Chiputbytet inom chiptillverkningsindustrin är nära relaterat till storleken och antalet luftpartiklar som avsätts på chipet. God luftflödesorganisation kan ta bort partiklar som genereras från dammkällor från renrum och säkerställa renrummets renlighet. Det vill säga, luftflödesorganisationen i renrum spelar en viktig roll för utbytet från chipproduktionen. Målen som ska uppnås vid utformningen av luftflödesorganisationen i renrum är: att minska eller eliminera virvelströmmar i flödesfältet för att undvika kvarhållning av skadliga partiklar; att upprätthålla en lämplig positiv tryckgradient för att förhindra korskontaminering.
Enligt renrumsprincipen inkluderar de krafter som verkar på partiklar masskraft, molekylkraft, attraktion mellan partiklar, luftflödeskraft etc.
Luftflödeskraft: avser luftflödeskraften orsakad av till- och returluft, termiskt konvektionsluftflöde, artificiell omrörning och andra luftflöden med en viss flödeshastighet för att transportera partiklar. För miljökontroll i renrum är luftflödeskraften den viktigaste faktorn.
Experiment har visat att partiklar i luftflödesrörelser följer luftflödet med nästan exakt samma hastighet. Partiklarnas tillstånd i luften bestäms av luftflödesfördelningen. De huvudsakliga effekterna av luftflöde på inomhuspartiklar inkluderar: lufttilluftsflöde (inklusive primärt luftflöde och sekundärt luftflöde), luftflöde och termiskt konvektionsluftflöde orsakat av människor som går, samt luftflödets inverkan på partiklar orsakade av processoperationer och industriell utrustning. Olika lufttillförselmetoder, hastighetsgränssnitt, operatörer och industriell utrustning, inducerade fenomen etc. i renrum är alla faktorer som påverkar renhetsnivån.
1. Inverkan av lufttillförselmetoden
(1) Lufttillförselhastighet
För att säkerställa ett jämnt luftflöde måste lufttillförselhastigheten i det enkelriktade renrummet vara jämn; den döda zonen på lufttillförselytan måste vara liten; och tryckfallet i HEPA-filtret måste också vara jämnt.
Lufttillförselhastigheten är jämn: det vill säga att ojämnheten i luftflödet kontrolleras inom ±20 %.
Det finns mindre dödutrymme på lufttillförselytan: inte bara bör HEPA-ramens plana area minskas, utan ännu viktigare är att modulär FFU bör användas för att förenkla den redundanta ramen.
För att säkerställa att luftflödet är vertikalt och enkelriktat är valet av filtrets tryckfall också mycket viktigt, och det krävs att tryckförlusten i filtret inte kan påverkas negativt.
(2) Jämförelse mellan FFU-system och axialfläktsystem
FFU är en lufttillförselenhet med fläkt och HEPA-filter. Luften sugs in av FFU:ns centrifugalfläkt och omvandlar det dynamiska trycket till statiskt tryck i luftkanalen. Den blåses ut jämnt av HEPA-filtret. Lufttillförseltrycket i taket är negativt tryck. På så sätt läcker inget damm in i renrummet när filtret byts ut. Experiment har visat att FFU-systemet är överlägset axialfläktsystemet när det gäller luftutloppets jämnhet, luftflödesparallellitet och ventilationseffektivitetsindex. Detta beror på att FFU-systemets luftflödesparallellitet är bättre. Användningen av FFU-systemet kan förbättra luftflödesorganisationen i renrum.
(3) Inverkan av FFU:s egen struktur
FFU består huvudsakligen av fläktar, filter, luftflödesstyrningar och andra komponenter. HEPA-filtret är den viktigaste garantin för att renrum ska uppnå den renhet som krävs enligt konstruktionen. Filtermaterialet påverkar också flödesfältets enhetlighet. När ett grovt filtermaterial eller en flödesplatta läggs till filterutloppet kan utloppsflödesfältet enkelt göras enhetligt.
2. Hastighetsgränssnittets inverkan på olika renhetsgrader
I samma renrum, mellan arbetsområdet och det icke-arbetsområde med vertikalt enkelriktat flöde, kommer en blandad virveleffekt, på grund av skillnaden i lufthastighet vid hepaboxen, att uppstå vid gränssnittet, och detta gränssnitt kommer att bli en turbulent luftflödeszon. Luftturbulensen är särskilt stark, och partiklar kan överföras till utrustningens maskins yta och kontaminera utrustningen och skivorna.
3. Påverkan på personal och utrustning
När renrummet är tomt uppfyller luftflödesegenskaperna i rummet i allmänhet designkraven. När utrustning kommer in i renrummet, människor rör sig och produkter transporteras, finns det oundvikligen hinder för luftflödesorganisationen, såsom vassa spetsar som sticker ut från utrustningens maskin. Vid hörn eller kanter kommer gasen att avledas och bilda ett turbulent flödesområde, och vätskan i området kommer inte lätt att transporteras bort av den inkommande gasen, vilket orsakar föroreningar.
Samtidigt kommer ytan på den mekaniska utrustningen att värmas upp på grund av kontinuerlig drift, och temperaturgradienten kommer att orsaka ett återflödesområde nära maskinen, vilket ökar ansamlingen av partiklar i återflödesområdet. Samtidigt kommer den höga temperaturen lätt att få partiklarna att läcka ut. Den dubbla effekten intensifierar det övergripande vertikala lagret. Svårigheten att kontrollera strömmens renhet. Damm från operatörer i renrum kan lätt fastna på wafers i dessa återflödesområden.
4. Inverkan av returluftens golv
När motståndet i returluften som passerar genom golvet är annorlunda uppstår tryckskillnaden, vilket gör att luften strömmar i riktning mot det lilla motståndet och ett jämnt luftflöde uppnås inte. Den nuvarande populära designmetoden är att använda ett förhöjt golv. När öppningsförhållandet för det förhöjda golvet är 10 % kan luftflödeshastigheten fördelas jämnt på inomhusarbetshöjden. Dessutom bör noggrann uppmärksamhet ägnas åt rengöringsarbetet för att minska föroreningskällorna på golvet.
5. Induktionsfenomen
Det så kallade induktionsfenomenet avser fenomenet att generera ett luftflöde i motsatt riktning mot det jämna flödet, vilket inducerar damm som genereras i rummet eller damm i angränsande kontaminerade områden på den uppåtriktade sidan, vilket därigenom får dammet att kontaminera skivan. Möjliga inducerade fenomen inkluderar följande:
(1) Blindplatta
I ett renrum med vertikalt enkelriktat flöde finns det, på grund av fogarna på väggen, generellt stora blindpaneler som kommer att producera turbulent flöde och lokalt bakflöde.
(2) Lampor
Belysningsarmaturer i renrum kommer att ha större inverkan. Eftersom värmen från lysröret får luftflödet att stiga, kommer lysröret inte att bli ett turbulent område. Generellt sett är lampor i renrum utformade i en droppform för att minska lampornas påverkan på luftflödesorganisationen.
(3) Mellanrum mellan väggar
När det finns mellanrum mellan skiljeväggar eller tak med olika renhetskrav kan damm från områden med låga renhetskrav överföras till angränsande områden med höga renhetskrav.
(4) Avståndet mellan den mekaniska utrustningen och golvet eller väggen
Om avståndet mellan den mekaniska utrustningen och golvet eller väggen är litet, kommer returturbulens att uppstå. Lämna därför ett avstånd mellan utrustningen och väggen och höj maskinplattformen för att undvika direkt kontakt med marken.
Publiceringstid: 2 november 2023