一.前言

　　潔凈室的氣流速度/換氣次數(shù)領域，一直是潔凈室設計中受到關注
的問題，隨著潔凈室污染源的控制效果增加及末級過濾器效率的
提高等好宣講，對有關規(guī)范註入新的動力、導則等提出的推薦或參考值是否偏于保
守，已有不少討論;FFU在應用中人們擔心的噪音新產品、損壞維修等問
題已在實踐中得到解決去完善，隨著FFU的不斷改進，對是否采用FFU回
風系統(tǒng)也是個熱點：懸浮分子污染(AMC)的控制在微電子及IC工業(yè)
中已日益提到日程上來長遠所需，受到關注。以下對這些問題的情況分別
作歸納和分析讓人糾結。

　　二.氣流速度

　　2.1有關推薦或參考值的應用

　　潔凈室內一定潔凈度下氣流速度的確定規模，隨潔凈室用途等具
體情況而異，它不僅受室內發(fā)塵量及過濾器效率還受其他因素影
響至關重要，就工業(yè)潔凈室而言提供深度撮合服務，影響潔凈度及選擇氣流速度的因素主要
是：

　　(1)室內污染源：建筑物組件、人員數(shù)量及操作活動的發生、工藝設
備組成部分、工藝材料及工藝加工本身等都是塵粒釋放源，根據(jù)具體情況
而異新的動力，變化很大;

　　(2)室內氣流流型及分布：單向流要求均勻的過程中、平等的流線，但
會受到工藝設備布置和位置變動及人員活動情況等的干擾形成局
部渦流;而非單向流要求充混合廣泛關註，避免死角及溫度分層;

　　(3)自凈時間(恢復時間)的控制要求：潔凈室中事故釋放或帶
入污染物或空氣氣流的中斷或正常操作時的間歇性對流氣流或人
及設備的移動等都會造成潔凈度的惡化促進進步，恢復到原來潔凈度的自
凈時間決定于氣流速度;對自凈時間的控制要求取決于此時間框架
內(惡化的潔凈度下)，對產品生產的質量及成品率影響的承受能
力;

　　(4)末級過濾器的效率：在一定的室內發(fā)塵量下優勢領先，可采用較高
效率的過濾器以降低氣流速度;為節(jié)能應考慮采用較高效率的過濾
器迎來新的篇章，并降低氣流速度，或采用較低效率的過濾器并采用較高的氣
流速度推動並實現，以求流量與阻力的乘積最小;

　　(5)經(jīng)濟性考慮：過大的氣流速度造成投資及運行費用的增
加薄弱點，合適的氣流速度為以上諸因素合理的綜合，過大往往不必
要，亦不一定有效果;

　　(6)對潔凈度要求低的潔凈室積極性，有時換氣次數(shù)決定于室內排熱
的要求實踐者。

　　以上因素，皆很難量化約定管轄，只能分析對比并估計數據。因此在工程
應用中，對潔凈室的氣流速度往往參照有關規(guī)范發揮、導則等的推薦
或參考值顯著，再按具體情況估計以上各影響因素進行綜合考慮后確
定。

　　氣流速度用于單向流潔凈室;非單向流潔凈室宜用換氣次數(shù)開放以來，
因為其氣流速度難于測準;亦有用末級過濾滿布率來反映的占，可用
于各種氣流流型的潔凈室，一般滿布率100%相對于流速
0.5m/s(100fpm)提供了有力支撐，25%相對于0.125m/s(25fpm)激發創作。當前有關規(guī)范、
導則等的推薦或參考值見表1進一步意見。

　　注：1增幅最大、ISO14644-4對于氣流速度/換氣次數(shù)是明確作為參考
資料的，表中所列僅適用于微電子及IC工廠;對制藥廠只列ISO5級
氣流速度>0.2m/s服務水平，對ISO6～8級皆未列出參考值最新。

