Tỷ lệ năng suất chip trong ngành sản xuất IC có liên quan chặt chẽ đến kích thước và số lượng các hạt không khí lắng đọng trên chip. Một tổ chức luồng không khí tốt có thể lấy các hạt được tạo ra bởi nguồn bụi khỏi phòng sạch để đảm bảo sự sạch sẽ của phòng sạch, nghĩa là tổ chức luồng không khí trong phòng sạch đóng vai trò quan trọng trong tốc độ sản xuất IC. Thiết kế của tổ chức luồng khí trong phòng sạch cần phải đạt được các mục tiêu sau: giảm hoặc loại bỏ dòng xoáy trong trường dòng chảy để tránh giữ các hạt có hại; Duy trì một gradient áp lực tích cực thích hợp để ngăn ngừa ô nhiễm chéo.
Lực lượng luồng khí
Theo nguyên tắc phòng sạch, các lực tác dụng lên các hạt bao gồm lực lượng lớn, lực phân tử, sự hấp dẫn giữa các hạt, lực luồng không khí, v.v.
Lực lượng luồng khí: đề cập đến lực của luồng không khí gây ra bởi việc phân phối, luồng không khí trở lại, luồng không khí đối lưu nhiệt, khuấy nhân tạo và các luồng không khí khác với tốc độ dòng chảy nhất định để mang các hạt. Đối với việc kiểm soát kỹ thuật của môi trường phòng sạch, lực lượng khí là yếu tố quan trọng nhất.
Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng trong chuyển động luồng không khí, các hạt đi theo chuyển động của luồng không khí với tốc độ gần như tương tự. Trạng thái của các hạt trong không khí được xác định bởi sự phân bố luồng không khí. Các luồng không khí ảnh hưởng đến các hạt trong nhà chủ yếu bao gồm: luồng không khí cung cấp không khí (bao gồm luồng không khí chính và luồng không khí thứ cấp), luồng không khí và luồng khí đối lưu nhiệt do những người đi bộ, và luồng không khí do vận hành quá trình và thiết bị công nghiệp. Các phương pháp cung cấp không khí khác nhau, giao diện tốc độ, người vận hành và thiết bị công nghiệp, và các hiện tượng cảm ứng trong phòng sạch là tất cả các yếu tố ảnh hưởng đến mức độ sạch.
Các yếu tố ảnh hưởng đến tổ chức luồng không khí
1. Ảnh hưởng của phương pháp cung cấp không khí
(1). Tốc độ cung cấp không khí
Để đảm bảo luồng không khí đồng đều, tốc độ cung cấp không khí phải đồng đều trong phòng sạch đơn hàng; Vùng chết của bề mặt cung cấp không khí phải nhỏ; và áp suất giảm trong ULPA cũng phải đồng đều.
Tốc độ cung cấp không khí đồng nhất: nghĩa là, độ không đồng đều của luồng không khí được điều khiển trong phạm vi ± 20%.
Vùng chết ít hơn trên bề mặt cung cấp không khí: Không chỉ khu vực mặt phẳng của khung ULPA, mà quan trọng hơn, FFU mô -đun nên được áp dụng để đơn giản hóa khung dự phòng.
Để đảm bảo luồng không khí đơn hướng thẳng đứng, lựa chọn giảm áp suất của bộ lọc cũng rất quan trọng, đòi hỏi phải mất áp suất trong bộ lọc không thể đi chệch hướng.
(2). So sánh giữa hệ thống FFU và hệ thống quạt lưu lượng trục
FFU là một bộ phận cung cấp không khí với quạt và bộ lọc (ULPA). Sau khi không khí bị hút bởi quạt ly tâm của FFU, áp suất động được chuyển thành áp suất tĩnh trong ống dẫn khí và thổi ra bởi ULPA. Áp suất cung cấp không khí trên trần nhà là áp suất âm, do đó không có bụi sẽ rò rỉ vào phòng sạch khi bộ lọc được thay thế. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng hệ thống FFU vượt trội hơn so với hệ thống quạt lưu lượng trục về tính đồng nhất của ổ cắm không khí, song song luồng không khí và chỉ số hiệu quả thông gió. Điều này là do sự song song luồng không khí của hệ thống FFU tốt hơn. Việc sử dụng hệ thống FFU có thể làm cho luồng khí trong phòng sạch được tổ chức tốt hơn.
(3). Ảnh hưởng của cấu trúc riêng của FFU
FFU chủ yếu bao gồm quạt, bộ lọc, thiết bị hướng dẫn luồng khí và các thành phần khác. Bộ lọc hiệu quả cực cao ULPA là đảm bảo quan trọng nhất cho việc phòng sạch có thể đạt được độ sạch cần thiết của thiết kế hay không. Vật liệu của bộ lọc cũng sẽ ảnh hưởng đến tính đồng nhất của trường dòng chảy. Khi một vật liệu lọc thô hoặc tấm dòng chảy laminar được thêm vào đầu ra bộ lọc, trường dòng chảy có thể dễ dàng làm đồng đều.
