La tasa de rendimiento del chip en la industria de fabricación de IC está estrechamente relacionada con el tamaño y el número de partículas de aire depositadas en el chip. Una buena organización de flujo de aire puede llevar las partículas generadas por la fuente de polvo lejos de la sala limpia para garantizar la limpieza de la sala limpia, es decir, la organización del flujo de aire en la sala limpia juega un papel vital en la tasa de rendimiento de la producción de IC. El diseño de la organización del flujo de aire en la sala limpia debe lograr los siguientes objetivos: reducir o eliminar la corriente de remolino en el campo de flujo para evitar la retención de partículas nocivas; Mantenga un gradiente de presión positivo apropiado para prevenir la contaminación cruzada.
Fuerza de flujo de aire
Según el principio de la sala limpia, las fuerzas que actúan sobre las partículas incluyen fuerza de masa, fuerza molecular, atracción entre partículas, fuerza de flujo de aire, etc.
Fuerza de flujo de aire: se refiere a la fuerza del flujo de aire causado por el parto, el flujo de aire de retorno, el flujo de aire de convección térmica, la agitación artificial y otros flujos de aire con un cierto flujo de flujo para transportar las partículas. Para el control técnico del entorno de la sala limpia, la fuerza del flujo de aire es el factor más importante.
Los experimentos han demostrado que en el movimiento del flujo de aire, las partículas siguen el movimiento del flujo de aire a casi la misma velocidad. El estado de las partículas en el aire está determinado por la distribución del flujo de aire. Los flujos de aire que afectan las partículas interiores incluyen principalmente: flujo de aire de suministro de aire (incluido el flujo de aire primario y flujo de aire secundario), flujo de aire y flujo de aire de convección térmica causado por las personas que caminan, y el flujo de aire causado por la operación del proceso y los equipos industriales. Los diferentes métodos de suministro de aire, interfaces de velocidad, operadores y equipos industriales, y fenómenos inducidos en habitaciones limpias son factores que afectan el nivel de limpieza.
Factores que afectan la organización del flujo de aire
1. La influencia del método de suministro de aire
(1). Velocidad de suministro de aire
Para garantizar un flujo de aire uniforme, la velocidad de suministro de aire debe ser uniforme en una sala limpia unidireccional; La zona muerta de la superficie de suministro de aire debe ser pequeña; y la caída de presión en el ULPA también debe ser uniforme.
Velocidad de suministro de aire uniforme: es decir, la desigualidad del flujo de aire se controla dentro de ± 20%.
Zona menos muerta en la superficie de suministro de aire: no solo se debe reducir el área plana del marco ULPA, sino que, lo que es más importante, se debe adoptar FFU modular para simplificar el marco redundante.
Para garantizar el flujo de aire unidireccional vertical, la selección de caída de presión del filtro también es muy importante, lo que requiere que la pérdida de presión en el filtro no pueda desviarse.
(2). Comparación entre el sistema FFU y el sistema de ventilador de flujo axial
FFU es una unidad de suministro de aire con un ventilador y un filtro (ULPA). Después de que el ventilador centrífugo de la FFU absorbe el aire, la presión dinámica se convierte en presión estática en los conductos de aire y explota uniformemente por ULPA. La presión de suministro de aire sobre el techo es una presión negativa, por lo que ningún polvo se filtrará en la sala limpia cuando se reemplace el filtro. Los experimentos han demostrado que el sistema FFU es superior al sistema de ventilador de flujo axial en términos de uniformidad de salida de aire, paralelismo del flujo de aire y índice de eficiencia de ventilación. Esto se debe a que el paralelismo del flujo de aire del sistema FFU es mejor. El uso del sistema FFU puede hacer que el flujo de aire en la sala limpia sea mejor organizado.
