一、詳細介紹
1、光伏新能源硅晶片簡(jiǎn)介
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,極大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(lè )觀(guān)。
1.1 光伏新能源硅晶片的生產(chǎn)工藝流程
從大的方面來(lái)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,細分為以下幾道主要工序:
單晶棒生長(cháng)-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(cháng)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。下面以某硅片廠(chǎng)為例,介紹光伏新能源硅晶片生產(chǎn)工序的空調凈化系統和自控系統的設計方案。
1.2 各生產(chǎn)工序環(huán)境控制要求
某硅片廠(chǎng)生產(chǎn)4~6英寸光伏新能源硅晶片,產(chǎn)量為480萬(wàn)片/年。此公司光伏新能源硅晶片應用于分立器件、功率元件和特種集成電路的制作。
2、空調凈化系統
空調凈化的設計是與工藝的布局、生產(chǎn)的流程密切結合的。不同類(lèi)型、不同用途的廠(chǎng)房空調凈化系統都各有特點(diǎn),下面來(lái)介紹光伏新能源硅晶片生產(chǎn)工序的空調凈化系統方案。
2.1 空調系統
1 切片室、倒角室、研磨片室僅有溫度控制要求,設風(fēng)冷熱泵分體柜式空調機(PAC)來(lái)保證房間溫度要求,室內機就近放置在車(chē)間內,接風(fēng)管,采用雙層百葉風(fēng)口側送風(fēng)方式;室外機放置在屋面上。切片室的排風(fēng)量較大,新風(fēng)采用直接蒸發(fā)式熱泵型屋頂空調機S1-1和S1-2來(lái)補充。車(chē)間有防塵要求,風(fēng)冷熱泵分體柜式空調機回風(fēng)口處設中效空氣過(guò)濾器(大氣塵計數效率:≥60%,對于≥1μm粒子),同樣屋頂式空調機需設兩級過(guò)濾器。
其原理圖見(jiàn)圖:
2 爐室、BSD室僅有溫度控制要求,設風(fēng)冷電熱分體柜式空調機(PAL)來(lái)保證房間溫度要求,室內機就近放置在車(chē)間內,接風(fēng)管,采用方形散流器頂送風(fēng)方式;室外機放置在屋面上。新風(fēng)由相鄰潔凈室正壓過(guò)來(lái)。車(chē)間有防塵要求,風(fēng)冷電熱分體柜式空調機回風(fēng)口處設中效過(guò)濾器(大氣塵計數效率:≥60%,對于≥1μm粒子)。
3 磨片檢查室有溫度和濕度控制要求,設風(fēng)冷電熱分體柜式空調機(PAL)來(lái)保證房間溫度要求,室內機就近放置在車(chē)間內,接風(fēng)管,采用方形散流器頂送風(fēng)方式;室外機放置在屋面上。新風(fēng)經(jīng)新風(fēng)機組(MAU-1、2)處理后,接至送風(fēng)管上送到室內,相對濕度由新風(fēng)機組來(lái)保證。新風(fēng)機組是與凈化系統共用的。車(chē)間有防塵要求,風(fēng)冷電熱分體柜式空調機回風(fēng)口處設中效過(guò)濾器(大氣塵計數效率:≥60%,對于≥1μm粒子),新風(fēng)機組內設粗、中效過(guò)濾器。
2.2 凈化系統
光伏新能源凈化工程系統用的新風(fēng)空調機組(MAU)和循環(huán)空調機組(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,換氣次數取為30次/小時(shí),CP室工藝設備用酸量較多,采用全新風(fēng)空調機組(MAU-3)+高效過(guò)濾器送風(fēng)口(HEP-ABOX)的空調方式。其氣流流程為:新風(fēng)入口-粗效過(guò)濾器-中效過(guò)濾器-預加熱器-表冷器-加熱器-潔凈蒸汽加濕-送風(fēng)機-送風(fēng)管-高效過(guò)濾器送風(fēng)-潔凈區。
2 ML室凈化級別為7級,換氣次數取為30次/小時(shí),采用新風(fēng)機組(MAU)+循環(huán)機組(AHU)+高效過(guò)濾器送風(fēng)口(HEPABOX)的空調方式。新風(fēng)接自其它系統共用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,換氣次數取為50次/小時(shí),采用新風(fēng)機組(MAU)+循環(huán)機組(AHU)+高效過(guò)濾器送風(fēng)口(HEP-ABOX)的空調方式。新風(fēng)接自其它系統共用的MAU-1、2新風(fēng)組。
