硅晶片潔凈無塵車間

光伏新能源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(chǎn)半導(dǎo)體集成電路芯片的原材料。目前微電子產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，集成電路技術(shù)已邁入0.18微米以下的時(shí)代，*地刺激了光伏新能源硅晶片的發(fā)展，同時(shí)對光伏新能源硅晶片的性能參數(shù)的要求也有較大的提高，因此光伏新能源硅晶片的發(fā)展前景十分樂觀。

1.1 光伏新能源硅晶片的生產(chǎn)工藝流程

從大的方面來講，光伏新能源硅晶片生產(chǎn)包括硅單晶棒生產(chǎn)和光伏新能源硅晶片生產(chǎn)兩大部分，細(xì)分為以下幾道主要工序：

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(xué)蝕刻、LP-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(zhì)檢查-潔凈包裝

從單晶棒生長到外徑磨削為硅單晶棒生產(chǎn)工序，切片以后的流程為光伏新能源硅晶片生產(chǎn)工序。下面以某日資硅片廠為例，介紹光伏新能源硅晶片生產(chǎn)工序的空調(diào)凈化系統(tǒng)和自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。

1.2 各生產(chǎn)工序環(huán)境控制要求

某硅片廠生產(chǎn)4~6英寸光伏新能源硅晶片，產(chǎn)量為480萬片/年。此公司光伏新能源硅晶片應(yīng)用于分立器件、功率元件和特種集成電路的制作。

2、空調(diào)凈化系統(tǒng)

空調(diào)凈化的設(shè)計(jì)是與工藝的布局、生產(chǎn)的流程密切結(jié)合的。不同類型、不同用途的廠房空調(diào)凈化系統(tǒng)都各有特點(diǎn)，下面來介紹光伏新能源硅晶片生產(chǎn)工序的空調(diào)凈化系統(tǒng)方案。

2.1 空調(diào)系統(tǒng)

1、切片室、倒角室、研磨片室僅有溫度控制要求，設(shè)風(fēng)冷熱泵分體柜式空調(diào)機(jī)（PAC）來保證房間溫度要求，室內(nèi)機(jī)就近放置在車間內(nèi)，接風(fēng)管，采用雙層百葉風(fēng)口側(cè)送風(fēng)方式；室外機(jī)放置在屋面上。切片室的排風(fēng)量較大，新風(fēng)采用直接蒸發(fā)式熱泵型屋頂空調(diào)機(jī)S1-1和S1-2來補(bǔ)充。車間有防塵要求，風(fēng)冷熱泵分體柜式空調(diào)機(jī)回風(fēng)口處設(shè)中效過濾器（大氣塵計(jì)數(shù)效率：≥60%，對于≥1μm粒子），同樣屋頂式空調(diào)機(jī)需設(shè)兩級過濾器。

其原理圖見圖:

2、爐室、BSD室僅有溫度控制要求，設(shè)風(fēng)冷電熱分體柜式空調(diào)機(jī)（PAL）來保證房間溫度要求，室內(nèi)機(jī)就近放置在車間內(nèi)，接風(fēng)管，采用方形散流器頂送風(fēng)方式；室外機(jī)放置在屋面上。新風(fēng)由相鄰潔凈室正壓過來。車間有防塵要求，風(fēng)冷電熱分體柜式空調(diào)機(jī)回風(fēng)口處設(shè)中效過濾器（大氣塵計(jì)數(shù)效率：≥60%，對于≥1μm粒子）。

3、磨片檢查室有溫度和濕度控制要求，設(shè)風(fēng)冷電熱分體柜式空調(diào)機(jī)（PAL）來保證房間溫度要求，室內(nèi)機(jī)就近放置在車間內(nèi)，接風(fēng)管，采用方形散流器頂送風(fēng)方式；室外機(jī)放置在屋面上。新風(fēng)經(jīng)新風(fēng)機(jī)組（MAU-1、2）處理后，接至送風(fēng)管上送到室內(nèi)，相對濕度由新風(fēng)機(jī)組來保證。新風(fēng)機(jī)組是與凈化系統(tǒng)共用的。車間有防塵要求，風(fēng)冷電熱分體柜式空調(diào)機(jī)回風(fēng)口處設(shè)中效過濾器（大氣塵計(jì)數(shù)效率：≥60%，對于≥1μm粒子），新風(fēng)機(jī)組內(nèi)設(shè)粗、中效過濾器。

2.2 凈化系統(tǒng)

光伏新能源凈化工程系統(tǒng)用的新風(fēng)空調(diào)機(jī)組（MAU）和循環(huán)空調(diào)機(jī)組（AHU）的冷媒采用6-11℃的冷凍水，加熱采用0.2MPa蒸汽，加濕采用0.1MPa的潔凈蒸汽加濕，潔凈蒸汽由純水經(jīng)潔凈蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生。

1、CP室凈化級別為7級，換氣次數(shù)取為30次/小時(shí)，CP室工藝設(shè)備用酸量較多，采用全新風(fēng)空調(diào)機(jī)組（MAU-3）+高效過濾器送風(fēng)口（HEP-ABOX）的空調(diào)方式。其氣流流程為：新風(fēng)入口-粗效過濾器-中效過濾器-預(yù)加熱器-表冷器-加熱器-潔凈蒸汽加濕-送風(fēng)機(jī)-送風(fēng)管-高效過濾器送風(fēng)-潔凈區(qū)。