(3). La influencia de la propia estructura de FFU
FFU se compone principalmente de ventiladores, filtros, dispositivos de guía de flujo de aire y otros componentes. El filtro de ultra alta eficiencia ULPA es la garantía más importante para si la sala limpia puede lograr la limpieza requerida del diseño. El material del filtro también afectará la uniformidad del campo de flujo. Cuando se agrega un material de filtro grueso o una placa de flujo laminar a la salida del filtro, el campo de flujo de salida se puede hacer fácilmente uniforme.
2. Impacto de diferentes interfaces de velocidad de limpieza
En la misma sala limpia, entre el área de trabajo y el área no laboral del flujo unidireccional vertical, debido a la diferencia en la velocidad del aire en la salida ULPA, se generará un efecto de vórtice mixto en la interfaz, y esta interfaz se convertirá en una turbulenta Zona de flujo de aire con una intensidad de turbulencia de aire particularmente alta. Las partículas pueden transmitirse a la superficie del equipo y contaminar el equipo y las obleas.
3. Impacto del personal y el equipo
Cuando la sala limpia está vacía, las características de flujo de aire en la habitación generalmente cumplen con los requisitos de diseño. Una vez que el equipo ingrese a la sala limpia, se transmiten el movimiento del personal y los productos, inevitablemente habrá obstáculos para la organización de flujo de aire. Por ejemplo, en las esquinas o bordes sobresalientes del equipo, el gas se desviará para formar una zona turbulenta, y el fluido en la zona no es fácilmente llevado por el gas, lo que causa contaminación. Al mismo tiempo, la superficie del equipo se calentará debido a la operación continua, y el gradiente de temperatura causará una zona de reflujo cerca de la máquina, lo que aumentará la acumulación de partículas en la zona de reflujo. Al mismo tiempo, la temperatura alta hará que las partículas escapen. El efecto dual agrava la dificultad de controlar la limpieza laminar vertical general. El polvo de los operadores en la sala limpia es muy fácil de adherirse a las obleas en estas zonas de reflujo.
4. Influencia del piso de aire de regreso
Cuando la resistencia del aire de retorno que pasa por el piso es diferente, se generará una diferencia de presión, de modo que el aire fluya en la dirección de menos resistencia y no se obtendrá un flujo de aire uniforme. El método de diseño popular actual es usar pisos elevados. Cuando la tasa de apertura de los pisos elevados es del 10%, la velocidad del flujo de aire en la altura de trabajo de la habitación se puede distribuir uniformemente. Además, se debe prestar atención estricta a los trabajos de limpieza para reducir la fuente de contaminación del piso.
5. Fenómeno de inducción
El llamado fenómeno de inducción se refiere al fenómeno de que se genera el flujo de aire en la dirección opuesta del flujo uniforme, y el polvo generado en la habitación o el polvo en el área contaminada adyacente se induce al lado del viento ascendente, de modo que el polvo puede contaminar el chip. Los siguientes son los posibles fenómenos de inducción:
(1). Plato ciego
En una sala limpia con flujo vertical unidireccional, debido a las juntas en la pared, generalmente hay placas ciegas grandes que generarán turbulencia en el flujo de retorno local.
(2). Lámparas
Los accesorios de iluminación en la sala limpia tendrán un mayor impacto. Dado que el calor de las lámparas fluorescentes hace que el flujo de aire aumente, no habrá un área turbulenta debajo de las lámparas fluorescentes. En general, las lámparas en la sala limpia están diseñadas en forma de lágrima para reducir el impacto de las lámparas en la organización del flujo de aire.
(3.) espacios entre paredes
Cuando hay brechas entre particiones con diferentes niveles de limpieza o entre particiones y techos, el polvo del área con bajos requisitos de limpieza se puede transferir al área adyacente con altos requisitos de limpieza.
(4). Distancia entre la máquina y el piso o la pared
Si el espacio entre la máquina y el piso o la pared es muy pequeño, causará turbulencia de rebote. Por lo tanto, deje un espacio entre el equipo y la pared y levante la máquina para evitar dejar que la máquina toque el suelo directamente.
Tiempo de publicación: febrero-05-2025