2. Tác động của các giao diện tốc độ khác nhau của sự sạch sẽ
Trong cùng một căn phòng sạch, giữa khu vực làm việc và khu vực không hoạt động của dòng chảy đơn hướng thẳng đứng, do sự khác biệt về tốc độ không khí ở cửa hàng ULPA, hiệu ứng xoáy hỗn hợp sẽ được tạo ra tại giao diện và giao diện này sẽ trở thành một sự hỗn loạn Vùng lưu lượng không khí với cường độ nhiễu loạn không khí đặc biệt cao. Các hạt có thể được truyền đến bề mặt của thiết bị và làm ô nhiễm các thiết bị và wafer.
3. Tác động của nhân viên và thiết bị
Khi phòng sạch sẽ trống, các đặc điểm luồng không khí trong phòng thường đáp ứng các yêu cầu thiết kế. Khi thiết bị vào phòng sạch, nhân sự di chuyển và sản phẩm được truyền đi, chắc chắn sẽ có những trở ngại cho tổ chức luồng không khí. Ví dụ, ở các góc nhô ra hoặc các cạnh của thiết bị, khí sẽ được chuyển hướng để tạo thành một vùng hỗn loạn và chất lỏng trong khu vực không dễ dàng được mang đi bởi khí, do đó gây ô nhiễm. Đồng thời, bề mặt của thiết bị sẽ nóng lên do hoạt động liên tục và độ dốc nhiệt độ sẽ gây ra vùng phản xạ gần máy, sẽ làm tăng sự tích tụ của các hạt trong vùng reflow. Đồng thời, nhiệt độ cao sẽ dễ dàng khiến các hạt thoát ra. Hiệu ứng kép làm nặng thêm sự khó khăn trong việc kiểm soát độ sạch của tầng thẳng đứng. Bụi từ các nhà khai thác trong phòng sạch rất dễ tuân thủ các tấm wafer trong các vùng phản xạ này.
4. Ảnh hưởng của sàn không khí trở lại
Khi điện trở của không khí trở lại đi qua sàn là khác nhau, sự chênh lệch áp suất sẽ được tạo ra, do đó không khí sẽ chảy theo hướng ít điện trở hơn và sẽ không thu được luồng không khí đồng đều. Phương pháp thiết kế phổ biến hiện tại là sử dụng sàn cao. Khi tốc độ mở của tầng cao là 10%, vận tốc luồng không khí ở chiều cao làm việc của căn phòng có thể được phân phối đều. Ngoài ra, cần chú ý nghiêm ngặt đến công việc làm sạch để giảm nguồn ô nhiễm của sàn.
5. Hiện tượng cảm ứng
Cái gọi là hiện tượng cảm ứng đề cập đến hiện tượng mà luồng không khí theo hướng ngược lại của dòng chảy đồng đều được tạo ra và bụi được tạo ra trong phòng hoặc bụi trong khu vực bị ô nhiễm liền kề được tạo ra có thể làm ô nhiễm chip. Sau đây là các hiện tượng cảm ứng có thể có:
(1). Tấm mù
Trong một căn phòng sạch sẽ với dòng chảy đơn hướng thẳng đứng, do các khớp trên tường, thường có những tấm mù lớn sẽ tạo ra nhiễu loạn trong dòng trở lại cục bộ.
(2). Đèn
Các thiết bị chiếu sáng trong phòng sạch sẽ có tác động lớn hơn. Vì sức nóng của đèn huỳnh quang làm cho luồng không khí tăng lên, sẽ không có khu vực hỗn loạn dưới đèn huỳnh quang. Nói chung, các đèn trong phòng sạch được thiết kế trong hình dạng giọt nước để giảm tác động của đèn lên tổ chức luồng không khí.
(3.) Khoảng cách giữa các bức tường
Khi có khoảng cách giữa các phân vùng với mức độ sạch khác nhau hoặc giữa các phân vùng và trần nhà, bụi từ khu vực có yêu cầu sạch sẽ thấp có thể được chuyển đến khu vực liền kề với các yêu cầu sạch sẽ cao.
(4). Khoảng cách giữa máy và sàn hoặc tường
Nếu khoảng cách giữa máy và sàn hoặc tường rất nhỏ, nó sẽ gây ra nhiễu loạn. Do đó, để lại một khoảng cách giữa thiết bị và tường và nâng máy để tránh để máy chạm trực tiếp vào mặt đất.
Thời gian đăng: Tháng 2-05-2025