中國電子工程設計院  秦學(xué)禮

　　摘要

　　隨著(zhù)IC生產(chǎn)工藝技術(shù)的不斷發(fā)展,對于無(wú)塵車(chē)間生產(chǎn)環(huán)境及其它配套系統要求也相應更為嚴格,本文81"、12",IC生產(chǎn)的無(wú)塵車(chē)間設計中有關(guān)無(wú)塵車(chē)間形式和送風(fēng)方式、空氣處理及溫濕度保證措施,懸浮分子污染物(AMC)的控制,以及無(wú)塵車(chē)間排煙等方面的設計方案,進(jìn)行了多方案的綜合分析和評價(jià)。

　　引言

　　集成電路(IC)是集多種高新技術(shù)于一體的高科技產(chǎn)品，它幾乎存在于所有工業(yè)部門(mén)，對國民經(jīng)濟的發(fā)展起著(zhù)“倍增器”的作用，因此被先進(jìn)國家作為戰略性產(chǎn)業(yè)。同時(shí)IC產(chǎn)業(yè)也是當今世界上發(fā)展最為迅速、競爭最為激烈的產(chǎn)業(yè)。由于下游產(chǎn)品的需要以及生產(chǎn)成本的考慮，IC不斷朝著(zhù)特征尺寸縮小，硅片直徑增大的方向發(fā)展。目前國際上以8”、0.25-0.18微米為代表的工藝已進(jìn)入大生產(chǎn)，以12”、0.15-0.13微米為代表的工藝也開(kāi)始進(jìn)入大生產(chǎn)，研究工作已進(jìn)入納米階段，70納米、40納米的器件已在實(shí)驗室中制備成功。

　　隨著(zhù)工藝牛產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，IC生產(chǎn)對于環(huán)境及其他配套系統的要求也相應越來(lái)越嚴格，說(shuō)到環(huán)境首當其沖的是無(wú)塵車(chē)間，8”、12”IC生產(chǎn)無(wú)論對潔凈度、溫濕度還是空氣中分子級污染物(AMC)、防微振、防靜電等都有極嚴格的要求，有些苛刻的要求甚至使某些傳統的做法受到挑戰。

　　1、無(wú)塵車(chē)間形式

　　1.1無(wú)塵車(chē)間從平面布置劃分一般有三種形式：即開(kāi)放式(ballroomtype)、港灣式(baycliasetype)、島形布置（islandtype），如圖1、2、3。

　　以上三種形式無(wú)塵車(chē)間各有其優(yōu)缺點(diǎn),IC前工序生產(chǎn)廠(chǎng)通常采用港灣式和開(kāi)放式無(wú)塵車(chē)間，港灣式無(wú)塵車(chē)間在5”、6”IC生產(chǎn)廠(chǎng)用得較多，其工藝設備為穿墻式：而8”、12”IC生產(chǎn)廠(chǎng)則普遍采用開(kāi)放式無(wú)塵車(chē)間加微環(huán)境(mini-environment)的方式。開(kāi)放式無(wú)塵車(chē)間顯著(zhù)的優(yōu)點(diǎn)首先是對工藝布置帶來(lái)最大的靈活性，這尤為重要，因為當今[C生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展極為迅速，不論產(chǎn)品本身要求還是工藝生產(chǎn)過(guò)程和生產(chǎn)設備都處在不斷變化中，而IC生產(chǎn)工廠(chǎng)的建設周期從開(kāi)始設計到安裝工藝設備通常需要一年半左右的時(shí)間，在這段時(shí)間內丁藝生產(chǎn)技術(shù)以及工藝沒(méi)備需要不斷的調整和更新，只有

