【摘 要】
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随着精密设备和微电子行业的发展,大跨度电子洁净室已经被广泛应用于例如半导体、晶体管、液晶显示器等工业领域的大型生产车间。当洁净室跨度增加时,洁净室内的气流组织控制变得复杂,因此大跨度洁净室内的气流组织尤其受到关注。我国微电子行业起步较晚,大跨度洁净室内设备往往集中放置,再加上微电子大跨度洁净室内的设备尺寸比较高大,这会影响洁净室内气流组织的均匀性。因此需要针对大跨度洁净室内的生产设备,研究不同设备
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随着精密设备和微电子行业的发展,大跨度电子洁净室已经被广泛应用于例如半导体、晶体管、液晶显示器等工业领域的大型生产车间。当洁净室跨度增加时,洁净室内的气流组织控制变得复杂,因此大跨度洁净室内的气流组织尤其受到关注。我国微电子行业起步较晚,大跨度洁净室内设备往往集中放置,再加上微电子大跨度洁净室内的设备尺寸比较高大,这会影响洁净室内气流组织的均匀性。因此需要针对大跨度洁净室内的生产设备,研究不同设备高度、不同设备放置位置、工艺设备的污染对洁净室的影响,从不同高度设备适宜送风速度、设备合理放置位置、污染物扩散预防三个角度提出大跨度洁净室内气流组织的优化建议并提供参考,是本文研究的重点与目的。本文首先通过对某实际运行的大跨度电子洁净室进行调研,归纳了大跨度洁净室常用的气流形式以及常用气流形式的实现方法。使用CFD数值模拟软件建立了全尺寸大跨度洁净室循环风模型,研究了空态大跨度洁净室和静态大跨度洁净室气流组织,并结合洁净室设计要求对比了两种大跨度洁净室内的气流组织特性。为了优化大跨度洁净室内气流组织,本文研究了FFU送风速度为0.3m/s～0.8m/s,设备高度1m～3m不同情况对洁净室工作区气流组织的影响。通过断面平均风速、乱流度、气流速度衰减度等指标对洁净室内气流组织进行评价,通过对比分析给出不同设备高度下适宜送风速度:设备高度1m:0.4m/s～0.7m/s;设备高度2m:0.5m/s～0.8m/s;设备高度3m:0.6m/s～0.8m/s。随后为了对洁净室内气流组织进一步优化,针对洁净区、次洁净区、回风道内设备的布局进行研究,从洁净区工艺设备与送风口0m～1m偏移距离、回风道内新风送入高度3m～13m、次洁净区170w/m~2～200w/m~2电伴热管道位置三个方面,研究了大跨度洁净室内设备放置位置对洁净室内气流组织的影响,提出了关于设备与送风口相对位置、新风高度与回风井高度相对位置的无量纲参数,可为同类型大跨度洁净室内设备布局提供参考并优化洁净室内的气流组织,两个无量纲参数分别为b*和a*,最佳变化范围为b*≤0.2,0.40≤a*≤0.72。最后本文针对蚀刻设备内污染物的扩散过程进行研究,选取蚀刻设备维护过程开舱阶段常见污染物HCl进行数值模拟,并与文献实测结果进行对比验证。主要研究了HCl以最高浓度扩散时的影响范围和加入真空喷吹之后不同时间反应室内HCl浓度变化。通过对比分析,根据标准得出大跨度洁净室内污染物两个扩散范围,分别为1.7m和2.5m,并提出污染物扩散的三级区域以及使用真空喷吹工序减小设备污染物HCl泄漏的预防措施。本文通过不同角度研究了大跨度洁净室内的气流组织和污染物扩散过程,主要从送风速度、设备排布、污染物扩散三方面对大跨度洁净室内气流组织提出了优化建议。这对减少回流对大跨度洁净室的干扰,避免因为污染物扩散而产生的危害,保证洁净室内的气流稳定具有实际意义。
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