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光刻机的工作环境为什么需要超洁净环境?

2020-11-20 17:00:00

浏览:

众所周知,光刻机是芯片制造中最核心的机器,被誉为半导体产业“皇冠上的明珠”。每颗芯片在诞生之初,都需要经过光刻机的雕刻,且精度要达到头发丝的千分之一。

光刻机的工作环境为什么需要超洁净环境?

光刻机的工作原理:通过一系列的光源能量、形态约束,将光束投射过画有电路图的掩膜,经过光学补偿,将电路图成比例缩小投射到硅晶片,最后通过化学方法显影,得到刻在硅晶片上的电路图。

既然是光刻机,工作中最重要的,当然是光了,光在哪里传播呢?自然是空气。这也就是为什么光刻机的工作环境要求非常高的洁净度。

气流仿真在光刻间改造中解决横风问题的应用案例
对于已经建好的工程,每一次实验都是非常昂贵的。如何选择较优的处理方案来解决横风问题呢?可以说通过气流模拟来实验气流组织方案几乎是唯一的解决方案了。

本期给大家介绍的就是某工厂的改造工程中,通过气流模拟解决横风问题的实际案例。


01


物理模型

模拟区间为光刻机房区域,如图1所示。模拟在35mx40mx10m的范围内计算机房内的气流情况。




02


边界条件

模拟采用的边界条件如下图2所示,FFU满铺,过滤器尺寸为1210*600,除设备外其余地方都是高架地板,尺寸为600*600,开孔率为25%。



03


优化目标与方案设定

我们通过修改高架地板的开孔率来调整房间内的压力分布,达到较小横风的目的。

如图3所示,将整个区域分成五个部分,其中0,1,2,3的四个部分是将中间区域均分成四个等面积。序号4是转角的剩余部分。使用两种高架地板开孔率25%和50%。



通过开孔率设置如下四种方案:

方案1是当前厂房内的情况,方案2-4是修改了2-3区域的开孔率。

这样设置的原因是:我们分析发现中间部分在整个厂房内是正压比较大的区域,区域0,1,4由于靠近1楼的出风口,正压较小,所以只需要调整中间区域,即可防止大正压部分在厂房内部就转向小正压区域。


1. H=120cm气流偏移角对比



结论:方案4在这个角落处的气流偏移角最小,但是需要大面积更换高架地板(50%开孔率板)。


2. H=120cm局部速度角度对比

箭头表示:蓝色为方案1,红色为方案2,绿色为方案3,黄色为方案4


04


结论

本期模拟了不同的高架地板开孔率的分布下整个洁净室内的气流分布及气流偏转角的情况。从模拟结果得出:方案4在转角处气流偏移角最小,达到横风的效果最佳。


作者: clabso
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光刻机的工作环境为什么需要超洁净环境?

2020-11-20 17:00:00

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众所周知,光刻机是芯片制造中最核心的机器,被誉为半导体产业“皇冠上的明珠”。每颗芯片在诞生之初,都需要经过光刻机的雕刻,且精度要达到头发丝的千分之一。

光刻机的工作环境为什么需要超洁净环境?

光刻机的工作原理:通过一系列的光源能量、形态约束,将光束投射过画有电路图的掩膜,经过光学补偿,将电路图成比例缩小投射到硅晶片,最后通过化学方法显影,得到刻在硅晶片上的电路图。

既然是光刻机,工作中最重要的,当然是光了,光在哪里传播呢?自然是空气。这也就是为什么光刻机的工作环境要求非常高的洁净度。

气流仿真在光刻间改造中解决横风问题的应用案例
对于已经建好的工程,每一次实验都是非常昂贵的。如何选择较优的处理方案来解决横风问题呢?可以说通过气流模拟来实验气流组织方案几乎是唯一的解决方案了。

本期给大家介绍的就是某工厂的改造工程中,通过气流模拟解决横风问题的实际案例。


01


物理模型

模拟区间为光刻机房区域,如图1所示。模拟在35mx40mx10m的范围内计算机房内的气流情况。




02


边界条件

模拟采用的边界条件如下图2所示,FFU满铺,过滤器尺寸为1210*600,除设备外其余地方都是高架地板,尺寸为600*600,开孔率为25%。



03


优化目标与方案设定

我们通过修改高架地板的开孔率来调整房间内的压力分布,达到较小横风的目的。

如图3所示,将整个区域分成五个部分,其中0,1,2,3的四个部分是将中间区域均分成四个等面积。序号4是转角的剩余部分。使用两种高架地板开孔率25%和50%。



通过开孔率设置如下四种方案:

方案1是当前厂房内的情况,方案2-4是修改了2-3区域的开孔率。

这样设置的原因是:我们分析发现中间部分在整个厂房内是正压比较大的区域,区域0,1,4由于靠近1楼的出风口,正压较小,所以只需要调整中间区域,即可防止大正压部分在厂房内部就转向小正压区域。


1. H=120cm气流偏移角对比



结论:方案4在这个角落处的气流偏移角最小,但是需要大面积更换高架地板(50%开孔率板)。


2. H=120cm局部速度角度对比

箭头表示:蓝色为方案1,红色为方案2,绿色为方案3,黄色为方案4


04


结论

本期模拟了不同的高架地板开孔率的分布下整个洁净室内的气流分布及气流偏转角的情况。从模拟结果得出:方案4在转角处气流偏移角最小,达到横风的效果最佳。


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