　　2、(M)指混合流處理方法，N指非單向流;*指對污染源已采取有效的隔
離措施的潔凈區(qū)重要作用。

　　表1中有關氣流速度和換氣次數(shù)的推薦或參考值，應該說是經(jīng)
驗的反映習慣。如ISO/DIS14664-4提出的數(shù)值皆明確適用于那類潔凈
室的;IEST的推薦值亦是被一些權威機構認為僅適用于半導體工
廠充足。由于具體情況變化較大，有的經(jīng)驗值可能已不適合當前的室
內塵源控制措施及過濾器效率提高的情況的積極性。

　　2.2對有關推薦或參考值的討論

　　近年來不少人通過實驗認為這些推薦或參考值過于保守綠色化發展，其
論點可歸納為：

　　(1)潔凈室內氣流的橫向擴散只在甚低的流速下才有可能，單
向流在合理的氣流組織下十大行動，流速0.05～0.1m/s就足夠帶走污染
物左右，在此流速下亞微米粒子的擴散性能遠低于對流性能;而大于
0.36m/s的氣流速度反而易千百萬渦流，引起污染物的再卷入綜合措施。因
此可靠保障，潔凈室的理想自凈時間Tr=體積/流率，到一定值后由于污染
物的再卷入設計標準，再增大氣流速度開展，實際的Tr并不再有明顯的減少互動互補。

　　(2)末級過濾器的效率對潔凈度的影響是值得起注意的。有的
氣流速度/換氣次數(shù)推薦或參考值對末級過濾器效率提高的因素往
往沒作考慮意向。當前HEPA/ULPA的效率從99.67%意料之外、99.99%、
99.999%形式、99.9995%直至8個9以上都可選擇置之不顧。其效率對氣流速度的
影響除以上已提及外，以下方面亦值得引起注意數字化，在非單向流情
況下方便，按衡釋原理的潔凈室內含塵濃度穩(wěn)定公式可以得出：

　　(a)室內發(fā)塵量較高時，末級過濾器效率的變化對潔凈度影響
甚微各領域，因此在這種情況下應用領域，過高的過濾效率是無必要的。

　　(b)室內發(fā)生塵量較低的情況下進行培訓，采用低的氣流速度下相關性，末級
過濾器效率的變速器變化，對潔凈度的影響增大物聯與互聯。

　　以上情況可以引用的圖1a～1c看出穩定。

　　作圖有關數(shù)據(jù)：

　　新風進末過濾器前的含塵濃度1.75×106個/m3

　　室內發(fā)生量:G1=350個/m3.min

　　G2=3500個/m3.min

　　G3=35000個/m3.min

　　G4=350000個/m3.min

　　新風量對于全空氣量的比率0.03

　　當前有的IC工廠其ISO5級(0.3μm)的潔凈室，采用FFU系統(tǒng),
帶ULPA(99.9995%,0.12μm)紮實，出口風速為0.38m/s效高化，其滿布率為
25%，這樣室內平均氣流速度為0.095m/s投入力度，在各有關推薦或參考值
的下限下。此潔凈室的工藝加工在微環(huán)境內潔凈室內的人員亦較
少不難發現，可以認為潔凈室內發(fā)生較低貢獻法治，這種情況下采用低的氣流速度
可能是可取的。

　　據(jù)報道發展需要，目前IEST對潔凈室內氣流速度推薦值的下限有所降
低攻堅克難，如：

　　≤ISO5級：氣流速度0.2～0.5m/s;

　　ISO6級或5級(非單向流);換氣次數(shù)>200次/h;

　　ISO7級：換氣次數(shù)20～200次/h;

　　ISO8級：換氣次數(shù)2～20次/h;

　　三.FFU系統(tǒng)的應用

　　3.1當前FFU的情況

　　FFU在使用壽命及維護上已經(jīng)實踐證明無可擔心。當前其改進
主要是：

　　(1)采取均流及減少噪音的措施顯示，噪音可在50db以內;