　　這樣才可以保證投產(chǎn)時(shí)其生產(chǎn)技術(shù)小會(huì )處于落后的窘地，即使投產(chǎn)以后，也會(huì )因產(chǎn)品、市場(chǎng)及生產(chǎn)技術(shù)等因素的變化而需要對生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行改造以調整產(chǎn)品和產(chǎn)能。其次8”、12”IC生產(chǎn)對環(huán)境尤其是潔凈度耍求極為嚴格，通常硅片暴露區（加工過(guò)程）要求1.5級（209E，O.lμm，1級）．采用開(kāi)放式無(wú)塵車(chē)間加微環(huán)境方式再配套自動(dòng)物料處理系統automatedmaterialhandlingsystem.AMHS)，一方面口可以使操作人員和其他污染源與硅片完全隔離，另一方面生產(chǎn)自動(dòng)化程度的提高對提高硅片成品率極為有利。開(kāi)放式無(wú)塵車(chē)間加微環(huán)境方式，工藝生產(chǎn)只要求微環(huán)境內有很?chē)栏竦臐崈舳龋_(kāi)放式無(wú)塵車(chē)間只需保證5-6級，這樣嚴格要求的潔凈度區域大大減少，保證潔凈度所需的循環(huán)空氣量也相應減少，能耗大大降低，通常情況下開(kāi)放式無(wú)塵車(chē)間加微環(huán)境方式其維持潔凈度所需的能耗大約僅為港灣式無(wú)塵車(chē)間的1/3[]。實(shí)際工程中微環(huán)境是由設備自帶的和開(kāi)放式無(wú)塵車(chē)間完全脫開(kāi)，再加上開(kāi)放式無(wú)塵車(chē)間本身結構簡(jiǎn)單，動(dòng)力設備減少，這樣無(wú)論從設計到建造都變得簡(jiǎn)單快捷，可以縮短建造時(shí)間。

　　采用開(kāi)放式無(wú)塵車(chē)間加微環(huán)境方式，確保硅片加工過(guò)程所需的潔凈度的關(guān)鍵區域是微環(huán)境，微環(huán)境通常如圖4、圖5所示。

　　圖4所示的微環(huán)境的送風(fēng)是由無(wú)塵車(chē)間送風(fēng)系統提供，其缺點(diǎn)是不靈活，移動(dòng)或增加工藝設備不方便。目前8”、12”IC生產(chǎn)線(xiàn)所用的微環(huán)境基本上是圖5的形式（光刻機除外），微環(huán)境全部由工藝設備自帶，與工藝設備緊密結合在一起，并且與裝載臺、前開(kāi)口傳遞盒(frontopeningunifiedpods．FOUP)、吊掛傳輸系統(ovcerheadhoisttransport，OHT)有機結合。微環(huán)境系統的風(fēng)機直接吸室內的空氣，經(jīng)ULP過(guò)濾器處理后垂直下吹，以保證硅片暴露區嚴格的潔凈度要求。微環(huán)境內的送風(fēng)斷面風(fēng)速通常保持在0.2-0.45m/s，并保證過(guò)濾器出口斷面上任意一點(diǎn)的風(fēng)速不超過(guò)平均風(fēng)速的±20%，過(guò)高的風(fēng)速會(huì )使微環(huán)境的溫度偏高。微環(huán)境的風(fēng)機應為變頻風(fēng)機以適應過(guò)濾器的阻力變化，所用過(guò)濾器的效率≥99.99995%(MPPS)。為避免周?chē)?ldquo;臟”空氣滲入微環(huán)境，微環(huán)境相對于周?chē)h(huán)境（開(kāi)放式無(wú)塵車(chē)間）應保持不低于1.25Pa的正壓，這可以通過(guò)調節底部的回風(fēng)閥門(mén)實(shí)現。8”、12”IC生產(chǎn)對防微振要求極高，而微環(huán)境所用的風(fēng)機緊靠生產(chǎn)設備，所以風(fēng)機與設備問(wèn)應設有效減振措施，并且風(fēng)機本身產(chǎn)生的振動(dòng)在3-100Hz頻段內任意一個(gè)頻率點(diǎn)的振動(dòng)位移幅值≤1.25μm。

