칩 제조 산업에서 칩 수율은 칩에 증착되는 공기 입자의 크기와 수에 밀접한 관련이 있습니다. 효과적인 공기 흐름 관리는 먼지원에서 발생하는 입자를 클린룸에서 멀리 떨어뜨려 청정도를 유지할 수 있습니다. 즉, 클린룸의 공기 흐름 관리는 칩 생산 수율에 중요한 역할을 합니다. 클린룸 공기 흐름 관리 설계의 목표는 다음과 같습니다. 유동장의 와전류를 줄이거나 제거하여 유해 입자의 잔류를 방지하고, 적절한 양압 구배를 유지하여 교차 오염을 방지하는 것입니다.
클린룸 원리에 따르면 입자에 작용하는 힘에는 질량력, 분자력, 입자 간의 인력, 공기 흐름의 힘 등이 있습니다.
기류력: 공급 및 회수 기류, 열 대류 기류, 인공 교반 기류, 그리고 입자를 운반하기 위해 일정 유량을 갖는 기타 기류에 의해 발생하는 기류력을 말합니다. 클린룸 환경 기술 제어에 있어 기류력은 가장 중요한 요소입니다.
실험 결과, 기류 이동 시 입자는 거의 동일한 속도로 기류를 따라 이동합니다. 공기 중 입자의 상태는 기류 분포에 따라 결정됩니다. 기류가 실내 입자에 미치는 주요 영향은 다음과 같습니다. 급기 기류(1차 기류 및 2차 기류 포함), 사람의 이동에 따른 기류 및 열 대류 기류, 그리고 공정 및 산업 장비로 인한 입자에 대한 기류의 영향. 클린룸의 다양한 공기 공급 방식, 속도 인터페이스, 작업자 및 산업 장비, 유도 현상 등은 모두 청정도에 영향을 미치는 요인입니다.
1. 공기 공급 방식의 영향
(1) 공기 공급 속도
균일한 공기 흐름을 보장하기 위해 단방향 흐름 클린룸의 공기 공급 속도는 균일해야 하며, 공기 공급 표면의 사각지대는 작아야 하며, HEPA 필터 내부의 압력 강하도 균일해야 합니다.
공기 공급 속도는 균일합니다. 즉, 공기 흐름의 불균일성은 ±20% 이내로 제어됩니다.
공기 공급 표면에 불필요한 공간이 줄어듭니다. HEPA 프레임의 평면 영역을 줄이는 것뿐만 아니라, 더 중요한 것은 모듈식 FFU를 사용하여 중복 프레임을 단순화하는 것입니다.
공기 흐름이 수직적이고 단일 방향으로 이루어지도록 하기 위해서는 필터의 압력 강하 선택도 매우 중요하며, 필터 내부의 압력 손실이 편향될 수 없어야 합니다.
(2) FFU 시스템과 축류팬 시스템의 비교
FFU는 팬과 헤파 필터를 갖춘 공기 공급 장치입니다. FFU의 원심 팬으로 흡입된 공기는 덕트 내부의 동압을 정압으로 변환합니다. 이 공기는 헤파 필터를 통해 고르게 배출됩니다. 천장의 공급 공기 압력은 음압입니다. 따라서 필터 교체 시 클린룸으로 먼지가 유입되지 않습니다. 실험 결과 FFU 시스템은 공기 배출구 균일도, 공기 흐름 평행도, 환기 효율 지수 측면에서 축류 팬 시스템보다 우수한 것으로 나타났습니다. 이는 FFU 시스템의 공기 흐름 평행도가 더 우수하기 때문입니다. FFU 시스템을 사용하면 클린룸의 공기 흐름 구성을 개선할 수 있습니다.
(3) FFU 자체 구조의 영향
FFU는 주로 팬, 필터, 공기 흐름 가이드 및 기타 구성 요소로 구성됩니다. 헤파 필터는 클린룸 설계 시 요구되는 청정도를 달성하는 데 가장 중요한 요소입니다. 필터 재질 또한 유동장의 균일성에 영향을 미칩니다. 거친 필터 재질이나 유동판을 필터 출구에 추가하면 출구 유동장을 쉽게 균일하게 만들 수 있습니다.
