

Tingkat hasil produksi chip dalam industri manufaktur IC berkaitan erat dengan ukuran dan jumlah partikel udara yang menempel pada chip. Pengaturan aliran udara yang baik dapat memindahkan partikel yang dihasilkan oleh sumber debu dari ruang bersih untuk memastikan kebersihan ruang bersih. Dengan kata lain, pengaturan aliran udara di ruang bersih memainkan peran penting dalam tingkat hasil produksi IC. Desain pengaturan aliran udara di ruang bersih perlu mencapai tujuan berikut: mengurangi atau menghilangkan arus eddy dalam medan aliran untuk menghindari retensi partikel berbahaya; mempertahankan gradien tekanan positif yang sesuai untuk mencegah kontaminasi silang.
Kekuatan aliran udara
Menurut prinsip ruang bersih, gaya yang bekerja pada partikel meliputi gaya massa, gaya molekul, gaya tarik antar partikel, gaya aliran udara, dan lain-lain.
Gaya aliran udara: mengacu pada gaya aliran udara yang disebabkan oleh aliran udara masuk, aliran udara balik, aliran udara konveksi termal, pengadukan buatan, dan aliran udara lain dengan laju aliran tertentu untuk membawa partikel. Untuk pengendalian teknis lingkungan ruang bersih, gaya aliran udara merupakan faktor terpenting.
Eksperimen telah menunjukkan bahwa dalam pergerakan aliran udara, partikel-partikel mengikuti pergerakan aliran udara dengan kecepatan yang hampir sama. Kondisi partikel di udara ditentukan oleh distribusi aliran udara. Aliran udara yang memengaruhi partikel dalam ruangan terutama meliputi: aliran udara suplai udara (termasuk aliran udara primer dan aliran udara sekunder), aliran udara dan aliran udara konveksi termal yang disebabkan oleh orang yang berjalan, dan aliran udara yang disebabkan oleh operasi proses dan peralatan industri. Berbagai metode suplai udara, antarmuka kecepatan, operator dan peralatan industri, serta fenomena induksi di ruang bersih merupakan faktor-faktor yang memengaruhi tingkat kebersihan.
Faktor-faktor yang mempengaruhi organisasi aliran udara
1. Pengaruh metode pasokan udara
(1). Kecepatan pasokan udara
Untuk memastikan aliran udara yang seragam, kecepatan pasokan udara harus seragam di ruang bersih searah; zona mati permukaan pasokan udara harus kecil; dan penurunan tekanan di ULPA juga harus seragam.
Kecepatan pasokan udara seragam: yaitu, ketidakrataan aliran udara dikontrol dalam ±20%.
Zona mati yang lebih sedikit pada permukaan pasokan udara: tidak hanya luas bidang rangka ULPA yang harus dikurangi, tetapi yang lebih penting, FFU modular harus diadopsi untuk menyederhanakan rangka redundan.
Untuk memastikan aliran udara vertikal searah, pemilihan penurunan tekanan filter juga sangat penting, yang mengharuskan kehilangan tekanan dalam filter tidak dapat menyimpang.
(2). Perbandingan antara sistem FFU dan sistem kipas aliran aksial
FFU adalah unit suplai udara dengan kipas dan filter (ULPA). Setelah udara dihisap oleh kipas sentrifugal FFU, tekanan dinamis diubah menjadi tekanan statis di saluran udara dan dihembuskan secara merata oleh ULPA. Tekanan suplai udara di langit-langit adalah tekanan negatif, sehingga tidak ada debu yang bocor ke ruang bersih saat filter diganti. Eksperimen telah menunjukkan bahwa sistem FFU lebih unggul daripada sistem kipas aliran aksial dalam hal keseragaman saluran keluar udara, paralelisme aliran udara, dan indeks efisiensi ventilasi. Hal ini karena paralelisme aliran udara sistem FFU lebih baik. Penggunaan sistem FFU dapat membuat aliran udara di ruang bersih lebih terorganisir.
(3). Pengaruh struktur FFU sendiri
FFU terutama terdiri dari kipas, filter, perangkat pemandu aliran udara, dan komponen lainnya. Filter efisiensi ultra-tinggi ULPA merupakan jaminan terpenting untuk memastikan ruang bersih dapat mencapai tingkat kebersihan yang dibutuhkan sesuai desain. Material filter juga akan memengaruhi keseragaman medan aliran. Ketika material filter kasar atau pelat aliran laminar ditambahkan ke outlet filter, medan aliran outlet dapat dengan mudah diseragamkan.
