潔凈室的規劃與設計（4）

       單向流一般分為垂直流和水平流。不論哪一種單向流都要把氣流維持成一定的直線狀態，便于通過終端過濾器的出風口與相應的回風口。兩種方法設計的關鍵點是最大程度地減少潔凈區中心位置的空氣渦流。

       垂直于潔凈氣流作業面上所有位置的潔凈等級均相同。因此，若該過程是平面統一或分布式情況宜采用垂直單向流，若該過程是立體統一則采用水平單向流。

       在非單向流潔凈室中，從送風面各位置的過濾出風口送風，并從遠離出風口的位置回風。過濾出風口可以等間隔分布在潔凈室或潔凈區中，也可以集中布置在潔凈區中心位置上。過濾出風口的位置對潔凈室的性能有很大影響。終端過濾器的位置可以設置遠一點，但要特別注意過濾器與潔凈室之間受污染。

       非單向流系統的回風口位置并不像單向流那么重要，和出風口一樣分散布置，最主要的是將潔凈室的死角范圍降到最小。近年來，出現了風機過濾機組（FFU）等無需設置在吊頂的單獨設置方式。

        混合流方式的潔凈室，是指綜合運用單向流和非單向流的潔凈室。  

                     圖1.5 潔凈室氣流組織形式 

        伴隨著設備的小型化、高集成化，再加上成品率的改善，需要降低成本。為了控制設備投資擴大化，最大程度地降低人或機器造成的環境污染，正在推進以美國為中心的局部潔凈化研究開發。將設備周邊或產品搬運通道用隔墻分開，再通過提供潔凈空氣，使人員及室內空間得到隔離而抑制污染侵入的局部潔凈化技術發展中，逐步開發并應用了微環境和微觀環境（microenvironment）等方式。

       IRST的推薦標準RP-CC021.1《潔凈室設計的研究項目》中，局部控制環境除了微環境以外還有對微觀環境、潔凈島的規定。在建造部分高潔凈度空間的方式中，隔斷系統、穿墻方式、SMIF系統、FOUR系統等方式是形成局部潔凈空間的代表性方式，在工程間設置隔墻，進行氣流控制能夠達成局部空間的潔凈化。

        如圖1.6所示，微環境方式案例與傳統方式潔凈室的比較。在潔凈區的頂部設有風機過濾機組，通過設備供應潔凈空氣。微環境方式無需提高潔凈室整體的潔凈度，只需要保證工藝設備內、晶圓附近等較小區域的高潔凈度，因而可以從整體上降低運行成本。

   （a）傳統潔凈室              （b）微環境潔凈室

                            圖1.6 微環境

        在晶圓暴露的生產設備與轉移設備間需要高潔凈環境，并且可以實現機器人的自動化和無人操作。一方面要控制好維護區域的潔凈度，而設備的可靠性方面還很難實現無人化操作，所以需要做好設備管控工作，還需要確保一定的空間。但在維護作業時對生產設備的污染擴散仍令人擔憂，因此需要更完善的潔凈化技術。通過局部區域高潔凈化，減少搬運區域和維護區域的循環空氣量，降低潔凈度，從而削減成本。但循環空氣的量不僅取決于潔凈度，還取決于室內熱負荷的去除情況。內部發熱量的增加是重要的因素，優先控制溫濕度性能的話，要改善室內熱負荷就需要增加循環空氣量。降低循環空氣的傳輸動力是局部化的優點之一，因此將生產設備產生的熱量有效排出系統外的技術就很重要。

(待續......)