　　1.2、無(wú)塵車(chē)間從送風(fēng)系統方式劃分一般也有三種形式：即集中送風(fēng)系統(centralsystem)、隧道系統(tunnelsysterm、FFU系統(fanfilterunitsystem)，如圖6、7、8。

這三種送風(fēng)系統各有特點(diǎn)，從不同的角度比較會(huì )得出不同的結論，所以不能簡(jiǎn)單地說(shuō)孰優(yōu)孰劣，送風(fēng)系統方式的采用主要取決于業(yè)主、設計人員的關(guān)注點(diǎn)側重于哪些方面。不過(guò)FFU系統近幾年來(lái)得到越來(lái)越廣泛的使用，尤其是在亞太地區。國內也不例外，已建的和在建的8”、12”IC生產(chǎn)廠(chǎng)房幾乎都采用FFU系統，很多5”、6”IC生產(chǎn)廠(chǎng)房近幾年也采用FFU系統。究其原因，除了習慣、經(jīng)驗等非技術(shù)性因素之外，不外乎有以下幾個(gè)原因：

　　a)靈活性：在三種系統中，FFU系統的靈活性是最好的，這點(diǎn)特別適應當今IC生產(chǎn)技術(shù)飛速發(fā)展的要求，由于隨著(zhù)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的發(fā)展潔凈度等級需求也會(huì )不斷嚴格。隧道系統幾乎談不上靈活性，且隧道系統是以操作區作為送風(fēng)、設備區作為回風(fēng)的空氣循環(huán)系統，但8”、12”IC廠(chǎng)房無(wú)塵車(chē)間日前基本上都采用Ballroom方式，，f：分操作區和設備區，因此隧道系統也就不適用J；集中送風(fēng)系統有一定的靈活性，但潔凈系統改造時(shí)必須停機、停產(chǎn)。如果要提高局部區域的潔凈度，除了無(wú)塵車(chē)間頂部要增加HEPA/ULPA過(guò)濾器外，還需增設循環(huán)機組，從而使改造難度大，而且對生產(chǎn)有較大影響；采用FFU系統，局部增加FFU臺數或移動(dòng)FFU位置均很容易實(shí)現，而且可以在不停產(chǎn)的情況下進(jìn)行，對生產(chǎn)幾乎沒(méi)有影響。

　　b)調控性：和集中式送風(fēng)系統相比，FFU系統各區空氣交叉的情況相對要少，可以實(shí)現較高精度的溫濕度控制。隨著(zhù)電機與網(wǎng)絡(luò )控制技術(shù)的發(fā)展，FFU很容易實(shí)現單臺控制，每臺FFU出風(fēng)速度在一定范圍內幾乎可以任意調節，這樣就很容易解決大跨度無(wú)塵車(chē)間遠近端氣流不均勻的問(wèn)題。另外FFU還可以根據實(shí)際使用需要停開(kāi)或少開(kāi)啟一部分。

　　c)可靠性：采用集中送風(fēng)系統只要一臺送風(fēng)機組出現故障，整個(gè)系統的潔凈度就得不到保證，除非有備用機組能立即投入運行；對于隧道系統一旦某一臺循環(huán)機組停止運行，該循環(huán)機組所負擔的潔凈區域的潔凈度、溫濕度就無(wú)法保證，生產(chǎn)也只好停止；而FFU系統這方面的風(fēng)險相對要小得多，即使有一臺FFU出現故障，其影響面很小另外隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )監控技術(shù)的發(fā)展，FFU系統因數量多而造成維護不便的情況也已得到改善。

