凈化無塵車間無塵車間 凈化車間:某硅晶片廠潔凈空調系統設計案例分析

 xinwen   2020-02-21 08:17   70 人閱讀  0 條評論

關于凈化無塵車間無塵車間 凈化車間內容如下:

摘要:本文以某硅晶片廠的潔凈空調系統設計為案例,依據設計規范和《空氣潔凈技術》課程中相應的理論知識,對該案例進行詳解和點評,并根據自己對空氣潔凈技術的認識,對該案例中存在的不足提出自己的一些建議。

關鍵詞:硅晶片 潔凈技術 凈化系統空調系統

1設計概況

硅晶片是由硅材料加工而成的一片片像鏡子一樣光亮的圓片,是生產半導體集成電路芯片的原材料。硅晶片生產包括硅單晶棒生產和硅晶片生產。主要工序為:單晶棒生長→單晶棒裁切和檢測→外徑磨削→切片→倒角(圓邊)→研磨/研磨片檢查→蝕刻(化學蝕刻、PC-CVD AP-CVD等工藝)→PTA熱處理→背面損傷處理→拋光(ML粗拋 ML精拋)→洗凈→品質檢查→潔凈包裝。從單晶棒生長到外徑磨削為硅單晶棒生產工序,切片以后的流程為硅晶片生產工序。

生產工序環境控制要求見教材《空氣潔凈技術》P189表6-16

2該案例潔凈空調系統簡介

2.1空調系統

切片室、倒角室、研磨片室僅要求控制溫度,系統方案如圖:

爐室、BSD室僅有溫度控制要求,磨片檢查室有溫度和濕度控制要求。

2.2凈化系統

凈化系統用的新風空調機組+循環空調機組,冷媒采用6~11℃的冷凍水,加熱采用0.2Mpa的蒸汽,加濕采用0.1MPa的潔凈蒸汽,潔凈蒸汽由純水經潔凈蒸汽發生器產生。

CP室潔凈級別為7級,換氣次數取為30次/小時,CP室工藝設備用酸量較多,采用全新風空調機組(MAU-3)+高效過濾器送風口(HEPABOX)的空調方式。

其氣流流程為:

新風入口→粗效過濾器→中效過濾器→預加熱器→表冷器→加熱器→潔凈蒸汽加濕→送風機→送風管→高效過濾器送風口→潔凈區,原理圖如下: ML室潔凈級別為7級,換氣次數取為30次/小時,采用新風機組+循環機組+高效過濾器送風口的空調方式。

CP/CVD室、LP-CVD室、潔凈包裝間潔凈級別為6級,換氣次數取為50次/小時,采用新風機組+循環機組+高效過濾器送風口的空調方式。新風接自其它系統共用的MAU-1、2新風機組。

7級、6級的潔凈室采用的氣流形式為頂部高效過濾器送風口送風,房間下側百葉風口回風。其氣流流程為:新回風混合→中效過濾器→表冷器→送風機→送風管→高效過濾器送風口→潔凈區→房間側下百葉回風口→回風管→新回風混合。

其原理圖如下: 洗凈室、品質檢查室潔凈級別為5級,采用新風機組+循環機組+風機過濾器單元的空調方式,新風接自其它系統共用的MAU-1、2新風組。

5級潔凈室的氣流流程為:

新回風混合→化學過濾器(NH4+)→化學過濾器(SOX)→中效過濾器→表冷器→送風機→送風管→送風靜壓箱→風機過濾器單元(FFU)→潔凈區→房間側下百葉回風口→回風管→新回風混合。

除CP室外的潔凈室所需新風采用2臺新風機組(MAU-1、2并聯)集中處理,新風集中處理后送至各循環機組(AHU)。其氣流流程為:新風入口→粗效過濾器→中效過濾器→預加熱器→表冷器→加熱器→潔凈蒸汽加濕→送風機→送風管→各循環空調機組(AHU);新風機組(MAU-1、2)采用變頻風機。原理圖如下:

2.3系統說明

根據《TFT-LCD-IC半導體芯片無塵室及一般空調設計及施工規范》要求,潔凈室必須保持精密而穩定的控制,使晶源制程不受環境的干擾,在不同的氣候區,外界氣候條件差異很大,外氣空調箱的設計調整潔凈室空氣質量。不同的天氣季節,外氣空調箱各單元所需要的設計容量符合全年氣候變化。潔凈室的環境主要以DRY COIL控制濕度,亦控制其它如靜電、氣狀污染物污染因子。潔凈室內的溫濕度條件一年四季維持固定,潔凈室溫濕度設定值為22±2℃,相對濕度為50%RH±5。潔凈室要保持固定的溫濕度,外氣空調箱的設計必須隨著氣候區的不同而調整,然而,夏天通常為高溫、高濕的氣候,冬天則通常是低溫與低濕的氣候條件。外氣空調箱(MAU)主要的功能就是克服外在環境的變化,使進氣可以調整到符合潔凈室規格后,補充潔凈室新鮮而質量穩定的進氣。外氣空調箱主要由除濕盤管、加熱盤管、加濕器、風車與濾網所主城。當外氣濕度高于潔凈室需求時,除濕盤管將外氣溫度降到露點而達到除濕目地。除濕后空氣溫度約8~9℃,低于潔凈室的需求,再熱盤管將溫度提升到符合潔凈室進氣標準后送進潔凈室的回風區。當冬季外氣條件低于潔凈室需求時,加熱盤管將進氣溫度提升,而加濕器則補充不足的濕度。

3系統點評

根據《TFT-LCD-IC半導體芯片無塵室及一般空調設計及施工規范》的要求,本系統實際運行時基本能滿足潔凈室生產要求,但個人認為還存在以下幾點可以改進的地方。

1、本系統加熱采用的是0.2MPa的蒸汽,加濕采用的是0.1MPa的潔凈蒸汽,我覺得可以用加熱盤管跟一般的加濕器加濕即可,因為MAU機組中有多重空氣過濾器,將新風加熱加濕處理后經空氣過濾器處理應該也可以達到生產標準,這樣可以降低成本。

2、除CP室外的潔凈室所需新風均來自公用MAU-1、2新風機組,我覺得可以單獨設置,因為各室潔凈級別不一樣,換氣次數要求不一樣,,使用的酸量也不一樣,對新風要求也不一樣,集中處理后送至各循環機組的話可能會對各房間溫濕度控制產生影響。

3、CP室潔凈級別為7級,換氣次數取為30次/小時,CP室工藝設備用酸量較多,采用全新風空調機組(MAU-3)+高效過濾器送風口(HEPABOX)的空調方式。CP室出來的回風可以經過處理以后送至其它各室循環機組,在保證生產要求的前提下節約能源。

4參考資料

一、《TFT-LCD-IC半導體芯片無塵室及一般空調設計及施工規范》

二、《空氣潔凈技術》

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