Brikkeutbyttet i brikkeproduksjonsindustrien er nært knyttet til størrelsen og antallet luftpartikler som avsettes på brikken. God organisering av luftstrømmen kan føre partikler generert fra støvkilder bort fra renrommet og sikre renheten i renrommet. Det vil si at luftstrømmen i renrommet spiller en viktig rolle i utbyttet fra brikkeproduksjonen. Målene som skal oppnås i utformingen av luftstrømmen i renrom er: å redusere eller eliminere virvelstrømmer i strømningsfeltet for å unngå tilbakeholdelse av skadelige partikler; å opprettholde en passende positiv trykkgradient for å forhindre krysskontaminering.
I følge renromsprinsippet omfatter kreftene som virker på partiklene massekraft, molekylærkraft, tiltrekning mellom partiklene, luftstrømningskraft, osv.
Luftstrømningskraft: refererer til kraften i luftstrømmen forårsaket av tilførsels- og returluftstrøm, termisk konveksjonsluftstrøm, kunstig omrøring og andre luftstrømmer med en viss strømningshastighet for å frakte partikler. For miljøteknologisk kontroll i renrom er luftstrømningskraft den viktigste faktoren.
Eksperimenter har vist at partikler i luftstrømsbevegelser følger luftstrømmen med nesten nøyaktig samme hastighet. Tilstanden til partiklene i luften bestemmes av luftstrømfordelingen. Hovedeffektene av luftstrøm på innendørs partikler inkluderer: lufttilførselsluftstrøm (inkludert primærluftstrøm og sekundærluftstrøm), luftstrøm og termisk konveksjonsluftstrøm forårsaket av at folk går, og påvirkningen av luftstrøm på partikler forårsaket av prosessoperasjoner og industrielt utstyr. Ulike lufttilførselsmetoder, hastighetsgrensesnitt, operatører og industrielt utstyr, induserte fenomener osv. i renrom er alle faktorer som påvirker renhetsnivået.
1. Innflytelse av lufttilførselsmetoden
(1) Lufttilførselshastighet
For å sikre jevn luftstrøm må lufttilførselshastigheten i det enveis luftstrømmende renrommet være jevn; dødsonen på lufttilførselsflaten må være liten; og trykkfallet i HEPA-filteret må også være jevnt.
Lufttilførselshastigheten er jevn: det vil si at ujevnheten i luftstrømmen kontrolleres innenfor ±20 %.
Det er mindre dødplass på lufttilførselsflaten: ikke bare bør det plane arealet av HEPA-rammen reduseres, men enda viktigere er det at modulær FFU bør brukes for å forenkle den redundante rammen.
For å sikre at luftstrømmen er vertikal og ensrettet, er valg av trykkfall for filteret også svært viktig, og det er nødvendig at trykktapet i filteret ikke kan forspennes.
(2) Sammenligning mellom FFU-system og aksialstrømningsviftesystem
FFU er en lufttilførselsenhet med vifte og HEPA-filter. Luften suges inn av sentrifugalviften til FFU-en og omdanner det dynamiske trykket til statisk trykk i luftkanalen. Den blåses jevnt ut av HEPA-filteret. Lufttilførselstrykket i taket er negativt trykk. På denne måten vil det ikke lekke støv inn i renrommet når filteret byttes ut. Eksperimenter har vist at FFU-systemet er bedre enn aksialviftesystemet når det gjelder luftutløpets jevnhet, luftstrømsparallellitet og ventilasjonseffektivitetsindeks. Dette er fordi luftstrømsparallelliteten til FFU-systemet er bedre. Bruk av FFU-systemet kan forbedre luftstrømorganiseringen i renrom.
(3) Innflytelse fra FFUs egen struktur
FFU består hovedsakelig av vifter, filtre, luftstrømningsledere og andre komponenter. HEPA-filteret er den viktigste garantien for at renrom skal oppnå den nødvendige rensligheten som kreves av designet. Filtermaterialet vil også påvirke ensartetheten i strømningsfeltet. Når et grovt filtermateriale eller en strømningsplate legges til filterutløpet, kan utløpsstrømningsfeltet enkelt gjøres jevnt.