2. Dampak perbedaan kecepatan antarmuka terhadap kebersihan
Di ruang bersih yang sama, antara area kerja dan area non-kerja dengan aliran searah vertikal, akibat perbedaan kecepatan udara di outlet ULPA, efek pusaran campuran akan dihasilkan pada antarmuka, dan antarmuka ini akan menjadi zona aliran udara turbulen dengan intensitas turbulensi udara yang sangat tinggi. Partikel dapat terpancar ke permukaan peralatan dan mengontaminasi peralatan serta wafer.
3. Dampak staf dan peralatan
Ketika ruang bersih kosong, karakteristik aliran udara di dalam ruangan umumnya memenuhi persyaratan desain. Setelah peralatan memasuki ruang bersih, personel bergerak, dan produk dikirim, pasti akan ada hambatan pada pengaturan aliran udara. Misalnya, pada sudut atau tepi peralatan yang menonjol, gas akan dialihkan untuk membentuk zona turbulen, dan cairan di zona tersebut tidak mudah terbawa oleh gas, sehingga menyebabkan polusi. Pada saat yang sama, permukaan peralatan akan memanas karena operasi yang terus-menerus, dan gradien suhu akan menyebabkan zona reflow di dekat mesin, yang akan meningkatkan akumulasi partikel di zona reflow. Pada saat yang sama, suhu tinggi akan dengan mudah menyebabkan partikel lepas. Efek ganda memperburuk kesulitan mengendalikan kebersihan laminar vertikal secara keseluruhan. Debu dari operator di ruang bersih sangat mudah menempel pada wafer di zona reflow ini.
4. Pengaruh lantai udara balik
Ketika hambatan udara balik yang melewati lantai berbeda, akan terjadi perbedaan tekanan, sehingga udara akan mengalir ke arah yang hambatannya lebih kecil, dan aliran udara yang seragam tidak akan tercapai. Metode desain yang populer saat ini adalah menggunakan lantai yang ditinggikan. Ketika tingkat bukaan lantai yang ditinggikan adalah 10%, kecepatan aliran udara pada ketinggian kerja ruangan dapat didistribusikan secara merata. Selain itu, perhatian khusus harus diberikan pada pekerjaan pembersihan untuk mengurangi sumber polusi dari lantai.
5. Fenomena induksi
Fenomena induksi mengacu pada fenomena di mana aliran udara dihasilkan dalam arah yang berlawanan dengan aliran seragam, dan debu yang dihasilkan di dalam ruangan atau debu di area terkontaminasi di sekitarnya terinduksi ke sisi yang berlawanan arah angin, sehingga debu tersebut dapat mengontaminasi chip. Berikut ini adalah beberapa kemungkinan fenomena induksi:
(1). Pelat buta
Di ruangan bersih dengan aliran vertikal searah, karena adanya sambungan pada dinding, umumnya terdapat pelat buta besar yang akan menimbulkan turbulensi pada aliran balik lokal.
(2). Lampu
Perlengkapan pencahayaan di ruang bersih akan memberikan dampak yang lebih besar. Karena panas lampu fluoresen menyebabkan aliran udara meningkat, tidak akan ada area turbulen di bawah lampu fluoresen. Umumnya, lampu di ruang bersih dirancang berbentuk tetesan air mata untuk mengurangi dampak lampu terhadap pengaturan aliran udara.
(3.) Celah antar dinding
Bila terdapat celah antara partisi dengan tingkat kebersihan yang berbeda atau antara partisi dan langit-langit, debu dari area dengan persyaratan kebersihan rendah dapat berpindah ke area di sebelahnya dengan persyaratan kebersihan tinggi.
(4). Jarak antara mesin dan lantai atau dinding
Jika celah antara mesin dan lantai atau dinding terlalu kecil, turbulensi pantulan akan terjadi. Oleh karena itu, sisakan celah antara mesin dan dinding, lalu angkat mesin agar tidak menyentuh tanah secara langsung.
Waktu posting: 05-Feb-2025