洁净室堪称半导体工厂的"心脏",所有半导体产品的生产制造均在此空间内完成。作为支撑高端芯片制造的基石,洁净室净化系统由两大核心模块构成:一是为洁净环境提供稳定支持的"空气净化供应系统",二是确保空间本身达到超高洁净标准的"高洁净度内装系统"。
一、空气净化供应系统:构建动态平衡的洁净环境
该系统承担着为洁净室持续输送无尘洁净空气的重任,需精确调控空气中的微尘浓度、静压差、温度及相对湿度四大核心参数。由于洁净室属于开放式大型空间(通常称为"BallRoom"),内部部署了大量生产设备(包括各类通风柜等工艺装置),要将如此庞大的空间维持在极高等级的洁净环境,需要极高的技术集成度。该系统可细分为三大子模块:
1.1 补充空气系统(Make Up Air, MUA)
作为洁净环境的"新鲜血液"供给单元,MUA系统主要承担三重功能:
动态补风:补偿制程设备抽排及围护结构自然泄漏损失的空气量;
静压平衡:通过精确调节送风量维持洁净室相对于相邻区域的正压梯度(通常核心区需保持+15Pa以上的正压);
初级净化:对引入的新风进行第一阶段过滤(初效+中效过滤)、温湿度预处理(温度±0.5℃控制,湿度±2%RH调节)。
1.2 循环空气系统(ReCirculation Air, RCA)
作为洁净品质的"守护者",RCA系统通过持续循环过滤机制保障空气洁净度:
多级过滤:采用HEPA/ULPA过滤器(对0.1μm粒子截留效率≥99.999%)进行深度净化;
精准控温:配置精密空调机组实现±0.1℃的温度波动控制,满足光刻等超精密工艺需求;
气流组织:配合FFU(风机过滤单元)形成垂直单向流(风速0.45±0.1m/s),确保污染物快速排出。
1.3 废气排放系统(Exhaust System)
针对生产过程中产生的各类有害废气,该系统采用分类处理策略:
废气类型
处理工艺
典型污染物
一般废气
直接排放/热交换
设备散热废热、机柜散热
废溶剂
活性炭吸附/高温燃烧
异丙醇、丙酮等VOCs
酸性废气
碱液喷淋中和
HCl、HF等腐蚀性气体
碱性废气
酸液喷淋中和
NH₃等碱性气体
通过四级分质处理体系,确保废气排放达到《大气污染物综合排放标准》(GB 16297)要求。
二、高洁净度内装系统:打造零微尘空间载体
鉴于半导体制造对微粒污染的零容忍特性,所有内装材料必须满足"不产尘、不积尘、抗静电"三大核心要求。该系统由三大功能单元构成:
2.1 超净滤网天花
作为微尘控制的"最后防线",采用双层结构设计:
上层:盲板吊顶(不锈钢或铝合金材质)形成静压箱,均匀分配气流;
下层:FFU嵌入式高效过滤器(H14级),对≥0.1μm粒子截留效率达99.995%。
2.2 导电隔间系统
通过电磁屏蔽与静电消散双重机制构建污染隔离屏障:
材料选择:彩钢板表面涂覆导电涂层(表面电阻1×10⁵-1×10⁹Ω);
结构设计:墙体接缝处采用嵌入式密封胶条,门框配置离子风消除装置。
2.3 导电高架地板
作为空气动力学设计的"核心载体":
穿孔地板:占比30%-50%的开孔率,形成均匀气流分布;
支架系统:600×600mm可调式支架(高度150-300mm),承载设备重量并维持地板水平度(±1mm/m²);
防静电处理:PVC贴面或环氧树脂涂层(表面电阻1×10⁶-1×10⁹Ω)。
技术协同效应
两大系统通过动态联动实现环境参数的精准调控:MUA系统补充的新风经初级过滤后,与RCA系统循环的洁净空气在静压箱内混合,再经FFU加压送入洁净室;废气排放系统则根据制程需求实时调整排风量,维持房间压差梯度。内装系统的导电材质与气流组织设计协同作用,有效抑制静电吸附微粒的风险,共同构建出符合ISO 1级至ISO 7级标准的超净空间。
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