4 7級、6 級的無(wú)塵室采用的氣流形式為頂部高效過(guò)濾器送風(fēng)口送風(fēng),房間側下百葉風(fēng)口回風(fēng)。其氣流流程為:新回風(fēng)混合!中效空氣過(guò)濾器-表冷器-送風(fēng)機-送風(fēng)管-高效空氣過(guò)濾器送風(fēng)口-潔凈區-房間側下百葉回風(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)機組(MAU)+循環(huán)機組(AHU)+風(fēng)機過(guò)濾器單元(FFU))的空調方式。采用的氣流形式為頂部FFU送風(fēng),房間側下百葉風(fēng)口回風(fēng)。FFU滿(mǎn)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)機組(AHU)內增設化學(xué)過(guò)濾器。5級凈化間的氣流流程為:新回風(fēng)混合-化學(xué)過(guò)濾器(NH4+)-化學(xué)過(guò)濾器(SQx)-中效過(guò)濾器-表冷器-送風(fēng)機-送風(fēng)管-送風(fēng)靜壓箱-風(fēng)機過(guò)濾器單元(FFU)-潔凈區-房間側下百葉回風(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臺新風(fēng)機組(MAU-1、2)集中處理,新風(fēng)集中處理后送至各循環(huán)機組(AHU)。其氣流流程為:新風(fēng)入口-粗效過(guò)濾器-中效過(guò)濾器-預加熱器-表冷器-加熱器-潔凈蒸汽加濕-送風(fēng)機-送風(fēng)管-各循環(huán)空調機組(AHU)。
7 CP室、ML室、洗凈室用酸量相對較多,CP室、ML室內的高效過(guò)濾器送風(fēng)口的擴散板需采用不銹鋼板制作,洗凈室內的FFU的網(wǎng)板需采用不銹鋼板制作。
8 另需注意,品質(zhì)檢查室根據工藝要求需采用黑色墻板、黑色頂板,相應采用黑色回風(fēng)口,FFU的網(wǎng)板需采用黑色網(wǎng)板。
3、凈化系統的空調自動(dòng)控制
新風(fēng)機組(MAU-1、2)采用變頻風(fēng)機,由總送風(fēng)管上的靜壓傳感器來(lái)控制變頻器。在接入每個(gè)風(fēng)量及正壓控制循環(huán)機組(AHU)的新風(fēng)管上均設置電動(dòng)調節閥,由各潔凈室的正壓值來(lái)調節電動(dòng)調節閥的開(kāi)度,使潔凈室的正壓值不隨生產(chǎn)設備的排風(fēng)量的變化而變化,電動(dòng)調節閥的開(kāi)度變化引起總送風(fēng)管上的靜壓變化,根據其設定值調節AHU-1、2的風(fēng)機頻率,以達到控制目的。
3.1 凈化車(chē)間/無(wú)塵車(chē)間的溫濕度控制
凈化生產(chǎn)無(wú)塵車(chē)間的濕度是由新風(fēng)機組MAU-1、2來(lái)保證,控制新風(fēng)機組送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn),根據送風(fēng)狀態(tài)設定值來(lái)調節干蒸汽加濕器的電動(dòng)執行機構和表冷器及加熱器回水管上的電動(dòng)二通閥的開(kāi)度。露點(diǎn)溫度DPT由檢查室內濕度敏感元件HE連續整定。凈化生產(chǎn)無(wú)塵車(chē)間的溫度是由循環(huán)機組AHU來(lái)保證的,根據室內溫度來(lái)調節表冷器回水管上的電動(dòng)二通閥的開(kāi)度。
3.2 供冷系統控制
冷凍水系統方面采用一級泵,用負荷控制的方法來(lái)確定冷水機組及相應水泵、冷卻塔的開(kāi)啟臺數。根據設定供、回水壓差來(lái)自動(dòng)控制供、回水主管之間壓差流量旁通閥。
二、過(guò)濾效率:
大氣塵計數效率:≥60%,對于≥1μm粒子)
三、產(chǎn)品特點(diǎn):
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,極大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的要求也有較大的提高。
四、應用場(chǎng)所:
制藥工業(yè)、醫院(手術(shù)室、無(wú)菌病房)食品、化妝品、飲料產(chǎn)品生產(chǎn)、動(dòng)物實(shí)驗室、理化檢驗室、血站等,細菌學(xué)、生物學(xué)、潔凈實(shí)驗室、物物工程(重組基因、疫苗制備)等行業(yè)。