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本研究利用CFD模擬分析了半導(dǎo)體晶片干燥場(chǎng)非內(nèi)部和晶片周圍的流動(dòng)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(shí)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(shí)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(duì)Casel進(jìn)行了模擬結(jié)果的現(xiàn)狀分析，整體氣流的趨勢(shì)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(shí)，氣流分成兩條支路，這里預(yù)計(jì)也會(huì)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(duì)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(dòng)順暢。

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圖3.1.3

將氣體噴射角降低30度時(shí)，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(duì)稱地相遇并下降到晶片一側(cè)。氣體質(zhì)量流量翻倍時(shí)，整個(gè)流動(dòng)的流動(dòng)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(zhǎng)模式突然下沉，由于全體積對(duì)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(huì)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(shí)，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(chǎng)，同時(shí)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(duì)稱對(duì)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(duì)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。