Năng suất chip trong ngành sản xuất chip có liên quan chặt chẽ đến kích thước và số lượng các hạt không khí lắng đọng trên chip. Tổ chức lưu lượng không khí tốt có thể lấy các hạt được tạo ra từ các nguồn bụi khỏi phòng sạch và đảm bảo sự sạch sẽ của phòng sạch. Đó là, tổ chức luồng không khí trong phòng sạch đóng vai trò quan trọng trong sản lượng sản xuất chip. Các mục tiêu cần đạt được trong thiết kế tổ chức luồng không khí trong phòng sạch là: giảm hoặc loại bỏ dòng điện xoáy trong trường dòng chảy để tránh giữ các hạt có hại; Để duy trì một gradient áp lực tích cực thích hợp để ngăn ngừa ô nhiễm chéo.
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 lượng không khí, v.v.
Lực lượng không khí: đề cập đến lực của luồng không khí do cung cấp và luồng không khí trở lại, luồng không khí đối lưu nhiệt, kích động nhân tạo và các luồng không khí khác với tốc độ dòng chảy nhất định để mang các hạt. Đối với kiểm soát công nghệ môi trường phòng sạch, lực lượng không khí là yếu tố quan trọng nhất.
Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng trong chuyển động của luồng không khí, các hạt đi theo luồng không khí với tốc độ gần như chính xác. Điều kiện của các hạt trong không khí được xác định bởi sự phân bố luồng không khí. Các tác động chính của luồng không khí đối với các hạt trong nhà bao gồm: luồng không khí cung cấp không khí (bao gồm luồng không khí chính và luồng khí thứ cấp), luồng không khí đối lưu và luồng khí nhiệt do những người đi bộ và tác động của luồng không khí đối với các hạt gây ra bởi hoạt động xử lý 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, hiện tượng cảm ứng, vv trong phòng sạch là tất cả các yếu tố ảnh hưởng đến mức độ sạch.
1. Ảnh hưởng của phương pháp cung cấp không khí
(1) Tốc độ cung cấp không khí
Để đảm bảo lưu lượng không khí đồng nhất, tốc độ cung cấp không khí trong phòng sạch dòng chảy đơn hướng phải đồng đều; Vùng chết trên bề mặt cung cấp không khí phải nhỏ; và giảm áp suất trong bộ lọc HEPA cũng phải đồng đều.
Tốc độ cung cấp không khí đồng đều: nghĩa là tính không đồng đều của luồng không khí được kiểm soát trong phạm vi ± 20%.
Có ít không gian chết trên bề mặt cung cấp không khí: không chỉ khu vực mặt phẳng của khung HEPA, mà quan trọng hơn, FFU mô -đun nên được sử dụng để đơn giản hóa khung dự phòng.
Để đảm bảo rằng luồng không khí là thẳng đứng và đơn hướng, sự lựa chọn giảm áp của bộ lọc cũng rất quan trọng và yêu cầu mất áp suất trong bộ lọc không thể bị sai lệch.
(2) So sánh giữa hệ thống FFU và hệ thống quạt lưu lượng trục
FFU là một bộ phận cung cấp không khí với bộ lọc quạt và HEPA. Không khí bị hút bởi quạt ly tâm của FFU và chuyển đổi áp suất động thành áp suất tĩnh trong ống dẫn không khí. Nó bị thổi đồng đều bằng bộ lọc HEPA. Áp lực cung cấp không khí trên trần nhà là áp suất âm. Bằng cách này, không có bụi sẽ rò rỉ vào phòng sạch khi thay thế bộ lọc. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng hệ thống FFU vượt trội hơn hệ thống quạt lưu lượng trục về tính đồng nhất của ổ cắm không khí, song song lưu lượng không khí và chỉ số hiệu quả thông gió. Điều này là do sự song song lưu lượng không khí của hệ thống FFU là tốt hơn. Việc sử dụng hệ thống FFU có thể cải thiện tổ chức luồng không khí trong phòng sạch.
(3) Ảnh hưởng của cấu trúc riêng của FFU
FFU chủ yếu bao gồm quạt, bộ lọc, hướng dẫn luồng không khí và các thành phần khác. Bộ lọc HEPA là bảo đảm quan trọng nhất cho phòng sạch để đạt được độ sạch cần thiết theo yêu cầu của thiết kế. Vật liệu của bộ lọc cũng sẽ ảnh hưởng đến tính đồng nhất của trường dòng chảy. Khi một vật liệu lọc thô hoặc một tấm dòng được thêm vào đầu ra bộ lọc, trường lưu lượng đầu ra có thể dễ dàng thực hiện đồng nhất.