　　d)氣密性與空間利用：FFU系統由于風(fēng)機直接設在工作區上方，因此工作區相對于回風(fēng)道及上靜壓箱為正壓，工作區以外污染物極少因泄漏進(jìn)入上作區：相反的，集中送風(fēng)系統和隧道系統工作區相對于上靜壓箱為較大的負壓，因此泄漏的風(fēng)險性比FFU系統要高得多。另外采用集中送風(fēng)系統及隧道系統，上靜壓箱與周?chē)h(huán)境的壓差很大，極易發(fā)生空氣泄漏，因此對上靜壓箱的氣密性要求很高，基本上不允許管線(xiàn)進(jìn)人。而FFU系統的上靜壓箱相對于周?chē)h(huán)境只是微正壓，上靜壓箱內可以布置或穿越諸如排風(fēng)和排煙等管道，使空間得到合理利用。

　　e)能耗問(wèn)題：一些統計資料表明，在IC廠(chǎng)房中，維持生產(chǎn)環(huán)境潔凈度的空氣循環(huán)過(guò)濾系統是除工藝設備外的耗能最大的系統，所以采用何種送風(fēng)系統其能耗也是必須考慮的因素。大型軸流風(fēng)機的全壓效率理想上可達80%，電機效率一般可達90%，則用電效率是兩者的乘積72%，如果考慮消音器對風(fēng)壓造成的損失，使風(fēng)機全壓效率降至70%，則用電效率也隨之降到63%（假設電機效率不變）；8”、12”IC廠(chǎng)房無(wú)塵車(chē)間中的FFU通常采用直流無(wú)刷電機，效率也可達到90%[2]，通常用電效率在50%左右。所以在最佳的運行狀態(tài)下，大型軸流風(fēng)機的單機用電效率高于小型FFU應該是沒(méi)有什么疑問(wèn)的。但實(shí)際工程情況又怎樣呢？由于直流無(wú)刷電機可以在相當大的運行范圍里保持高效率出力，而大型軸流風(fēng)機在變頻運轉后電機效率會(huì )急劇下降，但潔凈系統中HEPA/ULPA的阻力是不斷變化的，且初、終阻力相差較大，所以在相當長(cháng)的時(shí)間內風(fēng)機是在非設計狀態(tài)運行，從這方面考慮FFU系統又會(huì )具有一定優(yōu)勢。所以對集中送風(fēng)系統和FFU系統的能源效率比較，很難做出明確的結論，應視具體工程項目的產(chǎn)品生產(chǎn)情況、凈化空調系統及其設備配置情況等確定。

　　2、空氣處理及溫濕度保證

　　8”、12”IC生產(chǎn)由于其工藝加工線(xiàn)寬極小，所以對溫濕度的精度要求很高，通常溫度精度為±0.3～±0.5℃，相對濕度精度為±2%～±3%。該類(lèi)廠(chǎng)房無(wú)塵車(chē)間一般采用新風(fēng)集中處理加FFU系統，在下夾層或上靜壓箱內設干表冷器。無(wú)塵車(chē)間內的相

　　對濕度由新風(fēng)機組保證，溫度由干表冷器保證。

　　2.1、新風(fēng)處理及相對濕度保證

　　新風(fēng)處理機組的功能段如圖9所示，新風(fēng)處理機組中設置初、中、高效三級過(guò)濾，以去除室外空氣中的灰塵粒子，設高效過(guò)濾器很有必要可以延長(cháng)無(wú)塵車(chē)間頂部FFU內ULPA過(guò)濾器的使用壽命；

