?電子產(chǎn)品性能、質(zhì)量的提高和生產(chǎn)過程的微細化，日益要求生產(chǎn)環(huán)境具有一定的空氣潔凈

半導(dǎo)體器件生產(chǎn)環(huán)境要求很嚴(yán)，除了要求恒溫恒濕外，對生產(chǎn)環(huán)境潔凈度要求很嚴(yán)，按單位體積重規(guī)定的塵埃粒子數(shù)標(biāo)準(zhǔn)分成潔凈度的等級。一般分為：10級、100級、1000級、10000級、100000級，國際標(biāo)準(zhǔn)IOS14644-1、國標(biāo)GB50073-2013、美聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)中均有規(guī)定潔凈室和潔凈區(qū)內(nèi)空氣以大于或等于被考慮粒徑的粒子最大濃度限值進行劃分的等級標(biāo)準(zhǔn)。

該項目的潔凈室在水平方向上采用了港灣式的布置方式。這種布置方式的優(yōu)點是將工藝設(shè)備分為前、后區(qū)，前區(qū)為人員操作區(qū)(硅片暴露區(qū))，后區(qū)為工藝設(shè)備接管區(qū)，前后區(qū)潔凈度區(qū)分明顯，真正影響產(chǎn)品質(zhì)量的是前區(qū)。將前后區(qū)區(qū)分開后，潔凈度要求高的區(qū)域的面積也會減少，以減少整個系統(tǒng)的循環(huán)風(fēng)量，降低能耗及工程造價。根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)，該潔凈室生產(chǎn)前區(qū)的潔凈度等級為2.5級和3.5級，溫度要求為±221℃，相對濕度要求為45%±5%;該潔凈室生產(chǎn)后區(qū)的潔凈度等級為6級和7級，溫度要求為±223℃，相對濕度要求為30%-60%。

　　該項目的潔凈室在垂直方向采用三層結(jié)構(gòu)的布置方式，這也是大規(guī)模集成電路廠房常用的形式，即上層為潔凈室的送風(fēng)靜壓層，中間為潔凈生產(chǎn)區(qū)，下層為回風(fēng)層及支持區(qū)。

　　在工程上，人們利用室內(nèi)空氣的循環(huán)來保持生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)的潔凈等級?？諝庠趪?yán)格控制溫度、濕度的前提下，經(jīng)過過濾器之后進入潔凈室內(nèi)，而室內(nèi)的空氣則經(jīng)回風(fēng)系統(tǒng)“離開”潔凈室，再經(jīng)過濾器之后重新進入潔凈室。與此同時，由于潔凈室內(nèi)必然會有風(fēng)量損失，因此也需要補充一部分室外新風(fēng)。

　　在本項目中，潔凈室系統(tǒng)采用新風(fēng)集中處理機組(MAU)+風(fēng)機過濾單元(FFU)+干式冷盤管(DDC)的方式，其空氣處理過程為：循環(huán)風(fēng)經(jīng)設(shè)置在一層的干式冷卻盤管冷卻后，進入上部送風(fēng)靜壓箱，與處理后的新風(fēng)混合，經(jīng)FFU加壓、過濾后送入生產(chǎn)區(qū)。

　　其中，MAU的主要作用是提供潔凈室需求的新風(fēng)，控制潔凈室的濕度，同時通過變頻調(diào)節(jié)來維持潔凈室的正壓環(huán)境;DDC主要承擔(dān)潔凈室的顯熱負荷;而FFU則過濾循環(huán)空氣來滿足潔凈室的潔凈度。這種方式與傳統(tǒng)的循環(huán)送風(fēng)方式相比有明顯的優(yōu)勢，F(xiàn)FU具有靈活性，可適應(yīng)工藝變化，當(dāng)工藝發(fā)展需要提高空氣潔凈度級別時，采取增加FFU數(shù)量或更換更高效率的過濾器就可達到提高潔凈度等級的目的。FFU采用負壓密封使其簡化而可靠，也就是說，潔凈區(qū)內(nèi)的空氣壓力大于送風(fēng)靜壓箱內(nèi)的空氣壓力，這就極大地降低了塵埃微粒通過縫隙進入潔凈室的幾率。此外，采取這種方式也可大大節(jié)省空調(diào)機房的面積。

　　由于集成電路芯片制造工藝的特殊性，在芯片生產(chǎn)的過程中，會產(chǎn)生各種廢氣，其中，酸堿廢氣來源于硅片清洗、爐管清洗、濕法刻蝕;工藝尾氣來自離子注入、干法刻蝕、CVD、擴散、外延;有機廢氣來自光刻、去膠、顯影等工序。在工程設(shè)計中，應(yīng)針對排放氣體的不同性質(zhì)分別處理。

　　為補償工藝排風(fēng)和保持室內(nèi)正壓以及滿足工作人員的新風(fēng)需要，潔凈區(qū)需送入一定量的新風(fēng)，新風(fēng)機組MAU采用變頻風(fēng)機，通過室內(nèi)正壓值控制風(fēng)機的變頻器，調(diào)節(jié)新風(fēng)風(fēng)量。新風(fēng)管道的布置，盡可能地將新風(fēng)均勻送入潔凈室，并且在工藝設(shè)備發(fā)熱較大的地方提供更多的新風(fēng)，以減輕干式冷盤管的負擔(dān)。

　　潔凈室空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計是一個復(fù)雜的過程，以上的描述僅僅是對整個系統(tǒng)作一個簡單的概述，而實際上還需要大量的計算來保證以上實施的有效性，除了圍護結(jié)構(gòu)、人員、照明的負荷計算外，還需要進行復(fù)雜的工藝設(shè)備冷熱負荷計算、風(fēng)量平衡計算以及大量的水力平衡計算來確保整個系統(tǒng)的均勻、平衡、合理。集成電路廠房的潔凈室能源消耗大，投資大，如何在滿足工藝需求的前提下，采用更合理的方案、更先進的技術(shù)來實現(xiàn)節(jié)約能源、減少工程造價，是我們今后設(shè)計中所面臨的方向，也符合國家節(jié)能減排的政策要求。