2. Virkning av hastighetsgrensesnitt med ulik renhet
I det samme renrommet, mellom arbeidsområdet og ikke-arbeidsområdet med vertikal ensrettet strømning, vil det på grunn av forskjellen i lufthastighet ved hepaboksen oppstå en blandet virveleffekt ved grensesnittet, og dette grensesnittet vil bli en turbulent luftstrømssone. Intensiteten av luftturbulensen er spesielt sterk, og partikler kan overføres til overflaten av utstyrsmaskinen og forurense utstyret og waferne.
3. Innvirkning på ansatte og utstyr
Når renrommet er tomt, oppfyller luftstrømningsegenskapene i rommet vanligvis designkravene. Når utstyr kommer inn i renrommet, folk beveger seg og produkter transporteres, er det uunngåelig hindringer for luftstrømsorganiseringen, for eksempel skarpe punkter som stikker ut fra utstyrsmaskinen. I hjørner eller kanter vil gassen avledes og danne et turbulent strømningsområde, og væsken i området vil ikke lett bli ført bort av den innkommende gassen, noe som forårsaker forurensning.
Samtidig vil overflaten på det mekaniske utstyret bli varmet opp på grunn av kontinuerlig drift, og temperaturgradienten vil forårsake et reflow-område nær maskinen, noe som øker akkumuleringen av partikler i reflow-området. Samtidig vil den høye temperaturen lett føre til at partiklene slipper ut. Den doble effekten forsterker det generelle vertikale laget. Vanskeligheten med å kontrollere strømmens renhet. Støv fra operatører i renrom kan lett feste seg til wafere i disse reflow-områdene.
4. Påvirkning av returluftgulvet
Når motstanden i returluften som passerer gjennom gulvet er forskjellig, vil det oppstå trykkforskjell, noe som fører til at luften strømmer i retning av liten motstand, og en jevn luftstrøm vil ikke oppnås. Den nåværende populære designmetoden er å bruke et forhøyet gulv. Når åpningsforholdet til det forhøyede gulvet er på 10 %, kan luftstrømningshastigheten fordeles jevnt i innendørs arbeidshøyde. I tillegg bør det vies stor oppmerksomhet til rengjøringsarbeidet for å redusere forurensningskilden på gulvet.
5. Induksjonsfenomen
Det såkalte induksjonsfenomenet refererer til fenomenet med å generere luftstrøm i motsatt retning av den jevne strømmen, noe som induserer støv generert i rommet eller støv i tilstøtende forurensede områder på oppvindsiden, og dermed forårsaker at støvet forurenser waferen. Mulige induserte fenomener inkluderer følgende:
(1) Blindplate
I et rent rom med vertikal enveisstrømning er det vanligvis store blindpaneler på grunn av skjøtene på veggen som vil produsere turbulent strømning og lokal tilbakestrømning.
(2) Lamper
Lysarmaturer i renrom vil ha større innvirkning. Siden varmen fra lysrøret får luftstrømmen til å stige, vil ikke lysrøret bli et turbulent område. Generelt er lamper i renrom designet i dråpeform for å redusere lampenes innvirkning på luftstrømmens organisering.
(3) Mellomrom mellom vegger
Når det er mellomrom mellom skillevegger eller tak med ulike renholdskrav, kan støv fra områder med lave renholdskrav overføres til tilstøtende områder med høye renholdskrav.
(4) Avstanden mellom det mekaniske utstyret og gulvet eller veggen
Hvis avstanden mellom det mekaniske utstyret og gulvet eller veggen er liten, vil det oppstå turbulens som rebound. La det derfor være en avstand mellom utstyret og veggen, og løft maskinplattformen for å unngå direkte kontakt med bakken.
Publisert: 02. november 2023