2. Tác động của giao diện tốc độ với sự sạch sẽ khác nhau
Trong cùng một phòng sạch, giữa khu vực làm việc và khu vực không hoạt động với dòng chảy đơn hướng thẳng đứng, do sự khác biệt về tốc độ không khí ở hộp HEPA, hiệu ứng xoáy hỗn hợp sẽ xảy ra ở giao diện và giao diện này sẽ trở thành một sự hỗn loạn Vùng luồng khí. Cường độ của nhiễu loạn không khí đặc biệt mạnh, và các hạt có thể được truyền đến bề mặt của máy thiết bị và làm ô nhiễm thiết bị và wafer.
3. Tác động đến 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 đi vào phòng sạch, mọi người di chuyển và các sản phẩm được vận chuyển, chắc chắn sẽ có những trở ngại cho tổ chức luồng không khí, chẳng hạn như điểm sắc nét nhô ra từ máy thiết bị. Ở các góc hoặc các cạnh, khí sẽ chuyển hướng để tạo thành một khu vực dòng chảy hỗn loạn và chất lỏng trong khu vực sẽ không dễ dàng mang đi bởi khí đến, do đó gây ô nhiễm.
Đồng thời, bề mặt của thiết bị cơ học sẽ được làm nóng do hoạt động liên tục và độ dốc nhiệt độ sẽ gây ra một khu vực retow gần máy, làm tăng sự tích lũy của các hạt trong khu vực retow. Đồng thời, nhiệt độ cao sẽ dễ dàng khiến các hạt thoát ra. Hiệu ứng kép tăng cường lớp dọc tổng thể. Khó khăn trong việc kiểm soát sự sạch sẽ của luồng. Bụi từ các nhà khai thác trong phòng sạch có thể dễ dàng tuân thủ các tấm wafer trong các khu vực reflow 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 xảy ra, khiến không khí chảy theo hướng của điện trở nhỏ và sẽ không thu được lưu lượng không khí đồng đều. Phương pháp thiết kế phổ biến hiện tại là sử dụng một tầng cao. Khi tỷ lệ mở của sàn tăng cao ở mức 10%, tốc độ lưu lượng không khí có thể được phân phối đều ở chiều cao làm việc trong nhà. Ngoài ra, cần chú ý nghiêm ngặt đến công việc làm sạch để giảm nguồn ô nhiễm trên sàn nhà.
5. Hiện tượng cảm ứng
Cái gọi là hiện tượng cảm ứng đề cập đến hiện tượng tạo luồng không khí theo hướng ngược lại với dòng chảy đồng đều, gây ra bụi được tạo ra trong phòng hoặc bụi ở các khu vực bị ô nhiễm liền kề ở phía gió ngược, do đó khiến bụi làm ô nhiễm Dương. Hiện tượng có thể gây ra bao gồm những điều sau đây:
(1) Tấm mù
Trong một căn phòng sạch sẽ với dòng chảy một chiều thẳng đứng, do các khớp trên tường, thường có các tấm mù lớn sẽ tạo ra dòng chảy hỗn loạn và dòng chảy cục bộ.
(2) Đèn
Đồ đạc chiếu sáng trong phòng sạch sẽ có tác động lớn hơn. Vì sức nóng của đèn huỳnh quang làm cho luồng khí tăng lên, đèn huỳnh quang sẽ không trở thành một khu vực hỗn loạn. 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 bức tường hoặc trần phân vùng với các yêu cầu sạch sẽ khác nhau, bụi từ các khu vực có yêu cầu sạch sẽ thấp có thể được chuyển đến các khu vực liền kề với các yêu cầu sạch sẽ cao.
(4) Khoảng cách giữa thiết bị cơ học và sàn hoặc tường
Nếu khoảng cách giữa các thiết bị cơ học và sàn hoặc tường nhỏ, nhiễu loạn sẽ xảy ra. Do đó, để lại một khoảng cách giữa thiết bị và tường và nâng nền tảng máy để tránh tiếp xúc trực tiếp với mặt đất.
Thời gian đăng: Tháng 11-02-2023