Brikkens utbyttegrad i IC-produksjonsindustrien er nært knyttet til størrelsen og antallet luftpartikler som avsettes på brikken. En god luftstrømorganisering kan fjerne partiklene som genereres av støvkilden fra renrommet for å sikre renheten i renrommet. Det vil si at luftstrømorganiseringen i renrommet spiller en viktig rolle i utbyttet fra IC-produksjonen. Utformingen av luftstrømorganiseringen i renrom må oppnå følgende mål: redusere eller eliminere virvelstrømmen i strømningsfeltet for å unngå tilbakeholdelse av skadelige partikler; opprettholde en passende positiv trykkgradient for å forhindre krysskontaminering.
Luftstrømskraft
I følge renromsprinsippet omfatter kreftene som virker på partiklene massekraft, molekylærkraft, tiltrekning mellom partiklene, luftstrømkraft, osv.
Luftstrømskraft: refererer til kraften i luftstrømmen forårsaket av tilførsels-, returluftstrøm, termisk konveksjonsluftstrøm, kunstig omrøring og andre luftstrømmer med en viss strømningshastighet for å føre partiklene. For teknisk kontroll av renromsmiljøet er luftstrømskraft den viktigste faktoren.
Eksperimenter har vist at partiklene i luftstrømbevegelsen følger luftstrømbevegelsen med nesten samme hastighet. Tilstanden til partiklene i luften bestemmes av luftstrømfordelingen. Luftstrømmene som påvirker innendørs partikler inkluderer hovedsakelig: lufttilførselsluftstrøm (inkludert primærluftstrøm og sekundærluftstrøm), luftstrøm og termisk konveksjonsluftstrøm forårsaket av folk som går, og luftstrøm forårsaket av prosessdrift og industrielt utstyr. Ulike lufttilførselsmetoder, hastighetsgrensesnitt, operatører og industrielt utstyr, og induserte fenomener i renrom er alle faktorer som påvirker renhetsnivået.
Faktorer som påvirker organiseringen av luftstrømmen
1. Innflytelsen av lufttilførselsmetoden
(1). Lufttilførselshastighet
For å sikre jevn luftstrøm må lufttilførselshastigheten være jevn i et enveis renrom; dødsonen på lufttilførselsflaten må være liten; og trykkfallet i ULPA-en må også være jevnt.
Jevn lufttilførselshastighet: det vil si at ujevnheten i luftstrømmen kontrolleres innenfor ±20 %.
Mindre dødsone på lufttilførselsflaten: ikke bare bør det plane arealet av ULPA-rammen reduseres, men enda viktigere er det at modulær FFU bør tas i bruk for å forenkle den redundante rammen.
For å sikre vertikal ensrettet luftstrøm er valg av trykkfall for filteret også svært viktig, noe som krever at trykktapet i filteret ikke kan avvike.
(2). Sammenligning mellom FFU-system og aksialviftesystem
FFU er en lufttilførselsenhet med vifte og filter (ULPA). Etter at luften er sugd inn av sentrifugalviften til FFU, omdannes det dynamiske trykket til statisk trykk i luftkanalen og blåses jevnt ut av ULPA. Lufttilførselstrykket i taket er negativt trykk, slik at det ikke lekker støv inn i renrommet når filteret byttes ut. Eksperimenter har vist at FFU-systemet er bedre enn aksialviftesystemet når det gjelder luftutløpsens jevnhet, luftstrømsparallellitet og ventilasjonseffektivitetsindeks. Dette er fordi luftstrømsparallelliteten til FFU-systemet er bedre. Bruk av FFU-systemet kan gjøre luftstrømmen i renrommet bedre organisert.