　　設置化學(xué)過(guò)濾器主要是去除室外空氣中對IC生產(chǎn)有影響的雜質(zhì)氣體，根據工廠(chǎng)所在地的室外空氣品質(zhì)設置相應的化學(xué)過(guò)濾器，化學(xué)過(guò)濾器后通常需設中效過(guò)濾器以去除化學(xué)過(guò)濾器本身的產(chǎn)塵；通過(guò)設在新風(fēng)處理機組內的兩級表冷、兩級加熱以及潔凈蒸汽加濕器保證新風(fēng)處理機組出口的干球溫度及露點(diǎn)溫度全年基本恒定，而機組出口的露點(diǎn)溫度還應根據其對應送風(fēng)區域內的相對濕度進(jìn)行連續的重新整定，以保證室內的相對濕度。這里不以房間內的相對濕度直接控制加濕器或表冷器，而以房間內的相對濕度連續的重新整定機組出口的露點(diǎn)溫度，再由該露點(diǎn)溫度控制加濕器或表冷器是為了得到更及時(shí)的濕度控制：由于外網(wǎng)蒸汽中含有對IC生產(chǎn)有影響的雜質(zhì)，新風(fēng)處理機組的加濕應采用潔凈蒸汽。潔凈蒸汽加濕器通常設在表冷器前，這樣可以使新風(fēng)處理機組確提高相對濕度控制精度的潛能。有些工程中是以噴淋初級純水（一級RO后）代替潔凈蒸汽加濕器，這是一舉兩得的好辦法，因為噴淋純水既可以達到加濕的目的，又可以去除空氣中對IC牛產(chǎn)有影響的雜質(zhì)氣體。新風(fēng)處理機組還應保證無(wú)塵車(chē)間內的正壓，所以新風(fēng)機組內的風(fēng)機應配置變頻裝置，以無(wú)塵車(chē)間內的正壓值控制風(fēng)機轉速。新風(fēng)集中處理有諸多優(yōu)點(diǎn)，但在寒冷地區使用時(shí)則特別要注意盤(pán)管的防凍問(wèn)題。另外因8”、12”IC生產(chǎn)對環(huán)境的可靠性有極高的要求，新風(fēng)處理機組必須設一臺備用機組。
 

　　2.2、循環(huán)風(fēng)處理及溫度保證

　　8”、12”IC廠(chǎng)房無(wú)塵車(chē)間通常采用FFU系統（如圖8），室內空氣經(jīng)干表冷器冷卻處理后與新風(fēng)混合，再由設在房問(wèn)頂部的FFU加壓、過(guò)濾后送入房間。還有一種情況是干表冷器設在上夾層，空氣處理過(guò)程略有不同，其過(guò)程為：新風(fēng)和回風(fēng)混合，再經(jīng)千表冷器冷卻，最后由FFU加壓、過(guò)濾后送人無(wú)塵車(chē)間。干表冷器主要是消除無(wú)塵車(chē)間內的顯熱負荷，根據無(wú)塵車(chē)間內的溫度控制對應區域的干表冷器以保證房問(wèn)的溫度。采用該系統應注意以下幾點(diǎn)：

　　a)為得到精確的溫濕度控制，應盡量減少Ballroom內各區域之問(wèn)的氣流交叉，所以各區域的干表冷器結構形式、空氣側阻力應盡量一致。

　　b)考慮室內濕度精度及表冷器空氣側阻力等因素，應確保干表冷器在干工況下工作，干表冷器所用的冷凍水溫度應根據室內濕負荷、室內空氣的露點(diǎn)溫度等因素確定，IC廠(chǎng)房工藝生產(chǎn)設備發(fā)濕量很少，考慮干表冷器所用冷凍水本身的溫度控制精度以及其他的安全余量，實(shí)際工程中一般冷凍水供水溫度比室內空氣露點(diǎn)溫度高2～3℃，溫差通常取3～5℃，根據室內溫度控制精度確定。干表冷器所用的冷凍水通常以混水方式或換熱方式得到。

　　c)干表冷器斷面風(fēng)速不宜太高，因為過(guò)高的風(fēng)速會(huì )使干表冷器空氣側阻力偏大，而由于房間噪聲要求的限制FFU所能提供的機外余壓有限，一般為90Pa，考慮其他風(fēng)路阻力，干表冷器的空氣側阻力通常控制在40Pa左右。