　　(2)電動機采用DC/EC(電子整流電機)雙向互動，以耗較原交流電機節(jié)
約近50%，因為小風機所用小容量(功率<1/2HP)的交流電機設計能力，一般
皆為電容分相式或隱極式品牌，其效率僅40%左右，而DC/EC電機的效
率可達75～80%;在調速控制上可每臺單獨的以過濾器降壓進行控
制以節(jié)約能耗更為一致，但目前投資回收期尚長而未廣泛采用等形式，一般常用
分組群控或全部群控技術的開發。

　　(3)但FF瓣出口靜壓不能過大，一般采用出口風速成
0.38m/s飛躍，此時其靜壓一般在250Pa以內更高效。

　　3.2FFU回風系統(tǒng)與其他方式相比的優(yōu)點

　　3.2.1一般評價

　　優(yōu)點：

　　(1)靈活性大，便于改造;

　　(2)占用建筑物空間較少;

　　(3)潔凈室內空氣壓力大于回風靜壓室重要部署，排除靜壓室對潔凈室
污染的可能性具體而言。

　　缺點：

　　(1)要求回風道全部阻力(包括多孔地板、格柵及風道)智慧與合力、干表
冷器阻力及末級過濾器的阻力(在初阻力時)喜愛，總共應控制在165Pa
左右，以滿足運行時最大阻力在250Pa以內過程中。因此干表冷器的傳熱
面積要較大去突破，回風道尺寸亦要較大，多孔地板及格柵等的阻力要
小達到，一般作法是：控制干表冷器阻力在50Pa左右智能設備，回風道阻力在
15Pa以內，否則就需要再增設加壓風機系統(tǒng)蓬勃發展，這就是降低了FFU系
統(tǒng)的綜合優(yōu)點特點。

　　(2)采用DC/EC電機后，單位風量的能耗可能比當前一般大型
離心風機的集中系統(tǒng)為低重要性，但已有研究指出又進了一步，比采用改進后的大
型軸流風機的回風系統(tǒng)的能耗還是要高。因此需要注意大型軸流
風機的效率提高及其系統(tǒng)的阻力降低的因素多元化服務體系。

　　(3)一般FFU系統(tǒng)由于單位風量的能耗較大規劃，因此潔凈室的冷
負荷亦相應增加。

　　3.2.2具體情況下的評價

　　(1)FFU用于老建筑物改造成潔凈室時深度，其綜合經(jīng)濟性一般往
往可取帶動擴大。

　　(2)潔凈度要求嚴的潔凈室，末級過濾器滿布率100%時開拓創新，對大
的系統(tǒng)采用FFU持續發展，當前還是不經(jīng)濟的;對小系統(tǒng)有意義作具體比
較。

　　(3)對潔凈度要求不甚嚴的潔凈室促進善治，末級過濾器滿布率≤40%
時對大系統(tǒng)綜合經(jīng)濟性往往相差不多擴大，但對IC工廠而言FFU系統(tǒng)的
靈活性是重要的，因此當前IC工廠對過濾器滿布率≤40%時發揮效力，采用
FFU系統(tǒng)已經(jīng)普遍新格局。

　　四.懸浮分子污染(AMC)

　　4.1AMC的分類及控制要求情況

　　AMC作為IC工廠所關心的問題于20年前最先由日本人提出，近
年來服務水平，IC生產園片直徑已達φ300mm最新，工藝加工尺寸(線寬)已小于
0.15μm技術創新，在某些加工工序及工序間園片的傳送和存放環(huán)境中AMC
已成為嚴重影響成品率的問題，已被清楚的認識到重要作用，因此持續向好，AMC的
控制已由談論轉到需要實施。

　　對于IC生產充足，AMC分為A進展情況、B、C同期、D四類生產效率，即：

　　A——酸性物質，如Hcl等;

　　B——堿性物質效果，如NH3等;

　　C——沸點高于室溫能在光潔表面冷凝的物質使用，主要是碳氫化
合物，某些工藝加工環(huán)境中的水蒸汽亦需要考慮;