2、ML室凈化級別為7級，換氣次數(shù)取為30次/小時(shí)，采用新風(fēng)機(jī)組（MAU）+循環(huán)機(jī)組（AHU）+高效過濾器送風(fēng)口（HEP-ABOX）的空調(diào)方式。新風(fēng)接自其它系統(tǒng)共用MAU-1、2新風(fēng)組。

3、CP/CVD室、LP/CVD室、潔凈包裝間凈化級別為6 級，換氣次數(shù)取為50次/小時(shí)，采用新風(fēng)機(jī)組（MAU）+循環(huán)機(jī)組（AHU）+高效過濾器送風(fēng)口（HEP-ABOX）的空調(diào)方式。新風(fēng)接自其它系統(tǒng)共用的MAU-1、2新風(fēng)組。

4、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(fēng)口送風(fēng)，房間側(cè)下百葉風(fēng)口回風(fēng)。其氣流流程為：新回風(fēng)混合!中效過濾器-表冷器-送風(fēng)機(jī)-送風(fēng)管-高效過濾器送風(fēng)口-潔凈區(qū)-房間側(cè)下百葉回風(fēng)口-回風(fēng)管-新回風(fēng)混合。

5、洗凈室、品質(zhì)檢查室凈化級別為7 級，采用新風(fēng)機(jī)組（MAU）+循環(huán)機(jī)組（AHU）+風(fēng)機(jī)過濾器單元（FFU)）的空調(diào)方式。采用的氣流形式為頂部FFU送風(fēng)，房間側(cè)下百葉風(fēng)口回風(fēng)。FFU滿布率為33%，洗凈室、品質(zhì)檢查室對NH4+、SQx濃度有要求，需在循環(huán)機(jī)組（AHU）內(nèi)增設(shè)化學(xué)過濾器。5級凈化間的氣流流程為：新回風(fēng)混合-化學(xué)過濾器（NH4+）-化學(xué)過濾器（SQx）-中效過濾器-表冷器-送風(fēng)機(jī)-送風(fēng)管-送風(fēng)靜壓箱-風(fēng)機(jī)過濾器單元（FFU）-潔凈區(qū)-房間側(cè)下百葉回風(fēng)口-回風(fēng)管-新回風(fēng)混合。新風(fēng)接自其它系統(tǒng)共用的MAU-1、2新風(fēng)組。

6、除CP室外的潔凈室所需新風(fēng)采用2臺(tái)新風(fēng)機(jī)組（MAU-1、2）集中處理，新風(fēng)集中處理后送至各循環(huán)機(jī)組（AHU）。其氣流流程為：新風(fēng)入口-粗效過濾器-中效過濾器-預(yù)加熱器-表冷器-加熱器-潔凈蒸汽加濕-送風(fēng)機(jī)-送風(fēng)管-各循環(huán)空調(diào)機(jī)組（AHU）。

7、CP室、ML室、洗凈室用酸量相對較多，CP室、ML室內(nèi)的高效過濾器送風(fēng)口的擴(kuò)散板需采用不銹鋼板制作，洗凈室內(nèi)的FFU的網(wǎng)板需采用不銹鋼板制作。

8、另需注意，品質(zhì)檢查室根據(jù)工藝要求需采用黑色墻板、黑色頂板，相應(yīng)采用黑色回風(fēng)口，F(xiàn)FU的網(wǎng)板需采用黑板。

3、凈化系統(tǒng)的空調(diào)自動(dòng)控制

新風(fēng)機(jī)組（MAU-1、2）采用變頻風(fēng)機(jī)，由總送風(fēng)管上的靜壓傳感器來控制變頻器。在接入每個(gè)風(fēng)量及正壓控制循環(huán)機(jī)組（AHU）的新風(fēng)管上均設(shè)置電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，由各潔凈室的正壓值來調(diào)節(jié)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度，使?jié)崈羰业恼龎褐挡浑S生產(chǎn)設(shè)備的排風(fēng)量的變化而變化，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度變化引起總送風(fēng)管上的靜壓變化，根據(jù)其設(shè)定值調(diào)節(jié)AHU-1、2的風(fēng)機(jī)頻率，以達(dá)到控制目的。

3.1 凈化車間的溫濕度控制

凈化生產(chǎn)車間的濕度是由新風(fēng)機(jī)組MAU-1、2來保證，控制新風(fēng)機(jī)組送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)，根據(jù)送風(fēng)狀態(tài)設(shè)定值來調(diào)節(jié)干蒸汽加濕器的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和表冷器及加熱器回水管上的電動(dòng)二通閥的開度。露點(diǎn)溫度DPT由檢查室內(nèi)濕度敏感元件HE連續(xù)整定。

凈化生產(chǎn)車間的溫度是由循環(huán)機(jī)組AHU來保證的，根據(jù)室內(nèi)溫度來調(diào)節(jié)表冷器回水管上的電動(dòng)二通閥的開度。

3.2 供冷系統(tǒng)控制

冷凍水系統(tǒng)方面采用一級泵，用負(fù)荷控制的方法來確定冷水機(jī)組及相應(yīng)水泵、冷卻塔的開啟臺(tái)數(shù)。根據(jù)設(shè)定供、回水壓差來自動(dòng)控制供、回水主管之間壓差流量旁通閥。

硅晶片潔凈無塵車間