　　3、空氣中分子級污染物(AMC)控制

　　隨著(zhù)lC生產(chǎn)的飛速發(fā)展，其加工的特征尺寸越來(lái)越微細化，去除空氣中的AMC(airbomemolecularcontamination)問(wèn)題越來(lái)越受到人們關(guān)注，國際半導體制造技術(shù)協(xié)會(huì )(SEMATECH)及其他機構、組織對IC生產(chǎn)中AMC的危害和允許濃度分別進(jìn)行了分析預測，表l是SEMATECH所預測的國際半導體發(fā)展進(jìn)程及相應的AMC的要求。一些研究結果表明，空氣中的金屬離子(Na、K、Fe、Cu、Zn等)會(huì )破壞絕緣層，使p-n結漏電；而氮氧化物、二氧化硫、氨、有機物、臭氧、硼、磷等都會(huì )引起電路缺陷。AMC已直接影響到產(chǎn)品的成品率和可靠性，所以應加以控制。

　　3.1AMC的來(lái)源

　　AMC來(lái)源于無(wú)塵車(chē)間內及室外空氣。無(wú)塵車(chē)間內的AMC主要來(lái)源于以下幾個(gè)方面：工藝牛產(chǎn)使用的各種化學(xué)品，工藝設備和原材料的氣體釋放，室內操作人員以及各種建筑材料等。室外空氣中的AMC多少與IC廠(chǎng)房所在地的空氣質(zhì)量有關(guān)，且地方差異性較大，通常越是工廠(chǎng)集中的工業(yè)區來(lái)自室外的AMC就越嚴重。

　　3.2AMC的控制

　　減少無(wú)塵車(chē)間內的AMC應從以下四個(gè)方面進(jìn)行控制：

　　a)控制室內產(chǎn)生：工藝生產(chǎn)線(xiàn)本身是AMC最大的產(chǎn)生源，因工藝生產(chǎn)中要使用各種化學(xué)品，這些化學(xué)品或多或少的要散發(fā)到室內空氣中形成AMC，所以首先應從生產(chǎn)工藝上考慮盡量減少化學(xué)品的使用，另外應控制工藝設備的制作材料、涂料的釋放氣體。無(wú)塵車(chē)間的各種建筑材料也是AMC的一大來(lái)源，建筑材料引起的AMC涉及面較廣，目前通常采取以下措施：盡量采用AMC釋放低的建筑裝修材料、涂料及密封材料，目前常用的建材中聚四氟乙烯、玻璃、不銹鋼、鋁合金、表面經(jīng)烤漆處理的金屬材料、高彈性聚氨脂涂料、環(huán)氧瓷漆等是可以接受的，而環(huán)氧樹(shù)脂涂料、硅

　　密封膠、單/雙面密封膠帶、阻燃劑已不適用了；改進(jìn)建筑材料加工工藝，提高加工精度，工程中盡量不用密封膠；潔凈系統中的HEPA/ULPA過(guò)濾器應采用聚四氟乙烯(PTFE)或低硼低有機物的玻璃纖維制作，另外目前常用的DOP測試方法以及鈉焰測試也是不能接受的，SEMATECH推薦采用以去離子水霧攜帶的固態(tài)聚苯乙烯(polystyrenelatex，PSL)小球作為測試粒子；系統中的吸音材料盡量不用玻璃纖維，可以用發(fā)泡金屬等材料代替；上靜壓箱用無(wú)密封的烤漆板制作；制作風(fēng)管的材料必須脫脂，密封墊用丁基橡膠：無(wú)塵車(chē)間空間內的電纜也應采用AMC釋放低的材料制作。

　　b)控制室外侵入：首先無(wú)塵車(chē)間空間等應密閉，使周?chē)h(huán)境的AMC不滲入無(wú)塵車(chē)間；其次應防止室外空氣中的AMC進(jìn)入無(wú)塵車(chē)間內，為此有兩個(gè)方面需要考慮，第一是新風(fēng)人口應合理，盡量遠離排風(fēng)口及其他污染源，另外建廠(chǎng)地點(diǎn)應合理。第二是IC廠(chǎng)所在地的室外空氣中如含有對生產(chǎn)工藝敏感的AMC，則在室外空氣送入無(wú)塵車(chē)間前應進(jìn)行可靠的處理，根據室外空氣中AMC的種類(lèi)、濃度以及工藝要求在新風(fēng)處理機組中設置相應的化學(xué)過(guò)濾器，也可以在新風(fēng)處理機組中設淋洗裝置加以去除。