2. 청결도에 따른 속도 인터페이스의 영향
동일한 클린룸 내에서 작업 영역과 비작업 영역 사이에 수직 단방향 흐름이 있는 경우, HEPA 박스의 공기 속도 차이로 인해 계면에서 혼합 와류 효과가 발생하고, 이 계면은 난류 기류 구역이 됩니다. 공기 난류의 강도가 특히 강하여 입자가 장비 표면으로 전파되어 장비와 웨이퍼를 오염시킬 수 있습니다.
3. 직원 및 장비에 미치는 영향
클린룸이 비어 있을 때, 실내 공기 흐름 특성은 일반적으로 설계 요건을 충족합니다. 장비가 클린룸에 들어오고, 사람이 이동하고, 제품이 운반되면 필연적으로 공기 흐름에 장애가 발생하는데, 예를 들어 장비에서 튀어나온 날카로운 부분 등이 있습니다. 모서리나 가장자리에서는 가스가 방향을 바꾸어 난류 영역을 형성하고, 해당 영역의 유체는 유입되는 가스에 의해 쉽게 제거되지 않아 오염을 유발합니다.
동시에, 연속적인 작동으로 인해 기계 장비 표면이 가열되고, 온도 구배로 인해 기계 근처에 리플로우 영역이 발생하여 리플로우 영역에 입자가 축적되는 현상이 증가합니다. 동시에, 고온으로 인해 입자가 쉽게 빠져나가게 됩니다. 이러한 이중 효과는 전체 수직층을 강화합니다. 스트림의 청결도 제어가 어려워집니다. 클린룸 작업자의 분진이 이러한 리플로우 영역의 웨이퍼에 쉽게 부착될 수 있습니다.
4. 리턴 에어 플로어의 영향
바닥을 통과하는 환기의 저항이 다르면 압력 차이가 발생하여 공기가 저항이 작은 방향으로 흐르게 되고, 균일한 공기 흐름을 얻지 못하게 됩니다. 현재 널리 사용되는 설계 방식은 높은 바닥을 사용하는 것입니다. 높은 바닥의 개구율이 10%일 때, 실내 작업 높이에서 공기 흐름 속도가 고르게 분포될 수 있습니다. 또한, 바닥 오염원을 줄이기 위해 청소 작업에 세심한 주의를 기울여야 합니다.
5. 유도 현상
소위 유도 현상은 균일한 기류와 반대 방향으로 기류를 발생시켜 실내에서 발생한 먼지나 인접한 오염 구역의 먼지를 상풍 쪽으로 유도하여 웨이퍼를 오염시키는 현상을 말합니다. 유도 현상은 다음과 같습니다.
(1) 블라인드 플레이트
수직 일방향 흐름이 있는 청정실에서는 벽의 조인트로 인해 일반적으로 큰 블라인드 패널이 생겨 난류와 국부적 역류가 발생합니다.
(2) 램프
클린룸의 조명 기구는 더 큰 영향을 미칩니다. 형광등의 열이 공기 흐름을 상승시키므로 형광등이 난류를 형성하지 않습니다. 일반적으로 클린룸의 조명은 공기 흐름에 미치는 영향을 줄이기 위해 눈물방울 모양으로 설계됩니다.
(3) 벽 사이의 틈새
청결도 요구 사항이 서로 다른 칸막이 벽이나 천장 사이에 틈이 있는 경우, 청결도 요구 사항이 낮은 구역의 먼지가 청결도 요구 사항이 높은 인접한 구역으로 이동할 수 있습니다.
(4) 기계장치와 바닥 또는 벽 사이의 거리
기계 장비와 바닥 또는 벽 사이의 간격이 작으면 반동 난류가 발생합니다. 따라서 장비와 벽 사이에 간격을 두고 기계 플랫폼을 높여 지면과 직접 접촉하지 않도록 하십시오.
게시 시간: 2023년 11월 2일