grandi di mezzo micron (mezzo millesimo di millimetro) per metro cubo d aria e nessuna particella più grande di 5 µm. Perché tutta questa necessità di pulizia? É una questione di scala: per ottenere microchip sempre più veloci, potenti ed economici, gli elementi che li compongono diventano sempre più microscopici e i granelli di polvere al loro confronto sono degli ostacoli giganteschi che danneggiano la costruzione dei circuiti. I microscopici filamenti elettrici impressi sul silicio possono essere distanti fra di loro meno di un decimo di micron, mille volte meno dello spessore di un capello. La fabbricazione dei circuiti avviene con un processo simile alla fotografia. Un solo granello di polvere nell area da impressionare impedisce che l im-

In confronto alle sale in cui vengono costruiti i microprocessori anche una sala operatoria è un posto sporco; anche nel rispetto delle normative più recenti la sua aria è 10.000 volte più inquinata.

3 magine sul supporto di silicio sia completa, in questo caso il circuito stampato è da buttare perchè ci si accorge del difetto soltanto alla fine del processo di fabbricazione, con grande spreco di risorse. Combattere lo sporco non è quindi soltanto una guerra tecnologica, ma anche economica. Per questo le industrie di microelettronica in genere, hanno adottato nei loro laboratori una serie impressionante di misure antisporcizia. L aria delle camere pulite viene continuamente e totalmente rinnovata attraverso le griglie poste sul soffitto e sul pavimento. Le particelle anche di diametro più infimo vengono catturate grazie a diversi stadi di filtraggio, ma il principale bersaglio della lotta allo sporco è l uomo. I processi di fabbricazione sono in gran parte automatizzati, ma non si può ancora fare a meno dell intervento umano. Il problema è che ciascuno di noi emette, anche restando immobile, particelle grandi più di mezzo micron ogni minuto. Camminando, 5 milioni. A causa di questa polvere che rilasciamo senza sosta, i tecnici e gli ingegneri che lavorano nelle clean rooms sono costretti a vestirsi con divise totalmente ermetiche, a filtrare la loro respirazione e a muoversi molto lentamente. La lotta contro lo sporco è senza sosta, almeno per ora. I criteri diventano sempre più severi man mano che la miniaturizzazione dei circuiti prosegue. Oggi si è superata la barriera di 0,1 µm di distanza fra due elementi di un microcircuito, ma si continua a diminuire. E così, accanto alla tecnologia per costruire microchip con prestazioni sempre migliori, bisogna sviluppare parallelamente tutte le tecnologie per un pulito che più pulito non si può. É in questo ambito che Acotec si inserisce, mettendo a disposizione la propria indiscutibile esperienza, nel valutare e risolvere tutte le esigenze e problematiche connesse con l'attuazione di un efficace sistema ed ambienti adeguati alle produzioni richieste.

Per questo le industrie di microelettronica in genere, hanno adottato nei loro laboratori una serie impressionante di misure antisporcizia.

4 LE FASI DEL PROCESSO Più in dettaglio, Acotec realizza queste opere sulla base di una sequenza di attività tra loro conseguenti e complementari ed in particolare: L attività di progettazione ha come oggetto ambienti di produzione dai più semplici ai più complessi ed articolati, o la ristrutturazione e rimodellazione di ambienti esistenti. Acotec prende in esame tutte le componenti edilizie partendo dalle aree di ricevimento delle materie prime per passare quindi a quelle di lavorazione e a quelle di immagazzinamento finale, oltre alle aree dedicate ad uffici, per concludere con la progettazione degli impianti o delle utilities, con particolare riferimento agli impianti HVAC. Tutto ciò naturalmente, nel più completo rispetto delle normative internazionali del settore.

Acotec prende in esame tutte le componenti edilizie partendo dalle aree di ricevimento delle materie prime per passare quindi a quelle di lavorazione e a quelle di immagazzinamento finale, oltre

5 La prevenzione ed il controllo della contaminazione dell ambiente di lavoro e dell ambiente esterno conseguente alla realizzazione di ambienti di produzione per microelettronica, è uno dei problemi principali legati all attività specifica per la quale, vanno rispettate le prescrizioni di buona norma oltre alle normative attualmente in vigore le quali prevedono, in linea generale, che le condizioni degli ambienti di lavoro siano tali da garantire: - la qualità del prodotto; - la salute degli operatori; - la salvaguardia dell ambiente esterno. Per ottenere quanto sopra, sono necessari ambienti a contaminazione controllata ; questi si identificano in locali caratterizzati da particolari accorgimenti costruttivi ed operativi finalizzati a minimizzare il rischio di contaminazione del prodotto in corso di lavorazione e di esposizione dell operatore impiegato nelle lavorazioni. Acotec dopo le analisi del caso, procede con lo sviluppo e la realizzazione degli ambienti di produzione, in modo da realizzare reparti di tipo controllato che abbiano le seguenti peculiarità: - ambienti realizzati con componenti e materiali conformi ai requisiti normalmente accettati per gli ambienti a contaminazione controllata (clean rooms); - ambienti in pressione rispetto all'esterno per evitare rientrate di polveri, - aree protette con flussi non direzionali o unidirezionali in base alle classi di contaminazione richieste, con ambienti circostanti in pressione crescente in base alla loro destinazione d uso; - percorsi separati per il personale e i materiali; - superfici interne resistenti all acqua e facili da pulire; - diffusione dell'aria all'interno dei locali per mezzo di filtri HEPA terminali; - eventuale sistema di controllo e supervisione completamente computerizzato. Acotec esegue i corsi di training riguardanti l organizzazione dei laboratori di microelettronica relativamente all impiantistica, al controllo ed alla assicurazione della qualità. Gli obiettivi essenziali che il training fornito da Acotec, si propone di realizzare sono i seguenti: - trasferimento delle conoscenze - acquisizione e o miglioramento delle conoscenze - acquisizione e o miglioramento delle capacità - acquisizione e o miglioramento dei comportamenti - motivazione del personale Il metodo migliore per trasferire una conoscenza, è una informazione corretta. L informazione deve essere presentata in modo chiaro ed esauriente, così che il messaggio risulti, alla persona che lo riceve, facilmente accessibile e interessante per la propria attività. É in questo specifico contesto che Acotec esprime al meglio l esperienza dei propri addetti, per trasferire al personale addetto, le nuove informazioni pertinenti al lavoro in modo che queste siano viste ed accettate come utili alla soluzione dei problemi incontrati durante l attività lavorativa, oltre a stimolare la motivazione del personale, che è essenziale al raggiungimento delle finalità del training. Il personale deve acquisire la convinzione della necessità di lavorare in modo aderente alle norme che regolamentano l attività specifica dei luoghi ove sono impiegati.

condizioni degli ambienti di lavoro siano tali da garantire: - la qualità del prodotto; - la salute degli operatori; - la salvaguardia dell ambiente esterno.

6 Zaniolo CdA F SEMICONDUTTORI E MICROELETTRONICA Settori Farmaceutico Medicale Biologico Alimentare Terapia genica e cellulare Semiconduttori e microelettronica Ospedaliero e sale operatorie Laboratori in genere s.r.l. Via Modena, Ferrara (FE) - Italia Tel Fax [email protected] Internet:

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