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本研究利用CFD模擬分析了半導(dǎo)體晶片干燥場非內(nèi)部和晶片周圍的流動特性,并根據(jù)分析Case和晶片位置觀察了設(shè)計(jì)因子變化時的速度變化。
圖表分析結(jié)果表明,晶圓表面在x軸上的速度分布可以確認(rèn)烘干機(jī)內(nèi)部從GARS管道噴射下降的氣流大部分都經(jīng)過晶圓中心區(qū)域,在y軸上查看速度分布可以確認(rèn)烘干機(jī)頂部到底部由排氣引起的速度驟減現(xiàn)象。據(jù)判斷,晶片×軸兩端速度急劇上升的原因是進(jìn)入晶片區(qū)域的氣流離開晶片時排氣過程中產(chǎn)生的壓力差。
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圖3.1.1
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圖 3.1.2
對Casel進(jìn)行了模擬結(jié)果的現(xiàn)狀分析,整體氣流的趨勢如圖3.1.1的遺跡線和圖3.1.2,通過觀察遺跡線,可以判斷,當(dāng)下降氣流乘坐晶片表面流出下部時,氣流分成兩條支路,這里預(yù)計(jì)也會出現(xiàn)速度停滯,并有污染物殘留的可能性。根據(jù)晶片位置的不同,氣流的特性也有所不同,特別是晶片6上部產(chǎn)生的下降氣流相對于其他晶片而言較大,因此在中心的速度大幅上升,觀察到像圖3.1.3中一樣,下降到晶片中心的氣流主邊緣的速度急劇上升,這看起來像是晶片2上部左右側(cè)發(fā)生的渦流區(qū)域向下擴(kuò)張。而且,在晶片10的下部,在速度轉(zhuǎn)向排氣部的過程中,觀察到了速度向量的貧化較大的區(qū)域。另外,烘干機(jī)內(nèi)部共同出現(xiàn)的渦流區(qū)域和流動順暢。
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圖3.1.3
將氣體噴射角降低30度時,管道中噴射的氣體的角度朝向烘干機(jī)蓋和晶片之間,氣流無法乘坐烘干機(jī)蓋穩(wěn)定地伸展出去,氣流不穩(wěn)定,左右氣體無法正向碰撞,不對稱地相遇并下降到晶片一側(cè)。氣體質(zhì)量流量翻倍時,整個流動的流動模式傾向沒有太大差異,但可以觀察到晶片頂部左右側(cè)發(fā)生的渦流整體向下以長模式突然下沉,由于全體積對下降氣流的速度崇尚,因此認(rèn)為晶片10的中端表面上發(fā)生的速度停滯現(xiàn)象不會出現(xiàn)。將氣體噴射角降低30度,氣體質(zhì)量流量增加2倍時,Case2和Case4中氣體噴射角的調(diào)節(jié)引起的氣流的不清新。
通過所有實(shí)驗(yàn)分析,得出了以下結(jié)論:(1)烘干機(jī)內(nèi)部左右管道噴射的氣體在烘干機(jī)頂部重陽相互碰撞,形成下降氣流,通過晶片形成扇形流場,同時掉進(jìn)左右排氣部;(2)晶片上部形成渦流,氣體質(zhì)量流量增加,渦流區(qū)域逐漸擴(kuò)大到下部,通過晶片中心的氣流速度明顯增加;(3)降低氣體噴射角度,噴射的左右氣流的不對稱對撞力降低,越到前后晶片,晶片表面的氣流越不穩(wěn)定;(4)排氣部輸入角對干燥器內(nèi)部氣流變化影響不大;(5)晶片表面發(fā)生的渦流區(qū)域和速度百特的本月區(qū)域有可能殘留污染物。