Chiputbytet inom IC-tillverkningsindustrin är nära relaterat till storleken och antalet luftpartiklar som deponeras på chipet. En bra luftflödesorganisation kan ta bort partiklar som genereras av dammkällan från renrummet för att säkerställa renrummets renhet, det vill säga luftflödesorganisationen i renrum spelar en viktig roll i utbytet vid IC-produktion. Utformningen av luftflödesorganisationen i renrum måste uppnå följande mål: minska eller eliminera virvelströmmen i flödesfältet för att undvika kvarhållning av skadliga partiklar; upprätthålla en lämplig positiv tryckgradient för att förhindra korskontaminering.
Luftflödeskraft
Enligt renrumsprincipen inkluderar de krafter som verkar på partiklarna masskraft, molekylkraft, attraktion mellan partiklar, luftflödeskraft etc.
Luftflödeskraft: avser kraften i luftflödet som orsakas av tillförsel, returluft, termiskt konvektionsluftflöde, artificiell omrörning och andra luftflöden med en viss flödeshastighet för att transportera partiklarna. För teknisk kontroll av renrumsmiljöer är luftflödeskraften den viktigaste faktorn.
Experiment har visat att partiklarna i luftflödesrörelser följer luftflödesrörelsen med nästan samma hastighet. Partiklarnas tillstånd i luften bestäms av luftflödesfördelningen. De luftflöden som påverkar inomhuspartiklar inkluderar huvudsakligen: lufttilluftsflöde (inklusive primärt luftflöde och sekundärt luftflöde), luftflöde och termiskt konvektionsluftflöde orsakat av människor som går, samt luftflöde orsakat av processdrift och industriell utrustning. Olika lufttillförselmetoder, hastighetsgränssnitt, operatörer och industriell utrustning, och inducerade fenomen i renrum är alla faktorer som påverkar renhetsnivån.
Faktorer som påverkar luftflödets organisation
1. Inverkan av lufttillförselmetoden
(1). Lufttillförselhastighet
För att säkerställa ett jämnt luftflöde måste lufttillförselhastigheten vara jämn i ett enkelriktat renrum; lufttillförselytans dödzon måste vara liten; och tryckfallet i ULPA:n måste också vara jämnt.
Jämn lufttillförselhastighet: det vill säga att ojämnheten i luftflödet kontrolleras inom ±20 %.
Mindre dödzon på lufttillförselytan: inte bara bör ULPA-ramens plana area minskas, utan ännu viktigare är att modulär FFU bör användas för att förenkla den redundanta ramen.
För att säkerställa vertikalt enkelriktat luftflöde är valet av tryckfall för filtret också mycket viktigt, vilket kräver att tryckförlusten i filtret inte kan avvika.
(2). Jämförelse mellan FFU-system och axialfläktsystem
FFU är en luftförsörjningsenhet med en fläkt och ett filter (ULPA). Efter att luften har sugits in av FFU:s centrifugalfläkt omvandlas det dynamiska trycket till statiskt tryck i luftkanalen och blåses ut jämnt av ULPA. Luftförsörjningstrycket i taket är negativt tryck, så att inget damm läcker in i renrummet när filtret byts ut. Experiment har visat att FFU-systemet är överlägset axialfläktsystemet när det gäller luftutloppsjämnhet, luftflödesparallellitet och ventilationseffektivitetsindex. Detta beror på att FFU-systemets luftflödesparallellitet är bättre. Användningen av FFU-systemet kan göra luftflödet i renrummet bättre organiserat.
(3). Inverkan av FFU:s egen struktur
FFU består huvudsakligen av fläktar, filter, luftflödesstyrningsanordningar och andra komponenter. Det ultrahögeffektiva filtret ULPA är den viktigaste garantin för huruvida renrummet kan uppnå den erforderliga renheten i konstruktionen. Filtermaterialet påverkar också flödesfältets enhetlighet. När ett grovt filtermaterial eller en laminär flödesplatta läggs till filterutloppet kan utloppsflödesfältet enkelt göras enhetligt.
2. Inverkan av olika hastighetsgränssnitt för renlighet
I samma renrum, mellan arbetsområdet och det icke-arbetsområde med vertikalt enkelriktat flöde, kommer en blandad virveleffekt att genereras vid gränssnittet på grund av skillnaden i lufthastighet vid ULPA-utloppet, och detta gränssnitt kommer att bli en turbulent luftflödeszon med särskilt hög luftturbulensintensitet. Partiklar kan överföras till utrustningens yta och kontaminera utrustningen och wafers.
3. Personalens och utrustningens påverkan
När renrummet är tomt uppfyller luftflödesegenskaperna i rummet i allmänhet designkraven. När utrustningen kommer in i renrummet, personal rör sig och produkter transporteras, kommer det oundvikligen att finnas hinder för luftflödesorganisationen. Till exempel, vid utrustningens utskjutande hörn eller kanter kommer gasen att avledas och bilda en turbulent zon, och vätskan i zonen transporteras inte lätt bort av gasen, vilket orsakar föroreningar. Samtidigt kommer utrustningens yta att värmas upp på grund av kontinuerlig drift, och temperaturgradienten kommer att orsaka en återflödeszon nära maskinen, vilket kommer att öka ansamlingen av partiklar i återflödeszonen. Samtidigt kommer den höga temperaturen lätt att få partiklarna att läcka ut. Den dubbla effekten förvärrar svårigheten att kontrollera den övergripande vertikala laminära renheten. Dammet från operatörerna i renrummet är mycket lätt att fästa vid wafers i dessa återflödeszoner.
4. Inverkan av returluftens golv
När motståndet i returluften som passerar genom golvet är annorlunda, kommer en tryckskillnad att genereras, så att luften flödar i riktning med mindre motstånd, och ett jämnt luftflöde kommer inte att erhållas. Den nuvarande populära designmetoden är att använda förhöjda golv. När öppningshastigheten för förhöjda golv är 10 % kan luftflödeshastigheten i rummets arbetshöjd fördelas jämnt. Dessutom bör noggrann uppmärksamhet ägnas åt rengöringsarbetet för att minska föroreningskällorna på golvet.
5. Induktionsfenomen
Det så kallade induktionsfenomenet hänvisar till fenomenet att luftflödet genereras i motsatt riktning jämfört med det jämna flödet, och damm som genereras i rummet eller damm i det intilliggande förorenade området induceras på uppåtriktad sida, så att dammet kan kontaminera flisen. Följande är de möjliga induktionsfenomenen:
(1). Blindplatta
I ett renrum med vertikalt enkelriktat flöde finns det, på grund av fogarna på väggen, generellt stora blindplåtar som genererar turbulens i det lokala returflödet.
(2). Lampor
Belysningsarmaturerna i renrummet kommer att ha större inverkan. Eftersom värmen från lysrören får luftflödet att stiga, kommer det inte att finnas något turbulent område under lysrören. Generellt sett är lamporna i renrummet utformade i en droppform för att minska lampornas påverkan på luftflödesorganisationen.
(3.) Mellanrum mellan väggar
När det finns mellanrum mellan skiljeväggar med olika renhetsnivåer eller mellan skiljeväggar och tak, kan damm från området med låga renhetskrav överföras till det angränsande området med höga renhetskrav.
(4). Avstånd mellan maskinen och golvet eller väggen
Om avståndet mellan maskinen och golvet eller väggen är mycket litet, kommer det att orsaka returturbulens. Lämna därför ett avstånd mellan utrustningen och väggen och höj maskinen för att undvika att maskinen vidrör marken direkt.
Publiceringstid: 5 februari 2025