(3). Innflytelsen fra FFUs egen struktur
FFU består hovedsakelig av vifter, filtre, luftstrømstyringsenheter og andre komponenter. Det ultrahøyeffektive filteret ULPA er den viktigste garantien for om renrommet kan oppnå den nødvendige renheten i designet. Filtermaterialet vil også påvirke ensartetheten i strømningsfeltet. Når et grovt filtermateriale eller en laminær strømningsplate legges til filterutløpet, kan utløpsstrømningsfeltet enkelt gjøres jevnt.
2. Virkning av ulike hastighetsgrensesnitt for renslighet
I det samme renrommet, mellom arbeidsområdet og ikke-arbeidsområdet med vertikal ensrettet strømning, vil det på grunn av forskjellen i lufthastighet ved ULPA-utløpet genereres en blandet virveleffekt ved grensesnittet, og dette grensesnittet vil bli en turbulent luftstrømningssone med spesielt høy luftturbulensintensitet. Partikler kan overføres til overflaten av utstyret og forurense utstyret og wafere.
3. Påvirkning av ansatte og utstyr
Når renrommet er tomt, oppfyller luftstrømningsegenskapene i rommet generelt designkravene. Når utstyret kommer inn i renrommet, personell beveger seg og produkter transporteres, vil det uunngåelig være hindringer for luftstrømorganiseringen. For eksempel, ved de utstående hjørnene eller kantene av utstyret, vil gassen bli omdirigert og danne en turbulent sone, og væsken i sonen blir ikke lett ført bort av gassen, noe som forårsaker forurensning. Samtidig vil overflaten på utstyret varmes opp på grunn av kontinuerlig drift, og temperaturgradienten vil forårsake en reflow-sone nær maskinen, noe som vil øke opphopningen av partikler i reflow-sonen. Samtidig vil den høye temperaturen lett føre til at partiklene slipper ut. Den doble effekten forverrer vanskeligheten med å kontrollere den generelle vertikale laminære renheten. Støv fra operatørene i renrommet fester seg veldig lett til wafere i disse reflow-sonene.
4. Påvirkning av returluftgulvet
Når motstanden i returluften som passerer gjennom gulvet er forskjellig, vil det oppstå en trykkforskjell, slik at luften strømmer i retning med mindre motstand, og en jevn luftstrøm vil ikke oppnås. Den nåværende populære designmetoden er å bruke forhøyede gulv. Når åpningshastigheten for forhøyede gulv er 10 %, kan luftstrømhastigheten i rommets arbeidshøyde fordeles jevnt. I tillegg bør det vies stor oppmerksomhet til rengjøringsarbeidet for å redusere forurensningskilden til gulvet.
5. Induksjonsfenomen
Det såkalte induksjonsfenomenet refererer til fenomenet der luftstrømmen genereres i motsatt retning av den jevne strømmen, og støvet som genereres i rommet eller støvet i det tilstøtende forurensede området induseres til oppvindsiden, slik at støvet kan forurense brikken. Følgende er de mulige induksjonsfenomenene:
(1). Blindplate
I et rent rom med vertikal ensrettet strømning er det vanligvis store blindplater på grunn av skjøtene på veggen som vil generere turbulens i den lokale returstrømmen.
(2). Lamper
Lysarmaturene i renrommet vil ha større innvirkning. Siden varmen fra lysrør får luftstrømmen til å stige, vil det ikke være noe turbulent område under lysrørene. Vanligvis er lampene i renrommet utformet i dråpeform for å redusere lampenes innvirkning på luftstrømmens organisering.
(3.) Mellomrom mellom vegger
Når det er mellomrom mellom skillevegger med ulikt renhetsnivå eller mellom skillevegger og tak, kan støv fra området med lave renhetskrav overføres til det tilstøtende området med høye renhetskrav.
(4). Avstand mellom maskinen og gulvet eller veggen
Hvis avstanden mellom maskinen og gulvet eller veggen er svært liten, vil det føre til turbulens som rebound. La det derfor være en avstand mellom utstyret og veggen, og løft maskinen for å unngå at maskinen berører bakken direkte.
Publisert: 05.02.2025