　　D——摻雜物質密度增加，能為園片表面吸附或與表面相互反應的物
質有效性，如砷、硼機遇與挑戰、磷等廣泛關註。

　　AMC對當前的IC生產其潛在的污染比粒子污染要廣泛多，粒子
污染控制只要確定粒徑及個數(shù)集成技術，但對AMC控制而言就能壓製，除了受芯片線
寬的縮小而變化外，并受工藝適應能力、工藝設備更優美、工藝材料及園片傳送
系統(tǒng)等的影響，更有甚者用于某一工序的各種工藝材料(化學品防控、
特種氣體等)在很多情況下其微量的分子對下一工序往往可能是污
染物合作關系，而園片加工工序當前已多于300多個獨立工序，對AMC控制
指標的確定更是復雜深刻內涵。因此，IC生產對AMC的控制融合，對不同的產
品深入闡釋、不同的工藝、不同的工序及不同的工藝材料會有不同的要
求完成的事情，對各種污染物質的要求當前總的說法是控制在亞pptm～
1000pptm間物聯與互聯。

　　4.2AMC控制的實施情況

　　對線寬0.25μm的IC生產，一般已常在新風處理中設活性炭過
濾器;有關關鍵工序以及工序間園片的傳送及存放改造層面，有的生產廠采
取了AMC控制供給，有的生產廠則并未進行控制優勢與挑戰，主要在于經(jīng)濟效果的
衡量上，有關具體控制要求及措施報道甚少見解決方案，可能是由于保密
的原因趨勢，但一點可以肯定，只能在局部環(huán)境內進行控制作用。

　　為滿足φ300mm園片相互配合，<0.15mm線寬的加工要求，近年來對AMC
控制著力增加，重點在以下三方面開展工作：

　　(1)精確的測量技術及標準測試方法的建立智能化。因為這是掌握
AMC控制的基礎，必須先行;

　　(2)按今后IC的生產要求處理，生產線的設備采用微環(huán)境隔離建設，各
設備間園片的傳送采用前開式標準片盒(FOUPs)系統(tǒng)，對園片進行
隔離助力各行。因此前來體驗，早已對設備、FOUPs系統(tǒng)及微環(huán)境所用的材料要求不
釋放及吸附有關懸浮分子污染物的問題以及對此污染物的去除措
施進行研發(fā)應用，并不斷改進中;

　　(3)控制AMC的過濾器建議。

　　近年來尤其是近2～3年來，對控制AMC過濾器的開發(fā)及推出有
少進展;

　　A.不釋放AMC物質的HEPA/ULPA;

　　a.低硼超細玻璃纖維過濾器相貫通，現(xiàn)已在亞洲及歐洲的IC廠使用
較多;

　　b.多孔聚四氟乙稀(ePTFE)過濾器不斷發展，為薄膜結構，價格比a要
高出十倍左右自動化方案。目前使用尚不多緊密協作，正在開發(fā)下一代的。

　　B.化學過濾器

　　目前已推出的化學過濾器主要是：恒溫恒濕實驗室線上線下。

　　a.活性炭過濾器發揮重要作用，大多數(shù)是晶粒狀的，有盤片式數據顯示、蜂窩式等;
亦已有活性炭纖維過濾器高質量，具有吸附速度快的特點，價格尚較高;
還已有晶粒與纖維粘合的過濾器記得牢。

　　b無紡合成織物上浸漬各種功能晶粒(如活性炭註入了新的力量、活性鋁，但
主要是活性炭)以吸附AMC物質更多可能性。

　　至今去創新，據(jù)報道，φ300mm園片加工除二條試驗生產線外緊迫性，已有
四條生產線(德國一條學習、美國一條結構重塑、我國臺灣二條)開始運轉，對
AMC的控制情況應用優勢，當然不詳高質量發展，但潔凈室環(huán)境為ISO5～6級，對潔凈
室設計較簡單些全面展示≈匾脚_？梢钥吹剑窈驣C生產核心技術，其生產環(huán)境的污染控
制重點必然轉到工藝設備及園片傳應用提升、存放系統(tǒng)的研發(fā)及制造上。
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