　　c)控制擴散：對于生產(chǎn)中必須要使用化學(xué)品的工藝設備應盡量采取密閉措施，并設置可靠的排風(fēng)，以減少化學(xué)品的散發(fā)。另外合理的氣流組織對防止擴散也很重要，潔凈系統設計時(shí)應充分考慮減少各區域的氣流交叉。

　　d)化學(xué)過(guò)濾：采取了以上措施雖然可以降低無(wú)塵車(chē)間內的AMC濃度，但不可能完全杜絕AMC的產(chǎn)生，而有些生產(chǎn)工序對AMC又比較敏感，雖然潔凈系統中裝有HEPA/ULPA過(guò)濾器，該過(guò)濾器對于過(guò)濾灰塵粒子有效果，但對于A(yíng)MC幾乎不起作用，所以有些生產(chǎn)區域還應設置化學(xué)過(guò)濾器，以去除無(wú)塵車(chē)間內的AMC。通常做法是在FFU的HFPA/ULPA過(guò)濾器與風(fēng)機之間增設化學(xué)過(guò)濾器，針對區域一般是勻膠、顯影區以及CVD區。

　　4、無(wú)塵車(chē)間排煙問(wèn)題

　　“潔凈廠(chǎng)房設計規范”(GB50073_200l)[3]對潔凈廠(chǎng)房疏散走廊明確提出了機械排煙要求，但塒于無(wú)塵車(chē)間沒(méi)有明確規定一定要設機械排煙，實(shí)際工程中各地消防部門(mén)對于IC廠(chǎng)房無(wú)塵車(chē)間是否設排煙的問(wèn)題上要求也不一致；但8”、12”IC生產(chǎn)企業(yè)的業(yè)主通常會(huì )將整個(gè)廠(chǎng)房進(jìn)行投保，由于IC生產(chǎn)中要使用多種易燃的氣體和液體，保險商一般均要求無(wú)塵車(chē)間設置機械排煙措施，否則增加保費。所以在8”、12”IC工程中，無(wú)塵車(chē)間機械排煙經(jīng)常是不可回避的問(wèn)題。IC廠(chǎng)房無(wú)塵車(chē)間國內外目前常用的排煙方式有兩種：即下排煙和上排煙。

　　4.1下排煙方式

　　下排煙一般是在無(wú)塵車(chē)間回風(fēng)下夾層或回風(fēng)豎井內設置排煙口，當無(wú)塵車(chē)間或無(wú)塵車(chē)間下夾層發(fā)生火災時(shí)，則打開(kāi)排煙口，開(kāi)啟排煙風(fēng)機進(jìn)行排煙，此時(shí)新風(fēng)機組繼續運行，往無(wú)塵車(chē)間上夾層內補充新風(fēng)，并通過(guò)必要的閥門(mén)切換使上夾層與無(wú)塵車(chē)間和下夾層隔開(kāi)，上夾層內新風(fēng)由FFU送入室內。采用下排煙必須有以下條件，即無(wú)塵車(chē)間發(fā)生火災時(shí)，無(wú)塵車(chē)間頂部FFU下吹的斷面風(fēng)速必須大于煙氣上升的速度，否則煙氣會(huì )在無(wú)塵車(chē)間頂部積聚。通常FFU下吹速度為0.25～0.5m/s．而火災的熱釋放率只要大于3kW，煙氣的上升速度就會(huì )大于0.5m/S[4]，所以下排煙方式只是在無(wú)塵車(chē)間發(fā)生小火災時(shí)有效。下排煙方式最近幾年在國外的一些IC廠(chǎng)房中得到應用，但國內工程中用得較少。

