半导体洁净室的规划和详细设计内容
半导体实验室建设是一个高度迭代、环环相扣的过程。前期规划和设计是成功的基石,洁净度控制是贯穿始终的核心要求,严谨的测试调试和验证是确保工厂性能和可靠性的*终保障。每个阶段都需要专业团队的精诚合作和对细节的**追求。投资巨大,技术密集,容错率极低,因此流程的严谨性和专业性至关重要。
项目规划与定义
需求分析: 明确产品类型(晶圆尺寸、工艺节点)、产能目标、洁净度等级要求(ISO 1-5级)、特殊环境需求(温湿度控制、防微振、防静电、电磁屏蔽等)。
选址评估: 地质条件、交通、基础设施(稳定充足的电力、超纯水、大宗气体供应、废水处理能力)、环境风险、扩展空间、政策法规。
可行性研究: 技术可行性、经济性分析(投资估算、回报周期)、风险评估。
项目团队组建: 业主、项目管理公司、设计院(建筑、工艺、机电、洁净)、专业顾问(洁净室、微振动、EMC)、未来运营团队代表。
概念设计: 初步总平布局、建筑形态、核心工艺流程布局、主要机电系统框架、洁净室分区概念。
制定项目主计划: 明确目标、里程碑、预算框架、关键路径。
详细设计
围护结构: 墙体(彩钢板/不锈钢板)、天花(格栅/盲板+FFU)、高架地板(材质、承重、开孔率)、门窗(气密性)。
材料选择: 不产尘、不积尘、易清洁、耐腐蚀、防静电(地板、墙面、工作服)。
气流组织设计: 单向流(垂直/水平)、非单向流区域设计,确保污染物有效排出。
照明: 高照度、防眩光、嵌入式洁净灯具。
防静电设计: 地面、墙面导静电措施,等电位连接。
暖通空调
超纯水系统: 多级预处理、反渗透、EDI、抛光混床、循环管道系统(确保TOC、颗粒、离子、细菌达标)。
工艺冷却水系统: 满足不同设备对水温、水压、流量和洁净度的苛刻要求。
大宗气体系统: 氮气、氧气、氩气、氦气、氢气等的供应、纯化、分配,确保纯度和压力稳定。
特种气体系统: 高度危险气体(硅烷、磷烷、氨气等)的安全供应、输送、监控、尾气处理(Scrubber)。
真空系统: 中央真空站或分布式真空泵。
化学品供应与分配系统: 高纯腐蚀性/易燃化学品(酸、碱、溶剂)的安全储存、输送、回收/废液处理。
排气与尾气处理系统: 工艺排气、酸性排气、碱性排气、有机排气、一般排气等分类收集,经过洗涤塔、燃烧装置等处理达标排放。
电力系统: 超高可靠性(双路市电+柴油发电机+UPS)、高电能质量(稳压、稳频、抗谐波)、满足不同等级设备需求。
应急电源: 确保生命安全系统(消防、应急照明、部分关键工艺设备)持续运行。
楼宇自动化系统: 集中监控和控制所有机电系统。
消防系统: 特殊设计(如VESDA极早期烟雾探测、FM200等洁净气体灭火系统),适应洁净环境和高价值设备。
给排水: 生活用水、工艺排水(严格分类收集处理)、雨水系统。
核心系统: 大规模FFU+高架地板/盲板+MAU新风机组+干盘管(DCC)方案是主流。
关键参数: 精确控制温度(±0.1°C)、湿度(±1-2%RH)、压差梯度(保证气流定向流动)、换气次数(极高,可达数百次/小时)。
过滤系统: 多级过滤(初效、中效、高效/超高效HEPA/ULPA过滤器),末端通常位于FFU或高效送风口。
满足大跨度、大荷载(重型设备)、高洁净度围护结构要求。
考虑设备搬入路径(大型设备门、吊装口)。
特殊结构要求(防微振台、高架地板、技术夹层)。
工艺设计: 核心!确定详细的设备布局、物料流(晶圆、化学品、气体)、人员流、废物流。优化洁净室空间利用和效率。
建筑与结构设计
机电系统设计 :这是洁净室的核心支撑。
审查与批准: 各专业设计图纸、规格书需经过业主、顾问、相关政府部门的严格审查批准。
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