　　4.2上排煙方式

　　上排煙是在無(wú)塵車(chē)間吊頂上設置排煙口，通過(guò)排煙風(fēng)管將各排煙口連接至排煙風(fēng)機，當無(wú)塵車(chē)間發(fā)生火災時(shí)，打開(kāi)排煙口，開(kāi)啟排煙風(fēng)機進(jìn)行排煙，排煙時(shí)新風(fēng)機組繼續運行，向回風(fēng)豎井內補風(fēng)．上排煙方式無(wú)塵車(chē)間內煙氣上升氣流和排煙氣流方向一致，排煙效果比較理想，目前在工程中得到廣泛的應用。但采用上排煙方式實(shí)際工程中通常會(huì )出現以下兩個(gè)問(wèn)題，第一個(gè)問(wèn)題是排煙口的布置，在非單向流無(wú)塵車(chē)間中比較好解決，由于頂部的FFU沒(méi)有滿(mǎn)布，只需在盲板處設排煙口即可；而單向流無(wú)塵車(chē)間由于頂部滿(mǎn)布FFU，且IC廠(chǎng)房的無(wú)塵車(chē)間跨度都很大，只在側面布置排煙口又

　　不能滿(mǎn)足要求，所以不可避免會(huì )出現的要在滿(mǎn)布FFU的無(wú)塵車(chē)間吊頂上設置排煙口，據了解目前已有一些制造公司開(kāi)發(fā)出FFU和排煙口結合在一起的產(chǎn)品，使這問(wèn)題得以解決。第二個(gè)問(wèn)題是排煙分區問(wèn)題，目前8”、12”lC生產(chǎn)廠(chǎng)房無(wú)塵車(chē)間基本上

　　都采用Ballroom方式，潔凈面積達l萬(wàn)多平方米的無(wú)塵車(chē)間幾乎沒(méi)有分隔，而工藝生產(chǎn)又都采用自動(dòng)物料處理系統(AMHS)，各生產(chǎn)區域頂部都設有縱橫交錯的吊掛傳輸系統(OHT)，劃分排煙分區確實(shí)比較困難，實(shí)際工程中經(jīng)常將整個(gè)Ballroom視為一個(gè)區，這又會(huì )面臨排煙量極大的問(wèn)題，為減少排煙系統風(fēng)量，在某些工程中將工藝設備局部排風(fēng)系統兼作排煙，但排風(fēng)系統的管道、配件及設備應滿(mǎn)足排煙要求。

　　5、結語(yǔ)

　　目前8”、12”IC產(chǎn)業(yè)住中國大陸的發(fā)展只是剛剛起步，由于該產(chǎn)業(yè)符合新型工業(yè)化的要求，LE得到國家和地J政府的大力支持，預計住未來(lái)的幾年內將會(huì )得到快速的發(fā)展，而8”、12”IC生產(chǎn)對無(wú)塵車(chē)間空氣潔凈度等各項指標有極嚴格的要求，無(wú)塵車(chē)間又是能耗大戶(hù)，所以設計該類(lèi)廠(chǎng)房無(wú)塵車(chē)間時(shí)應進(jìn)行多方案比較，在滿(mǎn)足工藝生產(chǎn)要求的前提下，綜合考慮可靠性、靈活性、安全性、能源效率、初投資等因素進(jìn)行設計。

　　參考文獻

　　l高砂熱學(xué)公司有關(guān)資料

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　　3國家標準．《潔凈廠(chǎng)房設計規范>.GB50073-2001

　　4黃雅慧.無(wú)塵車(chē)間火災煙流控制技求介紹．2000.03.30

　　5陳霖新等編著(zhù).潔凈廠(chǎng)房設計與施工．化工出版社，2002

　　6W.WHYTF.CleanroomDesign.SecondEdition.JohnWitey＆SonsLtd.1999